[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

说明书

本发明公开了一种电动轮驱动汽车的多模式转向系统及其控制方法，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，并控制输出五种转向模式。本发明的多模式转向系统具有多重工作模式，大大提高了转向系统的可靠性和安全性。

技术领域

本发明涉及汽车技术领域。更具体地说，本发明涉及一种用于电动轮驱动汽车的多模式转向系统及控制方法。

背景技术

电动轮是指将轮毂电机直接集成在车轮中，电机直接驱动车轮，省去了传统汽车的复杂的机械传动机构，使空间布置更加灵活，同时对于四个车轮都可以进行独立控制，便于实现复杂的动力学和稳定性协调控制。

现有的汽车转向系统中，无助力机械转向系统占用空间大，转向操纵费力，现在已经基本被淘汰；其替代产品液压助力转向系统可以很好解决转向轻便性问题，但是其助力特性固化，传动比固定，不能协调转向轻便性和路感之间的矛盾；其继任者电动助力转向系统可以实现随速可调助力大小，确保了高速行驶的路感回馈。但是由于其无法改变传动系统角传动比，故无法从根本上解决转向的“轻与灵”之间的矛盾，难以适应不同车速下对转向灵敏度的不同要求。

线控转向系统取消了转向盘和转向轮的机械连接，通过电子控制可以实现在不同车速下角传动比的变化，解决了转向“轻与灵”的矛盾，大大提高了在不同车速下的转向灵活性和操纵稳定性，但也由于转向盘和转向车轮之间没有机械连接,当系统出现故障时,车辆将无法保证可靠转向,有失控危险。

专利CN 100572165C提出了一种用于转向轮独立驱动的差动助力系统，该系统充分利用了电动轮驱动汽车各车轮可独立控制的特点，利用两转向轮产生的转矩差来实现转向助力作用，替代了助力电机，使转向系统进一步简化。但该系统无法改变角传动比，仍然无法从根本上解决转向“轻与灵”之间的矛盾。

发明内容

本发明目的是提供一种电动轮驱动汽车的多模式转向系统，ECU控制轮毂电机和转向电机配合输出不同的转矩从而控制转向器进行转向，实现多种转向模式。

本发明还有一个目的是一种电动轮驱动汽车的多模式控制方法，控制电磁离合器的通断，从而实现多种转向模式。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种电动轮驱动汽车的多模式转向系统，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阻力转矩；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；