CN108146183A - 一种主动横向稳定杆及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种主动横向稳定杆,包括:左防倾半杆,右防倾半杆;左行星齿轮机构;右行星齿轮机构;磁粉离合器,其包括主动端和从动端,磁粉离合器选择性的结合或分离主动端和从动端;双转子电机,其包括:内转子,其连接磁粉离合器的主动端,并穿过磁粉离合器的连接左行星齿轮机构的太阳轮;外转子,其引出端通过法兰和螺栓连接的磁粉离合器的从动端,并且外转子的另一输出端连接右行星齿轮机构的太阳轮;ECU,其电连接双转子电机和磁粉制动器。本发明的主动防倾杆能够实现主动无级改变悬架侧倾角刚度,兼顾整车高速侧倾稳定性和低速悬架舒适性并具备系统失效保护的功能,同时左右悬架可实现独立行程控制,实现主动侧倾,提高车身侧面碰撞被动安全性。

Description

一种主动横向稳定杆及其控制方法
技术领域
本发明涉及汽车技术领域,具体涉及一种主动横向稳定杆及其控制方法。
背景技术
汽车防倾杆又被称为横向稳定杆,其用途为在汽车转弯时或行驶在颠簸路面上时,车辆两侧悬架的跳动不同,使防倾杆发生扭转变形从而产生抗扭转的反向力矩抑制车身侧倾,防倾杆能有效减小独立悬架车辆转弯时的侧倾角,改善汽车操纵稳定性。
传统的防倾杆形式固定单一,刚度无法调节,不能根据车辆的行驶状态来合理的调整侧倾角刚度,无法同时兼顾高速良好路面行驶的防侧倾需求和低速颠簸路面行驶的舒适性和通过性要求。
现有的主动防倾杆主要分为液压式和电机式,液压式的主动防倾杆结构复杂,相应速度慢,难以满足变化较大工况的需求,可靠性不高、油液泄漏导致污染环境,且由于油液粘度变化导致冬天低温使用效果较差。另外,诸如ZF公司开发的电机式主动防倾杆相对于液压式而言,执行机构相对简单,易于控制,但其由于采用单一电机结构,虽然能够无级改变横向稳定杆扭转刚度,但依然无法实现车辆左右悬架的解耦控制,造成乘坐舒适性的部分丧失。另外诸如奥迪使用的左右悬架独立主动防倾技术可以解决左右悬架行程控制解耦的问题,但其由于需要两个独立电机,成本较高,占用空间大,同时可靠性差,当一侧防倾电机失效时,将出现单侧侧倾相比较另一侧侧倾性能差异明显的不安全驾驶感觉,无法继续实现理想的防倾效果并可能引发汽车行驶安全问题。
发明内容
本发明设计开发了一种主动横向稳定杆,本发明的发明目的之一是通过双转子电机实现车辆左右悬架的防倾控制,从而有效防止车身侧倾。
本发明的发明目的之二是解决双转子电机失效时仍能有效可靠的抑制车身侧倾。
本发明设计开发了一种主动横向稳定杆的控制方法,通过控制双转子电机以及磁粉离合器的通断,通过并联耦合工作从而实现更好的主动防倾效果和舒适性,同时实现可靠的失效保护。
本发明提供的技术方案为:
一种主动横向稳定杆,包括:
双转子电机,其外壳上固定定子,所述外壳具有容纳外转子和内转子的容纳腔,永磁体设置在所述外转子的内侧和外侧上,所述内转子可旋转的设置在所述外转子的容置空间中,所述外转子和所述内转子能够相对转动;
第一防倾半杆,其可旋转的支撑在所述外壳一侧;
第一行星齿轮机构,其包括第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈;
其中,所述第一防倾半杆穿过所述外壳后与所述第一行星架相连,能够和所述第一行星架共同旋转,所述第一太阳轮与所述内转子的输出轴相连,所述第一内齿圈固定在所述外壳上;
第二防倾半杆,其可旋转的支撑在所述外壳另一侧;
第二行星齿轮机构,其包括第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈;
其中,所述第二防倾半杆穿过所述外壳后与所述第二行星架相连,能够和所述第二行星架共同旋转,所述第二太阳轮与所述外转子的输出轴相连,所述第二内齿圈固定在所述外壳上。
