專利名稱：一種電驅(qū)動(dòng)履帶車輛轉(zhuǎn)向電機(jī)與單側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)耦合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電驅(qū)動(dòng)履帶車輛轉(zhuǎn)向電機(jī)與單側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)耦合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，用于雙側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)履帶車輛的轉(zhuǎn)向行駛。
背景技術(shù)：
履帶車輛轉(zhuǎn)向不同于輪式車輛，對(duì)于履帶車輛而言，轉(zhuǎn)向通過(guò)改變兩條履帶的速度，常規(guī)的高速履帶車輛雖然依靠的是兩套獨(dú)立的自動(dòng)變速器來(lái)改變兩條履帶的速度，但是其原理仍然是離合-制動(dòng)式的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，這樣的機(jī)構(gòu)存在著造價(jià)高昂、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、 磨損快、負(fù)載能力低等缺點(diǎn)，針對(duì)這樣的情況出現(xiàn)了一種格里斯曼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)采用的是動(dòng)力系統(tǒng)與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分開(kāi)，可是這樣的結(jié)構(gòu)仍然存在著結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、轉(zhuǎn)向可控性不理想等問(wèn)題。
在能源日益嚴(yán)峻的今天，高效環(huán)保的電動(dòng)車輛越來(lái)越受到重視，電子控制差速轉(zhuǎn)向的電傳動(dòng)履帶車輛的得到了越來(lái)越多的發(fā)展，如《電傳動(dòng)履帶車輛電子差速轉(zhuǎn)向控制策略》(北京理工大學(xué)學(xué)報(bào))、《電子差速履帶車輛轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制》(農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào))等等文章都對(duì)雙側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)履帶車輛的轉(zhuǎn)向進(jìn)行分析。電子控制差速轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)性能好，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)向和無(wú)級(jí)調(diào)速，轉(zhuǎn)向靈活，有較高的平均轉(zhuǎn)向行駛速度，沒(méi)有機(jī)械換擋沖擊，駕駛員操控簡(jiǎn)單省力等等優(yōu)點(diǎn)。但是該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要兩側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率較大，通常所需驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率是單電機(jī)驅(qū)動(dòng)的兩倍，其功率得不到充分利用。為了解決這種問(wèn)題，通常采用橫軸式雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)履帶車輛通過(guò)中央差速器和轉(zhuǎn)向電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如“車輛防滑驅(qū)動(dòng)裝置”(美國(guó)專利，申請(qǐng)?zhí)?953408B2)。但是這種轉(zhuǎn)向方式由于雙側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間存在機(jī)械約束，很難實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)向，同時(shí)這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性沒(méi)有電子差速轉(zhuǎn)向好。除此之外，如國(guó)內(nèi)專利“一種雙側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)履帶車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)”(申請(qǐng)?zhí)?201210116909.4)。