本發(fā)明涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及嵌套式雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是駕駛員用來控制汽車方向的系統(tǒng)，保證汽車按駕駛員的意志而進(jìn)行轉(zhuǎn)向行駛。它直接影響到汽車行駛時(shí)的安全性、操縱穩(wěn)定性以及駕駛舒適性。現(xiàn)有的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要有如下幾種：機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)占用空間大，轉(zhuǎn)向操縱費(fèi)力，有“打手”現(xiàn)象，現(xiàn)在已經(jīng)基本被淘汰；液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力特性不能改變，其助力大小與車速無關(guān)，傳動(dòng)比固定，不能協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)向輕便性和路感之間的矛盾，同時(shí)液壓油污染大，低溫助力特性不好。除此之外，其能耗消耗也較高。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比較液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以很好的解決了這些問題。

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)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。雖然電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)隨速可調(diào)助力大小，但是無法改變傳動(dòng)系統(tǒng)角傳動(dòng)比，故無法從根本上解決轉(zhuǎn)向的“輕與靈”之間的矛盾，難以適應(yīng)不同車速下對(duì)轉(zhuǎn)向靈敏度的不同要求。

線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)取消了轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向輪的機(jī)械連接，通過電子控制可以實(shí)現(xiàn)在不同車速下角傳動(dòng)比的變化，解決了轉(zhuǎn)向“輕與靈”的矛盾，大大提高了在不同車速下的轉(zhuǎn)向靈活性和操縱穩(wěn)定性。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)解耦了汽車轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向車輪，為汽車動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)和駕駛路感反饋系統(tǒng)提供便利。但也由于轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向車輪之間沒有機(jī)械連接，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，車輛將無法保證可靠轉(zhuǎn)向，有失控危險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供一種嵌套式雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)輸出不同的轉(zhuǎn)矩并控制轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)向，從而實(shí)現(xiàn)多種轉(zhuǎn)向模式。

本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種嵌套式雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法，控制電磁離合器的通斷，從而實(shí)現(xiàn)多種轉(zhuǎn)向模式。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種嵌套式雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括：

轉(zhuǎn)向軸；

電磁離合器，其包括輸入端和輸出端；所述電磁離合器能夠選擇性的結(jié)合或分離輸入端和輸出端；所述轉(zhuǎn)向軸穿過所述電磁離合器的中心通孔，并且能夠帶動(dòng)所述輸入端一同旋轉(zhuǎn)；以及

嵌套式雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)，其包括：

內(nèi)轉(zhuǎn)子，其連接從所述電磁離合器穿出的轉(zhuǎn)向軸；

外轉(zhuǎn)子，其一端連接所述電磁離合器的輸出端；并且所述外轉(zhuǎn)子的另一端驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向器；

ECU，其電連接所述雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)和電磁離合器；

其中，第一模式，ECU控制電磁離合器分離，ECU控制內(nèi)轉(zhuǎn)子形成路感反饋?zhàn)枇D(zhuǎn)矩；同時(shí)ECU控制外轉(zhuǎn)子輸出轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向器進(jìn)行轉(zhuǎn)向；

第二模式，ECU控制電磁離合器結(jié)合，ECU控制外轉(zhuǎn)子輸出助力轉(zhuǎn)矩，助力轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)向軸施加的轉(zhuǎn)矩相耦合從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向器進(jìn)行轉(zhuǎn)向；

第三模式，當(dāng)所述雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)故障，ECU控制電磁離合器結(jié)合，轉(zhuǎn)向軸施加的轉(zhuǎn)矩通過內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子成為整體回轉(zhuǎn)體驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向器進(jìn)行轉(zhuǎn)向。

優(yōu)選的是，所述電磁離合器還包括：

磁軛，其固定在所述輸入端的外周緣上，所述磁軛內(nèi)開設(shè)第一容置空間；

線圈，其布設(shè)在所述第一容置空間中，用于通電產(chǎn)生電磁力；以及

銜鐵，其套設(shè)在所述輸入端遠(yuǎn)離磁軛的一端，所述銜鐵在電磁吸引力作用下能夠向磁軛滑動(dòng)；

多個(gè)主動(dòng)摩擦片，其通過花鍵配合可滑動(dòng)設(shè)置在所述輸入端上；

多個(gè)從動(dòng)摩擦片，其交替設(shè)置在所述主動(dòng)摩擦片之間，并通過花鍵配合可滑動(dòng)設(shè)置在所述輸出端上；

所述輸入端設(shè)置內(nèi)花鍵，所述轉(zhuǎn)向軸設(shè)置外花鍵，所述輸入端和轉(zhuǎn)向軸通過花鍵配合；

所述輸出端通過法蘭與外轉(zhuǎn)子固定連接；

其中，主動(dòng)摩擦片和從動(dòng)摩擦片布設(shè)在所述銜鐵和磁軛之間，當(dāng)銜鐵在電磁力作用下向磁軛滑動(dòng)至使主動(dòng)摩擦片和從動(dòng)摩擦片壓緊時(shí)，電磁離合器結(jié)合。