优选的是,还包括:
磁粉离合器,其主动端与所述内转子输出端相连,从动端与所述外转子输出端相连;
所述磁粉离合器选择性的结合或分离主动端和从动端。
优选的是,所述磁粉离合器包括:
所述主动端为转盘状结构,通过花键与所述内转子输出端相连接,并且转盘外壁加工有环形槽,用于容置磁粒子;以及
所述从动端包括从动端辐板和从动端外壳,所述从动端辐板通过法兰与所述外转子的引出端相连;
其中,从动端辐板通过轴承安装在所述主动端两端,从动端外壳与所述从动端辐板连接;
所述从动端辐板和从动端外壳与所述主动端形成容置空间,其内部容置磁粒子。
优选的是,所述防倾半杆的外侧端部与悬架的下导向臂相连。
优选的是,所述防倾半杆的外侧端部通过连接杆与减振器相连。
优选的是,所述外转子包括:
主体,其顶部包括轴承孔和通孔,所述轴承孔的内径大于所述通孔的内径,所述轴承孔用于安装所述内转子上的轴承,所述通孔用于内转子的输出轴穿出;
端盖;其与所述主体牙嵌式相配合安装,所述端盖的底部内侧加工轴承沉孔,用于安装所述内转子的轴承。
一种主动横向稳定杆的控制方法,使用所述的主动横向稳定杆,包括如下步骤:
电子控制单元判断双转子电机是否有故障,如果双转子电机不存在故障,则将磁粉离合器断电断开,主动横向稳定杆以正常模式工作;
所述正常工作模式包括:
电子控制单元采集转向盘转角δ、侧向加速度ay和车身侧倾角φ进行判断;
如果|δ|<10并且φ<0.5,则双转子电机无控制;
如果|δ|≥10或者φ≥0.5,则对侧向加速度ay进行判断,如果|ay|≤3,则理想车身侧倾角φd=0;如果ay<-3,则理想车身侧倾角φd=0.8ay-2.4;如果ay>3,则理想车身侧倾角φd=0.8ay+2.4;
电子控制单元根据理想车身侧倾角φd和车身侧倾角φ采用PID控制模式输出防侧倾力矩M,进而对内转子和外转子进行控制调节。
优选的是,还包括:
如果双转子电机存在故障,则磁粉离合器通电结合;以及
电子控制单元判断内转子是否故障,如果内转子故障,则继续判断外转子是否故障,如果外转子故障,主动横向稳定杆以无控制模式工作,如果外转子无故障,主动横向稳定杆以外转子工作模式工作;如果内转子无故障,主动横向稳定杆以无控制模式工作。
优选的是,所述无控制模式为当双转子电机完全失效时,磁粉离合器通电结合。
优选的是,所述外转子工作模式包括:
电子控制单元采集车身侧倾角φ,控制双转子电机的外转子输出输出防侧倾力矩M,M=P×φ,式中,P为比例系数。
本发明与现有技术相比较所具有的有益效果:
1、主动防倾效果好。利用双转子电机具有两个输出端的结构特点可同时独立控制左右两侧悬架刚度,能向左右悬架提供独立的防侧倾扭转力矩,实现对防止车身侧倾的精确控制;
2、舒适性佳。利用双转子电机具有两个输出端的结构特点以及杆体可进一步实现对悬架刚度的控制,同时无需机械结构即可实现左右悬架的自动解耦,使整车具备更佳的舒适性;
3、可靠性高。当双转子电机一个转子失效时,可控制磁粉离合器的通断使主动防倾杆仍能正常工作,保证了整车的安全性;
4、通过双转子电机实现左右两侧悬架的独立行程控制,可主动迫使车体侧倾,满足汽车侧面碰撞被动安全性或其他需要车体主动侧倾的技术需求;
5、系统集成性高。通过一个双转子电机实现左右两侧悬架的独立防倾和独立刚度调节,节省了空间,易于布置;
6、通过可控的双转子电机转矩控制和磁粉离合器摩擦力矩的控制,实现两系统并联耦合工作,可进一步精细多自由度控制悬架行程,更好的满足防倾安全性需求和悬架柔软的舒适性需求。
附图说明
图1为本发明所述的一种主动防倾杆的结构简图。
图2为本发明所述的一种主动防倾杆的电气连接关系简图。
图3为本发明所述的一种主动防倾杆的磁粉离合器以及法兰的全剖视图。
图4为本发明所述的一种主动防倾杆的双转子电机的外转子的三维视图。
图5为本发明所述的一种主动防倾杆的磁粉离合器的法兰三维视图。
