[发明专利]一种商用车多功能电动循环球转向系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种商用车多功能电动循环球转向系统及其控制方法，包括：电动助力模块、机械传动模块和控制模块；所述电动助力模块包括：双转子电机模块和助力电机；所述机械传动模块包括：方向盘、转向轴、联轴器、循环球转向器、齿扇、齿扇轴、转向直拉杆、转向横拉杆、转向节臂、左梯形臂、右梯形臂、左转向节、右转向节、左车轮和右车轮；所述控制模块包括：电子控制单元、转矩传感器、车速传感器、转角传感器和电流传感器；本发明充分发挥了循环球转向器的高减速比能力，最大化了系统助力转矩、实现了电动助力功能、简化了系统、提供线控功能的同时保证了系统可靠性。

技术领域

本发明属于汽车机械转向技术领域，具体指代一种商用车多功能电动循环球转向系统及其控制方法。

背景技术

现有商用车普遍采用的转向系统设计形式为液压助力转向(HPS)系统，相比纯机械转向系统，HPS系统优点在于技术成熟可靠，成本低廉，能有效改善转向沉重的问题，但是其存在高车速时转向稳定性较差、原地掉头等低车速时转向感觉沉重等问题。为解决这些问题，国内外专家学者在HPS系统的基础之上，提出改进型的电控液压助力转向(ECHPS)系统和电动液压助力转向(EHPS)系统。虽然新的技术一定程度上改善了原有转向系统存在的问题。但由于ECHPS系统和EHPS系统仍基于液压传动技术，一方面其能耗仍然较高；另一方面其电气化程度有限，不易实现精准的跟踪控制，难以满足未来汽车智能化、网联化的需求。

电动助力转向系统(EPS)是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统，与传统的液压助力转向系统(HPS)相比，EPS系统具有能耗低、路感可调性好、结构紧凑、易于维护、响应快、系统匹配性好等优点。它的出现完美契合了人们对于转向系的所有要求。而取消机械连接之后的线控助力转向应该是代表着转向系的终极形态，但目前尚处于初级研究阶段，尚有巨大研究空间。

由此可见，为满足现有车辆智能化和节能化的发展趋势，商用车转向系统必将向着电动化和线控化的趋势发展。然而由于商用车质量较大，目前的研究多采用高功率电机或多电机助力的模式来实现商用车转向系统电动化的技术落地。此外，为了满足商用车智能化的发展也有些研究进行了商用车线控转向技术的研发。但现有商用车电动助力转向技术的研究存在结构复杂、转向助力仍然较小，线控转向技术可靠性不足。而且，目前的研究多是针对单一对象，未考虑技术更替时驾驶员的适应性，将导致商用车转向技术发展不连续，驾驶员难以很快适应新兴技术，可见目前缺少一种集成线控转向和电动助力转向功能于一体且适用于商用车的多功能电动助力转向系统。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种商用车多功能电动循环球转向系统及其控制方法，以解决现有技术中商用车电动助力转向助力较小、线控转向可靠性较差以及转向系统功能单一难以适应车辆未来发展等问题；本发明结合双转子电机和一套普通的助力电机共同作用在循环球转向器的输入端上，利用双转子电机冗余度高，输出转矩高、线控可靠性好的特性，并对其加装了拨叉组件进行双转子的同步和异步旋转，以实现线控转向和电动助力转向功能，充分发挥了循环球转向器的高减速比能力，最大化了系统助力转矩、实现了电动助力功能、简化了系统、提供线控功能的同时保证了系统可靠性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种商用车多功能电动循环球转向系统，包括：电动助力模块、机械传动模块和控制模块；

所述电动助力模块包括：双转子电机模块和助力电机；

所述双转子电机模块包括：转子A、上端盖、定子、定子绕组A、定子绕组B、永磁铁、轴承、轴承座、转子B、同步环、拨叉螺母、拨叉螺杆、拨叉驱动电机和下端盖；

所述上端盖和下端盖分别安装在所述定子的两端；

所述定子绕组A和定子绕组B均缠绕在所述定子内部；

所述永磁铁分别安装在所述转子A和转子B上；