優(yōu)選的是，所述法蘭為由外連接盤和轉(zhuǎn)子連接盤構(gòu)成的一體式結(jié)構(gòu)，所述外連接盤與所述輸出端固定連接；所述轉(zhuǎn)子連接盤與所述外轉(zhuǎn)子花鍵連接；

其中，法蘭上開設(shè)中心光孔，所述轉(zhuǎn)向軸伸出電磁離合器的一端穿過中心光孔后與所述內(nèi)轉(zhuǎn)子花鍵連接。

優(yōu)選的是，所述嵌套式雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)還包括：

外殼，其內(nèi)具有第二容置空間；

定子，其固定在所述外殼內(nèi)表面上；

定子勵(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)；

外轉(zhuǎn)子，其為中空?qǐng)A筒狀并可旋轉(zhuǎn)的設(shè)置在所述第二容置空間內(nèi)，并且外轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)和外側(cè)上設(shè)置永磁體；

內(nèi)轉(zhuǎn)子，其可旋轉(zhuǎn)的設(shè)置在所述外轉(zhuǎn)子的中空?qǐng)A筒中；

電樞繞組，其安裝在所述內(nèi)轉(zhuǎn)子上；

電機(jī)輸出軸，其一端與外轉(zhuǎn)子連接，用于輸出所述嵌套式雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。

優(yōu)選的是，所述外轉(zhuǎn)子包括主體與端蓋，主題和端蓋配合處具有多個(gè)圓弧梯形凹槽齒，所述凹槽齒徑向近圓心端尺寸小于遠(yuǎn)圓心端；

所述端蓋上加工有與圓弧梯形凹槽數(shù)量相同且相互配合的圓弧梯形凸起齒，所述凸起齒在徑向近圓心端尺寸小于遠(yuǎn)圓心端；

其中，所述凹槽齒的齒跟平面加工有圓環(huán)弧狀凹槽，所述凸起齒的齒定平面加工有與所述凹槽配合的圓環(huán)弧狀凸起。

優(yōu)選的是，還包括：

第一萬向節(jié)，其輸入端與所述電機(jī)輸出軸的另一端連接；

轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸，其輸入端連接所述第一萬向節(jié)的輸出端；

第二萬向節(jié)，其輸入端連接所述轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸的輸出端；

轉(zhuǎn)向器，其輸入端連接第二萬向節(jié)的輸出端；

轉(zhuǎn)矩傳感器，其用于檢測(cè)方向盤的轉(zhuǎn)矩；

轉(zhuǎn)角傳感器，其用于檢測(cè)方向盤的轉(zhuǎn)角；

所述轉(zhuǎn)矩傳感器和轉(zhuǎn)角傳感器集合成傳感器模塊，所述傳感器模塊固定在所述轉(zhuǎn)向軸上并與ECU連接。

本發(fā)明的目的還通過一種嵌套式雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法來實(shí)現(xiàn)，包括以下步驟：

ECU讀取雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)的自檢信號(hào)和車速信號(hào)；

當(dāng)自檢信號(hào)異常時(shí)，ECU執(zhí)行所述第三模式；

當(dāng)自檢信號(hào)正常，車速不小于預(yù)設(shè)車速，ECU執(zhí)行所述第二模式；車速小于預(yù)設(shè)車速，ECU執(zhí)行所述第一模式。

優(yōu)選的是，所述第一模式包括：

ECU讀取轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角δ_h、車速u；

控制電磁離合器斷電，外轉(zhuǎn)子與內(nèi)轉(zhuǎn)子獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)；

嵌套式雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)的外轉(zhuǎn)子輸出轉(zhuǎn)角值δ：

其中，i為角傳動(dòng)比，i₀是轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比；i為ECU根據(jù)MAP圖計(jì)算的角傳動(dòng)比i；

控制內(nèi)轉(zhuǎn)子輸出電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，給予駕駛員駕駛路感反饋；

其中，m是汽車質(zhì)量；b是質(zhì)心到后軸的距離；l是汽車軸距；σ_x是車輪主銷后傾拖距。

優(yōu)選的是，所述第二模式包括：

ECU讀取轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角δ_h、轉(zhuǎn)矩T_h和車速u，控制電磁離合器通電，內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子成為整體回轉(zhuǎn)體；

控制外轉(zhuǎn)子輸出電機(jī)助力轉(zhuǎn)矩T_a，所述電機(jī)助力轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)向軸施加的轉(zhuǎn)矩相耦合從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向器進(jìn)行轉(zhuǎn)向；

T_a＝K_T×I

其中，K_T為電機(jī)力矩常數(shù)；I為繞組電流。

優(yōu)選的是，所述第三模式包括：

ECU控制電磁離合器通電，內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子成為整體回轉(zhuǎn)體；

駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤，直接傳遞至轉(zhuǎn)向器，完成轉(zhuǎn)向。

本發(fā)明至少包括以下有益效果：1、工作模式多樣。本發(fā)明所述的雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)利用雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)三種轉(zhuǎn)向模式，即線控轉(zhuǎn)向模式和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向模式以及機(jī)械轉(zhuǎn)向模式；2、操縱性好。本發(fā)明所述的雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在線控轉(zhuǎn)向模式下可以基于車速和整車動(dòng)力學(xué)參數(shù)基礎(chǔ)上使轉(zhuǎn)向角傳動(dòng)比任意變化，即低速行駛時(shí)，使轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比變小，轉(zhuǎn)向直接，轉(zhuǎn)向較為靈活，降低汽車原地轉(zhuǎn)向、調(diào)頭時(shí)的駕駛員轉(zhuǎn)向操作角度。從根本上解決了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)角傳動(dòng)比設(shè)計(jì)時(shí)面對(duì)“輕”與“靈”的矛盾；3、安全性高。本發(fā)明所述的雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在線控轉(zhuǎn)向模式下可以基于車速和整車動(dòng)力學(xué)參數(shù)基礎(chǔ)上使轉(zhuǎn)向角傳動(dòng)比任意變化，即高速行駛時(shí)，角傳動(dòng)比大，轉(zhuǎn)向更為沉穩(wěn)，避免了高速行駛駕駛員急速轉(zhuǎn)向造成的汽車失穩(wěn)問題。此外，當(dāng)汽車在濕滑路面行駛有失穩(wěn)危險(xiǎn)時(shí)，能夠獨(dú)立于駕駛員自動(dòng)對(duì)前輪轉(zhuǎn)角實(shí)施控制，維持汽車行駛穩(wěn)定性，提高行車安全；4、可靠性高。本發(fā)明所述的雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在當(dāng)雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)損壞時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械轉(zhuǎn)向模式，實(shí)現(xiàn)線控轉(zhuǎn)向的機(jī)械冗余設(shè)計(jì)，確保轉(zhuǎn)向功能可靠實(shí)現(xiàn)；5、節(jié)省空間。本發(fā)明所述的雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與傳統(tǒng)的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，將路感電機(jī)和轉(zhuǎn)向電機(jī)通過一個(gè)獨(dú)特的雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)一體化實(shí)現(xiàn)，節(jié)省了空間和重量。

本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)三維視圖。

圖2為本發(fā)明所述的雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成簡(jiǎn)圖。

圖3為本發(fā)明所述的雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電氣連接關(guān)系圖。

圖4為本發(fā)明所述的雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電磁離合器全剖視圖。

圖5為本發(fā)明所述的雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電磁離合器的外連接件主視圖。

圖6為本發(fā)明所述的雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的法蘭三維視圖。

圖7為本發(fā)明所述的雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)外轉(zhuǎn)子三維視圖。

圖8為本發(fā)明所述的雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子三維視圖。

圖9為本發(fā)明所述雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法主流程圖。

圖10為本發(fā)明所述雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法中工作模式一子流程圖。

圖11為本發(fā)明所述的雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法中工作模式二子流程圖。

圖12為本發(fā)明所述的雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法中的轉(zhuǎn)向助力特性曲線圖。