图6为本发明所述的一种主动防倾杆的控制方法主流程图。
图7为本发明所述的一种主动防倾杆的控制方法中正常工作模式子流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1所示,本发明所述的一种主动防倾杆,包括左防倾半杆100、执行机构外壳200、左行星齿轮机构300、磁粉离合器400、法兰480、双转子电机500、右行星齿轮机构600、右防倾半杆700。
如图1所示,左防倾半杆100为L型结构,材料为弹簧钢或其他合金材料,左防倾半杆的外侧端部通过球头销与左悬架的下导向臂相连接,或通过连接杆与左侧减振器下端连接,左防倾半杆的内侧端部与左行星齿轮机构300的左行星架310中心孔花键连接,同时左防倾半杆100中部支撑在执行机构外壳200内孔中,可相对自由转动。
如图1所示,右防倾半杆700与左防倾半杆100结构相同,同为L型结构,材料为弹簧钢或其他合金材料,右防倾半杆的外侧端部通过球头销与与右悬架的下导向臂相连接,或通过连接杆与右侧减振器下端连接,右防倾半杆的内侧端部与右行星齿轮机构600的右行星架610中心孔花键连接,同时右防倾半杆700中部支撑在执行机构外壳200内孔中可相对自由转动。
如图1所示,执行机构外壳200固定在汽车副车架或车架上,内部容置左行星齿轮机构300、磁粉离合器400、双转子电机500、法兰480、右行星齿轮机构600。
如图1和图4所示,双转子电机包括电机外壳510、外转子530、内转子540、永磁体560、定子570、定子励磁绕组520、电枢绕组550;其中,外壳510用于容置外转子530和内转子540;永磁体560贴在外转子530内侧和外侧上;定子570固定在所述外壳510上;定子励磁绕组520安装在定子570上;电枢绕组550安装在内转子540上;其中,外转子530包括采用牙嵌式相互配合的主体531和端盖532,主体531前端为一个内径稍大一些的轴承孔和内径小一些的光孔组成的阶梯通孔,轴承孔用来安装内转子540的上支承轴承,光孔用以实现内转子540的输出端的穿出,端盖532底部内侧加工有轴承沉孔,用于安装内转子540下支撑轴承,外转子530使内转子540嵌套在所述牙嵌式相互配合的主体531、端盖532形成的容置空间中,实现内转子540和外转子530单独转动并能够形成完整回转体的功能。
安装时,先将内转子540上端及轴承安装至外转子530主体531内部,再套上外转子端盖532,再将外转子530和内转子540整体安装至双转子电机外壳510中,双转子电机500的整体结构设计,可以实现内转子540和外转子530单独转动和单独控制,并能够实现内转子540和外转子530形成完整回转体,实现双转子电机500的具有两个不同的输出,达到独立防倾和失效保护的功能。
如图4所示,在另一种实施例中,主体531后端与端盖532配合处加工有六个圆弧梯形凹槽齿,凹槽齿在径向近圆心端尺寸小于远圆心端,凹槽齿的齿跟平面加工有圆环弧状小凹槽;端盖532与主体531六个圆弧梯形凹槽对应处加工有六个圆弧梯形凸起齿,凸起齿在径向近圆心端尺寸小于远圆心端,圆弧梯形凸起齿的齿顶平面加工有对应于主体圆弧梯形凹槽齿齿跟的小凹槽的圆环弧状凸起,圆弧梯形凸起和圆弧梯形凹槽基本尺寸相同;主体531和端盖532组合成外转子530时,主体531的圆弧梯形凹槽齿和对应的端盖圆梯形凸起齿的齿形两侧配合定位,起到径向定位的作用且各自齿跟的小凹槽和齿顶圆环弧状凸起两两对应间隙配合,起到辅助径向限位和轴向定位的作用,保证主体531和端盖532牙嵌配合时可靠定心。
