CN216424098U - 一种防滑防跑偏多轮独立驱动电动汽车电子差速系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防滑防跑偏多轮独立驱动电动汽车电子差速系统，包括电子差速控制器、方向盘、以及左后轮和右后轮两个驱动轮，还包括角度传感器、两个具有扭矩传感器的驱动电机、以及两个角加速度传感器；其中，角度传感器、驱动电机、角加速度传感器分别通过CAN线与电子差速控制器连接通讯，并向电子差速控制器发送方向盘的转角信息、驱动电机输出转矩、驱动轮的角加速度信息，电子差速控制器向驱动电机发送工作指令。通过对驱动轮角加速度的实时监测和对驱动电机输出转矩的反馈控制从而实现防止驱动轮打滑的效果；通过对驱动轮角加速度、方向盘转角的实时监测和对驱动电机输出转矩的反馈控制从而实现防止汽车跑偏的效果。

Description

一种防滑防跑偏多轮独立驱动电动汽车电子差速系统

技术领域

本实用新型涉及电子差速技术领域，具体涉及一种防滑防跑偏多轮独立驱动电动汽车电子差速系统。

背景技术

为了更有效发挥汽车的动力，确保汽车的安全，防止驱动轮打滑，在汽车转弯等情况下，左右轮胎必须以不同的转速转动。传统汽车采用机械差速器来实现左右轮差速转动，采用多轮独立驱动的电动汽车则通过线控技术对各驱动轮进行相互独立的控制。这种电子差速器不仅去除了机械差速器，简化了传动系统，提高了传动效率；而且通过各驱动轮驱动力的相互协调提高车辆的操纵稳定性，在车辆动力学控制方面有着明显的优势。

当汽车在雨雪道路等低附着系数的光滑路面上加速行驶时，驱动轮有很大可能出现打滑现象。驱动轮打滑会导致汽车动力性下降，丧失转向能力，出现甩尾、侧偏等现象，影响行车的安全性。

当车辆的左右驱动轮在不同的路面上行驶时，即使左右驱动轮的滑转率相同，地面对左右驱动轮的反作用力也是不同的，从而可能使车辆出现跑偏现象。

实用新型内容

为克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种防滑防跑偏多轮独立驱动电动汽车电子差速系统，从而解决车辆驱动轮在低附着系数路面加速时的打滑现象以及车辆的左右驱动轮在不同的路面上行驶时，地面对左右驱动轮的反作用力不同而导致的车辆跑偏现象。

为此，本实用新型提出了一种防滑防跑偏多轮独立驱动电动汽车电子差速系统，包括电子差速控制器、方向盘、以及左后轮和右后轮两个驱动轮，还包括用于采集所述方向盘的转角信息的角度传感器、两个具有扭矩传感器的驱动电机、以及两个用于采集所述驱动轮的角加速度信息的角加速度传感器；其中，所述角度传感器通过CAN 线与所述电子差速控制器通讯连接，并向所述电子差速控制器发送方向盘的转角信息；所述驱动电机通过CAN线与所述电子差速控制器通讯连接，并向所述电子差速控制器发送所述驱动电机的输出转矩信息；所述角加速度传感器通过CAN线与所述电子差速控制器通讯连接，并向所述电子差速控制器发送所述驱动轮的角加速度信息；所述电子差速控制器向所述驱动电机发送工作指令。

进一步，两个所述驱动电机所驱动的所述左后轮与所述右后轮之间彼此独立，所述驱动轮为独立驱动形式。

进一步，每个所述驱动电机与对应的所述驱动轮之间以减速器相连接。

本实用新型提供的防滑防跑偏多轮独立驱动电动汽车电子差速系统，1)通过对驱动轮角加速度的实时监测和对驱动电机输出转矩的反馈控制从而实现防止驱动轮打滑的效果；2)通过对驱动轮角加速度、方向盘转角的实时监测和对驱动电机输出转矩的反馈控制从而实现防止汽车跑偏的效果；3)此外，本实用新型的电子差速系统结构简单，成本低；同时适用于所有多轮独立驱动电动汽车；且采用一套硬件设置同时达到防滑防跑偏的功效。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的电子差速系统的结构图；

图2为汽车行驶时驱动轮的受力示意图；

图3为各种路面附着系数与滑转率的关系图。

附图标记说明

1、电子差速控制器；2、角度传感器；3、方向盘；4、角加速度传感器；5、右后轮；6、驱动电机；7、左后轮。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，本实用新型的防滑防跑偏多轮独立驱动电动汽车电子差速系统，包括电子差速控制器1、方向盘3、以及左后轮7和右后轮5两个驱动轮，还包括用于采集所述方向盘3的转角信息的角度传感器2、两个具有扭矩传感器的驱动电机6、以及两个用于采集所述驱动轮的角加速度信息的角加速度传感器4。

