双轮毂式电动四轮车电桥差速控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于双轮毂式电动四轮车控制技术领域，具体涉及一种微型双轮毂式电动 四轮车电桥差速控制系统。
【背景技术】
[0002] 随着我国电动车市场的发展，低速微型电动四轮车快速地进入了市场。双轮毂式 电动四轮车由于采用独立悬架、轮毂电机驱动的技术，具有乘坐舒适、噪音低和储物空间大 的特点，受到了电动四轮车业界的广泛重视。但双轮毂电机的差速控制一直是制约双轮毂 式电动四轮车发展的主要因素。目前双轮毂电机的差速控制主要采用电子差速器，但电子 差速器存在着控制结构复杂、成本高等特点。
[0003] 如公开号CN101574979A申请的电动车差速转向控制方法，是根据轮速传感器测 得电动车后轮轮速、驱动电机实际输出力矩、车辆的侧向速度，再通过两自由度转向模型计 算出电动车辆的侧向速度和横摆角速度，再算出四个车轮的侧偏角，从而算出四个车轮的 转速，再用专门算法实现对轮毂电动车辆的电子差速转向控制。
[0004] 如公开号CN102935815A申请的电动车电子差速控制设备及控制方法主要包括主 控制器、轮毂电机、轮毂电机控制器、轮速传感器和转角传感器。轮速传感器用于测量车辆 的实时转速，并将测量的转速反馈给电子差速主控制器，转角传感器用于测量转向轮的转 角大小，用于判定车辆是否结束转向状态，并将实时测量结果反馈给电子差速主控制器，轮 毂电机控制器通过PID调节器分别控制相应的轮毂电机输出的转矩，同时也将相应的轮毂 电机输出的转矩反馈给电子差速主控制器，并通过车轮转速反馈信号对电机转矩进行闭环 控制。
[0005] 以上的电子差速控制都需要转速传感器、转角传感器或复杂的车辆模型和控制算 法，存在着成本高、控制结构复杂等特点，并且不具有普适性。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种利用电桥实现双轮毂式电动四轮车的 差速控制系统，该系统不需要转速传感器、转角传感器和复杂的车辆模型，具有成本低、控 制方法简单的特点。
[0007] 本发明采用以下技术方案：
[0008] 本发明双轮毂式电动四轮车电桥差速控制系统，包括踏板调速器、行星齿轮机构、 可调电阻RL、可调电阻RR、左电桥、右电桥、左轮毂电机控制器、右轮毂电机控制器、左轮毂 电机和右轮毂电机组成。
[0009] 所述的方向盘转轴与行星齿轮机构的太阳轮相连，行星齿轮机构的齿圈固定，行 星架为输出轴，通过齿轮与可调电阻RL和可调电阻RR转轴的齿轮啮合。
[0010] 所述的可调电阻RL的两个输出RL1、RL2作为左电桥的两个桥臂，可调电阻RR的 两个输出RR1、RR2作为右电桥的两个桥臂。
[0011] 所述的可调电阻RL阻值和可调电阻RR阻值相等，并且是左电桥和右电桥中固定 电阻阻值的2倍。
[0012] 所述的左电桥与踏板调速器的控制输出串联后，再作为左轮毂电机控制器的控制 输入；右电桥与踏板调速器的控制输出串联后，再作为右轮毂电机控制器的控制输入。
[0013] 所述的左轮毂电机控制器和右轮毂电机控制器的工作性能参数一致；左轮毂电机 和右轮毂电机的工作性能参数一致。
[0014] 本发明适用于采用双轮毂电机驱动的电动四轮车。方向盘转轴通过行星齿轮机 构减速后与可调电阻RL和可调电阻RR相连，可调电阻RL的两个输出RL1、RL2作为左电桥 的两个桥臂，可调电阻RR的两个输出RR1、RR2作为右电桥的两个桥臂；直线行驶时，左右电 桥中的阻值都相等，左右电桥都处于平衡状态，输入左右轮毂电机控制器的控制电压相等， 左右轮毂电机转速相等；转向时，方向盘通过行星齿轮机构带动可调电阻RL和RR旋转，RL1 和RL2的阻值反向变化，RR1和RR2的阻值反向变化，左右电桥失去平衡，左右电桥的输出电 压反向变化，输入左右轮毂电机控制器的控制电压反向变化，使左右轮毂电机转速不相等， 形成差速转向运动。
[0015] 本发明的有益效果在于：
[0016] 本发明采用纯电路进行差速控制，不需要方向盘转角信号和车轮的轮速信号，也 不需要建立复杂的车辆模型，具有成本低，控制算法简单，易于实现的特点。
【附图说明】
[0017] 图1为本发明的系统原理图。
[0018] 图2为本发明的方向盘改变可调电阻RL和RR阻值输出的原理图。
[0019] 图中：1.踏板调速器；2.左轮毂电机控制器；3.左轮毂电机；4.右轮毂电机； 5.右轮毂电机控制器；6.左电桥；7.右电桥；8.方向盘；9.太阳轮；10.齿圈；11.行星架； 12.可调电阻RL; 13.可调电阻RR。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步的说明。
[0021] 本发明的双轮毂式电动四轮车电桥差速控制系统，如图1所示，系统中的左电桥 (6)由两个阻值相同的固定电阻和可调电阻RL的两个输出RL1、RL2构成，右电桥（7)由两 个阻值相同的固定电阻和可调电阻RR的两个输出RR1、RR2构成；左电桥（6)和右电桥（7) 的固定电阻阻值都相等；可调电阻RL和可调电阻RR的总阻值相等，并且是是电桥中固定电 阻阻值的2倍。