如图1所示,左行星齿轮机构300包括左齿圈320、左行星架310、左行星齿轮330以及左太阳轮340;左太阳轮340与双转子电机500的内转子540输出端相连接,左行星架310作为输出,左行星架310中心与左防倾半杆100的一端花键相连接,则左防倾半杆100的转动可带动左行星架310的转动,左齿圈320固定在执行机构外壳上,左行星架310上安装有左行星轮330;作为一种优选,在本实施例中,本发明安装有3个左行星轮330,左行星轮330可自转,同时可在左太阳轮340和左齿圈320之间绕左太阳轮340公转,左行星齿轮机构300对内转子540输出转矩起减速增扭的作用。
如图1所示,右行星齿轮机构600包括右齿圈620、右行星架610、右行星齿轮630以及右太阳轮640;右太阳轮640与双转子电机外转子530的一端输出端相连接,右行星架610作为输出,右行星架610中心与右防倾半杆700的一端花键相连接,则右防倾半杆700的转动可带动右行星架610的转动,右齿圈620固定在执行机构外壳200上,右行星架610上安装有右行星轮630;作为一种优选,在本实施例中,本发明安装有3个右行星轮630,右行星轮630可自转,同时可在右太阳轮640和右齿圈620之间绕右太阳轮640公转,右行星齿轮机构600对外转子530输出转矩起减速增扭的作用。
本发明所述的一种主动防倾杆选择行星齿轮机构作为减速增扭装置,也可按需在防倾半杆和双转子电机500之间选用其他的减速装置和机构,此项不构成对本发明所述权利要求保护范围的限制。
如图3所示,在另一种实施例中,磁粉离合器包括磁轭430、线圈440、主动端410、磁粒子415、从动端外壳450、隔磁环455、左从动端辐板475以及右从动端辐板470;线圈440安装在磁轭430中,主动端410为转盘状结构,转盘外壁加工有宽度不一致的环形浅槽,用以增加和磁粒子415的接触面积,中心加工有通孔,同时通孔加工有内花键槽;左从动端辐板475和右从动端辐板470分别通过轴承安装在主动端410两端,从动端外壳450连接着左从动端辐板475和右从动端辐板470,从而形成容置空间,用以容置磁粒子415以及主动端410的转盘端;左从动端辐板475和右从动端辐板470以及从动端外壳450构成磁粉离合器从动端420,除此之外,从动端外壳450中部加工有环形通槽,安装有隔磁环455;磁粉离合器400制造时,磁粒子415由从动端外壳450中部加工的环形通槽内灌入,然后安装隔磁环455,防止磁粒子415脱出,左从动端辐板475外侧加工有沿圆周方向对称布置的六个螺纹孔,同时中心加工有通孔,通孔的直径大于所述的主动端410中心加工的通孔,左从动辐板475加工的螺纹孔用以通过螺栓与法兰480固连,再通过法兰480与双转子电机的外转子530的引出端相连接,从而实现磁粉离合器400与外转子530的连接,主动端410通过内孔花键与内转子540的输出端相连,同时内转子540的输出端继续伸出磁粉离合器400与左行星齿轮机构300的左太阳轮340相连。
磁粉离合器400的一种工作原理如下:
当线圈440断电时,线圈440对磁粒子415无作用力,主动端410可在左从动端辐板475和右从动端辐板470以及从动端外壳450所组成的容置空间内自由转动,主动端410和从动端420可独立自由转动;当线圈440通电时,线圈440产生磁力,吸附磁粒子415将主动端410的转盘以及从动端外壳450通过磁力吸附在一起,将主动端410与从动端420耦合在一起,主动端410的转动即带动从动端420的转动;控制线圈440通电电流,可以控制磁粉离合器结合力矩,从而调整左、右防倾半杆的结合程度,即相对转动角刚度。
设置磁粉离合器400一方面可以起到对双转子电机失效保护的功效,使悬架保持一定的扭转刚度,必要时也可调节磁粉离合器400通电电流调整结合力矩,从而调整悬架侧倾角刚度;另一方面在双转子电机工作正常时也可以通过对磁粉离合器400实施控制,与双转子电机并联工作精细调节悬架侧倾角刚度,也可弥补双转子电机可能的动态响应迟滞的问题。
