雙輪轂式電動(dòng)四輪車電橋差速控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于雙輪轂式電動(dòng)四輪車控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微型雙輪轂式電動(dòng) 四輪車電橋差速控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國電動(dòng)車市場的發(fā)展，低速微型電動(dòng)四輪車快速地進(jìn)入了市場。雙輪轂式 電動(dòng)四輪車由于采用獨(dú)立懸架、輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的技術(shù)，具有乘坐舒適、噪音低和存物空間大 的特點(diǎn)，受到了電動(dòng)四輪車業(yè)界的廣泛重視。但雙輪轂電機(jī)的差速控制一直是制約雙輪轂 式電動(dòng)四輪車發(fā)展的主要因素。目前雙輪轂電機(jī)的差速控制主要采用電子差速器，但電子 差速器存在著控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高等特點(diǎn)。
[0003] 如公開號CN101574979A申請的電動(dòng)車差速轉(zhuǎn)向控制方法，是根據(jù)輪速傳感器測 得電動(dòng)車后輪輪速、驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)際輸出力矩、車輛的側(cè)向速度，再通過兩自由度轉(zhuǎn)向模型計(jì) 算出電動(dòng)車輛的側(cè)向速度和橫擺角速度，再算出四個(gè)車輪的側(cè)偏角，從而算出四個(gè)車輪的 轉(zhuǎn)速，再用專門算法實(shí)現(xiàn)對輪轂電動(dòng)車輛的電子差速轉(zhuǎn)向控制。
[0004] 如公開號CN102935815A申請的電動(dòng)車電子差速控制設(shè)備及控制方法主要包括主 控制器、輪轂電機(jī)、輪轂電機(jī)控制器、輪速傳感器和轉(zhuǎn)角傳感器。輪速傳感器用于測量車輛 的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，并將測量的轉(zhuǎn)速反饋給電子差速主控制器，轉(zhuǎn)角傳感器用于測量轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn) 角大小，用于判定車輛是否結(jié)束轉(zhuǎn)向狀態(tài)，并將實(shí)時(shí)測量結(jié)果反饋給電子差速主控制器，輪 轂電機(jī)控制器通過PID調(diào)節(jié)器分別控制相應(yīng)的輪轂電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩，同時(shí)也將相應(yīng)的輪轂 電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩反饋給電子差速主控制器，并通過車輪轉(zhuǎn)速反饋信號對電機(jī)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行閉環(huán) 控制。
[0005] 以上的電子差速控制都需要轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器或復(fù)雜的車輛模型和控制算 法，存在著成本高、控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，并且不具有普適性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種利用電橋?qū)崿F(xiàn)雙輪轂式電動(dòng)四輪車的差 速控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)不需要轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器和復(fù)雜的車輛模型，具有成本低、控制 方法簡單的特點(diǎn)。
[0007] 本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 本發(fā)明雙輪轂式電動(dòng)四輪車電橋差速控制系統(tǒng)，包括踏板調(diào)速器、行星齒輪機(jī)構(gòu)、可調(diào) 電阻RL、可調(diào)電阻RR、左電橋、右電橋、左輪轂電機(jī)控制器、右輪轂電機(jī)控制器、左輪轂電機(jī) 和右輪轂電機(jī)組成。
[0008] 所述的方向盤轉(zhuǎn)軸與行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽輪相連，行星齒輪機(jī)構(gòu)的齒圈固定，行 星架為輸出軸，通過齒輪與可調(diào)電阻RL和可調(diào)電阻RR轉(zhuǎn)軸的齒輪嚙合。
[0009] 所述的可調(diào)電阻RL的兩個(gè)輸出RLl、RL2作為左電橋的兩個(gè)橋臂，可調(diào)電阻RR的 兩個(gè)輸出RRl、RR2作為右電橋的兩個(gè)橋臂。
[0010] 所述的可調(diào)電阻RL阻值和可調(diào)電阻RR阻值相等，并且是左電橋和右電橋中固定 電阻阻值的2倍。