這種結(jié)構(gòu)采用了 2個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、I個(gè)轉(zhuǎn)向電機(jī)以及I個(gè)可控差速器的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)比起雙電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電子差速轉(zhuǎn)向的好處是減小了兩側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的峰值功率的同時(shí)，也提高了整個(gè)電傳動(dòng)系統(tǒng)功率的利用率，描述了轉(zhuǎn)向控制策略，但是這種結(jié)構(gòu)的可控差速器機(jī)械機(jī)構(gòu)和可控性相對(duì)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)雙側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)履帶車輛實(shí)現(xiàn)電子控制低速轉(zhuǎn)向，中速轉(zhuǎn)向和高速轉(zhuǎn)向時(shí)需要單側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率過(guò)大的問(wèn)題，針對(duì)橫軸式雙側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)履帶車輛實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)向困難，設(shè)計(jì)出一種可減少單側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率的、通過(guò)轉(zhuǎn)向電機(jī)與外側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)力耦合提高外側(cè)主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩和功率滿足轉(zhuǎn)向所需功率、能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)向的電驅(qū)動(dòng)履帶車輛轉(zhuǎn)向電機(jī)與單側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)耦合驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)能夠充分利用兩側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率，實(shí)現(xiàn)履帶車輛無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)向。其基本思想是在轉(zhuǎn)向過(guò)程中，在低功率轉(zhuǎn)向時(shí)可實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電子差速無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)向；在高功率轉(zhuǎn)向和小半徑困難時(shí)，轉(zhuǎn)向電機(jī)開(kāi)始工作，通過(guò)電磁離合器和行星齒輪耦合器將轉(zhuǎn)向電機(jī)和外側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和功率進(jìn)行耦合，滿足轉(zhuǎn)向外側(cè)履帶所需的轉(zhuǎn)矩和功率。這兩種轉(zhuǎn)向方式的轉(zhuǎn)換是通過(guò)電磁離合器的接通和斷開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。電驅(qū)動(dòng)履帶車輛轉(zhuǎn)向電機(jī)與單側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)I禹合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括機(jī)械系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)，其中電氣系統(tǒng)又包括動(dòng)力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；其中，機(jī)械系統(tǒng)，如附圖I所示，包括主動(dòng)輪la、lb，制動(dòng)器2a、2b，行星齒輪耦合器 3a、3b,驅(qū)動(dòng)電機(jī)4a、4b,電磁離合器5a、5b,轉(zhuǎn)向電機(jī)6,轉(zhuǎn)向電機(jī)控制器7 ;其中，行星齒輪耦合器3a、3b如圖2所示，太陽(yáng)輪外齒輪18a、18b，太陽(yáng)輪內(nèi)齒輪19a、19b，外齒圈20a、20b， 行星輪21a、21b，齒輪22a、22b，行星架23a、23b，行星架軸24a、24b。動(dòng)力系統(tǒng)如圖I所示，包括電機(jī)控制器8a、8b,能量變換控制單元9,能量吸收裝置 10，發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組11，電池組12 ;
控制系統(tǒng)如圖I所示，包括綜合電子控制器13，加速踏板及其位置傳感器14，制動(dòng)踏板及其位移傳感器15，電子擋位采集單元16，方向盤(pán)及其角位移傳感器17。機(jī)械系統(tǒng)的連接關(guān)系為轉(zhuǎn)向電機(jī)控制器7通過(guò)三相交流電源線控制轉(zhuǎn)向電機(jī)6，轉(zhuǎn)向電機(jī)6的輸出軸動(dòng)力通過(guò)離合器5a、5b分別將動(dòng)力傳給行星齒輪耦合器3a、3b的齒輪22a、22b，齒輪22a、22b 將動(dòng)力傳給太陽(yáng)輪外齒輪18a、18b，太陽(yáng)輪內(nèi)齒輪19&、1%經(jīng)由行星輪21&、2113，將動(dòng)力傳遞給行星架23a、23b ;驅(qū)動(dòng)電機(jī)4a、4b將動(dòng)力傳至外齒圈20a、20b，外齒圈20a、20b經(jīng)由行星齒輪2la、21b，將動(dòng)力傳遞給行星架23a、23b，至此兩路動(dòng)力經(jīng)由行星架軸24a、24b將動(dòng)力傳到制動(dòng)器2a、2b，制動(dòng)器2a、2b將動(dòng)力傳到主動(dòng)輪la、lb。