[发明专利]轮边转向电动转向器总成

说明书

本发明涉及轮边转向电动转向器总成。采用行星齿轮传动副的轮边转向器，采用冗余设计的双绕组电机控制器；冗余设计电机控制器采用双绕组电机、双回路控制器；采用圆柱齿轮组传动副将双绕组电机输出进行降速增矩，转向器输出轴端集成用于检测主销角度的主销角度采集模块；轮边转向电动转向器总成根据上层控制器指令和车速信号，转向器控制器控制转向电机按设定的转速、方向转动到指定角度，电机经行星齿轮传动副、圆柱齿轮传动副的降速增矩后，带动轮毂总成绕主销转动,主销转角由转向器输出轴尾端的主销角度采集模块采集提供给上层控制器，并形成角度闭环控制；协同轮毂电机驱动的轮胎转动，依需切换成多种不同的转向行驶模式。

技术领域

本发明属于汽车电动转向器技术领域，特别涉及一种轮边转向电动转向器总成。

背景技术

随着科学技术的发展，汽车技术逐渐向智能化发展，传统汽车的单前桥转向模式、前桥转向后桥随动转向模式满足不了汽车的多元化、多方位的发展。其中的侧方平移、原地调头等多种转向模式都必须建立在轮边转向电动转向器的基础上。轮边转向电动转向器目前己有蜗轮蜗杆传动副等的方案。

蜗轮蜗杆传动副的方案局限于蜗轮蜗杆传动副的结构强度输出力矩有限，而且没有冗余电机控制器的加持下，电控部分失效后整车就无转向功能，功能安全达不到ASIL-D等级的需求。而本专利所述的轮边转向电动转向器则有效解决上述问题。

CN 201811390622.4公开了一种双电机耦合驱动电动拖拉机及其控制方法,它的目的是提供一种解决现有电动拖拉机在不同作业工况下的能量利用率低、驱动系统功率密度低、减少污染等问题的双电机耦合驱动电动拖拉机及其控制方法。该技术方案：所述双电机耦合驱动电动拖拉机采用基于电动推杆直驱的线控转向系统，包括方向盘、角度传感器、转向控制器、电动推杆、电机驱动器、电位计和自动转向信号开关，可实现自动转向和人工转向两种操作方式；线控转向系统的工作过程是：转向控制器接收方向盘角度传感器信号，计算出相应的电动推杆行程目标值，同时电位计向转向控制器反馈电动推杆的实际位置信号，经过控制算法处理向电机驱动器发出指令，控制电动推杆的移动，进而带动转向梯型臂实现车轮转向。控制方法，包括如下步骤：双电机耦合驱动电动拖拉机启动后，选择作业模式和挡位，与此同时，作业模式信号、挡位状态信号、踏板位置信号、车速信号、主电机(6)当前状态信号、副电机(8)当前状态信号以及蓄电池组(1)的荷电状态信号经过放大整形和A/D转换后送入整车控制器(3)，整车控制器(3)根据接收的所有信号，经运算得到双电机耦合驱动电动拖拉机的实时需求功率Preq并通过CAN总线发送给协调控制器(4)；所述协调控制器(4)根据实时需求功率Preq指令和作业模式的控制信息以及从主电机控制器(5)和副电机控制器(7)接收的主电机(6)和副电机(8)的当前状态信号，确定所述双电机耦合驱动电动拖拉机的驱动模式和主电机(6)、副电机(8)的目标转速；当协调控制器(4)接收到原地PTO作业模式信号时，主电机(6)恒转速工作，副电机(8)不工作，此时协调控制器(4)采用驱动模式1)工作，并向主电机控制器(5)发送目标转速指令；当协调控制器(4)接收到行走PTO作业模式信号时，主电机(6)恒转速工作，副电机(8)变速工作，此时协调控制器(4)根据实时需求功率Preq选择采用驱动模式2)、驱动模式3)或驱动模式4)工作，向主电机控制器(5)发送恒转速指令，并根据实时需求功率Preq计算得到副电机(8)的目标转速，然后向副电机控制器(7)输出对应的控制信号；当协调控制器(4)接收到无PTO作业模式信号时，主电机(6)和副电机(8)均在变速工作，此时协调控制器(4)根据实时需求功率Preq确定驱动模式，当0Preq≤P副时，副电机(8)独立驱动双电机耦合驱动电动拖拉机行驶，协调控制器(4)采用驱动模式6)工作，经运算得到副电机(8)的目标转速，通过CAN总线向副电机控制器(7)输出对应的控制信号；当P副Preq≤P主时，主电机(6)独立驱动双电机耦合驱动电动拖拉机行驶，协调控制器(4)采用驱动模式7)工作，经运算得到主电机(6)的目标转速，并通过CAN总线向主电机控制器(5)输出对应的控制信号；当PreqP主时，主电机(6)和副电机(8)的动力耦合后驱动双电机耦合驱动电动拖拉机行驶，协调控制器(4)采用驱动模式5)工作，采用基于最小功率损耗的功率分配控制策略运算得到主电机(6)和副电机(8)的目标转速，并通过CAN总线分别向主电机控制器(5)和副电机控制器(7)输出对应的控制信号；双电机耦合驱动电动拖拉机工作中，整车控制器(3)根据作业模式和实时变化的挡位状态信号、踏板位置信号、车速信号、主电机(6)状态信号、副电机(8)状态信号以及蓄电池组(1)的荷电状态信号实时计算双电机耦合驱动电动拖拉机的实时需求功率Preq，并通过CAN总线发送给协调控制器(4)，协调控制器(4)根据实时需求功率Preq指令和作业模式的控制信息控制双电机耦合驱动电动拖拉机的实时驱动模式和主电机(6)、副电机(8)的目标转速，上述控制过程不断循环，保持双电机耦合驱动电动拖拉机正常工作。所述协调控制器(4)控制制动器(15)、齿圈制动器(16)、电磁离合器(24)和动力输出离合器(39)，向其发送相应控制指令，协调控制其开关状态，进而实现不同的双电机耦合驱动电动拖拉机的驱动模式，所述驱动模式包括：