用于转向轮独立驱动电动车的差动助力转向系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于转向轮独立驱动电动车的差动助力转向系统。旨在克服现有技术存在的转向系统惯量和装车成本增加等问题。方案中增装了整车控制器（２）。其包括处理器、脉冲输入接口电路、ＣＡＮ通信接口电路１、模拟量输入接口电路１与模拟量输入接口电路２等。其上的ＤＩ５、ＤＩ６、ＤＩ７与ＤＩ８引脚与轮速传感器（１４）线连接；ＣＡＮ２＿Ｈ与ＣＡＮ２＿Ｌ引脚和右转向轮轮边电机控制器（４）线连接；ＣＡＮ１＿Ｈ与ＣＡＮ１＿Ｌ引脚和左转向轮轮边电机控制器（３）线连接；电源接口与１２Ｖ～２４Ｖ的电源连接；ＡＩ０和ＡＩ１引脚与转向盘转矩转角传感器（９）的转矩和转角信号线连接。本实用新型专利技术在传统车辆上也具备应用的潜力。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种应用于转向轮独立驱动电动车的助力转向机构，更具 体地说，它涉及一种用于转向轮独立驱动电动车的差动助力转向系统。
技术介绍
目前，常用的动力转向方式有液压助力转向(HPS)、电控液压助力转向 (EHPS)、电动助力转向(EPS)、主动电动助力转向(AEPS)以及线控转向(SBW) 等。普及率很高的传统液压式助力转向正逐步被节能环保且很好的协调转向轻 便性及路感回馈的电动助力转向所取代。主动电动助力转向又是在提高汽车主 动安全的背景下从电动助力转向的基础上演变而来。而当下研究较热的线控转 向仍由于可靠性及法律法规的限制尚未普及开来。因此，在电动车上绝大多数 配备的都是电动助力转向系统。然而，应用在转向轮独立驱动电动车上的电动助力转向系统由于在转向系 统中额外的增加了助力电机，无形中增加了转向系统惯量、装车成本，同时也 使结构复杂。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是克服现有技术存在的转向系统惯量和装 车成本的增加及结构复杂问题，提供一种用于转向轮独立驱动电动车的差动助力转向系统。既体现转向轮独立驱动电动车的独有优势及避免转向系统惯量的 增加，又能够与电动助力转向系统一样在满足转向轻便性的同时，增强转向系 统对驾马史员的路感回馈。为解决上述技术问题，本技术采用了如下技术方案实现的其包括有 左转向轮轮边电机控制器、右转向轮轮边电机控制器、左转向轮轮边电机、转 向盘转矩转角传感器、右转向轮轮边电机与四个轮速传感器，左转向轮轮边电 机控制器与左转向轮轮边电机电线连接，右转向轮轮边电机控制器与右转向轮 轮边电机电线连接，左转向轮轮边电机输出轴固定在左前轮的轮穀上，右转向 轮轮边电机输出轴固定在右前轮的轮穀上，再此基础上还安装一个具备差动助 力转向功能的整车控制器。整车控制器上的输入端DI5、 DI6、 DI7与DI8引脚分别与四个相同的轮速 传感器的信号线连接。整车控制器上的CAN2_H与CAN2—L引脚分别和右转向轮轮边电机控制器的 CAN通信线的CANH及CANL线连接。整车控制器上的CAN1—H与CAN1—L引脚分别和左转向4仑轮边电机控制器的CAN通信线的CANH及CANL线连4妻。整车控制器上的电源接口与12V 24V的直流电源连^l妻。 整车控制器中的AIO引脚与转向盘转矩转角传感器中的转矩信号线连接， 整车控制器中的All引脚与转向盘转矩转角传感器中的转角信号线连接。技术方案中所述的整车控制器是由嵌入自编计算机程序的处理器、脉冲输 入接口电路、CAN通信接口电路2、 CAN通信接口电路1、控制器供电电路、模 拟量输入接口电路1与模拟量输入接口电路2组成。脉冲输入接口电路上的输 出端分别和处理器的MDA15、 MDA27、 MDA28与MDA29引脚线相连。CAN通信接 口电路1的另两接口与处理器A—CNTXO、 A-CNRX0引脚线连接。CAN通信接口电 路2的另两接口与处理器B—CNTXO、 B-CNRX0引脚线连接。控制器供电电路2. 6V 的输出接口与处理器2. 6V的电源接口线连接，控制器供电电路5V的输出接口 和脉冲输入接口电路、CAN通信接口电路2、 CAN通信接口电路1、模拟量输入 接口电路1与模拟量输入接口电路2的5V电源接口线连接。模拟量输入接口电 路1的输出端与处理器的AN66的引脚线连接。模拟量输入接口电路2的输出端 与处理器的AN69的引脚线连接；所述的脉沖输入接口电路上的输出端是指型 号为74HC14的反向器的10端、型号为74HC14的反向器的12端、型号为74HC14 的反向器的14端与型号为74HC14的反向器的16端；所述的CAN通信接口电路l的另两接口是指CAN通信接口电路1采用的是PCA82C250收发器芯片，其上 的与处理器上的A_CNTXO、 A—CNRXO引脚线连接的TXD与RXD引脚。