[实用新型]电动汽车的电机差速控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型的电动汽车电子差速控制系统。

背景技术

目前，一般汽车分为前轮驱动和后轮驱动，而前轮驱动有最大的两个缺点：1、操控性前驱最大的缺点就是操控性。前后最理想的重量分布是50∶50，但是前驱车很少也很难做到这一点。因为相对部件集中的前部来说，后部重量变得很轻。后轮很容易失去抓地力，尤其是在湿滑的路面上。2、前轮负载过大前轮既要负责牵引又要负责转向，任务太多自然无法尽善尽美，转向不够精确，加速和刹车时前桥的负担过重，抬头和点头更明显，影响舒适性。

汽车转弯时外轮线速度要高于内轮，而公知的解决汽车转弯时内轮与外轮转速差异的方法为机械型的差速器(如图1)。差速器(3)类型有很多，最普通的差速器由行星齿轮、行星轮架(差速器壳)、半轴齿轮等零件组成。电机(2)在电机控制器(1)的控制下，动力经传动轴进入差速器，直接驱动行星轮架，再由行星轮带动左、右两根半轴，分别驱动左、右后轮(4，5)。差速器的设计要求满足：(左半轴转速)+(右半轴转速)＝2*(行星轮架转速)。当汽车直行时，左、右后轮(4，5)与行星轮架三者的转速相等，处于平衡状态，而在汽车转弯时三者平衡状态被破坏，导致内侧轮转速减小，外侧轮转速增加，但如果一个驱动轮丧失附着力的情况下，另外一个也没有驱动力。因此普通差速器在恶劣路况时性能并不好。

对于左右驱动轮分别采用两个电机驱动时(如图2)，由于左右两后轮(4，5)没有相连的差速装置，在汽车转弯时，外轮必然要比内轮转得快。由于左右两个电机(11，12)驱动力相同，很易造成内轮打滑，轮胎出现异常磨损。而且在高速时，易失去方向的控制。

特别是对于残疾人电动汽车，所有的机械差速装置都必须要求驱动轮之间有轴相连，而一旦残疾人电动汽车后轮有轴相连，那么后轮处汽车底板将无法下放作为轮椅升降导板用(如图3)。若将轮椅升降板伸出车外(如图4)，那么在位置有限的停车空间内残疾人很可能无法登车，因此传统的机械差速器将无法应用在这种新型残疾人电动汽车上，只能采用左右后驱动轮分别由两个电机驱动。

发明内容

为了解决这种左右驱动轮分别采用两个电机驱动的电动汽车转弯时内外轮转速差调节问题，本实用新型提供了一套数字电子差速控制系统，这套系统不仅能使电动汽车两个后轮在转弯时保持角速度严格一致。在由于道路原因一个驱动轮丧失附着力的情况下，另一驱动轮不会失去驱动力，在恶劣路况时也有较好的性能。而且能使后轮之间无任何轴连接，特别适用于残疾人电动汽车。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

利用一个上位数字信号处理器(以下简称DSP)(8)将用户的速度命令及汽车前轮角度经过数字运算，从而来确定两个后轮各自的速度给定要求，并将这两个速度要求分别发送至两个下位DSP(9，10)。而这两个下级DSP(9，10)再对两个驱动电机(11，12)进行控制，分别带动两个后驱动轮(4，5)。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是传统的机械差速器在汽车中的应用示意图。

图中1为电机控制器，2为驱动电机，3为机械差速器，4为后轮(右)，5为后轮(左)，6为前轮(右)，7为前轮(左)。

图2是本实用新型的汽车应用示意图。

图中8为上位DSP，9为下位DSP(左)，10为下位DSP(右)，11为驱动电机(左)，12为驱动电机(右)，6为前轮(右)，7为前轮(左)，4为后轮(右)，5为后轮(左)。

图3是无后轴残疾人电动汽车。

图4是有后轴残疾人电动汽车。

图5是本实用新型的在汽车转弯时的数学计算模型。

图中4为后轮(右)，5为后轮(左)，6为前轮(右)，7为前轮(左)，angle为前轮(左)(7)转角，L为轴距，b为后轮距，h为左前轮与左后轮中心间距差，R1为左后轮(左)(5)的转弯半径。

图6是上位DSP(8)基本信号输入输出流程图。

图中8为上位DSP，13为前轮(左)(5)转角(angle)信息输入，14为用户速度(V)命令输入，15为下位DSP(左)(9)所需的速度(Va)输出，16为下位DSP(右)(10)所需的速度(Vb)输出。

图7是下位DSP(左)(9)的基本控制电路图。

图中17为汽车电池，18为三相全桥电路，11为驱动电机(左)，19为电压检测与保护电路，20为驱动电路，21为电流检测与保护电路，22为传感器，8为上位DSP，9为下位DSP(左)。