[发明专利]一种转向、防倾与驱动集成式轮边电驱动系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种转向、防倾与驱动集成式轮边电驱动系统，包括：双转子电机，其外转子输出端连接车轮，内转子输出端连接主动齿轮；防倾齿轮，其位于所述主动齿轮的一侧，并与所述主动齿轮啮合；L形防倾杆，其一端通过第一离合器固定连接所述防倾齿轮，另一端连接悬架；直线电机，其固定在所述双转子电机一侧，所述直线电机的次级端连接转向横拉杆，用于驱动转向横拉杆移动实现转向；其中，当第一离合器结合时，所述内转子输出端产生阻止悬架上下跳动的阻力矩，实现防倾。本发明提供的转向、防倾与驱动集成式轮边电驱动系统，提高了系统的集成性，节省了空间，便于整车布置。

技术领域

本发明属于汽车轮边驱动技术领域，特别涉及一种转向、防倾与驱动集成式轮边电驱动系统及控制方法。

背景技术

传统的集中驱动式纯电动汽车采用由单一电机和驱动桥组成的动力总成或由单一电机、变速器和驱动桥组成的动力总成来驱动车辆行驶，传动零件多，传动效率不高，占用空间大。

轮毂驱动或轮边驱动其结构特征为将驱动电机直接安装在驱动车轮内或者驱动车轮附近，电机直接驱动车轮或者经减速机构。与传统汽车相比，省去了差速器等机械传动部件，传动效率高，结构紧凑，车身空间利用率高，同时各个驱动车轮可独立控制，便于实现复杂的动力性与稳定性控制。然而，对于轮毂驱动或驱动电机布置在车轮支架的轮边驱动形式，由于驱动电机增加了簧下质量，导致汽车平顺性不佳。因而，采用布置在车架上的驱动电机轮边独立驱动形式，可以在现阶段有效解决此问题。

同时，现有的轮边驱动系统往往还是与传统转向系统和悬架系统匹配使用，轮边驱动系统与转向系统以及悬架系统的设计和布置是相对独立的。在将传统驱动形式改为轮边驱动形式时往往存在三系统间的空间和运动干涉问题，为此整车底盘系统的设计难度大、周期长。另外，悬架系统中的传统的横向稳定杆需连接左右独立悬架减振器臂，虽能有效的防止车身侧倾，但也牺牲了部分乘坐舒适性，且增加空间布置难度。现有的独立防倾技术多为分别为各个悬架增加防倾电机，占用空间大，结构复杂。除此之外，虽然现在存在各车轮独立转向的技术，但现有独立转向技术都未考虑独立转向执行部件失效问题，当一侧车轮独立转向失效，则整个车辆无法继续完成转向动作，具有很大的安全隐患。

发明内容

本发明目的是提供一种转向、防倾与驱动集成式轮边电驱动系统，利用双转子电机和直线电机这两种特种电机作为两个执行机构来实现车轮的独立线控驱动、独立线控转向以及独立线控防倾三个功能；提高了系统的集成性，节省了空间，便于整车布置，同时实现了各车轮的独立转向控制，使转向更为灵活。

本发明还有一个目的是提供一种转向、防倾与驱动集成式轮边电驱动系统控制方法，当转向直线电机失效时，通过控制双转子电机以及离合器的通断实现线控转向的冗余保证可靠的转向安全性。

本发明提供的技术方案为：

双转子电机，其外转子输出端连接车轮，内转子输出端连接主动齿轮；

防倾齿轮，其位于所述主动齿轮的一侧，并与所述主动齿轮啮合；

L形防倾杆，其一端通过第一离合器固定连接所述防倾齿轮，另一端连接悬架；

直线电机，其固定在所述双转子电机一侧，所述直线电机的次级端连接转向横拉杆，用于驱动转向横拉杆移动实现转向；

其中，当第一离合器结合时，所述内转子输出端产生阻止悬架上下跳动的阻力矩，实现防倾。

优选的是，所述的转向、防倾与驱动集成式轮边电驱动系统，还包括失效保护机构，其包括：

转向齿轮，其位于所述主动齿轮的另一侧，并与所述主动齿轮啮合；

第二离合器，其主动端与转向齿轮的伸出端连接；

螺母，其与所述第二离合器从动端连接；

丝杠轴，其与直线电机的次级靠近转向齿轮的一端固定连接；