所述的CAN 通信接口电路2的另两接口是指CAN通信接口电路2采用的是PCA82C250收 发器芯片，其上的与处理器上的B—CNTXO、 B-CNRXO引脚线连接的TXD与RXD引 脚；所述的嵌入自编计算机程序的处理器选4奪的是Mo t oro 1 a 32位型号为MPC5 6 5 的CPU。所述的模拟量输入接口电路1与模拟量输入接口电路2中选用型号为 MAX4630的具有静电保护功能的四通道SPST模拟开关芯片。其通道一的1端与 第一稳压管的一端连接构成整车控制器的转矩信号输入端AIO，其通道二的11 端与第二稳压管的一端连接构成整车控制器的转角信号输入端All;所述的整车控制器是装有自编的统一协调和控制整车助力转向的计算机程序装置，在整 车控制器的控制下使得差动助力转向系统实现了如下的工作流程1 )整车控制器通过模拟量输入接口电路1与模拟量输入接口电路2读取转 向盘转矩和转角信号；并通过脉冲量输入接口电路读取各轮轮速信号；2)依据转向盘转角信号值及各轮轮速信号值，经车速估算软件模块计算出 实际车速；3 )根据检测到的转向盘转角信号变化方向判断驾驶员是转向过程还是回正 过程；4)若是转向过程则差动助力转向程序模块依据驾驶员输入转矩及当前车速，经助力特性曲线插值获得差动助力转矩；若是回正过程则差动助力转向程序^t块依据转向盘转角与0的差值，经 积分分离式PID控制计算输出对应的差动回正助力转矩；5) 将输出的差动助力转矩经公式△r = rv,i (1)式中Ar-两侧转向轮驱动转矩差(N. m);^-由助力特性曲线得到的驱动转向力矩(N. m);。-转向轮滚动半径(m);。-主销偏置距(m); 计算得出左、右转向轮驱动扭矩差值，平分后与整车控制器依据整车动力侧转向轮轮边电机控制器的目标输出转矩；6) 将计算出的左、右转向轮输出转矩分别经CAN通信接口电路1、 CAN通 信接口电路2传送至左转向轮轮边电机控制器3、右转向轮轮边电机控制器4。与现有技术相比本技术的有益效果是重要的i其在驱动方式的革新。本实用新il充分利用了电动轮驱动汽车的驱动向系统。体现)电动轮i动汽i的独特优势及潜能、发^。 、^ ' 二一2. 本技术在电动轮驱动汽车上，较电动助力转向系统具有成本较低， 结构简单的优势。3. 本技术在车辆上应用的关键是转向轮驱动转矩独立可控。传统内燃 机车随着电控限滑转率差速器的应用也能够实现各轮转矩独立控制，因此，本 技术在传统车辆上也具备应用的潜力。以下结合附图对本技术作进一步的说明附图说明图1为用于转向轮独立驱动电动车的差动助力转向系统的结构示意图； 图2为用于转向轮独立驱动电动车的差动助力转向系统的助力特性曲线示 意图3为用于转向轮独立驱动电动车的差动助力转向系统的整车控制器结构 示意框图4为用于转向轮独立驱动电动车的差动助力转向系统中的整车控制器的 转矩转角模拟量输入接口电路1与模拟量输入接口电路2的电路原理图5为用于转向轮独立驱动电动车的差动助力转向系统中的整车控制器的四个轮速传感器脉沖量输入接口与输出接口的电路原理图6为用于转向轮独立驱动电动车的差动助力转向系统中的整车控制器的 CAN通信接口电路1与CAN通信接口电路2电路原理图7为用于转向轮独立驱动电动车的差动助力转向系统中型号为MPC565本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于转向轮独立驱动电动车的差动助力转向系统，包括有左转向轮轮边电机控制器（３）、右转向轮轮边电机控制器（４）、左转向轮轮边电机（７）、转向盘转矩转角传感器（９）与右转向轮轮边电机（１２），左转向轮轮边电机控制器（３）与左转向轮轮边电机（７）电线连接，右转向轮轮边电机控制器（４）与右转向轮轮边电机（１２）电线连接，左转向轮轮边电机（７）的输出轴与左前轮（６）的轮毂花键连接，右转向轮轮边电机（１２）的输出轴与右前轮（１１）的轮毂花键连接，其特征在于，还安装一个具备差动助力转向功能的整车控制器（２）；　整车控制器（２）上的输入端ＤＩ５、ＤＩ６、ＤＩ７与ＤＩ８引脚分别与四个相同的轮速传感器（１４）的信号线连接；　整车控制器（２）上的ＣＡＮ２＿Ｈ与ＣＡＮ２＿Ｌ引脚分别和右转向轮轮边电机控制器（４）的ＣＡＮ 通信线的ＣＡＮＨ及ＣＡＮＬ线连接；　整车控制器（２）上的ＣＡＮ１＿Ｈ与ＣＡＮ１＿Ｌ引脚分别和左转向轮轮边电机控制器（３）的ＣＡＮ通信线的ＣＡＮＨ及ＣＡＮＬ线连接；　整车控制器（２）上的电源接口与１２Ｖ～２４Ｖ的直流电源连接；　 　整车控制器（２）中的ＡＩ０引脚与转向盘转矩转角传感器（９）中的转矩信号线连接，整车控制器（２）中的ＡＩ１引脚与转向盘转矩转角传感器（９）中的转角信号线连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：靳立强，王军年，王庆年，曾小华，胡长建，王加雪，宋世欣，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：实用新型
国别省市：82[中国|长春]