[发明专利]一种双电机耦合驱动履带车辆转向系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆转向系统，具体涉及一种双电机耦合驱动履带车辆转向系统。

背景技术

转向是履带车辆行驶理论中的核心问题，转向的灵活性和可控性是评价履带车辆机动性能的重要指标。履带车辆通过转向机构使两侧履带获得不同速度实现转向，这与轮式车辆的转向原理及转向机构有着根本的不同。履带车辆的转向方式一般分为转向离合器-制动器转向、机械式双功率流转向、液压机械差速转向和电子控制差速转向。双侧电机独立驱动履带车辆通常采用电子控制差速转向，如翟丽，孙逢春，谷中丽，张承宁.《电传动履带车辆电子差速转向控制策略》(北京理工大学学报，2009.02：13～118)；翟丽，孙逢春，谷中丽.《电子差速履带车辆转向转矩神经网络PID控制》(农业机械学报，2009.02：1～6)。

电子控制差速转向系统转向机动性能优良，能够实现无级转向和无级调速，其转向灵活，并具有较高的平均转向行驶速度，同时该系统没有机械换挡冲击，驾驶员操控简单省力。但是该转向系统需要两侧电机功率较大，通常是单电机驱动的两倍，使得电机的功率得不到充分利用。为了解决这种问题，通常采用横轴式双电机驱动履带车辆通过中央减速器和转向电机来实现。如车辆防滑驱动结构(美国专利，申请号6953408B2)，但是这种转向方式由于双侧电机之间存在机械约束，很难实现无级转向，同时这种转向系统的转向稳定性没有电子差速转向好。

发明内容

本发明的目的是针对双侧电机驱动履带车辆实现电子控制低速转向转矩过大，中速转向和高速转向时需要单侧电机功率过大的问题，针对横轴式双侧电机驱动履带车辆实现无级转向困难，设计出一种可减少单侧电机功率的、能够实现无级转向的双电机耦合驱动履带车辆转向系统。

实现本发明的技术方案如下：

一种双电机耦合驱动履带车辆转向系统，包括控制子系统、动力子系统及机械子系统；该机械子系统包括两个驱动电机、两个离合器及两个制动器，两个制动器与履带车辆两主动轮相连，其中所述机械子系统进一步包括两个可控耦合器、两个电磁离合器摩擦盘制动装置及中央电磁离合器；中央电磁离合器的两端分别通过一电磁离合器摩擦盘制动装置与一可控耦合器相连；每个可控耦合器进一步连接一个驱动电机和一个离合器；

可控耦合器接收驱动电机输出的转矩T和控制子系统传输过来的转角信号θ，并在控制子系统的控制下，一可控耦合器对接收的转矩进行耦合，另一可控耦合器对接收的转矩进行分配；

当控制子系统控制一可控耦合器对所述转矩T进行分配时，则该可控耦合器根据所述θ将转矩T分配成转矩T₁和转矩T₂，并将转矩T₁传输给与其相连的离合器，为一侧的主动轮提供能量，将转矩T₂传输给与其相连的电磁离合器摩擦盘制动装置，并进一步通过中央电磁离合器及另一电磁离合器摩擦盘制动装置传输给另一可控耦合器；

当控制子系统控制一可控耦合器对所述转矩T进行耦合时，则该可控耦合器对转矩T和与其相连的电磁离合器摩擦盘制动装置传输过来的转矩T₂进行耦合，并将耦合后的转矩传输给与其相连的离合器为另一侧的主动轮提供能量；

电磁离合器摩擦盘制动装置与中央电磁离合器共同构成一转矩传输机构；当控制系统控制电磁离合器摩擦盘制动装置抱紧中央电磁离合器的摩擦盘，并控制中央电磁离合器处于断开状态时，中断对转矩T₂的传输；当控制系统控制电磁离合器摩擦盘制动装置不抱紧中央电磁离合器的摩擦盘，并控制中央电磁离合器处于连通状态时，则实现对转矩T₂的传输。

进一步地，本发明所述控制子系统对转向所需功率进行判断，当判定转向所需的功率小于单侧驱动电机最大功率时，则控制系统控制所述传输转矩的机构处于断开状态，当判定转向所需的功率大于单侧驱动电机最大功率时，则控制系统控制所述传输转矩的机构处于连通状态。

有益效果

本发明采用可控耦合器实现双电机耦合对车辆主动轮提供能量，即利用转向所需转矩较小的一侧电机去支援转向所需转矩较大一侧的电机，采用该分配方式可以大大降低对单侧驱动电机功率的要求，因此其可以保证驱动电机能量得充分利用同时实现无极转向。

附图说明

图1为本实施例给出的转向系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对发明进行进一步详细说明。