本實(shí)用新型涉及汽車(chē)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種助力轉(zhuǎn)向與獨(dú)立驅(qū)動(dòng)集成式輪邊電驅(qū)動(dòng)裝置。

背景技術(shù)：

分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)主要有輪轂驅(qū)動(dòng)和輪邊驅(qū)動(dòng)兩種形式，輪轂驅(qū)動(dòng)增加了非簧載質(zhì)量，輪胎接地動(dòng)載荷大，影響了行駛平順性和操縱性，同時(shí)為了布置輪轂電機(jī)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和懸架需重新設(shè)計(jì)。而輪邊驅(qū)動(dòng)與輪轂驅(qū)動(dòng)相比，在未增加簧下質(zhì)量的情況下同樣可以具備輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)形式的各輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)優(yōu)勢(shì)，并且轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與懸架可沿用現(xiàn)有技術(shù)，綜合性能更加優(yōu)異。

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可根據(jù)優(yōu)化的助力特性控制助力電機(jī)實(shí)現(xiàn)助力，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)低速轉(zhuǎn)向輕便，高速行駛路感好，提高了操縱穩(wěn)定性和駕駛員操縱舒適性，是現(xiàn)在運(yùn)用范圍最廣的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)形式?，F(xiàn)有的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要有三種形式，即轉(zhuǎn)向軸助力式、齒輪助力式以及齒條助力式。

轉(zhuǎn)向軸助力式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將轉(zhuǎn)向器占用的空間減到最小，但是由于電動(dòng)機(jī)離駕駛員較近，電動(dòng)機(jī)輸出力矩的波動(dòng)和噪聲很容易傳遞到轉(zhuǎn)向盤(pán)上，因此影響駕駛舒適性和路感；齒輪助力式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將轉(zhuǎn)矩傳感器、電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)以及離合器集成在一起,電動(dòng)機(jī)直接通過(guò)減速機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)齒輪軸進(jìn)行助力，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率高。齒條助力式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通過(guò)將助力力矩直接施加在齒條上實(shí)現(xiàn)助力，系統(tǒng)剛度好、傳力能力大、結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)不受安裝位置的限制，電動(dòng)機(jī)的波動(dòng)不易傳遞到轉(zhuǎn)向盤(pán)上，提高了駕駛舒適性。但齒條助力式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于助力位置在轉(zhuǎn)向器下方，為此需要較大的輸出力矩，為了提高經(jīng)濟(jì)性，一般采用24V或48V直流電壓供電，這需要額外的直流變換電路實(shí)現(xiàn)。這對(duì)于現(xiàn)有12V直流供電的傳統(tǒng)汽車(chē)無(wú)形中增加了額外成本。即便是對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)而言，無(wú)論哪種形式的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)都需要額外增加一個(gè)轉(zhuǎn)向助力電機(jī)及其減速機(jī)構(gòu)才能完成需要的助力功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于上述背景，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種助力轉(zhuǎn)向與獨(dú)立驅(qū)動(dòng)集成式輪邊電驅(qū)動(dòng)裝置，本實(shí)用新型的實(shí)用新型目的是通過(guò)使用雙轉(zhuǎn)子電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)向助力，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與輪邊獨(dú)立驅(qū)動(dòng)集成一體化。

本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為：

一種助力轉(zhuǎn)向與獨(dú)立驅(qū)動(dòng)集成式輪邊電驅(qū)動(dòng)裝置，包括：

雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，其內(nèi)轉(zhuǎn)子連接第一驅(qū)動(dòng)半軸，用于驅(qū)動(dòng)一側(cè)車(chē)輪，外轉(zhuǎn)子通過(guò)輸出軸連接主動(dòng)齒輪，能夠驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)；

驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其轉(zhuǎn)子連接第二驅(qū)動(dòng)半軸，用于驅(qū)動(dòng)另一側(cè)車(chē)輪；

齒條絲杠軸，其兩端分別鉸接轉(zhuǎn)向橫拉桿；

從動(dòng)齒輪，其中心孔和所述齒條絲杠軸螺紋副配合，能夠在所述主動(dòng)齒輪的驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)所述齒條絲杠軸移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。

優(yōu)選的是，還包括轉(zhuǎn)向操縱系統(tǒng)，包括：

轉(zhuǎn)向盤(pán)，其中心連接轉(zhuǎn)向軸；

轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器，其安裝在所述轉(zhuǎn)向軸上，用于檢測(cè)轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)矩；

其中，所述齒條絲杠軸包括位于一側(cè)的齒條部以及位于中部絲杠部，所述齒條部與所述轉(zhuǎn)向軸下端的轉(zhuǎn)向齒輪嚙合，所述絲杠部與所述從動(dòng)齒輪的中心孔絲杠副配合。