圖13為本發(fā)明所述的雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法中的車速-方向盤轉(zhuǎn)角-角傳動(dòng)比脈譜(MAP)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(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1-3示出了根據(jù)本發(fā)明的嵌套式雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一種實(shí)現(xiàn)形式，包括轉(zhuǎn)向盤100、傳感器模塊200、電磁離合器300、雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500、轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)600和ECU。轉(zhuǎn)向盤100按需選用三幅式或四幅式轉(zhuǎn)向盤，其包括轉(zhuǎn)向軸110，轉(zhuǎn)向軸110連接轉(zhuǎn)向盤100并隨轉(zhuǎn)向盤100同步轉(zhuǎn)動(dòng)。雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500，包括獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)并可成為整體回轉(zhuǎn)體的外轉(zhuǎn)子520、內(nèi)轉(zhuǎn)子530，所述雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500的輸出軸580連接轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)600，用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)600進(jìn)行轉(zhuǎn)向。電磁離合器300，包括傳動(dòng)軸套310，所述電磁離合器300設(shè)置在轉(zhuǎn)向軸110和雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500之間，用于控制轉(zhuǎn)向軸110與外轉(zhuǎn)子520的連接或斷開；其中，傳動(dòng)軸套310套設(shè)在轉(zhuǎn)向軸110上并隨轉(zhuǎn)向軸110同步轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向軸110伸出電磁離合器300的一端連接所述內(nèi)轉(zhuǎn)子530，內(nèi)轉(zhuǎn)子530上軸端加工有內(nèi)花鍵，用以與轉(zhuǎn)向軸110實(shí)現(xiàn)花鍵副連接。ECU連接CAN總線、雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500和電磁離合器300，能夠讀取CAN總線的車速信號(hào)、側(cè)向加速度、橫擺角速度等信號(hào)，并可控制雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500及電磁離合器300的動(dòng)作。其中：如圖3所示，當(dāng)ECU控制電磁離合器300斷電，所述轉(zhuǎn)向軸110與外轉(zhuǎn)子520斷開，ECU控制外轉(zhuǎn)子520輸出轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)600進(jìn)行轉(zhuǎn)向；當(dāng)ECU控制電磁離合器300通電，所述轉(zhuǎn)向軸110與外轉(zhuǎn)子520連接，ECU控制外轉(zhuǎn)子520輸出助力轉(zhuǎn)矩，助力轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)向盤100施加的轉(zhuǎn)矩相耦合從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)600進(jìn)行轉(zhuǎn)向；當(dāng)ECU控制電磁離合器300通電，所述轉(zhuǎn)向軸110與外轉(zhuǎn)子520連接，轉(zhuǎn)向盤100施加的轉(zhuǎn)矩通過成為整體回轉(zhuǎn)體的雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)600進(jìn)行轉(zhuǎn)向。ECU控制雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500的外轉(zhuǎn)子520和內(nèi)轉(zhuǎn)子530的獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)或成為整體回轉(zhuǎn)體，從而實(shí)現(xiàn)雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500實(shí)現(xiàn)不同的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，達(dá)到具有多種轉(zhuǎn)向模式的功能。

在另一實(shí)施例中，所述電磁離合器300為電磁多片干式離合器結(jié)構(gòu)，還包括外連接件360，其選擇性與傳動(dòng)軸套310同步轉(zhuǎn)動(dòng)或分離；其中，所述傳動(dòng)軸套310內(nèi)開設(shè)內(nèi)花鍵，轉(zhuǎn)向軸110與傳動(dòng)軸套310相接的部分開設(shè)外花鍵，轉(zhuǎn)向軸110與傳動(dòng)軸套310的軸向通過卡圈定位；所述外連接件360通過法蘭400與外轉(zhuǎn)子520固定連接；當(dāng)電磁離合器300通電，所述外連接件360與傳動(dòng)軸套310同步轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)電磁離合器300斷電，所述外連接件360與傳動(dòng)軸套310分離。通過離合器結(jié)構(gòu)的電磁離合器300使其內(nèi)的外連接件360與傳動(dòng)軸套310結(jié)合或分離，從而控制與外連接件360固連的外轉(zhuǎn)子520和與傳動(dòng)軸套310連接的轉(zhuǎn)向軸110連接或斷開，從而控制雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500的輸出，達(dá)到具有多種轉(zhuǎn)向模式的功能。

在另一實(shí)施例中，如圖4所示，所述電磁離合器300包括傳動(dòng)軸套310、磁軛320、線圈330、滑環(huán)340、銜鐵350、外連接件360、主動(dòng)摩擦片370和從動(dòng)摩擦片380。傳動(dòng)軸套310與磁軛320是固定連接，線圈330安裝在磁軛320中，銜鐵350與傳動(dòng)軸套310為滑動(dòng)連接，主動(dòng)摩擦片370與傳動(dòng)軸套310、從動(dòng)摩擦片380與外連接件360均為花鍵滑動(dòng)連接，外連接件360端面上加工有6個(gè)螺紋通孔，用于與外轉(zhuǎn)子520通過法蘭400連接固定。電磁離合器300通電時(shí)，電流經(jīng)滑環(huán)340傳遞至電磁離合器300的線圈，線圈330產(chǎn)生電磁吸引力吸引銜鐵350將主動(dòng)摩擦片370及從動(dòng)摩擦片380軸向壓緊，傳動(dòng)軸套310與外連接件360通過壓緊的主、從動(dòng)摩擦片相連接，主、從動(dòng)件結(jié)合，即此時(shí)外轉(zhuǎn)子520與轉(zhuǎn)向軸110實(shí)現(xiàn)了固連，則相當(dāng)于外轉(zhuǎn)子520與內(nèi)轉(zhuǎn)子12成為整體回轉(zhuǎn)體。當(dāng)電磁離合器300斷電時(shí)，線圈330中無電流通過，銜鐵350松開，主動(dòng)摩擦片370與從動(dòng)摩擦片380脫開時(shí)，即傳動(dòng)軸套310與外連接件360無機(jī)械連接，即雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)的外轉(zhuǎn)子520與轉(zhuǎn)向軸110無連接關(guān)系，雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)的外轉(zhuǎn)子520可以單獨(dú)受控轉(zhuǎn)動(dòng)。電磁離合器300的作用是控制雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)的外轉(zhuǎn)子520是否與轉(zhuǎn)向軸110連接。

