[发明专利]轮毂电机驱动电动汽车的大角度全线控转向系统及其方法

说明书

本发明提供轮毂电机驱动电动汽车的大角度全线控转向系统及其方法，包括执行机构、检测机构、转向模式选择按钮和电子控制单元；执行机构包括T型轴、齿圈、驱动装置、转动机构和电磁离合器；电磁离合器控制转向机构与车架的结合与断开；检测机构检测车轮转过的角度和方向盘转过的角度，并将所检测的信号传输给电子控制单元；转向模式选择按钮与电子控制单元连接；电子控制单元根据接收到的信号计算出车轮的转角，并根据检测机构的信号和转向模式选择按钮选择的转向模式控制驱动装置和电磁离合器的工作。本发明不仅提高转向和行车的安全性，还减少了传统转向因为机械零件传动带来的能量损耗。有效提高城市空间及道路利用率。

技术领域

本发明属于汽车研究领域，具体涉及一种轮毂电机驱动电动汽车的大角度全线控转向系统及其方法。

背景技术

随着经济的快速发展，我国汽车保有量已超出2亿辆，而汽车转弯的半径较大在城市土地资源有限，城市道路修建不完善且成本较高的情况下，造成的石油等不可再生资源日益减少，环境保护的需求越来越迫切和城市道路越来越拥堵停车难、车辆临时转向不便等问题愈发严重，同时因停车难和车辆临时转向不便而引起的多余行驶行为造成的能量浪费在大基数的背景中不可忽视。因此在停车空间越来越小的今天，对车辆转向系统的结构进行改进，减少能源消耗，提高车辆的灵活性和对停车场土地资源及城市道路的利用率就显得十分必要。

申请号为201510080160.6的一种基于轮毂电机的电动汽车全方位全线控转向系统，虽然可以实现四轮胎独立大角度的转向，但是轮胎易于转向拉杆干涉，且转向受到各机械机构的几何限制，难于灵活地进行大角度转向。申请号为201710699258.9的一种多轴轮毂电机驱动车辆后轮线控转向驱动装置及其转向方法虽然可以通过电子控制单元实现后轮的线控转向，但是前轮为机械转向，无法精确的保证转向时的精度，同时转向梯形臂的存在极大程度上限制了车轮转过的角度。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种轮毂电机驱动电动汽车的大角度全线控转向系统及其方法，应用这种转向系统不仅可以满足现有普通转向系统的需求，还能实现原地掉头等多角度零半径转向以及横向行驶泊车，使得城市空间及道路利用率有效提高。

本发明实现其发明目的所采用的技术方案是：一种轮毂电机驱动电动汽车的大角度全线控转向系统，包括执行机构、检测机构、转向模式选择按钮和电子控制单元；

所述执行机构包括T型轴、齿圈、驱动装置、转动机构和电磁离合器；所述T型轴的上端的一侧与车架铰接，另一侧与轮毂电机连接，下端与齿圈连接；所述转动机构包括第三齿轮、轴承和第二齿轮；所述第三齿轮安装在轴承的外圈、且与齿圈啮合，所述轴承的下端依次安装第二齿轮和电磁离合器，所述第二齿轮与驱动装置转动轴上的第一齿轮啮合，驱动装置与车架连接，所述轴承的内圈通过螺母拧紧在加工有螺纹的销钉上；所述电磁离合器控制转动机构与车架的结合与断开；

所述检测机构检测车轮转过的角度和方向盘转过的角度，并将所检测的信号传输给电子控制单元；所述转向模式选择按钮与电子控制单元连接；

当方向盘转角大于预设值b°时，电子控制单元生成常规转向指令，自动进入常规转向模式，否则维持常规直线行驶模式；

当需要车轮转过的角度大于预设的常规转向模式下理论车轮极限转角时，通过转向模式选择按钮选择进入非常规转向模式，电子控制单元控制执行机构的驱动装置和电磁离合器进行转向；

所述电子控制单元根据接收到的方向盘转角信号计算出理论的车轮转角；所述电子控制单元将实际的车轮转角与计算的理论车轮转角相比较，如果实际的车轮转角小于理论的车轮转角，则继续进行转向，直至理论车轮转角与实际的车轮转角相等，转向停止。

上述方案中，所述检测机构包括车轮转角传感器和方向盘转角传感器；