[0011] 所述的左電橋與踏板調(diào)速器的控制輸出串聯(lián)后，再作為左輪轂電機(jī)控制器的控制 輸入；右電橋與踏板調(diào)速器的控制輸出串聯(lián)后，再作為右輪轂電機(jī)控制器的控制輸入。
[0012] 所述的左輪轂電機(jī)控制器和右輪轂電機(jī)控制器的工作性能參數(shù)一致；左輪轂電機(jī) 和右輪轂電機(jī)的工作性能參數(shù)一致。
[0013] 本發(fā)明適用于采用雙輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)四輪車。方向盤轉(zhuǎn)軸通過行星齒輪機(jī) 構(gòu)減速后與可調(diào)電阻RL和可調(diào)電阻RR相連，可調(diào)電阻RL的兩個(gè)輸出RLl、RL2作為左電橋 的兩個(gè)橋臂，可調(diào)電阻RR的兩個(gè)輸出RRl、RR2作為右電橋的兩個(gè)橋臂；直線行駛時(shí)，左右電 橋中的阻值都相等，左右電橋都處于平衡狀態(tài)，輸入左右輪轂電機(jī)控制器的控制電壓相等， 左右輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)速相等；轉(zhuǎn)向時(shí)，方向盤通過行星齒輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)可調(diào)電阻RL和RR旋轉(zhuǎn)，RLl 和RL2的阻值反向變化，RRl和RR2的阻值反向變化，左右電橋失去平衡，左右電橋的輸出電 壓反向變化，輸入左右輪轂電機(jī)控制器的控制電壓反向變化，使左右輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)速不相等， 形成差速轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。
[0014] 本發(fā)明的有益效果在于： 本發(fā)明采用純電路進(jìn)行差速控制，不需要方向盤轉(zhuǎn)角信號和車輪的輪速信號，也不需 要建立復(fù)雜的車輛模型，具有成本低，控制算法簡單，易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖。
[0016] 圖2為本發(fā)明的方向盤改變可調(diào)電阻RL和RR阻值輸出的原理圖。
[0017] 圖中：1.踏板調(diào)速器；2.左輪轂電機(jī)控制器；3.左輪轂電機(jī)；4.右輪轂電機(jī)； 5.右輪轂電機(jī)控制器；6.左電橋；7.右電橋；8.方向盤；9.太陽輪；10.齒圈；11.行星架； 12.可調(diào)電阻RL; 13.可調(diào)電阻RR。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0019] 本發(fā)明的雙輪轂式電動(dòng)四輪車電橋差速控制系統(tǒng)，如圖1所示，系統(tǒng)中的左電橋 (6)由兩個(gè)阻值相同的固定電阻和可調(diào)電阻RL的兩個(gè)輸出RL1、RL2構(gòu)成，右電橋（7)由兩 個(gè)阻值相同的固定電阻和可調(diào)電阻RR的兩個(gè)輸出RR1、RR2構(gòu)成；左電橋（6)和右電橋（7) 的固定電阻阻值都相等；可調(diào)電阻RL和可調(diào)電阻RR的總阻值相等，并且是是電橋中固定電 阻阻值的2倍。
[0020] 方向盤（8)與行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽輪（9)相連，齒圈（10)固定，行星架（11)為輸 出軸，通過齒輪與可調(diào)電阻RL和可調(diào)電阻RR轉(zhuǎn)軸的齒輪嚙合；方向盤（8)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過行 星齒輪機(jī)構(gòu)減速后使可調(diào)電阻RURR旋轉(zhuǎn)，使可調(diào)電阻RL兩個(gè)輸出RLl、RL2的阻值和可調(diào) 電阻RR兩個(gè)輸出RRl、RR2的阻值分別產(chǎn)生反向變化。
[0021] 踏板調(diào)速器（1)的控制輸出^分別與左電橋（6)和右電橋（7)串聯(lián)后，再作為控 制輸入電壓G、仏分別輸入左輪轂電機(jī)控制器（2)和右輪轂電機(jī)控制器（5);左輪轂電機(jī)控 制器（2 )和右輪轂電機(jī)控制器（5 )再分別控制左輪轂電機(jī)（3 )和右輪轂電機(jī)（4 )。
[0022] 直線行駛時(shí)，方向盤（8)處于中間位置，可調(diào)電阻RURR都處于中間位置，可調(diào)電 阻RL的兩個(gè)輸出RLl、RL2和可調(diào)電阻RR的兩個(gè)輸出RRl、RR2阻值都相等，并且與左電橋 (6)和右電橋（7)中的固定電阻阻值也相等，即 RL1=RL2=R RR1=RR2=R (I) 左電橋（6)和右電橋（7)都處于平衡狀態(tài)，電壓輸出為0,輸入左輪轂電機(jī)控制器（2)和 右輪轂電機(jī)控制器（5)的控制輸入電壓即為踏板調(diào)速器（1)的控制輸出電壓，即 U1=Ur=U (2) 由于左輪轂電機(jī)控制器（2)和右輪轂電機(jī)控制器（5)的工作性能參數(shù)一致，左輪轂電 機(jī)（3 )和右輪轂電機(jī)（4)的工作性能參數(shù)也一致，所以左輪轂電機(jī)（3 )和右輪轂電機(jī)（4)的 轉(zhuǎn)速一致，車輛直線行駛。
