CN111532337A - 一种用于综合双流电传动的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于综合双流电传动的控制方法，电控双流转向机构是由转向电机、直驶电机和转向电机控制器、转向电机控制器、双流传动箱、左右侧传动、左右轮速传感器组成的转向调速系统，通过双向无级调节转向马达，进而控制两侧汇流行星排太阳轮的转速与旋转方向，是双流传动两侧输出产生转速差，从而实现车辆无级转向。通过内侧轮胎目标转速和外侧轮胎目标转速从而得出转向电机目标转速，从而控制双流传动箱的传动，双流传动两侧输出产生转速差，从而实现车辆无级转向。

Description

一种用于综合双流电传动的控制方法

技术领域

本发明涉及双流电传动，具体涉及一种用于综合双流电传动的控制方法。

背景技术

目前，汽车变速箱大多采用差速器的设计，可以解决汽车正常行驶以及遇到一侧轮胎打滑时的动力分配问题，但是对于一些特种车辆的动力分配和驱动则明显达不到要求。

所以，需要一种新的变速箱设计，在提供正常的差速器功能的同时具备使得车辆原地旋转地驱动力输出的功能。CN201822252757.6公开了一种双流变速箱，由壳体、差速器壳体、锥齿轮输入轴、传动齿轮、差速器齿轮、锥齿轮、差速器行星轮、行星轮、半轴齿轮和轴承组成；实现了原有差速器的功能的同时具备输出使得车辆原地旋转地驱动力的能力，使得车辆具备更优的驱动能力，提高了车辆的使用范围，且结构简单实用，现需要一种与此相关的控制方案。

发明内容

针对现有技术中的需求，本发明提供一种用于综合双流电传动的控制方法。

一种用于综合双流电传动的控制方法，其特征在于：

车速表达式为：

式中，r_z为轮胎半径0.355m；n_f为直行电机转速；i为直行分路传动比13.6；

车辆转向半径关系表达式为：

式中，B为平台中心距1.5；v₁为内侧轮胎速度，v₂为外侧履带速度；

车体旋转角速度ω：

式中

V_{C＝ωR＝ωBρ}；

当前车速v＝v_c，v-v₁得出内侧轮胎目标转速n₁，v-v₂得出外侧轮胎目标转速n₂，修正转向模式下转向电机目标转速为：

进一步为：所述ρ为相对转向半径，ρ＝B/R；对转向模式进行定义，即将转向模式分为三种模式：0＜ρ≤0.5为原位转向，0.5＜ρ≤ρ₁为小半径转向，ρ₁＜ρ＜∞为大半径转向，ρ₁为[1，3]；

当转向模式为原位转向时，则转向电机目标转速和转速角速度、转向角速度成正比；

当转向模式为小半径转向时，则降低转向电机目标转速，从而降低车速；

当转向模式为大半径转向时，则转向电机目标转速和转向半径成正比。

进一步为：由转向电机、直驶电机和转向电机控制器、转向电机控制器、双流传动箱、左右侧传动、左右轮速传感器组成的转向调速系统，通过双向无级调节转向电机目标转速，进而控制两侧汇流行星排太阳轮的转速与旋转方向，使双流传动两侧输出产生转速差。

进一步为：双流传动箱包括并列设置的主减速器主动齿轮a和主动减速器被动齿轮b，在所述主减速器主动齿轮a的驱动杆与分动齿轮a的驱动轴联动，在所述主减速器被动齿轮b的驱动杆与分动齿轮b的驱动杆联动，所述分动齿轮a和分动齿轮b啮合；所述主减速器主动齿轮a和主减速器被动齿轮a啮合，主减速器被动齿轮a固套在差速器壳体a上，即差速器壳体a跟随所述主减速器被动齿轮a 5转动，在所述差速器壳体a内位于其轴线上转动安装有锥齿轮f，所述锥齿轮f与差速器壳体a内的锥齿轮g联动，该锥齿轮g分别与差速器壳体a内的锥齿轮h、锥齿轮j啮合，所述锥齿轮h、锥齿轮j均与差速器壳体a内的输出齿轮a啮合；

主动减速器被动齿轮b与主减速器被动齿轮b啮合，主减速器被动齿轮b固套在差速器壳体b上，在所述差速器壳体b内位于其轴线上转动安装有锥齿轮d，所述锥齿轮d与差速器壳体b内的锥齿轮c联动，该锥齿轮c分别与差速器壳体b内的锥齿轮a、锥齿轮b啮合，所述锥齿轮a、锥齿轮b均与差速器壳体b内的输出齿轮b啮合；