優(yōu)選的是，所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)包括：

外殼，其內(nèi)具有容置空間，用于布置外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子；

永磁體，其鑲嵌在外轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)和外側(cè)表面上；

定子，其固定在所述外殼內(nèi)表面上；

勵(lì)磁繞組，其固定在所述定子上，通以電流用以產(chǎn)生磁場(chǎng)；

電樞繞組，其安裝在所述內(nèi)轉(zhuǎn)子上；

其中，所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn)子輸出軸連接主動(dòng)齒輪，用于輸出轉(zhuǎn)矩，內(nèi)轉(zhuǎn)子輸出軸連接所述第一驅(qū)動(dòng)半軸，用于輸出驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

優(yōu)選的是，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括：

外殼，其內(nèi)具有容置空間，用于布置轉(zhuǎn)子；

永磁體，其鑲嵌在轉(zhuǎn)子表面上；

定子，其固定在所述外殼內(nèi)表面上；

勵(lì)磁繞組，其固定在所述定子上，通以電流用以產(chǎn)生磁場(chǎng)；

電樞繞組，其安裝在所述內(nèi)轉(zhuǎn)子上；

其中，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子輸出軸連接所述第二驅(qū)動(dòng)半軸，用于驅(qū)動(dòng)另一側(cè)車(chē)輪。

優(yōu)選的是，所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn)子包括牙嵌式相互配合的主體和端蓋，所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子通過(guò)上下軸承支撐嵌套在所述主體和端蓋形成的容置空間中，其輸出端從容置空間中穿出連接所述內(nèi)轉(zhuǎn)子輸出軸。

優(yōu)選的是，還包括：

從動(dòng)齒輪，其中心孔內(nèi)壁加工有半圓螺旋槽，并且內(nèi)壁沿著軸向還加工內(nèi)循環(huán)通道，其入口和出口分別在所述半圓螺旋槽的起點(diǎn)和終點(diǎn)處；

其中，所述齒條絲杠軸上設(shè)置半圓螺旋槽，其與所述從動(dòng)齒輪的半圓螺旋槽位置對(duì)應(yīng)；

滾珠，其沿所述半圓螺旋槽以及所述內(nèi)循環(huán)通道滾動(dòng)。

優(yōu)選的是，

第一驅(qū)動(dòng)半軸，其一端通過(guò)萬(wàn)向節(jié)連接所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子輸出軸，用于輸入驅(qū)動(dòng)力；

第二驅(qū)動(dòng)半軸，其一端通過(guò)萬(wàn)向節(jié)連接所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子輸出軸，用于輸入驅(qū)動(dòng)力；

轉(zhuǎn)向節(jié)，其通過(guò)輪轂軸承支承在輪轂和車(chē)輪上，其上開(kāi)設(shè)空心軸頸；

其中，所述橫拉桿通過(guò)球頭銷(xiāo)連接所述轉(zhuǎn)向節(jié)。

優(yōu)選的是，還包括：

中央處理單元，其通過(guò)CAN總線連接所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)；

其中，所述轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器電聯(lián)所述中央處理單元，所述中央處理單元通過(guò)轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)矩控制所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)轉(zhuǎn)矩。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較所具有的有益效果：

1、系統(tǒng)集成性好；本實(shí)用新型所述的一種助力轉(zhuǎn)向與獨(dú)立驅(qū)動(dòng)集成式輪邊電驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)使用雙轉(zhuǎn)子電機(jī)和滾珠絲杠機(jī)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的輪邊驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的獨(dú)立驅(qū)動(dòng)功能之外，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向功能。即實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的集成；

2、結(jié)構(gòu)緊湊；本實(shí)用新型所述的一種助力轉(zhuǎn)向與獨(dú)立驅(qū)動(dòng)集成式輪邊電驅(qū)動(dòng)裝置使用雙轉(zhuǎn)子電機(jī)同時(shí)提供驅(qū)動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)向助力矩，并采用滾珠絲杠機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)減速增扭和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換，與傳統(tǒng)的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，體積小，結(jié)構(gòu)更加緊湊，同時(shí)不受安裝位置的限制；

3、可利用差動(dòng)驅(qū)動(dòng)協(xié)同轉(zhuǎn)向助力，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向節(jié)能；本實(shí)用新型所述的一種助力轉(zhuǎn)向與獨(dú)立驅(qū)動(dòng)集成式輪邊電驅(qū)動(dòng)裝置可以發(fā)揮左右車(chē)輪獨(dú)立輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，利用左右車(chē)輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩差值產(chǎn)生地面驅(qū)動(dòng)力差，從而產(chǎn)生差動(dòng)助力轉(zhuǎn)向力矩協(xié)同一側(cè)布置的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)完成助力轉(zhuǎn)向，故可以降低雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的助力轉(zhuǎn)向力矩需求，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向節(jié)能；