如图3、图5所示,在另一种实施例中,法兰480为由外连接盘481和转子连接盘482构成的一体式结构,外连接盘481的外沿加工有六个通孔,左从动辐板475相应位置开设对应的六个螺纹孔,使外连接盘481和磁粉离合器400的左从动辐板475通过螺栓连接,实现磁粉离合器400的从动端420与外转子530的连接;转子连接盘482上开设花键孔,外转子530的引出端上对应开设外花键,使转子连接盘482与外转子530花键连接;其中,法兰480上开设中心光孔483,所述双转子电机的内转子540输出端可穿过外转子530引出端中心通孔,并一并穿过法兰480中心光孔483实现与磁粉离合器400的主动端410以及左行星齿轮机构300的连接。
执行机构外壳200用以容置双转子电机500以及左行星齿轮机构300和右行星齿轮机构600以及磁粉离合器400,同时起润滑和保护的作用,执行机构外壳200固定至车身或车架上;除此之外,执行机构外壳200中部有均匀的散热孔,用以保证双转子电机500的风冷散热;作为一种优选,在本实施例中,可在执行机构外壳200中设置相应封闭的冷却水道,实现水冷或油冷。
如图1所示,本发明所述的主动防倾杆安装关系为:左防倾半杆100的一端的侧壁端部通过球头销与左悬架的导向臂相连接或通过连接杆与左侧减振器下端连接,左防倾半杆100的另一端与左行星齿轮机构300的左行星架中心310相连;左行星齿轮机构300的左太阳轮340与双转子电机500的内转子540输出端相连,左行星齿轮机构300的左齿圈320固定在执行机构外壳200上;双转子电机500固定在执行机构外壳200之内,内转子540输出端与左行星齿轮机构300的左太阳轮340中心相连接,外转子530输出端与右行星齿轮机构600的右太阳轮640中心相连接,内转子540输出端上还套设有磁粉离合器400的主动端410,内转子540输出端穿过外转子530的引出端的通孔与磁粉离合器400的主动端410通过花键相连接,外转子530的引出端通过轴承支承在内转子540上并引出双转子电机500的外壳510;外转子530引出端顶部加工有外花键,与法兰480花键孔配合,法兰480与磁粉离合器400的左从动辐板475通过6个螺栓连接,同时内转子输出端540也从法兰480中心光孔和外转子530的引出端的中心通孔中穿过;右防倾半杆700的一端的侧壁端部通过球头销与右悬架的导向臂相连接或通过连接杆与右侧减振器下端连接,右防倾半杆700的另一端与右行星齿轮机构600的右行星架610中心相连;右行星齿轮机构600的右太阳轮640与双转子电机500的外转子530输出端相连。右行星齿轮机构600的右齿圈620固定在执行机构外壳200上;执行机构外壳200固定至车身或车架上。
如图2所示,侧倾角传感器800和侧向加速度传感器850通过线缆连接着电子控制单元(ECU)900,ECU900通过线缆连接着双转子电机500和磁粉离合器400;ECU900可读取侧倾角传感器800中的车身侧倾角和侧向加速度传感850中的侧向加速度信号,同时与整车CAN总线相连接,可读取CAN总线的转向盘转角信号;ECU控制双转子电机500及磁粉离合器400的动作和输出转矩。
本发明所述的主动防倾杆的工作原理为:正常工作时,磁粉离合器400不通电,处于断开状态;当左右悬架跳动不一致说明车身发生侧倾时,左倾半杆100和右防侧倾半杆700会发生相应的转动,ECU900控制双转子电机500的内转子540和外转子530分别输出大小相同、方向相反的防侧倾力矩,分别经过左行星齿轮机构300、右行星齿轮机构600的减速增扭作用至左防倾半杆100和右防倾半杆700上,抑制防倾半杆的相对转动,从而抑制了车身的侧倾;当系统检测到双转子电机500内转子转子损坏时,磁粉离合器400通电接合,双转子电机内转子540和外转子530相连接,此时主动防倾杆实质为半主动防倾杆,同时控制双转子电机500的外转子530输出转矩仍能实现防倾的作用;当系统检测到双转子电机500两个转子全部损坏时,磁粉离合器400通电接合,双转子电机内转子540和外转子530相连接,此时主动防倾杆实质变为传统机械式防倾杆,扭转刚度即悬架侧倾角刚度固定。如果需要控制磁粉离合器400的通电电流,亦可调节结合力矩,实现可变扭转刚度防倾杆,即半主动防倾杆,适应车辆在不同路况下悬架软硬不同的需求。
