CN202923418U - 一种电动轮车辆的电子差速控制设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电动轮车辆的电子差速控制设备，其包括主控制器、左轮毂电机、左轮毂电机控制器、右轮毂电机、右轮毂电机控制器、左轮速传感器、右轮速传感器、转向轮转角传感器，左、右轮速传感器用于测量车辆左右车轮的实时转速，转向轮转角传感器用于测量转向轮的转角大小，并将以上实时测量结果反馈给电子差速主控制器，所述左、右轮毂电机控制器用于控制左、右轮毂电机输出的转矩，同时左、右轮毂电机输出的转矩也实时分别反馈给相应的轮毂电机控制器，左、右轮毂电机控制器将相应的轮毂电机输出的转矩反馈给电子差速主控制器。整个调节过程平缓，提高了车辆的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电动轮车辆的制造，尤其涉及一种电动轮车辆的电子差速控制设备。
背景技术
随着地球能源紧缺以及环保意识加强，电动汽车是汽车工业发展的必然趋势。电动轮汽车是一种最有发展前景的电动汽车，采用轮毂电机直接或通过减速器驱动，由于能量源与驱动电机的功率传递采用软电缆连接，摆脱了传统机械传动的设计约束，使传动系统减化，整车质量减轻，达到了汽车轻量化目标，集成轮毂电机的电动轮便于实现机电一体化，提高了传动效率，电动轮汽车整车布置设计更灵活，增大了乘客位置和行李箱空间；电动轮汽车可以通过对各轮毂电机和控制系统对各轮的驱动力进行分别控制，而不需要其它任何机械部件，提高了车辆行驶通过性和转向稳定性。
在汽车转弯时，为了满足运动学要求，车辆的外侧车轮的行程要长于内侧，如采用单一驱动轴将动力传给左右车轮，则会由于左右车轮的转速相等而行程不同的运动学矛盾必然引发某一驱动车轮产生滑转或滑移，其结果除了会使轮胎过早磨损、无益地消耗功率和燃料及使驱动轮轴超载等外，而且，还会因不能按所要求的瞬时中心转向而使操纵性变坏。同时，由于车轮与路面间，尤其在转弯时若有大的滑移或滑转，则易使汽车在转向时失去抗侧滑的能力而使稳定性变坏。传动的机械传动车辆采用机械差速器能使左右两侧的车轮在转向时具有不同的转速，避免的上述问题。而电动轮汽车无法使用机械差速器，需要设计行之有效的电子差速系统来解决车辆转向时差速问题。
现有的电动汽车电子差速控制方法，基本是对电机的转速进行控制，采用方向盘转向角信号来判别转向，并结合转向角信号，Ackermann-Jeantand转向模型来计算转向时各驱动轮的实时目标转速，使其达到差速的目的。Ackermann-Jeantand的转向模型假设车体刚性、车轮纯滚动，且不考虑轮胎非线性变化，是一种理想的车辆转向模型，并不符合车辆实际运行工况，而且方向盘转向角信号来判别转向的方法并不科学，当方向盘转动时，车辆有可能只是变更车道，并没有进入转向状态，而且汽车一般都具有不足转向特性，转向时车轮的转矩应该逐步调节，因此转向角信号和Ackermann-Jeantand转向模型并不能准确反应实时的车辆行驶状态，以此计算的结果不能满足预期的差速效果。并且，现有的电子差速系统只考虑了车辆在转向时差速情况，没有考虑车辆直线中车轮由于碰到障碍而空转或滑转的情况。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服以上缺陷，提供一种调节过程平稳的电动轮车辆的电子差速控制设备。
本实用新型的技术方案是：其包括主控制器、左轮毂电机、左轮毂电机控制器、右轮毂电机、右轮毂电机控制器、左轮速传感器、右轮速传感器、转向轮转角传感器，左轮速传感器用于测量车辆左车轮的实时转速，并将测量的转速反馈给电子差速主控制器，右轮速传感器用于测量车辆右车轮的实时转速，并将测量的转速反馈给电子差速主控制器，所述的转向轮转角传感器用于测量转向轮的转角大小，用于判定车辆是否结束转向状态，并将实时测量结果反馈给电子差速主控制器，所述左轮毂电机控制器用于控制左轮毂电机输出的转矩，右轮毂电机控制器用于控制右轮毂电机输出的转矩，所述左、右轮毂电机控制器通过PID调节器分别控制相应的左、右轮毂电机输出的转矩，同时左、右轮毂电机输出的转矩也实时分别反馈给相应的轮毂电机控制器，所述左、右轮毂电机控制器将相应的轮毂电机输出的转矩反馈给电子差速主控制器。