4、駕駛舒適性好；本實(shí)用新型所述的一種助力轉(zhuǎn)向與獨(dú)立驅(qū)動(dòng)集成式輪邊電驅(qū)動(dòng)裝置在轉(zhuǎn)向助力時(shí)，電機(jī)產(chǎn)生的力矩波動(dòng)及噪聲不易傳遞至駕駛員，大大提高了駕駛舒適性。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型所述的一種助力轉(zhuǎn)向與獨(dú)立驅(qū)動(dòng)集成式輪邊電驅(qū)動(dòng)裝置三維視圖。

圖2為本實(shí)用新型所述的一種助力轉(zhuǎn)向與獨(dú)立驅(qū)動(dòng)集成式輪邊電驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)組成簡(jiǎn)圖。

圖3為本實(shí)用新型所述的一種助力轉(zhuǎn)向與獨(dú)立驅(qū)動(dòng)集成式輪邊電驅(qū)動(dòng)裝置的滾珠絲杠機(jī)構(gòu)全剖視圖。

圖4為本實(shí)用新型所述的一種助力轉(zhuǎn)向與獨(dú)立驅(qū)動(dòng)集成式輪邊電驅(qū)動(dòng)裝置的滾珠絲杠機(jī)構(gòu)螺母的軸測(cè)視圖。

圖5為本實(shí)用新型所述的一種助力轉(zhuǎn)向與獨(dú)立驅(qū)動(dòng)集成式輪邊電驅(qū)動(dòng)裝置的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn)子軸測(cè)視圖。

圖6為本實(shí)用新型所述的一種助力轉(zhuǎn)向與獨(dú)立驅(qū)動(dòng)集成式輪邊電驅(qū)動(dòng)裝置的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子軸測(cè)視圖。

圖7為本實(shí)用新型所述的一種助力轉(zhuǎn)向與獨(dú)立驅(qū)動(dòng)集成式輪邊電驅(qū)動(dòng)裝置的電氣連接關(guān)系圖。

圖8為本實(shí)用新型所述的一種助力轉(zhuǎn)向與獨(dú)立驅(qū)動(dòng)集成式輪邊電驅(qū)動(dòng)裝置的控制過(guò)程流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書(shū)文字能夠據(jù)以實(shí)施。

應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語(yǔ)并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。圖1-7表示出了本實(shí)用新型內(nèi)容的一種實(shí)現(xiàn)實(shí)例，但不僅限于此一種形式。凡是利用雙轉(zhuǎn)子電機(jī)實(shí)現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向和獨(dú)立驅(qū)動(dòng)集成一體化的系統(tǒng)均屬于權(quán)利保護(hù)范圍。另外，本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)中所使用的方位詞，諸如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等都只是結(jié)合本實(shí)例及其附圖為方便論述采用的方位詞，并不意味著實(shí)例所示結(jié)構(gòu)只能按此方位布置和安裝，實(shí)際使用時(shí)可以按照實(shí)際的布置空間予以變換方位和連接關(guān)系。僅僅調(diào)換方位和布置關(guān)系不構(gòu)成有別于本實(shí)用新型的新結(jié)構(gòu)。

如圖1所示，本實(shí)用新型所述的一種助力轉(zhuǎn)向與獨(dú)立驅(qū)動(dòng)集成式輪邊電驅(qū)動(dòng)裝置包括：轉(zhuǎn)向操縱系統(tǒng)100，左輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)300，轉(zhuǎn)向助力執(zhí)行系統(tǒng)400，左驅(qū)動(dòng)電機(jī)500，雙轉(zhuǎn)子電機(jī)600，右輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)700。

如圖1、2所示的實(shí)施例中，所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)600包括外殼670、外轉(zhuǎn)子610、內(nèi)轉(zhuǎn)子620、永磁體630、勵(lì)磁繞組640、定子650、電樞繞組660。其中，外殼670用于容置所述外轉(zhuǎn)子610和內(nèi)轉(zhuǎn)子620；永磁體630貼在外轉(zhuǎn)子610內(nèi)外側(cè)表面上；定子650固定在所述外殼670上；勵(lì)磁繞組640安裝在所述定子650上；電樞繞組660安裝在所述內(nèi)轉(zhuǎn)子620上。如圖5所示的實(shí)施例中，所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)600的外轉(zhuǎn)子610包括采用牙嵌式相互配合的主體611和端蓋612，主體611前端面中心有一個(gè)內(nèi)徑稍大一些的軸承孔和內(nèi)徑小一些的光孔組成的階梯通孔，軸承孔用來(lái)安裝內(nèi)轉(zhuǎn)子620的上支承軸承。端蓋612底部?jī)?nèi)側(cè)加工有軸承沉孔，用于安裝內(nèi)轉(zhuǎn)子620下支撐軸承。同時(shí)，端蓋612輸出軸端加工有外花鍵用于和主動(dòng)齒輪440通過(guò)花鍵連接。內(nèi)轉(zhuǎn)子620嵌套在所述牙嵌式相互配合的主體611、端蓋612形成的容置空間中。

