[发明专利]一种电动轮悬架主动回正控制系统

说明书

技术领域

本发明属于电动汽车悬架-转向控制技术领域，具体涉及一种用于轮边电驱动独立悬架的主动回正控制系统。

背景技术

近年来，随着节能环保日益受到重视，电动汽车得到了快速发展，出现了多种电动车的驱动形式，目前，以电动轮为代表的轮边驱动系统，由于其功率密度大、传动效率高、可利用空间大、结构简单、各驱动轮转矩可独立控制，成为研究热点。

现有专利技术中的轮边驱动系统，结构复杂，由于轮边驱动单元会增加转向系统绕主销的转动惯量，对车辆回正特性产生影响。采用的多连杆悬架结构，在转向过程中虚拟主销的运动，也会对车辆的回正性能产生影响。

因此，开发一种电动轮悬架的主动回正控制系统，用于改善现有技术的不足，已成为轮边驱动悬架-转向控制技术领域迫切的需求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点和不足，提供一种电动轮悬架主动回正控制系统:该电动轮单元，结构紧凑，功率密度大，传动效率高，并且应用范围广泛；该独立悬架结构简单合理，转向轮传到方向盘的冲击力小；该主动回正控制系统能够合理提供车轮所需要的回正力矩，改善回正性能，“路感”良好。

本发明为解决上述技术问题，通过以下技术方案实现：

一种电动轮悬架主动回正控制系统，包括悬架单元、电动轮单元、支架总成、车架，转向机构和主动回正控制装置；其中，支架总成横向安装在车架的前端，悬架单元左右对称安装在支架总成的两端，电动轮单元安装于悬架单元上，转向机构安装于车架上，主动回正控制装置控制转向机构带动电动轮单元实现助力转向或主动回正控制。

具体地，所述的悬架单元包括第一下摆臂、第二下摆臂、减震器、上摆臂、扭杆弹簧和转向节；其中，扭杆弹簧前端通过花键与上摆臂连接，后端通过花键与扭杆弹簧预紧摆杆连接，扭杆弹簧预紧拉杆上端与车架连接，下端与扭杆弹簧预紧摆杆连接，可以通过扭杆弹簧预紧摆杆调整扭杆弹簧的预紧力；上摆臂通过衬套与车架连接，与转向节通过单外球头铰接；第一下摆臂和第二下摆臂内端分别通过衬套连接到第二纵向支架上，外端分别通过球铰连接到转向节上；减震器下端通过衬套连接于第一下摆臂上，上端与车架通过衬套连接。

所述的电动轮单元包括轮边电机、减速器和盘式制动器；其中，轮边电机、减速器和盘式制动器与车轮同轴安装。

所述的支架总成包括横向支架，第一纵向支架、第二纵向支架，第一加强板、第二加强板、第三加强板与第四加强板；其中，横向支架为凹形结构；第一纵向支架和第二纵向支架分别安装在横向支架的两端；第一加强板和第二加强板分别倾斜安装在第一纵向支架与横向支架之间；第三加强板与第四加强板分别倾斜安装在第二纵向支架与横向支架之间。

所述的主动回正控制装置包括信号采集模块、回正判断模块、计算模块、助力转向模块和驱动加载模块；其中，信号采集模块采集力矩传感器输出的力矩信息、角度编码器输出的角度信息和速度传感器输出的车辆速度信息；助力转向模块计算输出转向助力力矩，控制驱动加载模块执行；回正判断模块判断车辆是否处于回正状态，若车辆处于回正状态，计算模块计算需要施加的主动回正力矩，控制驱动加载模块执行，若车辆不处于回正状态，则计算模块不输出主动回正力矩。

计算需要施加的主动回正力矩过程为：

(一)根据内外轮的转角分别计算由虚拟主销运动产生的内外轮主销后倾拖距ξ₁、ξ₂的变化,及初始状态主销不移动时的后倾拖距ξ；

(二)根据车辆模型计算内外车轮载荷转移量ΔF_z；

(三)根据车轮转角及车辆状态计算轮胎侧偏角；根据轮胎模型结合载荷转移量ΔF_z，计算内外轮侧向力F_y1、F_y2及侧向力产生的回正力矩M_y1＝F_y1ξ₁、M_y2＝F_y2ξ₂；

(四)计算由于载荷转移和虚拟主销移动造成的回正力矩减小量：ΔM＝(F_y1+F_y2)ξ-(F_y1ξ₁+F_y2ξ₂)，作为主动回正控制的目标力矩。