在另一實(shí)施例中，如圖6所示，所述法蘭400為由外連接盤410和轉(zhuǎn)子連接盤420構(gòu)成的一體式結(jié)構(gòu)，所述外連接盤410的外沿加工有六個(gè)通孔，如圖5所示的外連接件360相應(yīng)位置開設(shè)對(duì)應(yīng)的六個(gè)通孔，使外連接盤410和外連接件360螺栓連接，實(shí)現(xiàn)電磁離合器300的外連接件360與外轉(zhuǎn)子520的連接。所述轉(zhuǎn)子連接盤420上開設(shè)花鍵孔，外轉(zhuǎn)子520上對(duì)應(yīng)開設(shè)外花鍵，使轉(zhuǎn)子連接盤420與外轉(zhuǎn)子520花鍵連接；其中，法蘭400上開設(shè)中心光孔430，所述轉(zhuǎn)向軸110伸出電磁離合器300并穿過中心光孔430的一端上開設(shè)外花鍵，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子530與其相連的一端開設(shè)內(nèi)花鍵，所述轉(zhuǎn)向軸110與內(nèi)轉(zhuǎn)子530實(shí)現(xiàn)花鍵連接。法蘭400通過其特有設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)電磁離合器300的傳動(dòng)軸套310與外轉(zhuǎn)子520的固定連接，并使轉(zhuǎn)向軸110能夠?qū)⑥D(zhuǎn)矩傳遞至內(nèi)轉(zhuǎn)子530，保證傳動(dòng)軸套310與外轉(zhuǎn)子520固連，并實(shí)現(xiàn)力矩從轉(zhuǎn)向軸110傳遞至內(nèi)轉(zhuǎn)子530。

在另一實(shí)施例中，如圖2、7和8所示，所述雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500包括外殼510、外轉(zhuǎn)子520、內(nèi)轉(zhuǎn)子530、永磁體540、定子550、定子勵(lì)磁繞組560、電樞繞組570和電機(jī)輸出軸580，其中，外殼510用于容置所述外轉(zhuǎn)子520和內(nèi)轉(zhuǎn)子530；永磁體540貼在外轉(zhuǎn)子520內(nèi)側(cè)和外側(cè)上；定子550固定在所述外殼510上；定子勵(lì)磁繞組560安裝在所述定子550上；電樞繞組570安裝在所述內(nèi)轉(zhuǎn)子530上；電機(jī)輸出軸580與所述外轉(zhuǎn)子520與轉(zhuǎn)子連接盤420花鍵連接的一端相對(duì)的另一端通過花鍵連接。其中，如圖7和8所示，所述外轉(zhuǎn)子520包括采用牙嵌式相互配合的主體521和端蓋522，主體521前端為一個(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，軸承孔用來安裝內(nèi)轉(zhuǎn)子530的上支承軸承。端蓋522底部?jī)?nèi)側(cè)加工有軸承沉孔，用于安裝內(nèi)轉(zhuǎn)子530下支撐軸承。同時(shí)，端蓋522輸出軸端加工有外花鍵，使內(nèi)轉(zhuǎn)子530嵌套在所述牙嵌式相互配合的主體521、端蓋522形成的容置空間中，實(shí)現(xiàn)內(nèi)轉(zhuǎn)子530和外轉(zhuǎn)子520單獨(dú)轉(zhuǎn)動(dòng)并能夠形成完整回轉(zhuǎn)體的功能。

安裝時(shí)，先將內(nèi)轉(zhuǎn)子530上端及軸承安裝至外轉(zhuǎn)子520主體521內(nèi)部，再套上外轉(zhuǎn)子端蓋522，再將外轉(zhuǎn)子520和內(nèi)轉(zhuǎn)子530整體安裝至雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)外殼510中，雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)轉(zhuǎn)子530和外轉(zhuǎn)子520單獨(dú)轉(zhuǎn)動(dòng)和單獨(dú)控制，并能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)轉(zhuǎn)子530和外轉(zhuǎn)子520形成完整回轉(zhuǎn)體，實(shí)現(xiàn)雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500的具有不同的輸出，達(dá)到具有多種轉(zhuǎn)向模式的功能。

在另一實(shí)施例中，主體521后端與端蓋522配合處加工有六個(gè)圓弧梯形凹槽齒，凹槽齒在徑向近圓心端尺寸小于遠(yuǎn)圓心端，凹槽齒的齒跟平面加工有圓環(huán)弧狀小凹槽；端蓋522與主體521六個(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定平面加工有對(duì)應(yīng)于主體圓弧梯形凹槽齒齒跟的小凹槽的圓環(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521和端蓋522組合成外轉(zhuǎn)子520時(shí)，主體521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521和端蓋522牙嵌配合時(shí)可靠定心。