安裝時(shí)，先將內(nèi)轉(zhuǎn)子620上端及軸承安裝至外轉(zhuǎn)子610主體611內(nèi)部，再套上外轉(zhuǎn)子端蓋612，再將外轉(zhuǎn)子610和內(nèi)轉(zhuǎn)子620整體安裝至雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)外殼670中。雙轉(zhuǎn)子電機(jī)外殼固定在車(chē)架上，布置在懸架之上，屬于簧上質(zhì)量。

在另一實(shí)施例中，如圖5所示，主體611后端與端蓋612配合處圓周加工有六個(gè)圓弧梯形凹槽齒，即凹槽齒在徑向近圓心端尺寸小于遠(yuǎn)圓心端，凹槽齒的齒跟平面還加工有圓環(huán)弧狀小凹槽；端蓋612與主體611六個(gè)圓弧梯形凹槽對(duì)應(yīng)處加工有六個(gè)圓弧梯形凸起齒，凸起齒在徑向近圓心端尺寸小于遠(yuǎn)圓心端，圓弧梯形凸起齒的齒頂平面還加工有對(duì)應(yīng)于主體圓弧梯形凹槽齒齒跟處小凹槽的圓環(huán)弧狀凸起，圓弧梯形凸起和圓弧梯形凹槽基本尺寸相同。主體611和端蓋612組合成外轉(zhuǎn)子610時(shí)，主體611的圓弧梯形凹槽齒和對(duì)應(yīng)的端蓋圓梯形凸起齒的齒形兩側(cè)配合定位，起到徑向定位的作用，使兩者中心對(duì)中，且各自齒跟的小凹槽和齒定圓環(huán)弧狀凸起兩兩對(duì)應(yīng)間隙配合，起到輔助徑向限位和軸向定位的作用，保證主體611和端蓋612牙嵌配合時(shí)可靠定心。

其中，所述的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)為雙端輸出型結(jié)構(gòu)，所述的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子620輸出端通過(guò)花鍵與右內(nèi)萬(wàn)向節(jié)740連接，外轉(zhuǎn)子610輸出端通過(guò)花鍵連接著主動(dòng)齒輪440。

在另一實(shí)施例中，如圖2所示，所述的左驅(qū)動(dòng)電機(jī)500為普通單轉(zhuǎn)子電機(jī)，其由定子550、轉(zhuǎn)子520、永磁體530、勵(lì)磁繞組540及電機(jī)外殼510所組成。其中，定子550固定在電機(jī)外殼上510，同時(shí)定子550上安裝有勵(lì)磁繞組540，轉(zhuǎn)子520上固定有永磁體530。左驅(qū)動(dòng)電機(jī)500的輸出端即為轉(zhuǎn)子520的輸出軸端，輸出端上頂部加工有外花鍵，用以與左內(nèi)萬(wàn)向節(jié)340進(jìn)行連接。左驅(qū)動(dòng)電機(jī)外殼固定在車(chē)架上，布置在懸架之上，屬于簧上質(zhì)量。

如圖1、圖2所示，所述的左輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)300包括左外半軸310、左外萬(wàn)向節(jié)320、左內(nèi)半軸330、左內(nèi)萬(wàn)向節(jié)340、左轉(zhuǎn)向節(jié)350、左車(chē)輪360。其中，所述的左內(nèi)萬(wàn)向節(jié)340和左外萬(wàn)向節(jié)320都為等角速萬(wàn)向節(jié)。左轉(zhuǎn)向節(jié)350的軸頸部分做成中空的，以便于外半軸310穿過(guò)其中。

如圖1、圖2所示，所述的右驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)700包括右外半軸710、右外萬(wàn)向節(jié)720、右內(nèi)半軸730、右內(nèi)萬(wàn)向節(jié)740、右轉(zhuǎn)向節(jié)750、右車(chē)輪760。其中，所述的右內(nèi)萬(wàn)向節(jié)340和右外萬(wàn)向節(jié)320都為等角速萬(wàn)向節(jié)。右轉(zhuǎn)向節(jié)750的軸頸部分做成中空的，以便于外半軸710穿過(guò)其中。

