电驱动履带车辆转向电机与单侧驱动电机耦合转向系统

摘要

本发明涉及一种电驱动履带车辆转向电机与单侧驱动电机耦合转向系统，用于双侧电机驱动履带车辆的转向行驶。转向系统包括机械系统和电气系统，其中电气系统又包括动力系统和控制系统。当转向所需功率小于单侧电机最大功率时，采用电子差速转向方式。当转向所需功率大于单侧驱动电机最大功率时，采用机械耦合实现转向。综合电子控制器通过CAN总线控制内侧电磁离合器的分离和外侧电磁离合器的结合，使得转向电机依次通过外侧电磁离合器和外侧行星耦合器，通过外侧行星耦合器与外侧驱动电机的动力进行耦合，驱动外侧主动轮，来满足转向电机功率需求。

主权项

一种电驱动履带车辆双侧电机耦合驱动转向系统，包括：机械系统和电气系统，其中电气系统又包括动力系统和控制系统；机械系统的连接关系为：转向电机控制器(7)通过三相交流电源线控制转向电机(6)，转向电机(6)的输出轴动力通过电磁离合器(5a，5b)分别将动力传给行星齿轮耦合器(3a，3b)的齿轮(22a，22b)，驱动齿轮(22a，22b)将动力传给太阳轮外齿轮(18a，18b)，太阳轮内齿轮(19a，19b)经由行星轮(21a，21b)，将动力传递给行星架(23a，23b)；驱动电机(4a，4b)将动力传至外齿圈(20a，20b)，外齿圈(20a，20b)经由行星齿轮(21a，21b)，将动力传递给行星架(23a，23b)，至此两路动力经由行星架轴(24a，24b)将动力传到制动器(2a，2b)，制动器(2a，2b)将动力传到主动轮(1a，1b)；其中电磁离合器(5a，5b)包括左侧电磁离合器(5a)和右侧电磁离合器(5b)；行星齿轮耦合器(3a，3b)包括左侧行星齿轮耦合器(3a)和右侧行星齿轮耦合器(3b)；齿轮(22a，22b)包括左侧齿轮(22a)和右侧齿轮(22b)；太阳轮外齿轮(18a，18b)包括左侧太阳轮外齿轮(18a)和右侧太阳轮外齿轮(22b)；太阳轮内齿轮(19a，19b)包括左侧太阳轮内齿轮(19a)和右侧太阳轮内齿轮(19b)；行星轮(21a，21b)包括左侧行星轮(21a)和右侧行星轮(21b)；行星架(23a，23b)包括左侧行星架(23a)和右侧行星架(23b)；驱动电机(4a，4b)包括左侧驱动电机(4a)和右侧驱动电机(4b)；外齿圈(20a，20b)包括左侧外齿圈(20a)和右侧外齿圈(20b)，制动器(2a，2b)包括左制动器(2a)和右制动器(2b)；当转向所需功率大于单侧驱动电机最大功率时，采用机械耦合转向；综合电子控制器(13)通过方向盘及其角位移传感器判断车辆是左转还是右转，当车辆左转时，综合电子控制器(13)通过第三CAN总线(N3)控制电磁离合器(5a)使其断开，切断转向电机的动力输入，综合电子控制器(13)根据转向控制策略，通过第一CAN总线(N1)向左侧电机控制器(8a)发送转向时电机的转矩信号，控制左侧驱动电机(4a)输出制动转矩或牵引转矩或零转矩；综合电子控制器(13)通过第八CAN总线(N8)控制右侧电磁离合器(5b)使其结合，综合电子控制器通过第二CAN总线(N2)控制转向电机控制器(7)工作，转向电机控制器(7)控制转向电机(6)工作，综合电子控制器(13)根据转向控制策略，通过第七CAN总线(N7)向右侧电机控制器(8b)发送转向时电机的转矩信号，控制右侧驱动电机(4b)输出驱动转矩，此时，转向电机(6)和右侧驱动电机(4b)输出的动力通过右侧行星齿轮耦合器(3b)耦合传到右侧制动器(2b)，由右侧制动器(2b)传到右侧主动轮(1b)；当车辆右转时，综合电子控制器(13)通过第八CAN总线(N8)控制右侧电磁离合器(5b)使其断开，切断转向电机的动力输入，综合电子控制器(13)根据转向控制策略，通过第七CAN总线(N7)向右侧电机控制器(8b)发送转向时电机的转矩信号，控制右侧驱动电机(4b)输出制动转矩或牵引转矩或零转矩；综合电子控制器(13)通过第三CAN总线(N3)控制左侧电磁离合器(5a)使其结合，综合电子控制器通过第二CAN总线(N2)控制转向电机控制器(7)工作，转向电机控制器(7)控制转向电机(6)工作，综合电子控制器(13)根据转向控制策略，通过第一CAN总线(N1)向左侧电机控制器(8a)发送转向时电机的转矩信号，控制左侧驱动电机(4a)输出驱动转矩，此时，转向电机(6)和驱动电机(4a)输出的动力通过行星齿轮耦合器(3a)耦合传到左侧制动器(2a)，由左侧制动器(2a)传到左侧主动轮(1a)；采用机械耦合转向具体机械耦合方式：当车辆左转时，转向电机(6)通过右侧电磁离合器(5b)驱动右侧齿轮(22b)，经由右侧太阳轮外齿轮(18b)和右侧太阳轮内齿轮(19b)传给右侧行星齿轮(21b)，然后传到右侧行星架(23b)；右侧驱动电机(4b)输出动力由右侧驱动电机(4b)输出轴传至右侧外齿圈(20b)，由右侧外齿圈(20b)传至右侧行星轮(21b)，最后传到右侧行星架(23b)；转向电机(6)输出的动力与右侧驱动电机(4b)输出的动力通过右侧行星耦合器(3b)耦合后，依次通过右侧行星耦合器输出轴(24b)和右制动器(2b)，驱动右侧主动轮(1b)；当车辆右转时，转向电机(6)通过左侧电磁离合器(5a)驱动左侧齿轮(22a)，经由左侧太阳轮外齿轮(18a)和左侧太阳轮内齿轮(19a)传给左侧行星齿轮(21a)，然后传到左侧行星架(23a)；左侧驱动电机(4a)输出动力由左侧驱动电机(4a)输出轴传至左侧外齿圈(20a)，由左侧外齿圈(20a)传至左侧行星轮(21a)，最后传到左侧行星架(23a)；转向电机(6)输出的动力与左侧驱动电机(4a)输出的动力通过左侧外侧行星耦合器(3a)耦合后，依次通过左侧行星耦合器输出轴(24a)和左制动器(2a)，驱动左侧主动轮(1a)。