如图6所示,本发明还提供一种主动防倾杆的控制方法,控制双转子电机500和磁粉离合器400实现主动防倾,包括以下步骤:
步骤1、ECU900完成初始化;
步骤2、系统开始自检,ECU900向双转子电机500发送检测信号。然后,双转子电机500返回检测信号值至ECU900;
步骤3、ECU900判断双转子电机500是否有故障,若双转子电机500不存在故障,进行步骤4;若双转子电机500存在故障,则进行步骤5;
步骤4、磁粉离合器400断电断开,主动防倾杆系统以正常模式工作;
步骤5、磁粉离合器400通电结合;
步骤6、ECU900判断内转子540是否故障,若内转子540故障,进行步骤7;若内转子540无故障,则主动防倾杆系统进入无控制工作模式;
步骤7、ECU900判断外转子是否故障,若外转子530故障,则进入无控制模式;若外转子530无故障,则进入外转子工作模式;
如图7所示,正常工作模式包括以下步骤:
步骤1、ECU900读取CAN总线中的转向盘转角δ、侧向加速度ay以及侧倾角传感器800获得的车身侧倾角φ;
步骤2、ECU900判断转向盘转角δ与车身侧倾角φ值的大小,若|δ|<10度且φ<0.5度,则进行步骤3;若否,则进行步骤4;
步骤3、双转子电机500无控制;
步骤4、判断侧向加速度ay的值,若|ay|≤3m/s2,则进行步骤5;若否,则进行步骤6;
步骤5、理想车身侧倾角φd=0;
步骤6、判断侧向加速度ay的值,若ay<-3m/s2,则理想车身侧倾角φd=0.8ay-2.4,若否,则理想车身侧倾角φd=0.8ay+2.4;
步骤7、ECU900根据理想的车身侧倾角φd和实际的车身侧倾角φ输入防侧倾控制器,控制器决策出防侧倾力矩M;
步骤8、将防侧倾力矩控制指令发送至双转子电机500控制器,内转子540和外转子530分别输出大小为M,符号相反的防侧倾力矩,经过左右行星齿轮机构的减速增扭作用至车身,防止车身侧倾。
作为一种优选,在本实施例中,本发明选用PID控制器,则防侧倾力矩M的具体计算公式如下:
其中,Kp、TI、TD分别为控制器控制参数。
本发明选用的防侧倾控制器为PID控制器,但本发明所述的防侧倾控制方法不限于此控制器,也可按需选用其他控制器或者控制方法,此项不构成对本发明所述权利要求保护范围的限制。
外转子模式是双转子电机中内转子转子失效时的保护模式,此时本发明主动防倾杆实际为半主动防倾杆,即通过一个转子的作用改变防倾杆的扭转刚度实现防倾,外转子模式包括如下步骤:
步骤1、读取车身侧倾角φ;
步骤2、ECU900控制双转子电机500的外转子530输出防侧倾力矩M,M根据如下公式计算:M=P×φ,式中,P为比例系数,根据车型和经验选取。
无控制模式为当双转子电机完全失效时,磁粉离合器通电结合,此时双转子电机的内转子和外转子连接,此时本发明所述的主动防倾杆实质为传统的机械防倾杆,依靠自身的扭转变形提供防侧倾力,仍能实现可靠的防侧倾作用。
另外,需要说明的是本发明中所有变量均采用国际标准单位。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种主动横向稳定杆,其特征在于,包括:
双转子电机,其外壳上固定定子,所述外壳具有容纳外转子和内转子的容纳腔,永磁体设置在所述外转子的内侧和外侧上,所述内转子可旋转的设置在所述外转子的容置空间中,所述外转子和所述内转子能够相对转动;
第一防倾半杆,其可旋转的支撑在所述外壳一侧;
