[发明专利]直列式电动车后轮转向自平衡控制装置及方法

权利要求书

1.一种直列式电动车后轮转向自平衡控制装置，其特征在于，包括转速传感器、车身倾斜度传感器、前轮转角传感器、控制器和后轮转向系，所述转速传感器设置在电动车后轮电机处，车身倾斜度传感器和控制器均固定设置在电动车车架上，前轮转角传感器设置在方向柱与车架前管的铰接处，转速传感器、车身倾斜度传感器和前轮转角传感器分别连接至控制器，所述后轮转向系的两端分别固定连接电动车车架和电动车后轮；

所述后轮转向系包括后轮转向弧板、转向架、转向驱动电机、齿轮、避震撑杆、后轮支承和多个转向架限位轮，所述后轮转向弧板前端与电动车车架固定连接、后端呈圆弧形向后弯曲，所述转向架为刚性结构，转向架前端固定设有多个转向架限位轮，后轮转向弧板的上下端面分别与转向架限位轮的轮槽相啮合，呈夹持状态，转向架的后端分别铰接有避震撑杆和后轮支承，避震撑杆的另一端铰接在后轮支承的撑体上，后轮支承的另一端与电动车后轮电机芯轴铰接，所述转向架上固定设有转向驱动电机，转向驱动电机的输出端设有齿轮，后轮转向弧板凹面设有与齿轮相啮合的齿条。

2.根据权利要求1所述的直列式电动车后轮转向自平衡控制装置，其特征在于，所述转向驱动电机纵向设置、且有上、下两个输出端，两个输出端分别设有齿轮，后轮转向弧板凹面设有与两个齿轮分别相啮合的齿条。

3.根据权利要求1所述的直列式电动车后轮转向自平衡控制装置，其特征在于，所述转向架限位轮的数量为4个，其中两个转向架限位轮的轮槽与转向弧板的上端面啮合，另外两个转向架限位轮的轮槽与转向弧板的下端面啮合，转向架上、用以固定四个转向架限位轮的臂分别水平指向后轮转向弧板的弧心。

4.根据权利要求1所述的直列式电动车后轮转向自平衡控制装置，其特征在于，所述避震撑杆和后轮支承的数量均为2个。

5.根据权利要求1所述的直列式电动车后轮转向自平衡控制装置，其特征在于，所述避震撑杆上设有弹簧。

6.根据权利要求1所述的直列式电动车后轮转向自平衡控制装置，其特征在于，所述转向驱动电机连接至控制器。

7.根据权利要求1所述的直列式电动车后轮转向自平衡控制装置，其特征在于，所述控制器内还设有电子油门接口，电子油门接口连接至电动车后轮电机调速器。

8.一种根据权利要求1所述的直列式电动车后轮自平衡控制装置的控制方法，其特征在于，控制器实时读取转速传感器、车身倾斜度传感器、前轮转角传感器的信息，得到行驶速度V、车身倾斜度B和前轮转角A的数据，根绝经典力学原理不难得出三个数据满足如下关系：V·A∝B，控制步骤如下：

步骤一：控制器综合计算行驶速度V与前轮转角A的数据，衡量车身倾斜度B是否在适合维持车辆平衡的正常范围内：若是，则不进行控制；若否，则进行步骤二；

步骤二：控制器对后轮转向系的转向驱动电机进行控制，改变后轮转角：

若车身倾斜度B小于车身倾斜度的正常范围，则控制器驱动转向驱动电机转动，后轮向前轮转向方向动作；

若车身倾斜度B大于车身倾斜度的正常范围，则控制器驱动转向驱动电机转动，后轮向前轮转向反方向动作；

步骤三：经过后轮转向系调整后轮转向后，车身倾斜度B和前轮转角A、行驶速度V趋于匹配状态，车辆维持平衡，控制器通过控制转向驱动电机逐渐减小后轮转向角，直至后轮转向角为零。