[发明专利]一种内置电机悬挂的电动轮系统控制方法

说明书

一种内置电机悬挂的新型电动轮系统，属于电动汽车领域，包括：轮内电机、电机悬挂系统、车轮、制动系统、执行器及控制系统。本发明通过设置电机悬挂系统，降低非簧载质量，衰减轮内电机的振动，减小轮内电机气隙的变化，保证了轮内电机的工作性能，提高了轮内电机的使用寿命、车辆行驶的平顺性以及车轮的接地安全性。

技术领域

本发明涉及一种电动轮结构及安装方式，具体地说是一种内置电机悬挂的电动轮系统控制方法及安装方式，属于电动汽车领域。

背景技术

近年来，轮内电机受到越来越多的关注和研究。轮内电机与其他集中电机和轮边电机相比具有很大优势，具体表现在以下几个方面：（1）高效节能，由于轮内电机可以直接驱动车轮，因此相对于传统汽车而言省略了离合器、变速器、传动轴等传动部件，提高了传动效率，从而增加了电动汽车的续航里程；（2）集成化，将电机、制动系统、减速系统和电机悬挂等集成在轮内，简化了底盘结构并节省了车内空间，有利于提高汽车空间利用率；（3）驱动灵活，微控制器无需复杂指令就可以精确控制车轮的运动，满足车辆在不同工况下的行驶要求。同时，便于实现四轮驱动，改善车辆的动力性能。

然而，将电机安装在车轮内部，不仅增加了簧下质量，并且车辆在行驶时，不平路面激励下引起的车轮跳动、不同行驶状态（加速、制动、转向等）都会引起电机振动以及定转子间的气隙波动变化，而气隙波动变化又将导致轮内电机振动进一步恶化，从而影响车辆的行驶平顺性、接地安全性，电机的工作性能以及电机的使用寿命。因此，解决轮内电机驱动系统簧下质量过大，电机振动以及气隙波动变化的问题，对于电动汽车技术的发展具有重要的现实意义。

发明内容

本发明针对上述存在的问题，提供了一种内置电机悬挂的电动轮系统控制方法，通过设置电机悬挂系统解决了该系统簧下质量过大，轮内电机振动和气隙波动变化的问题。

本发明的技术目的通过以下技术方案实现：

一种内置电机悬挂的电动轮系统控制方法，特征在于，包括轮内电机、电机悬挂系统、车轮、制动系统、执行器及控制系统，其中：所述轮内电机和所述车轮之间设置所述电机悬挂系统；所述电机悬挂系统包括橡胶元件和可变阻尼器；所述车轮包括轮胎、轮毂、轮辐、轮毂轴承、中心轴；所述轮内电机包括外部转子、中空结构的内部定子、转子壳体、定子壳体、电机壳体轴承，其中：所述转子壳体通过所述橡胶元件与所述轮毂相连，所述定子壳体通过所述可变阻尼器支撑安装在所述中心轴上，所述转子壳体和所述定子壳体之间安装所述电机壳体轴承。

所述可变阻尼器包括第一活塞杆、第二活塞杆、第二活塞、第一节流孔、第一活塞、第二节流孔、下膜片、上膜片、液压油、第三节流孔、可变阻尼器壳、连接部，其中：所述第一活塞杆与所述定子壳体的内圆孔面配合通过键和螺栓固定连接，所述连接部套在所述中心轴上通过键和螺栓固定连接；当实时电机状态值小于设定值时，所述控制系统控制所述执行器关闭所述第一节流孔，所述可变阻尼器通过开关所述第二节流孔、所述第三节流孔改变阻尼力的大小，当实时电机状态值大于等于设定值时，所述控制系统控制所述执行器打开所述第一节流孔，所述可变阻尼器通过调节第二节流孔、第三节流孔的开闭，第一节流孔的开度来改变阻尼力的大小，从而起到减振和调节气隙的效果。

所述控制系统包括汽车电子控制单元ECU、加速度传感器、直线位移传感器、角位移传感器、制动开关，其中：所述加速度传感器测量车身垂直加速度、所述直线位移传感器测量悬架位移、所述角位移传感器测量车辆转弯方向和转弯角度、所述制动开关测量车辆行驶过程中制动状态，所述汽车电子控制单元ECU处理加速度传感器、直线位移传感器、角位移传感器、制动开关检测到的数据并向执行器输出指令。

所述制动系统包括制动盘和制动钳，其中：所述制动盘与所述轮毂轴承的外圈用螺栓固连随所述车轮转动，所述轮毂轴承的内圈安装在所述车轮中心轴上并保持静止，所述制动钳安装在所述车轮中心水平方向上的定子壳体上。

所述可变阻尼器垂直布置在所述轮内电机的中心线上，并且沿所述中心线上下相隔180°的方向上各布置一个。