[0022] 方向盘（8)与行星齿轮机构的太阳轮（9)相连，齿圈（10)固定，行星架（11)为输 出轴，通过齿轮与可调电阻RL和可调电阻RR转轴的齿轮啮合；方向盘（8)转动时，通过行 星齿轮机构减速后使可调电阻RL、RR旋转，使可调电阻RL两个输出RL1、RL2的阻值和可调 电阻RR两个输出RR1、RR2的阻值分别产生反向变化。
[0023] 踏板调速器（1)的控制输出^分别与左电桥（6)和右电桥（7)串联后，再作为控制 输入电压G、仏分别输入左轮毂电机控制器（2)和右轮毂电机控制器（5);左轮毂电机控制 器（2 )和右轮毂电机控制器（5 )再分别控制左轮毂电机（3 )和右轮毂电机（4 )。
[0024] 直线行驶时，方向盘（8)处于中间位置，可调电阻RL、RR都处于中间位置，可调电 阻RL的两个输出RL1、RL2和可调电阻RR的两个输出RR1、RR2阻值都相等，并且与左电桥 (6)和右电桥（7)中的固定电阻阻值也相等，即
[0025]RL1=RL2=RRR1=RR2=R (1)
[0026] 左电桥（6 )和右电桥（7 )都处于平衡状态，电压输出为0，输入左轮毂电机控制器 (2)和右轮毂电机控制器（5)的控制输入电压即为踏板调速器（1)的控制输出电压K即
[0027] U!=Ur=U (2)
[0028] 由于左轮毂电机控制器（2)和右轮毂电机控制器（5)的工作性能参数一致，左轮 毂电机（3)和右轮毂电机（4)的工作性能参数也一致，所以左轮毂电机（3)和右轮毂电机 (4)的转速一致，车辆直线行驶。
[0029] 向右转向时，方向盘（8)通过行星齿轮机构减速后使可调电阻RL、RR旋转，可调 电阻RL的两个输出RL1、RL2阻值产生反向变化，可调电阻RR的两个输出RR1、RR2阻值也 产生反向变化，但由于可调电阻RL、RR的旋向方向相反，RL1、RL2阻值的变化方向同RR1、 RR2阻值的变化方向相反。设由中间状态到旋转后RL1的阻值变化值为AR，则
[0030] RL1=R+AR RL2=R- A R (3)
[0031] RR1=R-AR RR1=R+AR (4)
[0032] 左电桥（6)和右电桥（7)失去平衡，左电桥（6)和右电桥（7)的输出电压分别为
【主权项】
1. 一种双轮毂式电动四轮车电桥差速控制系统，其特征在于：包括单排行星齿轮机 构、可调电阻RL (12)、可调电阻RR (13)、左电桥（6)、右电桥（7)、左轮毂电机控制器（2)、 右轮毂电机控制器（5)、左轮毂电机（3)、右轮毂电机（4)、踏板调速器（1)等组成。
2. 根据权利要求书1所述的双轮毂式电动四轮车电桥差速控制系统，其特征在于：方 向盘（8)转轴与行星齿轮机构的太阳轮（9)相连，齿圈（10)固定，行星架（11)为输出轴，通 过齿轮与可调电阻RL (12)和可调电阻RR (13)转轴的齿轮啮合。
3. 根据权利要求书1所述的双轮毂式电动四轮车电桥差速控制系统，其特征在于：可 调电阻RL (12)的两个输出RL1、RL2作为左电桥（6)的两个桥臂，可调电阻RR (13)的两 个输出RRl、RR2作为右电桥（7)的两个桥臂。
4. 根据权利要求书2所述的双轮毂式电动四轮车电桥差速控制系统，其特征在于：可 调电阻RL (12)的阻值和可调电阻RR (13)的阻值相等，并且是左电桥（6)和右电桥（7)中 固定电阻阻值的2倍。
5. 根据权利要求书2所述的双轮毂式电动四轮车电桥差速控制系统，其特征在于：左 电桥（6)与踏板调速器（1)的控制输出串联后，再作为左轮毂电机控制器（2)的控制输入； 右电桥（7)与踏板调速器（1)的控制输出串联后，再作为右轮毂电机控制器（5)的控制输 入。
6. 根据权利要求书1所述的双轮毂式电动四轮车电桥差速控制系统，其特征在于：左 轮毂电机控制器（2)和右轮毂电机控制器（5)的工作性能参数一致；左轮毂电机（3)和右轮 毂电机（4)的工作性能参数一致。
【专利摘要】本实用新型涉及一种双轮毂式电动四轮车电桥差速控制系统。所述控制系统包括行星齿轮机构、可调电阻RL和RR、左右电桥、左右轮毂电机控制器、左右轮毂电机。其中可调电阻RL的两个输出RLl、RL2作为左电桥的两个桥臂，可调电阻RR的两个输出RRl、RR2作为右电桥的两个桥臂；直线行驶时，左右电桥中的阻值都相等，左右电桥都处于平衡状态，输入左右轮毂电机控制器的控制电压相等，左右轮毂电机转速相等；转向时，方向盘通过行星齿轮机构带动可调电阻RL和RR旋转，RLl和RL2的阻值反向变化，RRl和RR2的阻值反向变化，左右电桥失去平衡，左右电桥的输出电压反向变化，输入左右轮毂电机控制器的控制电压反向变化，使左右轮毂电机转速不相等，形成差速转向运动。本实用新型电桥差速控制系统同机械差速器和电子差速器相比较，具有结构简单、体积小、成本低等特点。
【IPC分类】B62D11-04, B60L15-32
【公开号】CN204567346
【申请号】CN201520240507
【发明人】胡晓明, 时为超, 吕猛
【申请人】淮阴工学院
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月21日