動(dòng)力系統(tǒng)的連接關(guān)系為發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組11通過(guò)三相交流電源線將三相交流電傳給能量變換控制單元 9，電池組12將直流電通過(guò)電池組直流母線傳遞給能量變換控制單元9，能量變換控制單元 9將三相交流電源和電池組直流母線電源變換成車輛直流母線所需的直流電，能量變換控制單元9可以將車輛直流母線上剩余反饋的電能量輸入能量吸收裝置10，車載直流電源母線將直流電輸入電機(jī)控制器8a、8b和轉(zhuǎn)向電機(jī)控制器7供電，輸入電機(jī)控制器8a、8b和轉(zhuǎn)向電機(jī)控制器7分別輸出交流電依次給驅(qū)動(dòng)電機(jī)4a、4b和轉(zhuǎn)向電機(jī)6供電；控制系統(tǒng)的連接關(guān)系為加速踏板及其位置傳感器14，制動(dòng)踏板及其位移傳感器15，電子擋位采集單元 16，方向盤(pán)及其角位移傳感器17分別通過(guò)第一信號(hào)線LI、第二信號(hào)線L2、第三信號(hào)線L3、第四信號(hào)線L4輸入到綜合電子控制器13 ;綜合控制器13通過(guò)第一 CAN總線NI、第二 CAN總線N2、第三CAN總線N3、第四CAN總線N4、第五CAN總線N5、第六CAN總線N6、第七CAN總線N7、第八CAN總線N8分別與電機(jī)控制器8a、轉(zhuǎn)向電機(jī)控制器7、離合器5a、電池組12、能量變換控制單元9、發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組11、電機(jī)控制器Sb和離合器5b連接。本發(fā)明涉及的工作過(guò)程主要包括電子差速轉(zhuǎn)向和機(jī)械耦合轉(zhuǎn)向，當(dāng)轉(zhuǎn)向所需功率小于單側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大功率時(shí)，采用第一種電子差速轉(zhuǎn)向；當(dāng)轉(zhuǎn)向所需功率大于單側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大功率時(shí)，采用第二種機(jī)械耦合轉(zhuǎn)向。電子差速轉(zhuǎn)向時(shí)，綜合電子控制器13通過(guò)N3 和N8控制離合器5a、5b斷開(kāi),切斷轉(zhuǎn)向電機(jī)的動(dòng)力傳輸,通過(guò)N2控制轉(zhuǎn)向電機(jī)控制器7不工作。綜合電子控制器13根據(jù)轉(zhuǎn)向控制策略，通過(guò)NI和N7向電機(jī)控制器8a、8b發(fā)送轉(zhuǎn)向時(shí)兩側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩信號(hào)，控制內(nèi)側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)4a輸出制動(dòng)轉(zhuǎn)矩或牽引轉(zhuǎn)矩或零轉(zhuǎn)矩，控制外側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)4b輸出牽引轉(zhuǎn)矩，履帶車輛通過(guò)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)使兩側(cè)履帶獲得不同的速度實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。當(dāng)轉(zhuǎn)向所需功率大于單側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大功率時(shí)，采用機(jī)械耦合轉(zhuǎn)向。綜合電子控制器13通過(guò)方向盤(pán)及其角位移傳感器判斷車輛是左轉(zhuǎn)還是右轉(zhuǎn)，以左轉(zhuǎn)為例，綜合電子控制器13通過(guò)N3控制電磁離合器5a使其斷開(kāi)，切斷轉(zhuǎn)向電機(jī)的動(dòng)力輸入，綜合電子控制器 13根據(jù)轉(zhuǎn)向控制策略，通過(guò)NI向電機(jī)控制器8a發(fā)送轉(zhuǎn)向時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩信號(hào)，控制內(nèi)側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)4a輸出制動(dòng)轉(zhuǎn)矩或牽引轉(zhuǎn)矩或零轉(zhuǎn)矩；綜合電子控制器13通過(guò)NS控制離合器5b使其結(jié)合，綜合電子控制器通過(guò)N2控制轉(zhuǎn)向電機(jī)控制器7工作，轉(zhuǎn)向電機(jī)控制器7控制轉(zhuǎn)向電機(jī)6工作,綜合電子控制器13根據(jù)轉(zhuǎn)向控制策略,通過(guò)N7向電機(jī)控制器8b發(fā)送轉(zhuǎn)向時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩信號(hào)，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)4b輸出驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩,此時(shí),轉(zhuǎn)向電機(jī)6和驅(qū)動(dòng)電機(jī)4b輸出的動(dòng)力通過(guò)行星齒輪耦合器3b耦合傳到制動(dòng)器2b，由制動(dòng)器2b傳到右側(cè)主動(dòng)輪lb。