第一行星齿轮机构,其包括第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈;
其中,所述第一防倾半杆穿过所述外壳后与所述第一行星架相连,能够和所述第一行星架共同旋转,所述第一太阳轮与所述内转子的输出轴相连,所述第一内齿圈固定在所述外壳上;
第二防倾半杆,其可旋转的支撑在所述外壳另一侧;
第二行星齿轮机构,其包括第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈;
其中,所述第二防倾半杆穿过所述外壳后与所述第二行星架相连,能够和所述第二行星架共同旋转,所述第二太阳轮与所述外转子的输出轴相连,所述第二内齿圈固定在所述外壳上。
2.如权利要求1所述的主动横向稳定杆,其特征在于,还包括:
磁粉离合器,其主动端与所述内转子输出端相连,从动端与所述外转子输出端相连;
所述磁粉离合器选择性的结合或分离主动端和从动端。
3.如权利要求2所述的主动横向稳定杆,其特征在于,所述磁粉离合器包括:
所述主动端为转盘状结构,通过花键与所述内转子输出端相连接,并且转盘外壁加工有环形槽,用于容置磁粒子;以及
所述从动端包括从动端辐板和从动端外壳,所述从动端辐板通过法兰与所述外转子的引出端相连;
其中,从动端辐板通过轴承安装在所述主动端两端,从动端外壳与所述从动端辐板连接;
所述从动端辐板和从动端外壳与所述主动端形成容置空间,其内部容置磁粒子。
4.如权利要求2或3所述的主动横向稳定杆,其特征在于,所述防倾半杆的外侧端部与悬架的下导向臂相连。
5.如权利要求2或3所述的主动横向稳定杆,其特征在于,所述防倾半杆的外侧端部通过连接杆与减振器相连。
6.如权利要求5所述的主动横向稳定杆,其特征在于,所述外转子包括:
主体,其顶部包括轴承孔和通孔,所述轴承孔的内径大于所述通孔的内径,所述轴承孔用于安装所述内转子上的轴承,所述通孔用于内转子的输出轴穿出;
端盖;其与所述主体牙嵌式相配合安装,所述端盖的底部内侧加工轴承沉孔,用于安装所述内转子的轴承。
7.一种主动横向稳定杆的控制方法,使用如权利要求1-6所述的主动横向稳定杆,其特征在于,包括如下步骤:
电子控制单元判断双转子电机是否有故障,如果双转子电机不存在故障,则将磁粉离合器断电断开,主动横向稳定杆以正常模式工作;
所述正常工作模式包括:
电子控制单元采集转向盘转角δ、侧向加速度ay和车身侧倾角φ进行判断;
如果|δ|<10并且φ<0.5,则双转子电机无控制;
如果|δ|≥10或者φ≥0.5,则对侧向加速度ay进行判断,如果|ay|≤3,则理想车身侧倾角φd=0;如果ay<-3,则理想车身侧倾角φd=0.8ay-2.4;如果ay>3,则理想车身侧倾角φd=0.8ay+2.4;
电子控制单元根据理想车身侧倾角φd和车身侧倾角φ采用PID控制模式输出防侧倾力矩M,进而对内转子和外转子进行控制调节。
8.如权利要求7所述的主动横向稳定杆的控制方法,其特征在于,还包括:
如果双转子电机存在故障,则磁粉离合器通电结合;以及
电子控制单元判断内转子是否故障,如果内转子故障,则继续判断外转子是否故障,如果外转子故障,主动横向稳定杆以无控制模式工作,如果外转子无故障,主动横向稳定杆以外转子工作模式工作;如果内转子无故障,主动横向稳定杆以无控制模式工作。
9.如权利要求8所述的主动横向稳定杆的控制方法,其特征在于,所述无控制模式为当双转子电机完全失效时,磁粉离合器通电结合。
10.如权利要求9所述的主动横向稳定杆的控制方法,其特征在于,所述外转子工作模式包括:
电子控制单元采集车身侧倾角φ,控制双转子电机的外转子输出输出防侧倾力矩M,M=P×φ,式中,P为比例系数。
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