其中，所述的左驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)300和右驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)700組成完全相同，結(jié)構(gòu)及各部件結(jié)構(gòu)完全相同。

如圖1、圖2所示，所述的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)600的內(nèi)轉(zhuǎn)子620的輸出端和右內(nèi)半軸730的內(nèi)端通過(guò)右內(nèi)萬(wàn)向節(jié)740連接，右內(nèi)半軸730的外端和右外半軸710的內(nèi)端通過(guò)右外萬(wàn)向節(jié)720連接起來(lái)。右外半軸710的外端加工有凸緣，凸緣上加工有六個(gè)均布的螺栓，通過(guò)螺栓及螺母將右外半軸710的凸緣與右車(chē)輪760的輪轂固定連接，使右外半軸710能驅(qū)動(dòng)右車(chē)輪760轉(zhuǎn)動(dòng)。

如圖1、圖2所示，所述的左驅(qū)動(dòng)電機(jī)500的輸出端和左內(nèi)半軸330的內(nèi)端通過(guò)左內(nèi)萬(wàn)向節(jié)340連接，左內(nèi)半軸330的外端和左外半軸310的內(nèi)端通過(guò)左外萬(wàn)向節(jié)320連接起來(lái)。左外半軸310的外端加工有凸緣，凸緣上加工有六個(gè)均布的螺栓，通過(guò)螺栓及螺母將左外半軸310的凸緣與左車(chē)輪360的輪轂固定連接，使左外半軸310能驅(qū)動(dòng)左車(chē)輪360轉(zhuǎn)動(dòng)。

在另一實(shí)施例中，如圖1、2、3、4所示，所述的轉(zhuǎn)向助力執(zhí)行系統(tǒng)400由滾珠絲杠機(jī)構(gòu)螺母410、中間齒輪軸齒輪420、齒條絲杠軸430、主動(dòng)齒輪440、中間齒輪軸450、滾珠460組成。所述的滾珠460、齒條絲杠軸430、滾珠絲杠機(jī)構(gòu)螺母410組成滾珠絲杠螺母副，滾珠絲杠螺母副的作用是通過(guò)滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)的特殊作用將雙轉(zhuǎn)子電機(jī)外轉(zhuǎn)子610的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換輸出為齒條絲杠軸430的直線運(yùn)動(dòng)。其中齒條絲杠軸430與轉(zhuǎn)向器160中的齒條為一體化結(jié)構(gòu)，同時(shí)齒條絲杠軸430上加工有半圓螺旋槽，作為滾珠460滾動(dòng)的軌道；其中滾珠絲杠機(jī)構(gòu)螺母410為齒輪軸形，螺母中心內(nèi)壁加工有與絲杠430對(duì)應(yīng)相同的半圓螺旋槽，用于裝配滾珠460以及作為滾珠460滑動(dòng)的軌道,孔壁為光孔。同時(shí)，螺母410內(nèi)壁延軸向中還有加工有滾珠的內(nèi)循環(huán)通道，通道入口和出口分別在半圓螺旋槽的靠近起點(diǎn)處及終點(diǎn)處，滾珠循環(huán)通道使?jié)L珠460能在軌道中循環(huán)滾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)將螺母410的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為絲杠430的直線運(yùn)動(dòng)。滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的螺母410中間的從動(dòng)齒輪401為普通直齒齒輪，與中間齒輪軸450上的普通圓柱直齒齒輪420相嚙合。所述的中間齒輪軸450通過(guò)一對(duì)角接觸球軸承支承在轉(zhuǎn)向器殼體上。所述的主動(dòng)齒輪440為普通圓柱直齒齒輪，其中心加工有與雙轉(zhuǎn)子電機(jī)外轉(zhuǎn)子610輸出端花鍵所對(duì)應(yīng)的花鍵孔，用以與雙轉(zhuǎn)子電機(jī)外轉(zhuǎn)子610輸出軸端進(jìn)行連接。主動(dòng)齒輪440與中間齒輪軸齒輪420相嚙合，其壓力角及模數(shù)與中間齒輪軸齒輪420相同。