在另一實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)600包括第一萬向節(jié)610、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸620、第二萬向節(jié)630、轉(zhuǎn)向器640和橫拉桿650，其中，第一萬向節(jié)610輸入端與所述電機(jī)輸出軸580連接；轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸620輸入端連接所述第一萬向節(jié)610的輸出端；第二萬向節(jié)630輸入端連接所述轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸620的輸出端；轉(zhuǎn)向器640輸入端連接第二萬向節(jié)630的輸出端；橫拉桿650連接所述轉(zhuǎn)向器640輸出端，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。其中，第一萬向節(jié)610和第二萬向節(jié)630結(jié)構(gòu)相同，為常規(guī)萬向節(jié)；轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸620由帶內(nèi)花鍵的管與帶外花鍵的軸兩者套裝在一起組成，帶內(nèi)花鍵的管與帶外花鍵的軸之間為花鍵滑動(dòng)連接，軸向可伸縮，從而適應(yīng)不同大小車型的布置要求。轉(zhuǎn)向器640適用于多種形式的轉(zhuǎn)向器，優(yōu)選為齒輪齒條轉(zhuǎn)向器，包括有轉(zhuǎn)向輸入小齒輪、齒條、轉(zhuǎn)向器殼體、兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的防塵罩641。

在另一實(shí)施例中，還包括：轉(zhuǎn)矩傳感器210，其作用是實(shí)時(shí)測(cè)量轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩并發(fā)送至ECU；轉(zhuǎn)角傳感器220，其作用是實(shí)時(shí)測(cè)量轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角并發(fā)送至ECU；所述轉(zhuǎn)矩傳感器210和轉(zhuǎn)角傳感器220集合成傳感器模塊200，所述傳感器模塊200固定在所述轉(zhuǎn)向軸110上并與ECU連接，如圖3所示，ECU讀取傳感器模塊200中轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩傳感器210和轉(zhuǎn)角傳感器220測(cè)得的轉(zhuǎn)矩信號(hào)和轉(zhuǎn)角信號(hào)，并根據(jù)讀取的CAN總線信號(hào)，控制雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500的輸出，從而實(shí)現(xiàn)多種轉(zhuǎn)向模式。

本發(fā)明的嵌套式雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安裝關(guān)系為：轉(zhuǎn)向盤100中心與轉(zhuǎn)向軸110上端通過花鍵相連接，轉(zhuǎn)向軸110上安裝著傳感器模塊200，傳感器模塊200殼體通過四個(gè)螺栓固定至車身上。轉(zhuǎn)向軸110上還套設(shè)有電磁離合器300的傳動(dòng)軸套310，轉(zhuǎn)向軸110與傳動(dòng)軸套310通過花鍵連接，傳動(dòng)軸套310內(nèi)加工有內(nèi)花鍵，轉(zhuǎn)向軸110上加工有外花鍵，軸向通過卡圈定位，外轉(zhuǎn)子520的上引出端通過軸承支承在轉(zhuǎn)向軸110上并引出雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)的外殼510。外轉(zhuǎn)子520上引出端頂部加工有外花鍵，與法蘭400花鍵孔配合，法蘭400與電磁離合器300的外連接件360通過6個(gè)螺栓連接，同時(shí)轉(zhuǎn)向軸110也從法蘭400中心光孔中穿過，轉(zhuǎn)向軸110下端加工有外花鍵，雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子530上端加工有內(nèi)花鍵，則轉(zhuǎn)向軸110下端直接與內(nèi)轉(zhuǎn)子530通過花鍵連接。同時(shí)，雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)外轉(zhuǎn)子520的輸出端與雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)輸出軸580上端通過花鍵連接，雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)輸出軸580下端則連接著第一萬向節(jié)610的輸入端，第一萬向節(jié)610的輸出端連接著轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸620輸入端，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸620輸出端連接著第二萬向節(jié)630輸入端，第二萬向節(jié)630的輸出端連接著轉(zhuǎn)向器640輸入端，轉(zhuǎn)向器640的輸出端再機(jī)械連接著橫拉桿650。

參閱圖3，傳感器模塊200通過線纜連接著ECU，ECU通過線纜連接著雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500和電磁離合器300。ECU可讀取傳感器模塊200中轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩傳感器210和轉(zhuǎn)角傳感器220測(cè)得的轉(zhuǎn)矩信號(hào)和轉(zhuǎn)角信號(hào)，同時(shí)與整車CAN總線相連接，可讀取CAN總線的車速信號(hào)、側(cè)向加速度、橫擺角速度等信號(hào)。ECU控制雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500及電磁離合器300的動(dòng)作。

上述實(shí)施例中所述的嵌套式雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有多種轉(zhuǎn)向模式，包括工作模式一、二和三，工作模式多樣，圖9示出了工作模式一、二和三的模式選擇過程，解決了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的“輕與靈”的矛盾，操縱性好。當(dāng)雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)失效時(shí)，能實(shí)現(xiàn)機(jī)械轉(zhuǎn)向模式，系統(tǒng)可靠性高，安全性好。其中：

