[发明专利]多轴轮毂电机驱动车辆后轮线控转向驱动装置及转向方法

权利要求书

1.一种多轴轮毂电机驱动车辆后轮线控转向驱动装置的转向方法，其特征在于，使用多轴轮毂电机驱动车辆后轮线控转向驱动装置，其包括：

后轴转向梯形臂，其分别与所述后轴相对转动连接；

后轴转向横拉杆，其分别与所述后轴转向梯形臂相对转动连接；

转角传感器，其分别安装于转向系中的转向柱和各后轮转向主销上；

后轮转向控制器，其分别电联所述转角传感器和后轴轮毂电机，用于对后轮转角进行控制；

其中，所述后轴转向梯形臂与所述后轴转向横拉杆形成可变形梯形，所述后轴上的后轮在所述可变形梯形的作用下进行偏转，所述转角传感器用于监测转向盘转角以及后轮的偏转角度，并将信号传递给所述后轮转向控制器；

所述转向方法包括如下步骤：

步骤一、转角传感器采集转角信号、根据方向盘转角信号值及各轮轮速信号值，得出实际车速；

步骤二、后轮转向控制器根据转向柱上转角传感器的信号值及各轴与整车质心的位置关系，计算各后轮实际需要的偏转角度；

步骤三、根据所述转角信号变化方向判断驾驶员行驶状态：

若驾驶员为转向过程：则后轮转向控制器中驱动助力转向模块依据当前实际车速和计算得到的各后轮偏转角信号，经助力特性曲线插值获得各后轴驱动转向力矩；

若驾驶员为回正过程：则驱动助力转向模块根据后轮实际偏转信号与转向盘转角信号的实时差值，经PID控制器计算，输出对应的差动回正转矩；

其中，后轮实际偏转信号来自各后轮转向主销上的转角传感器，转向盘转角信号来自转向系中转向柱上的转角传感器；

步骤四、若为所述转向过程，根据所述驱动转向力矩得到各后轴两侧车轮分别绕各自转向主销轴线的驱动力转矩差值，平分后与根据整车动力性及安全性计算得出的后轴各车轮驱动电机目标转矩分别求代数和，之后作为两侧后轮电机控制器的目标输出转矩；

步骤五、在车辆行驶过程中，各后轮转向主销上的转角传感器实时向后轮转向控制器反馈各后轮的实际角度偏转情况，以确保各后轴车轮能够时刻与各前轴车轮的偏转相适应，完成随动转向。

2.如权利要求1所述的多轴轮毂电机驱动车辆后轮线控转向驱动装置的转向方法，其特征在于，在所述步骤二中对后轮实际需要的偏转角度的计算过程包括如下步骤：

步骤a、采集车辆行驶的纵向速度u、车身的质心侧偏角β、第一前轴上前轮转角δ_m以及第二前轴上前轮转角δ_n；

步骤b、建立后轮偏移角度操纵模型：

式中，m为车辆总质量，u为车辆行驶的纵向速度，I_z为车辆绕z轴的转动惯量，C_i为i轴的侧偏刚度，L_i为第i轴到质心的距离，ω_r为车身的横摆角速度，β为车身的质心侧偏角，δ_i为i轴上车轮转角；

步骤c、通过所述操纵模型得出后轴上后轮转角公式为

式中，L_p为后轴到质心的距离，L_m为第一前轴到质心的距离，L_n为第二前轴到质心的距离，δ_p为后轴上后轮转角，δ_m为第一前轴上前轮转角，δ_n为第二前轴上前轮转角。

3.如权利要求2所述的多轴轮毂电机驱动车辆后轮线控转向驱动装置的转向方法，其特征在于，在所述步骤c中，对所述后轮转角公式进行近似取值，得到公式为

式中，L_p为后轴到质心的距离，L_m为第一前轴到质心的距离，L_n为第二前轴到质心的距离，δ_p为后轴上后轮转角，δ_m为第一前轴上前轮转角，δ_n为第二前轴上前轮转角。

4.如权利要求3所述的多轴轮毂电机驱动车辆后轮线控转向驱动装置的转向方法，其特征在于，在所述步骤四中，所述后轮的驱动力转矩差值公式为式中，ΔT为左右转向轮驱动转矩之差，T_st为转向力矩，r_ω为滚动半径，a为转向轮的主销偏移距。

5.如权利要求4所述的多轴轮毂电机驱动车辆后轮线控转向驱动装置的转向方法，其特征在于，在所述步骤四中，所述输出转矩的公式为式中，T_I为内侧车轮的驱动转矩，T_O为外侧车轮的驱动转矩，T_d为驾驶员踏板输入的总驱动转矩，D_i为第i轴驱动转矩占总驱动转矩的比例。