在另一實(shí)施例中，如圖1、2所示，所述的轉(zhuǎn)向操縱系統(tǒng)100由轉(zhuǎn)向盤(pán)101、轉(zhuǎn)向軸110、轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器120、第一萬(wàn)向節(jié)130、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸140、第二萬(wàn)向節(jié)150、轉(zhuǎn)向器160、轉(zhuǎn)向器左外殼170、轉(zhuǎn)向器右外殼180、轉(zhuǎn)向橫拉桿190組成。所述的轉(zhuǎn)向盤(pán)101中心連接著轉(zhuǎn)向軸110，轉(zhuǎn)向軸上安裝有轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器120，轉(zhuǎn)向軸110下端通過(guò)第一萬(wàn)向節(jié)130與轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸140輸入端進(jìn)行連接，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸140的輸出端連接著第二萬(wàn)向節(jié)150的輸入端，第二萬(wàn)向節(jié)150的輸出端連接著轉(zhuǎn)向器160的輸入端。

所述的轉(zhuǎn)向器160選用的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器，包括有轉(zhuǎn)向輸入小齒輪、齒條、轉(zhuǎn)向器殼體。其中，齒條與滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的絲杠加工為一體組成齒條絲杠軸430。齒條絲杠軸430的兩端中心加工有螺紋孔用以安裝球頭銷(xiāo)，通過(guò)球頭銷(xiāo)連接著左右轉(zhuǎn)向橫拉桿190，左右轉(zhuǎn)向橫拉桿190再通過(guò)球頭銷(xiāo)分別連接著左轉(zhuǎn)向節(jié)350和右轉(zhuǎn)向節(jié)750。值得說(shuō)明的是，本實(shí)用新型雖選用的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器，但不局限于使用齒輪齒條轉(zhuǎn)向器，其它形式的轉(zhuǎn)向器皆可，此項(xiàng)不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型所述權(quán)利要求保護(hù)范圍的限制。

如圖1、圖2、圖3所示，轉(zhuǎn)向器殼體分為左轉(zhuǎn)向器殼體170和右轉(zhuǎn)向器殼體180，左轉(zhuǎn)向器殼體170和右轉(zhuǎn)向器殼體180通過(guò)螺栓及螺母連接固定，其中平行安裝著主動(dòng)齒輪440、中間齒輪軸450、滾珠絲杠機(jī)構(gòu)螺母410，其中滾珠絲杠機(jī)構(gòu)螺母410左右外壁和左、右轉(zhuǎn)向器殼體間各安裝著一個(gè)推力軸承190用以限制滾珠絲杠機(jī)構(gòu)螺母410的水平移動(dòng)。主動(dòng)齒輪440和中間齒輪軸450都通過(guò)軸承支撐在轉(zhuǎn)向器殼體上。轉(zhuǎn)向器殼體與車(chē)架固定，布置在懸架之上，屬于簧上質(zhì)量。

如圖1、圖2所示，所述的各部件具體連接關(guān)系為：雙轉(zhuǎn)子電機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子620輸出端與右內(nèi)半軸730的內(nèi)端通過(guò)右內(nèi)萬(wàn)向節(jié)740相連接，右內(nèi)半軸730的另一端與右外半軸710的內(nèi)端通過(guò)外萬(wàn)向節(jié)720相連接，右外半軸710從右車(chē)輪轉(zhuǎn)向節(jié)750中空的軸頸中心穿過(guò)，右外半軸710與右車(chē)輪760的輪轂通過(guò)右外半軸710上的凸緣用均布的螺栓及螺母連接；左驅(qū)動(dòng)電機(jī)500的輸出軸端與左內(nèi)半軸330的內(nèi)端通過(guò)左內(nèi)萬(wàn)向節(jié)340相連接，左內(nèi)半軸330的另一端與左外半軸310的內(nèi)端通過(guò)左外萬(wàn)向節(jié)320相連接，左外半軸310從左車(chē)輪轉(zhuǎn)向節(jié)350中空的軸頸中心穿過(guò)，左外半軸310與左車(chē)輪360的輪轂通過(guò)左外半軸310上的凸緣用均布的螺栓及螺母固定。轉(zhuǎn)向盤(pán)101中心連接著轉(zhuǎn)向軸110，轉(zhuǎn)向軸110上安裝有轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器120，轉(zhuǎn)向軸110下端通過(guò)第一萬(wàn)向節(jié)130與轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸140輸入端進(jìn)行連接，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸140的輸出端連接著第二萬(wàn)向節(jié)150的輸入端，第二萬(wàn)向節(jié)150的輸出端連接著轉(zhuǎn)向器160的輸入端，轉(zhuǎn)向器160的齒條與滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的絲杠加工為一體組成齒條絲杠軸430，齒條絲杠軸430的兩端分別通過(guò)球頭銷(xiāo)連接著左右轉(zhuǎn)向橫拉桿190，左右轉(zhuǎn)向橫拉桿190再通過(guò)球頭銷(xiāo)分別連接著左車(chē)輪轉(zhuǎn)向節(jié)350和右車(chē)輪轉(zhuǎn)向節(jié)750。雙轉(zhuǎn)子電機(jī)外轉(zhuǎn)子610輸出軸通過(guò)花鍵固定著主動(dòng)齒輪440，主動(dòng)齒輪440與中間齒輪軸齒輪420相嚙合，主動(dòng)齒輪440和中間齒輪軸450分別通過(guò)一對(duì)角接觸球軸承支承在轉(zhuǎn)向器外殼上。滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的絲杠與轉(zhuǎn)向器160的齒條加工為一體組成齒條絲杠軸430，滾珠絲杠機(jī)構(gòu)螺母410上的從動(dòng)齒輪401與中間齒輪軸齒輪420相嚙合，滾珠絲杠機(jī)構(gòu)螺母410軸向兩端各安裝有一個(gè)推力軸承190，這對(duì)推力軸承190分別安裝在左轉(zhuǎn)向器殼體170和右轉(zhuǎn)向器殼體180上，這樣即限制了滾珠絲杠機(jī)構(gòu)螺母410沿絲杠的直線運(yùn)動(dòng)，使其只能繞齒條絲杠軸430的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)齒條絲杠軸430作直線移動(dòng)。