采用機(jī)械耦合轉(zhuǎn)向具體機(jī)械耦合方式如附圖2所示，轉(zhuǎn)向電機(jī)6通過(guò)電磁離合器 5b驅(qū)動(dòng)齒輪22b，經(jīng)由太陽(yáng)輪外齒輪18b和內(nèi)齒輪19b傳給行星齒輪21b，然后傳到行星架 23b ;驅(qū)動(dòng)電機(jī)4b輸出動(dòng)力由驅(qū)動(dòng)電機(jī)4b輸出軸傳至外齒圈20b,由外齒圈20b傳至行星輪21b,最后傳到行星架23b ;轉(zhuǎn)向電機(jī)6輸出的動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)電機(jī)4b輸出的動(dòng)力通過(guò)外側(cè)行星耦合器3b耦合后，依次通過(guò)行星耦合器輸出軸24b和制動(dòng)器2b，驅(qū)動(dòng)外側(cè)主動(dòng)輪lb。



附圖I為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖附圖2為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械耦合示意圖附圖3為角位移輸入信號(hào)圖
具體實(shí)施例方式根據(jù)方向盤(pán)轉(zhuǎn)角如圖3所示，判斷車輛是左轉(zhuǎn)還是右轉(zhuǎn)，以車輛左側(cè)轉(zhuǎn)向?yàn)槔鶕?jù)加速踏板和方向盤(pán)傳感器采集的信號(hào)，由加速踏板及其位置傳感器14將車輛期望轉(zhuǎn)速送入綜合控制器，方向盤(pán)及其角位移傳感器17將期望轉(zhuǎn)向半徑傳入到綜合電子控制器13，綜合電子控制器13根據(jù)角位移進(jìn)行判斷，分配相對(duì)轉(zhuǎn)向半徑，分別給內(nèi)側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器8a輸入轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tl和外側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器8b輸入轉(zhuǎn)矩信號(hào)T2。在此首先定義轉(zhuǎn)矩的正負(fù)若轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)速的變化趨勢(shì)方向一致，那么該轉(zhuǎn)矩為正轉(zhuǎn)矩，為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩；同理，若轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)速的變化趨勢(shì)方向相反，那么該轉(zhuǎn)矩為負(fù)轉(zhuǎn)矩，為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。當(dāng)θ < θ2，轉(zhuǎn)向半徑偏大，外側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩可以滿足轉(zhuǎn)向需求，采用電子差速轉(zhuǎn)向方式。當(dāng)Θ角為O Θ 1時(shí)，表示車輛直駛，此時(shí)兩側(cè)電極均輸出驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tl、Τ2，他們的關(guān)系為T(mén)1 = T2 ；當(dāng)Θ角為02時(shí)，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向半徑為Pi < P <°o，采用電子差速轉(zhuǎn)向方式，其中(P =B/L，其中B為履帶中心距，L為接地端長(zhǎng)度)控制T2大于零，使外側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，從而驅(qū)動(dòng)外側(cè)主動(dòng)輪lb，此時(shí)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方向一致，同時(shí)控制Tl大于零，使內(nèi)側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，從而驅(qū)動(dòng)內(nèi)側(cè)主動(dòng)輪la，此時(shí)Tl與T2的關(guān)系為T(mén)1 < T2， 克服轉(zhuǎn)向阻力矩；當(dāng)Θ角為02時(shí)，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向半徑為P = P1，控制T2大于零，使外側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，從而驅(qū)動(dòng)外側(cè)主動(dòng)輪，控制Tl等于零，此時(shí)內(nèi)側(cè)主動(dòng)輪速度方向與外側(cè)主動(dòng)輪速度方向一致；當(dāng)θ2< θ < Θ 3，轉(zhuǎn)向半徑較小，采用采用機(jī)械耦合轉(zhuǎn)向方式。當(dāng)Θ角為θ2 03時(shí)，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向半徑為O. 