与现有技术相比，本实用新型的优点是：本实用新型通过对各车轮实时转速的对比分析以及辅助转向轮转角传感器信号，能准确判断车辆运行工况，避免了把车辆变更车道误认为转向状态的情况，并能通过车轮转速反馈信号对电机转矩进行闭环控制，调节过程平缓，提高了车辆的稳定性。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，一种电动轮车辆的电子差速控制方法及设备包括主控制器、左轮毂电机、左轮毂电机控制器、右轮毂电机、右轮毂电机控制器、左轮速传感器、右轮速传感器、转向轮转角传感器，左轮速传感器用于测量车辆左车轮的实时转速，并将测量的转速反馈给电子差速主控制器，右轮速传感器用于测量车辆右车轮的实时转速，并将测量的转速反馈给电子差速主控制器，所有轮速传感器与车轮一一对应，电子差速主控制器对测量的所有车轮转速进行比较运算，轮速之间的差值大于轮速控制误差时，车辆为转向工况，否则，车辆为直行工况，所述的轮速控制误差是根据车辆实际运行试验数据，统计分析后获取的，是用于准备判定车辆转向与否的标准，所述的转向轮转角传感器安装在某一个转向轮上，也可是左车轮或右车轮，用于测量转向轮的转角大小，并将实时测量结果反馈给电子差速主控制器，转向轮转角传感器的作用在于当测量的转向轮转角为0时，则肯定车辆不在转向状态， 在直行状态中，车辆有时需要变更车道，此时转向轮的转向角会发生变化，且不为0，以往的电子差速控制方法会依据转向角的变化判定车辆为转向状态，而本发明的这种判定车辆是否转向的方法，避免了把车辆变更车道误认为进入转向状态的情况，因为车辆变更车道的时间较短，各个车轮的转速并不会有明显变化，轮速之间的差值小于轮速控制误差，电子差速主控制器根据运算结果将转矩调节电信号分别输出至左、右轮毂电机控制器，本发明根据车轮转速运算结果判定是否进入转向状态，通过转向轮转角判定是否结束转向状态，所述轮毂电机控制器与轮毂电机一一对应，左轮毂电机控制器用于控制左轮毂电机输出的转矩，右轮毂电机控制器用于控制右轮毂电机输出的转矩，依据不同的车辆运行工况，电子差速主控制器通过信号线分别向各轮毂电机控制器发送与电机转矩相应的电流信号，所述左、右轮毂电机控制器通过PID调节器分别控制相应的左、右轮毂电机输出的转矩，同时左、右轮毂电机输出的转矩也实时分别反馈给相应的轮毂电机控制器，所述左、右轮毂电机控制器将相应的轮毂电机输出的转矩反馈给电子差速主控制器。
本实用新型可以用于全驱电动轮汽车，也可以是前驱或后驱电动轮汽车。
以上只是本实用新型的一种实施方式，一个优选示范例。本实用新型申请请求保护的范围并不只限于所述实施方式。凡与本实施例等效的技术方案均属于本实用新型的保护范围。
Claims (1)
1.一种电动轮车辆的电子差速控制设备，其包括主控制器、左轮毂电机、左轮毂电机控制器、右轮毂电机、右轮毂电机控制器、左轮速传感器、右轮速传感器、转向轮转角传感器，左轮速传感器用于测量车辆左车轮的实时转速，并将测量的转速反馈给电子差速主控制器，右轮速传感器用于测量车辆右车轮的实时转速，并将测量的转速反馈给电子差速主控制器，所述的转向轮转角传感器用于测量转向轮的转角大小，用于判定车辆是否结束转向状态，并将实时测量结果反馈给电子差速主控制器，所述左轮毂电机控制器用于控制左轮毂电机输出的转矩，右轮毂电机控制器用于控制右轮毂电机输出的转矩，所述左、右轮毂电机控制器通过PID调节器分别控制相应的左、右轮毂电机输出的转矩，同时左、右轮毂电机输出的转矩也实时分别反馈给相应的轮毂电机控制器，所述左、右轮毂电机控制器将相应的轮毂电机输出的转矩反馈给电子差速主控制器。
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