[0023] 向右轉(zhuǎn)向時(shí)，方向盤（8)通過行星齒輪機(jī)構(gòu)減速后使可調(diào)電阻RU RR旋轉(zhuǎn)，可調(diào) 電阻RL的兩個(gè)輸出RLl、RL2阻值產(chǎn)生反向變化，可調(diào)電阻RR的兩個(gè)輸出RRl、RR2阻值也 產(chǎn)生反向變化，但由于可調(diào)電阻RU RR的旋向方向相反，RL1、RL2阻值的變化方向同RR1、 RR2阻值的變化方向相反。設(shè)由中間狀態(tài)到旋轉(zhuǎn)后RLl的阻值變化值為 RLl=R+AR RL2=R- Δ R (3) RRl=R-AR RRl=R+AR (4) 左電橋（6 )和右電橋（7 )失去平衡，左電橋（6 )和右電橋（7 )的輸出電壓分別為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種雙輪轂式電動(dòng)四輪車電橋差速控制系統(tǒng)，其特征在于：包括單排行星齒輪機(jī) 構(gòu)、可調(diào)電阻RL(12)、可調(diào)電阻RR(13)、左電橋（6)、右電橋（7)、左輪轂電機(jī)控制器（2)、 右輪轂電機(jī)控制器（5)、左輪轂電機(jī)（3)、右輪轂電機(jī)（4)、踏板調(diào)速器（1)等組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的雙輪轂式電動(dòng)四輪車電橋差速控制系統(tǒng)，其特征在于：方 向盤（8)轉(zhuǎn)軸與行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽輪（9)相連，齒圈（10)固定，行星架（11)為輸出軸，通 過齒輪與可調(diào)電阻RL(12)和可調(diào)電阻RR(13)轉(zhuǎn)軸的齒輪嚙合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的雙輪轂式電動(dòng)四輪車電橋差速控制系統(tǒng)，其特征在于：可 調(diào)電阻RL(12)的兩個(gè)輸出RL1、RL2作為左電橋（6)的兩個(gè)橋臂，可調(diào)電阻RR(13)的兩 個(gè)輸出RRl、RR2作為右電橋（7)的兩個(gè)橋臂。
4. 根據(jù)權(quán)利要求書2所述的雙輪轂式電動(dòng)四輪車電橋差速控制系統(tǒng)，其特征在于：可 調(diào)電阻RL(12)的阻值和可調(diào)電阻RR(13)的阻值相等，并且是左電橋（6)和右電橋（7)中 固定電阻阻值的2倍。
5. 根據(jù)權(quán)利要求書2所述的雙輪轂式電動(dòng)四輪車電橋差速控制系統(tǒng)，其特征在于：左 電橋（6)與踏板調(diào)速器（1)的控制輸出串聯(lián)后，再作為左輪轂電機(jī)控制器（2)的控制輸入； 右電橋（7)與踏板調(diào)速器（1)的控制輸出串聯(lián)后，再作為右輪轂電機(jī)控制器（5)的控制輸 入。
6. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的雙輪轂式電動(dòng)四輪車電橋差速控制系統(tǒng)，其特征在于：左 輪轂電機(jī)控制器（2)和右輪轂電機(jī)控制器（5)的工作性能參數(shù)一致；左輪轂電機(jī)（3)和右輪 轂電機(jī)（4)的工作性能參數(shù)一致。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙輪轂式電動(dòng)四輪車電橋差速控制系統(tǒng)。所述控制系統(tǒng)包括行星齒輪機(jī)構(gòu)、可調(diào)電阻RL和RR、左右電橋、左右輪轂電機(jī)控制器、左右輪轂電機(jī)。其中可調(diào)電阻RL的兩個(gè)輸出RLl、RL2作為左電橋的兩個(gè)橋臂，可調(diào)電阻RR的兩個(gè)輸出RRl、RR2作為右電橋的兩個(gè)橋臂；直線行駛時(shí)，左右電橋中的阻值都相等，左右電橋都處于平衡狀態(tài)，輸入左右輪轂電機(jī)控制器的控制電壓相等，左右輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)速相等；轉(zhuǎn)向時(shí)，方向盤通過行星齒輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)可調(diào)電阻RL和RR旋轉(zhuǎn)，RLl和RL2的阻值反向變化，RRl和RR2的阻值反向變化，左右電橋失去平衡，左右電橋的輸出電壓反向變化，輸入左右輪轂電機(jī)控制器的控制電壓反向變化，使左右輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)速不相等，形成差速轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明電橋差速控制系統(tǒng)同機(jī)械差速器和電子差速器相比較，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低等特點(diǎn)。
【IPC分類】B60L15-32, B62D11-04
【公開號】CN104786870
【申請?zhí)枴緾N201510188293
【發(fā)明人】胡曉明, 時(shí)為超, 呂猛
【申請人】淮陰工學(xué)院
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月21日