5< P < P i，控制Τ2大于零，使外側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，從而驅(qū)動(dòng)外側(cè)主動(dòng)輪，內(nèi)側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)此時(shí)Tl小于0，綜合電子控制器給內(nèi)側(cè)制動(dòng)器提供制動(dòng)力矩，若外側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供的轉(zhuǎn)矩不足以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，通過(guò)電磁離合器和行星齒輪耦合器將轉(zhuǎn)向和外側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和功率進(jìn)行耦合，滿足轉(zhuǎn)向外側(cè)履帶所需的轉(zhuǎn)矩和功率需求。當(dāng)Θ角為03時(shí)，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向半徑為P = 0.5，控制T2大于零，使外側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，從而驅(qū)動(dòng)外側(cè)主動(dòng)輪，綜合電子控制器控制內(nèi)側(cè)制動(dòng)器制動(dòng)，若外側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供的轉(zhuǎn)矩不足以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向電機(jī)工作，通過(guò)電磁離合器和行星齒輪耦合器將轉(zhuǎn)向電機(jī)和外側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和功率進(jìn)行耦合，滿足轉(zhuǎn)向外側(cè)履帶所需的轉(zhuǎn)矩和功率需求。
當(dāng)Θ角為θ3 θ4時(shí)，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向半徑為O < P < O. 5，控制Τ2大于零，使外側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，從而驅(qū)動(dòng)外側(cè)主動(dòng)輪，控制Tl大于零，使內(nèi)側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，從而驅(qū)動(dòng)內(nèi)側(cè)主動(dòng)輪，此時(shí)內(nèi)側(cè)履帶主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速方向與外側(cè)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速方向相反，若外側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供的轉(zhuǎn)矩不足以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向電機(jī)工作，通過(guò)電磁離合器和行星齒輪耦合器將轉(zhuǎn)向電機(jī)和外側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和功率進(jìn)行耦合，滿足轉(zhuǎn)向外側(cè)履帶所需的轉(zhuǎn)矩和功率需求。當(dāng)Θ角為04時(shí)，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向半徑為P = 0，此時(shí)采用電子差速式轉(zhuǎn)向，控制Τ2 大于零，使外側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，從而驅(qū)動(dòng)外側(cè)主動(dòng)輪，控制Tl大于零，使內(nèi)側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，從而驅(qū)動(dòng)內(nèi)側(cè)主動(dòng)輪，此時(shí)內(nèi)側(cè)履帶主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速方向與外側(cè)履帶主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速方向相反。
權(quán)利要求
1.一種電驅(qū)動(dòng)履帶車輛雙側(cè)電機(jī)稱合驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng),包括機(jī)械系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)，其中電氣系統(tǒng)又包括動(dòng)力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；機(jī)械系統(tǒng)的連接關(guān)系為轉(zhuǎn)向電機(jī)控制器7通過(guò)三相交流電源線控制轉(zhuǎn)向電機(jī)6,轉(zhuǎn)向電機(jī)6的輸出軸動(dòng)力通過(guò)離合器5a、5b分別將動(dòng)力傳給行星齒輪耦合器3a、3b的齒輪22a、22b，齒輪22a、22b將動(dòng)力傳給太陽(yáng)輪外齒輪18a、18b，太陽(yáng)輪內(nèi)齒輪19a、19b經(jīng)由行星輪21a、21b，將動(dòng)力傳遞給行星架23a、23b ;驅(qū)動(dòng)電機(jī)4a、4b將動(dòng)力傳至外齒圈20a、20b，外齒圈20a、20b經(jīng)由行星齒輪21a、21b，將動(dòng)力傳遞給行星架23a、23b，至此兩路動(dòng)力經(jīng)由行星架軸24a、24b將動(dòng)力傳到制動(dòng)器2a、2b，制動(dòng)器2a、2b將動(dòng)力傳到主動(dòng)輪la、lb。