如圖10所示，工作模式一的具體的流程為：

ECU控制電磁離合器300斷電，線圈330中無電流通過，銜鐵350松開，主動(dòng)摩擦片370與從動(dòng)摩擦片380脫開，即傳動(dòng)軸套310與外連接件360無機(jī)械連接，即雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500的外轉(zhuǎn)子520與轉(zhuǎn)向軸110無機(jī)械連接關(guān)系。

駕駛員用一定大小的力矩和轉(zhuǎn)角操縱轉(zhuǎn)向盤100，轉(zhuǎn)向盤100轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)向軸110轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)角傳感器220測(cè)得的轉(zhuǎn)角信號(hào)傳遞至ECU，ECU結(jié)合車速及轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角在ECU儲(chǔ)存的標(biāo)定好的車速-方向盤轉(zhuǎn)角-角傳動(dòng)比MAP圖中查詢對(duì)應(yīng)的角傳動(dòng)比，圖13示出了車速-方向盤轉(zhuǎn)角-角傳動(dòng)比MAP圖，并將MAP圖中網(wǎng)格交叉處的車速和方向盤轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的角傳動(dòng)比匯總于表一。

表一 車速-方向盤轉(zhuǎn)角-角傳動(dòng)比MAP數(shù)據(jù)匯總表

計(jì)算出合適的轉(zhuǎn)角，并根據(jù)當(dāng)前計(jì)算得到的車輪轉(zhuǎn)角和車速以及汽車參數(shù)、選取的角傳動(dòng)比計(jì)算路感反饋力矩，發(fā)送這些控制信號(hào)至雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500。雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500控制外轉(zhuǎn)子520輸出相應(yīng)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩經(jīng)過第一萬向節(jié)610、第二萬向節(jié)630及轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸620傳遞至轉(zhuǎn)向器640，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向器640拖拽車輪轉(zhuǎn)向至目標(biāo)轉(zhuǎn)角，使整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)按駕駛員期望及車輛狀態(tài)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能。同時(shí)，雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500控制其內(nèi)轉(zhuǎn)子530按照計(jì)算的路感反饋轉(zhuǎn)矩輸出電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩給駕駛員施加轉(zhuǎn)向負(fù)載，給予駕駛員駕駛路感反饋。

如圖11所示，工作模式二的具體的流程為：

ECU控制電磁離合器300通電，電流經(jīng)滑環(huán)340傳遞至電磁離合器300的線圈330，線圈330產(chǎn)生電磁吸引力吸引銜鐵350將主動(dòng)摩擦片370及從動(dòng)摩擦片380軸向壓緊，傳動(dòng)軸套310與外連接件360通過壓緊的主從摩擦片相連接，主從動(dòng)件結(jié)合，此時(shí)雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500外轉(zhuǎn)子520與轉(zhuǎn)向軸110實(shí)現(xiàn)了固連，則相當(dāng)于雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500外轉(zhuǎn)子520與內(nèi)轉(zhuǎn)子530成為整體回轉(zhuǎn)體。

駕駛員用一定大小的力矩和轉(zhuǎn)角操縱轉(zhuǎn)向盤100，轉(zhuǎn)向盤100轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)向軸110轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向盤100轉(zhuǎn)矩傳感器和轉(zhuǎn)角傳感器220測(cè)得的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)角信號(hào)傳遞至ECU。ECU讀取車速信號(hào)，從如圖12所示的預(yù)存儲(chǔ)在ECU中的轉(zhuǎn)向助力特性曲線讀取對(duì)應(yīng)的電機(jī)繞組電流大小計(jì)算助力轉(zhuǎn)矩大小并發(fā)送指令至雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500。雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500控制雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500外轉(zhuǎn)子520產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的助力轉(zhuǎn)矩與駕駛員施加的轉(zhuǎn)矩相耦合經(jīng)過第一萬向節(jié)610、第二萬向節(jié)630和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸620傳遞至轉(zhuǎn)向器640，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向器640，使整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)按駕駛員期望實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能。

工作模式三的具體的流程為：

當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500損壞時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入此模式。此模式下，ECU控制電磁離合器通電，電流經(jīng)滑環(huán)340傳遞至電磁離合器的線圈330，線圈330產(chǎn)生電磁吸引力吸引銜鐵350將主動(dòng)摩擦片370及從動(dòng)摩擦片380軸向壓緊，傳動(dòng)軸套310與外連接件360通過壓緊的主從摩擦片相連接，主從動(dòng)件結(jié)合，此時(shí)雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500外轉(zhuǎn)子520與轉(zhuǎn)向軸110實(shí)現(xiàn)了固連，則相當(dāng)于雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500外轉(zhuǎn)子520與內(nèi)轉(zhuǎn)子530成為整體回轉(zhuǎn)體。駕駛員施加的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)角直接經(jīng)由轉(zhuǎn)向盤100、轉(zhuǎn)向軸110、雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500外轉(zhuǎn)子520、外轉(zhuǎn)子520輸出軸、第一萬向節(jié)610、第二萬向節(jié)630、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸620、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向器640，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能、提高系統(tǒng)可靠性。