其中，所述角度传感器2通过CAN线与所述电子差速控制器1通讯连接，并向所述电子差速控制器1发送方向盘3的转角信息；所述驱动电机6通过CAN线与所述电子差速控制器1通讯连接，并向所述电子差速控制器1发送所述驱动电机6的输出转矩信息；所述角加速度传感器4通过CAN线与所述电子差速控制器1通讯连接，并向所述电子差速控制器1发送所述驱动轮的角加速度信息；所述电子差速控制器1 向所述驱动电机6发送工作指令。

具体地，角度传感器2采集方向盘转角信息，并将其发送给电子差速控制器1，作为控制策略判断驾驶员转向动作的依据。

所述的驱动电机6有两个，所述的驱动轮有两个，两个驱动电机分别对应左后轮 7和右后轮5两个驱动轮，为其提供驱动动力。每个驱动电机6与对应的驱动轮之间以减速器相连接，降低驱动电机6传递到驱动轮的转速，提高驱动电机6传递到驱动轮的转矩，简化了传动系统，提高了传动效率。

所述的角加速度传感器4有两个，分别对应左后轮7和右后轮5两个驱动轮，采集其角加速度信息，并将其发送给电子差速控制器1。

驱动电机6内部自带扭矩传感器，电子差速控制器1向驱动电机6发送转矩命令，驱动电机6在接受、执行电子差速控制器1的命令输出转矩后，通过扭矩传感器采集驱动电机6输出转矩信息，并将其反馈给电子差速控制器1。

电子差速控制器1内置的控制策略根据方向盘3转角信息、反馈的驱动电机6输出转矩信息，以及该转矩下驱动轮角加速度信息等，判断车辆行驶状态，输出下一周期的转矩命令，形成对转矩的反馈控制。

下面结合附图简述本实用新型的工作原理和工作过程。

如图2所示为车辆行驶时，驱动轮的受力分析。图中：F_t为地面对驱动轮的反作用力，此力为驱动轮转动的阻力，也是驱动汽车前进的驱动力；T_p为车轴作用于驱动轮的转矩；r为驱动轮半径。则：

T_p-F_tr＝Iα 式(1)

式中：I为驱动轮的转动惯量；α为驱动轮的角加速度。

分析可知：

F_t＝(T_eiη-Iα)/r 式(2)

α＝(T_p-W_dr)/I 式(3)

式中：T_p＝T_eiη，

i为传动系统传动比，η为传动系统效率，W为驱动轮垂直载荷。

由式(3)及图3可知：当汽车驱动轮发生打滑现象时，随着驱动轮的转速增大，路面的附着系数

减小，在车轴对驱动轮的转矩T_p不变的条件下，驱动轮的角加速度α会越来越大。

本实用新型中电子差速控制器通过角加速度传感器采集驱动轮的角加速度信息，当监测到某个驱动轮的角加速度迅速增大，并超过某一限定值时，电子差速控制器判定该驱动轮处于打滑状态，并向为其提供动力的驱动电机发送指令，主动降低该驱动电机的输出转矩。

汽车跑偏的重要原因之一就是地面对左右轮胎的反作用力不相同。本实用新型中电子差速控制器除了采集驱动轮的角加速度信息外，还通过角度传感器和驱动电机自带的扭矩传感器采集方向盘转角和电机的输出转矩信息，通过式(2)计算得出地面对每个驱动轮的反作用力。

当驱动轮未处于打滑状态，且驾驶员未做出转向动作时，如果出现地面对左右驱动轮的反作用力相差过大的情况，或者驾驶员做出了转向动作动作，但地面对左右驱动轮的反作用力之差远远大于汽车转向所需时，差电子差速控制器判定汽车出现跑偏现象，并向为地面反作用力较大的驱动轮提供动力的驱动电机发出指令，主动降低该驱动电机的输出转矩。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种防滑防跑偏多轮独立驱动电动汽车电子差速系统，其特征在于，包括电子差速控制器(1)、方向盘(3)、以及左后轮(7)和右后轮(5)两个驱动轮，

还包括用于采集所述方向盘(3)的转角信息的角度传感器(2)、两个具有扭矩传感器的驱动电机(6)、以及两个用于采集所述驱动轮的角加速度信息的角加速度传感器(4)；

其中，所述角度传感器(2)通过CAN线与所述电子差速控制器(1)通讯连接，并向所述电子差速控制器(1)发送方向盘(3)的转角信息；所述驱动电机(6)通过CAN线与所述电子差速控制器(1)通讯连接，并向所述电子差速控制器(1)发送所述驱动电机(6)的输出转矩信息；所述角加速度传感器(4)通过CAN线与所述电子差速控制器(1)通讯连接，并向所述电子差速控制器(1)发送所述驱动轮的角加速度信息；所述电子差速控制器(1)向所述驱动电机(6)发送工作指令。

2.根据权利要求1所述的防滑防跑偏多轮独立驱动电动汽车电子差速系统，其特征在于，两个所述驱动电机(6)所驱动的所述左后轮(7)与所述右后轮(5)之间彼此独立，所述驱动轮为独立驱动形式。

3.根据权利要求2所述的防滑防跑偏多轮独立驱动电动汽车电子差速系统，其特征在于，每个所述驱动电机(6)与对应的所述驱动轮之间以减速器相连接。

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