2.根據(jù)權(quán)利要求I電驅(qū)動(dòng)履帶車輛雙側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)耦合驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所述，其特征在于，當(dāng)轉(zhuǎn)向所需功率大于單側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大功率時(shí)，采用機(jī)械耦合轉(zhuǎn)向；綜合電子控制器13通過(guò)方向盤(pán)及其角位移傳感器判斷車輛是左轉(zhuǎn)還是右轉(zhuǎn)，以左轉(zhuǎn)為例，綜合電子控制器13通過(guò)N3控制電磁離合器5a使其斷開(kāi)，切斷轉(zhuǎn)向電機(jī)的動(dòng)力輸入，綜合電子控制器13根據(jù)轉(zhuǎn)向控制策略，通過(guò)NI向電機(jī)控制器8a發(fā)送轉(zhuǎn)向時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩信號(hào)，控制內(nèi)側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)4a輸出制動(dòng)轉(zhuǎn)矩或牽引轉(zhuǎn)矩或零轉(zhuǎn)矩；綜合電子控制器13通過(guò)NS控制離合器5b使其結(jié)合，綜合電子控制器通過(guò)N2控制轉(zhuǎn)向電機(jī)控制器7工作,轉(zhuǎn)向電機(jī)控制器7控制轉(zhuǎn)向電機(jī)6工作，綜合電子控制器13根據(jù)轉(zhuǎn)向控制策略,通過(guò)N7向電機(jī)控制器8b發(fā)送轉(zhuǎn)向時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩信號(hào)，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)4b輸出驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩,此時(shí),轉(zhuǎn)向電機(jī)6和驅(qū)動(dòng)電機(jī)4b輸出的動(dòng)力通過(guò)行星齒輪耦合器3b耦合傳到制動(dòng)器2b，由制動(dòng)器2b傳到右側(cè)主動(dòng)輪Ib ； 米用機(jī)械I禹合轉(zhuǎn)向具體機(jī)械I禹合方式轉(zhuǎn)向電機(jī)6通過(guò)電磁離合器5b驅(qū)動(dòng)齒輪22b,經(jīng)由太陽(yáng)輪外齒輪18b和內(nèi)齒輪19b傳給行星齒輪21b，然后傳到行星架23b ;驅(qū)動(dòng)電機(jī)4b輸出動(dòng)力由驅(qū)動(dòng)電機(jī)4b輸出軸傳至外齒圈20b,由外齒圈20b傳至行星輪21b,最后傳到行星架23b ;轉(zhuǎn)向電機(jī)6輸出的動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)電機(jī)4b輸出的動(dòng)力通過(guò)外側(cè)行星I禹合器3b f禹合后，依次通過(guò)行星耦合器輸出軸24b和制動(dòng)器2b，驅(qū)動(dòng)外側(cè)主動(dòng)輪lb。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電驅(qū)動(dòng)履帶車輛轉(zhuǎn)向電機(jī)與單側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)耦合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，用于雙側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)履帶車輛的轉(zhuǎn)向行駛。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括機(jī)械系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)，其中電氣系統(tǒng)又包括動(dòng)力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。當(dāng)轉(zhuǎn)向所需功率小于單側(cè)電機(jī)最大功率時(shí)，采用電子差速轉(zhuǎn)向方式。當(dāng)轉(zhuǎn)向所需功率大于單側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大功率時(shí)，采用機(jī)械耦合實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。綜合電子控制器通過(guò)CAN總線控制內(nèi)側(cè)電磁離合器的分離和外側(cè)電磁離合器的結(jié)合，使得轉(zhuǎn)向電機(jī)依次通過(guò)外側(cè)電磁離合器和外側(cè)行星耦合器，通過(guò)外側(cè)行星耦合器與外側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力進(jìn)行耦合，驅(qū)動(dòng)外側(cè)主動(dòng)輪，來(lái)滿足轉(zhuǎn)向電機(jī)功率需求。
文檔編號(hào)B62D11/04GK102700611SQ20121016653
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者柳龍, 王倩男, 翟麗 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)