本發(fā)明還提供一種嵌套式雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法，控制嵌套式雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)向，如圖9所示，包括以下步驟：

步驟1、ECU完成初始化；

步驟2、系統(tǒng)開始自檢，ECU向雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500發(fā)送檢測(cè)信號(hào)。然后，雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500返回檢測(cè)信號(hào)值至ECU；

步驟3、ECU判斷雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500是否有故障，若雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500無故障，進(jìn)行步驟4；若雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500有故障，則進(jìn)行步驟6；

步驟4、ECU通過CAN總線讀取車速信號(hào)u；

步驟5、判斷u是否大于等于30km/h，若是，則系統(tǒng)進(jìn)入工作模式二；若否，系統(tǒng)進(jìn)入工作模式一。工作模式選擇完畢；

步驟6、雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500故障，進(jìn)入工作模式三，ECU驅(qū)動(dòng)電磁離合器通電，恢復(fù)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械連接，且同時(shí)發(fā)出電機(jī)故障警報(bào)；工作模式選擇完畢；

在另一實(shí)施例中，如圖10所示，所述工作模式一為線控轉(zhuǎn)向模式，所述線控轉(zhuǎn)向模式包括以下步驟：

步驟1、ECU讀取轉(zhuǎn)向盤100轉(zhuǎn)角δ_h、車速u，控制電磁離合器300斷電，外轉(zhuǎn)子520與轉(zhuǎn)向軸110斷開；

步驟2、ECU根據(jù)轉(zhuǎn)向盤100轉(zhuǎn)角δ_h、車速u從車速-方向盤轉(zhuǎn)角-角傳動(dòng)比脈譜(MAP)圖出查出對(duì)應(yīng)得角傳動(dòng)比i，MAP圖已事先標(biāo)定好存儲(chǔ)在ECU中。

步驟3、根據(jù)選取的角傳動(dòng)比i及轉(zhuǎn)向盤100轉(zhuǎn)角δ_h，計(jì)算雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500輸出的轉(zhuǎn)角值δ，控制外轉(zhuǎn)子520輸出轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)600控制車輪轉(zhuǎn)向至目標(biāo)轉(zhuǎn)角；

其中，i為角傳動(dòng)比；i₀是轉(zhuǎn)向器640的角傳動(dòng)比；

步驟4、ECU根據(jù)轉(zhuǎn)角δ_h、車速u、汽車參數(shù)和選取的角傳動(dòng)比i輸出路感反饋力矩T，控制內(nèi)轉(zhuǎn)子530輸出電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩給駕駛員施加轉(zhuǎn)向負(fù)載，給予駕駛員駕駛路感反饋；

其中，m是汽車質(zhì)量；b是質(zhì)心到后軸的距離；l是汽車軸距；σ_x是車輪主銷后傾拖距。

在另一實(shí)施例中，如圖11所示，所述工作模式二為電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向模式，所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向模式包括以下步驟：

步驟1、ECU讀取轉(zhuǎn)向盤100轉(zhuǎn)角δ_h、轉(zhuǎn)矩T_h和車速u，控制電磁離合器300通電，外轉(zhuǎn)子520與轉(zhuǎn)向軸110連接；

步驟2、ECU根據(jù)轉(zhuǎn)矩T_h和車速u，從轉(zhuǎn)向助力特性曲線中讀取相對(duì)應(yīng)的雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500助力轉(zhuǎn)矩的繞組電流控制指令I(lǐng)。

步驟3、根據(jù)雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向電機(jī)500助力轉(zhuǎn)矩的繞組電流控制指令I(lǐng)，ECU輸出助力轉(zhuǎn)矩值T_a，控制外轉(zhuǎn)子520輸出電機(jī)助力轉(zhuǎn)矩，電機(jī)助力轉(zhuǎn)矩與駕駛員施加轉(zhuǎn)矩在外轉(zhuǎn)子520上疊加并輸出，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)600控制車輪轉(zhuǎn)向；

T_a＝K_T×I

其中，K_T為電機(jī)力矩常數(shù)；I為繞組電流。

在另一實(shí)施例中，所述工作模式三為機(jī)械轉(zhuǎn)向模式，所述機(jī)械轉(zhuǎn)向模式包括以下步驟：

步驟1、ECU控制電磁離合器300通電，外轉(zhuǎn)子520與轉(zhuǎn)向軸110連接；

步驟2、駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤100，轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)角直接傳遞至轉(zhuǎn)向器640，完成轉(zhuǎn)向。

另外，需要說明的是本發(fā)明中所有變量均采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位。

盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用。它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(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，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。