[发明专利]一种电动轮驱动汽车的多模式转向系统及控制方法

权利要求书

1.一种电动轮驱动汽车的多模式转向系统，其特征在于，包括：

转向轴；

助力转向电机，包括转子，其连接所述转向轴；

电磁离合器，包括能够选择性结合或分离的输入端和输出端，所述输入端连接所述转子；

转向器，其与所述输出端固定连接；

轮毂电机，其驱动轮毂，用于驱动车轮转动；

ECU，其连接轮毂电机、助力转向电机和电磁离合器：

第一模式，电磁离合器断开；ECU控制转向电机形成路感反馈力矩；同时，轮毂电机输出差动力矩，驱动车轮进行转向；

第二模式，电磁离合器结合；助力转向电机形成电机助力转矩；同时，轮毂电机输出差动助力转矩，驾驶员施加转矩与电机助力转矩、差动助力转矩叠加后驱动车轮进行转向；

第三模式，所述助力转向电机故障，电磁离合器结合；轮毂电机输出差动助力转矩，驾驶员施加转矩与差动助力转矩叠加驱动车轮进行转向；

第四模式，所述轮毂电机故障，电磁离合器结合，转向电机与转向器连接；助力转向电机形成电机助力转矩，驾驶员施加转矩与电机助力转矩叠加后驱动车轮进行转向；

第五模式，所述转向电机和轮毂电机故障，电磁离合器结合；驾驶员施加转矩驱动车轮进行转向。

2.如权利要求1所述的电动轮驱动汽车的多模式转向系统，其特征在于，所述转向电机包括：

外壳，其内中空；

定子，其固定在所述外壳内表面上；

定子励磁绕组，其固定在所述定子上，通以电流用以产生磁场；

转子，其可旋转的支撑在所述中空外壳内；

永磁体，其安装在所述转子上，用于在磁场作用下带动转子转动；

输出轴，其与所述转子花键配合连接。

3.如权利要求2所述的电动轮驱动汽车的多模式转向系统，其特征在于，所述电磁离合器还包括：

磁轭，其固定在所述输入端的外周缘上，所述磁轭内开设第一容置空间；

线圈，其布设在所述第一容置空间中，用于通电产生电磁力；以及

衔铁，其套设在所述输入端远离磁轭的一端，所述衔铁在电磁吸引力作用下向磁轭滑动；

多个主动摩擦片，其通过花键配合可滑动设置在所述输入端上；

多个从动摩擦片，其交替设置在所述主动摩擦片之间，并通过花键配合可滑动设置在所述输出端上；

所述输入端设置内花键，所述输出轴设置外花键，所述输入端和输出轴通过花键配合；

所述输出端与转向器花键配合连接；

其中，主动摩擦片和从动摩擦片布设在所述衔铁和磁轭之间，当衔铁在电磁力作用下向磁轭滑动至使主动摩擦片和从动摩擦片压紧时，电磁离合器结合。

4.如权利要求3所述的电动轮驱动汽车的多模式转向系统，其特征在于，还包括：

转矩传感器，其用于检测方向盘的转矩；

转角传感器，其用于检测方向盘的转角；

所述转矩传感器和转角传感器集合成传感器模块，所述传感器模块固定在所述转向轴上并与ECU连接。

5.如权利要求4所述的电动轮驱动汽车的多模式转向系统，其特征在于，还包括：

转向横拉杆，其通过球头副对称连接在所述转向器两端，用于带动车轮平面转动；

左前轮，其通过转向节连接在转向横拉杆一侧，其内具有固定轮毂电机的容置空间；

右前轮，其通过转向节连接在转向横拉杆另一侧，其内具有固定轮毂电机的容置空间。

6.一种电动轮驱动汽车的多模式转向系统的控制方法，包括权利要求1-5中任意一项所述的多模式转向系统，其特征在于，包括：ECU读取转向电机的第一自检信号、轮毂电机的第二自检信号和车速信号；

若第一自检信号异常、第二自检信号正常，ECU执行所述第三模式；

若第一自检信号正常、第二自检信号异常，ECU执行所述第四模式；

若第一自检信号和第二自检信号异常，ECU执行所述第五模式；

若否，当车速信号u不小于第一设定速度u_T，ECU执行所述第二模式；

当车速信号u小于第一设定速度u_T，ECU执行所述第一模式。