在另一實(shí)施例中，如圖7所示，轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器120通過(guò)線纜連接著中央處理單元(ECU)，ECU通過(guò)線纜連接著雙轉(zhuǎn)子電機(jī)600。ECU可讀取轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器120中測(cè)得的轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)矩信號(hào)，同時(shí)與整車(chē)CAN總線相連接，可讀取CAN總線的車(chē)速等信號(hào)。ECU可控制雙轉(zhuǎn)子電機(jī)600。

本實(shí)用新型所述的轉(zhuǎn)向與驅(qū)動(dòng)集成式輪邊電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具體的工作過(guò)程和工作原理為：

雙轉(zhuǎn)子電機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子620受控產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩，驅(qū)動(dòng)力矩經(jīng)右內(nèi)萬(wàn)向節(jié)740、內(nèi)半軸730、外萬(wàn)向節(jié)720及外半軸710傳遞至右車(chē)輪760的輪轂上，從而驅(qū)動(dòng)右車(chē)輪760轉(zhuǎn)動(dòng)；同理左驅(qū)動(dòng)電機(jī)500受控轉(zhuǎn)子輸出驅(qū)動(dòng)力矩，驅(qū)動(dòng)力矩經(jīng)左內(nèi)萬(wàn)向節(jié)340、左內(nèi)半軸330、左外萬(wàn)向節(jié)320及左外半軸310傳遞至左車(chē)輪360的輪轂上，從而驅(qū)動(dòng)左車(chē)輪360轉(zhuǎn)動(dòng)。

直行時(shí)，雙轉(zhuǎn)子電機(jī)600的內(nèi)轉(zhuǎn)子620和左驅(qū)動(dòng)電機(jī)500輸出的驅(qū)動(dòng)力矩相等；當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，由于兩側(cè)輪邊電機(jī)的轉(zhuǎn)矩可以進(jìn)行單獨(dú)控制，故可以使處在彎道內(nèi)外側(cè)的左右車(chē)輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(即雙轉(zhuǎn)子電機(jī)和左驅(qū)動(dòng)電機(jī))輸出不等的轉(zhuǎn)矩，于是地面將產(chǎn)生左右驅(qū)動(dòng)力差，可以利用此驅(qū)動(dòng)力差和輪胎接地主銷(xiāo)橫向偏移距產(chǎn)生差動(dòng)助力轉(zhuǎn)向力矩，和雙轉(zhuǎn)子電機(jī)外轉(zhuǎn)子輸出的助力轉(zhuǎn)向力矩一同輔助駕駛員完成轉(zhuǎn)向動(dòng)作，減輕駕駛員轉(zhuǎn)向負(fù)擔(dān)，提高轉(zhuǎn)向輕便性。

當(dāng)駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤(pán)101轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向盤(pán)101帶動(dòng)轉(zhuǎn)向軸110轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器120測(cè)量出駕駛員所施加的轉(zhuǎn)矩，并將信號(hào)傳輸至中央控制單元(ECU)，ECU結(jié)合車(chē)速信號(hào)從存在ECU中的助力特性曲線圖中讀取相應(yīng)的助力轉(zhuǎn)矩大小，并計(jì)算出雙轉(zhuǎn)子電機(jī)外轉(zhuǎn)子610產(chǎn)生該助力力矩所對(duì)應(yīng)的繞組電流，ECU發(fā)出控制指令至雙轉(zhuǎn)子電機(jī)外轉(zhuǎn)子610，雙轉(zhuǎn)子電機(jī)外轉(zhuǎn)子610產(chǎn)生助力力矩，助力力矩經(jīng)主動(dòng)齒輪440、中間齒輪軸齒輪420以及滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的直接作用在齒條430上，助力力矩在齒條430上與駕駛員施加轉(zhuǎn)向力矩相疊加，從而拉動(dòng)轉(zhuǎn)向橫拉桿190使左車(chē)輪360和右車(chē)輪760轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)角度，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的功能。