锥齿轮d、锥齿轮e、锥齿轮f依次啮合，直行电机带动主减速器主动齿轮a和主动减速器被动齿轮b转动，转向电机带动所述锥齿轮e转动。

本发明的有益效果：通过内侧轮胎目标转速和外侧轮胎目标转速从而得出转向电机目标转速，从而控制双流传动箱的传动，双流传动两侧输出产生转速差，从而实现车辆无级转向。通过将转向模式分类，从而对转向电机目标转速进行分类控制。

附图说明

图1为本发明的控制框图；

图2为双流传动箱的结构示意图。

图中，1、主减速器主动齿轮a；2、主减速器被动齿轮b；3、分动齿轮a；4、分动齿轮b；5、主减速器被动齿轮a；6、主减速器被动齿轮b；7、差速器壳体a；8、差速器壳体b；9、输出齿轮a；10、输出齿轮b；11、锥齿轮a；12、锥齿轮b；13、锥齿轮c；14、锥齿轮d；15、锥齿轮e；16、锥齿轮f；17、锥齿轮g；18、锥齿轮h；19、锥齿轮j。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细说明。下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

一种用于综合双流电传动的控制方法，其特征在于：

车速表达式为：

式中，r_z为轮胎半径0.355m；n_f为直行电机转速；i为直行分路传动比13.6；

车辆转向半径关系表达式为：

式中，B为平台中心距1.5；v₁为内侧轮胎速度，v₂为外侧履带速度。

车体旋转角速度ω：

式中

V_{C＝ωR＝ωBρ}；

当前车速v＝v_c，v-v₁得出内侧轮胎目标转速n₁，v-v₂得出外侧轮胎目标转速n₂，修正转向模式下转向电机目标转速为：

所述ρ为相对转向半径，ρ＝B/R；对转向模式进行定义，即将转向模式分为三种模式：0＜ρ≤0.5为原位转向，0.5＜ρ≤ρ₁为小半径转向，ρ₁＜ρ＜∞为大半径转向，ρ₁为[1，3]；

当转向模式为原位转向时，则转向电机目标转速和转速角速度、转向角速度成正比；

当转向模式为小半径转向时，则降低转向电机目标转速，从而降低车速；

当转向模式为大半径转向时，则转向电机目标转速和转向半径成正比。

结合图1所示，电控双流转向机构是由转向电机、直驶电机和转向电机控制器、转向电机控制器、双流传动箱、左右侧传动、左右轮速传感器组成的转向调速系统，通过双向无级调节转向电机目标转速，进而控制两侧汇流行星排太阳轮的转速与旋转方向，使双流传动两侧输出产生转速差，从而实现车辆无级转向；

其中，如图2所示，双流传动箱包括并列设置的主减速器主动齿轮a 1和主动减速器被动齿轮b 2，在所述主减速器主动齿轮a 1的驱动杆与分动齿轮a 3的驱动轴联动，在所述主减速器被动齿轮b 2的驱动杆与分动齿轮b 4的驱动杆联动，所述分动齿轮a 3和分动齿轮b 4啮合；所述主减速器主动齿轮a 1和主减速器被动齿轮a5啮合，主减速器被动齿轮a5固套在差速器壳体a 7上，即差速器壳体a 7跟随所述主减速器被动齿轮a 5转动，在所述差速器壳体a 7内位于其轴线上转动安装有锥齿轮f 16，所述锥齿轮f 16与差速器壳体a 7内的锥齿轮g 17联动，该锥齿轮g 17分别与差速器壳体a 7内的锥齿轮h 18、锥齿轮j 19啮合，所述锥齿轮h 18、锥齿轮j 19均与差速器壳体a 7内的输出齿轮a 9啮合；

主动减速器被动齿轮b 2与主减速器被动齿轮b 6啮合，主减速器被动齿轮b 6固套在差速器壳体b 8上，在所述差速器壳体b 8内位于其轴线上转动安装有锥齿轮d 14，所述锥齿轮d 14与差速器壳体b 8内的锥齿轮c 13联动，该锥齿轮c 13分别与差速器壳体b 8内的锥齿轮a 11、锥齿轮b 12啮合，所述锥齿轮a 11、锥齿轮b 12均与差速器壳体b 8内的输出齿轮b 10啮合；