如圖8所示，本實(shí)用新型所述的一種助力轉(zhuǎn)向與獨(dú)立驅(qū)動(dòng)集成式輪邊電驅(qū)動(dòng)裝置的控制過(guò)程具體如下：

步驟1：系統(tǒng)程序初始化，控制器讀取車(chē)速、加速踏板開(kāi)度、轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)矩等車(chē)輛行駛狀態(tài)信號(hào)；

步驟2：首先，根據(jù)車(chē)速、加速踏板開(kāi)度信號(hào)查表得到目標(biāo)總驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T_d。其次，根據(jù)車(chē)速、轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)矩信號(hào)查表得到目標(biāo)轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)矩T_a。所需的數(shù)據(jù)表事先標(biāo)定好儲(chǔ)存在ECU中；

步驟3：計(jì)算齒條移動(dòng)所需的目標(biāo)加載在齒條上的助力F_a，計(jì)算公式如下:

F_a＝T_a/r_p，

其中，r_p為轉(zhuǎn)向器小齒輪半徑；該助力F_a與駕駛員施加在齒條上的移動(dòng)力一起推動(dòng)車(chē)輪繞主銷(xiāo)偏轉(zhuǎn)，完成轉(zhuǎn)向。

步驟4：分配差動(dòng)助力轉(zhuǎn)向齒條力F_a1和雙轉(zhuǎn)子電機(jī)助力轉(zhuǎn)向齒條力F_a2，計(jì)算公式如下：

F_a1＝kF_a，

F_a2＝(1-k)F_a

其中，k(取值為0～1之間)定義為差動(dòng)助力轉(zhuǎn)向分配系數(shù)，k＝1時(shí)，全部為差動(dòng)助力轉(zhuǎn)向；k＝0時(shí)，全部為雙轉(zhuǎn)子電機(jī)助力轉(zhuǎn)向。一般駕駛情況下k＝0，在節(jié)能駕駛情況下k＞0。k的具體取值根據(jù)分配后的各個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩小于當(dāng)前轉(zhuǎn)速下的電機(jī)最經(jīng)濟(jì)工作轉(zhuǎn)矩原則來(lái)確定，以保證盡可能的節(jié)省總能量需求。

步驟5：計(jì)算左右輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩差ΔT，計(jì)算公式如下：

其中，N為齒條平動(dòng)位移到轉(zhuǎn)向節(jié)角位移傳動(dòng)比(單位：m/rad)；r_w為車(chē)輪滾動(dòng)變徑；r_σ為主銷(xiāo)接地橫向偏移距。

步驟6：計(jì)算左右輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩指令，按下面兩個(gè)公式計(jì)算，

T_d＝T_r+T_l，

ΔT＝|T_r-T_l|，

其中，T_r為雙轉(zhuǎn)子電機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子輸出轉(zhuǎn)矩，T_l為左驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩。差動(dòng)助力轉(zhuǎn)向要求汽車(chē)向左轉(zhuǎn)向時(shí)，T_r＞T_l；當(dāng)汽車(chē)向右轉(zhuǎn)向時(shí)，T_r＜T_l。

最終輸出雙轉(zhuǎn)子電機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩控制指令至雙轉(zhuǎn)子電機(jī)和左驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制指令至左驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

步驟7：計(jì)算雙轉(zhuǎn)子電機(jī)外轉(zhuǎn)子輸出轉(zhuǎn)矩T_w指令，T_w計(jì)算公式如下：

式中，i₁為主動(dòng)齒輪440到中間齒輪軸齒輪420的傳動(dòng)比，i₂為中間齒輪軸齒輪420到滾珠絲杠機(jī)構(gòu)螺母410上的從動(dòng)齒輪401的齒輪副的傳動(dòng)比，d₂為滾珠絲杠的中徑，λ為滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的絲杠螺旋升角。

最終輸出雙轉(zhuǎn)子電機(jī)外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩控制指令至雙轉(zhuǎn)子電機(jī)。

盡管本實(shí)用新型的實(shí)施方案已公開(kāi)如上，但其并不僅僅限于說(shuō)明書(shū)和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本實(shí)用新型的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實(shí)用新型并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。