锥齿轮d 14、锥齿轮e 15、锥齿轮f 16依次啮合，直行电机带动主减速器主动齿轮a 1和主动减速器被动齿轮b 2转动，转向电机带动所述锥齿轮e 15转动。

当控制器收到直行指令时控制直行电机顺时针旋转，直行电机带动齿轮主减速器主动齿轮a 1、主减速器被动齿轮b 2、分动齿轮a 3、分动齿轮b 4、主减速器被动齿轮a 5旋转，齿轮主减速器被动齿轮a 5、主减速器被动齿轮b 6和差速器壳体a 7、差速器壳体b 8固定在一起，带动齿轮锥齿轮a 11、锥齿轮b 12、锥齿轮h 18、锥齿轮j 19旋转，输出齿轮b 10和输出齿轮a 9连接轮胎，从而带动轮胎旋转，锥齿轮d 14、锥齿轮e 15、锥齿轮f 16处于静止状态；从而实现车辆前进，电机逆时针旋转实现车辆倒退。

当控制器收到左转指令，控制转向电机顺时针旋转，锥齿轮d 14和锥齿轮f 16转速相同，旋转方向相反，直行速度为零时锥齿轮j 19、输出齿轮b 10的转速相同，旋转方向相反实现车辆的原为转向功能，当直行速度不为零时，锥齿轮h 18、锥齿轮j 19、和锥齿轮a11，和绕锥齿轮g 17和锥齿轮g 13公转，由于锥齿轮g 17和锥齿轮g 17和锥齿轮c 13旋转方向相反，输出齿轮b 10的转速增加，输出齿轮a 9的转速较少，从而实现左右两侧轮胎的速度差，从而实现转向功能，右转则相反。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种用于综合双流电传动的控制方法，其特征在于：

车速表达式为：

式中，r_z为轮胎半径0.355m；n_f为直行电机转速；i为直行分路传动比13.6；

车辆转向半径关系表达式为：

式中，B为平台中心距1.5；v₁为内侧轮胎速度，v₂为外侧履带速度；

车体旋转角速度ω：

式中

V_C＝ωR＝ωB_ρ；

当前车速v＝v_c，v-v₁得出内侧轮胎目标转速n₁，v-v₂得出外侧轮胎目标转速n₂，修正转向模式下转向电机目标转速为：

2.根据权利要求1所述的一种用于综合双流电传动的控制方法，其特征在于：所述ρ为相对转向半径，ρ＝B/R；对转向模式进行定义，即将转向模式分为三种模式：0＜ρ≤0.5为原位转向，0.5＜ρ≤ρ₁为小半径转向，ρ₁＜ρ＜∞为大半径转向，ρ₁为[1，3]；

当转向模式为原位转向时，则转向电机目标转速和转速角速度、转向角速度成正比；

当转向模式为小半径转向时，则降低转向电机目标转速，从而降低车速；

当转向模式为大半径转向时，则转向电机目标转速和转向半径成正比。

3.根据权利要求1所述的一种用于综合双流电传动的控制方法，其特征在于：由转向电机、直驶电机和转向电机控制器、转向电机控制器、双流传动箱、左右侧传动、左右轮速传感器组成的转向调速系统，通过双向无级调节转向电机目标转速，进而控制两侧汇流行星排太阳轮的转速与旋转方向，使双流传动两侧输出产生转速差。

4.根据权利要求3所述的一种用于综合双流电传动的控制方法，其特征在于：双流传动箱包括并列设置的主减速器主动齿轮a和主动减速器被动齿轮b，在所述主减速器主动齿轮a的驱动杆与分动齿轮a的驱动轴联动，在所述主减速器被动齿轮b的驱动杆与分动齿轮b的驱动杆联动，所述分动齿轮a和分动齿轮b啮合；所述主减速器主动齿轮a和主减速器被动齿轮a啮合，主减速器被动齿轮a固套在差速器壳体a上，即差速器壳体a跟随所述主减速器被动齿轮a 5转动，在所述差速器壳体a内位于其轴线上转动安装有锥齿轮f，所述锥齿轮f与差速器壳体a内的锥齿轮g联动，该锥齿轮g分别与差速器壳体a内的锥齿轮h、锥齿轮j啮合，所述锥齿轮h、锥齿轮j均与差速器壳体a内的输出齿轮a啮合；

主动减速器被动齿轮b与主减速器被动齿轮b啮合，主减速器被动齿轮b固套在差速器壳体b上，在所述差速器壳体b内位于其轴线上转动安装有锥齿轮d，所述锥齿轮d与差速器壳体b内的锥齿轮c联动，该锥齿轮c分别与差速器壳体b内的锥齿轮a、锥齿轮b啮合，所述锥齿轮a、锥齿轮b均与差速器壳体b内的输出齿轮b啮合；

锥齿轮d、锥齿轮e、锥齿轮f依次啮合，直行电机带动主减速器主动齿轮a和主动减速器被动齿轮b转动，转向电机带动所述锥齿轮e转动。

Images