后轮转向器、动力总成和车辆的制作方法

本技术涉及车辆，具体涉及一种后轮转向器、一种动力总成和一种车辆。

背景技术：

1、后轮转向器用于控制车辆的后轮转向，以减小车辆在转向过程中的质心侧偏角，降低车辆横摆率的稳态超调量，实现平稳转向。车辆在转向过程的前后，则需要通过后轮转向器限制后轮转向，保证车辆正常行驶。

技术实现思路

1、本技术提供一种后轮转向器、一种动力总成和一种车辆。后轮转向器通过转向电机补偿锁止离合器的锁止力矩，保证车辆可靠行驶并减小转向电机的功耗。

2、第一方面，本技术提供一种后轮转向器，后轮转向器包括转向电机、锁止离合器、丝杠横拉杆和转向电机控制器，转向电机控制器用于驱动转向电机转动并通过锁止离合器带动丝杠横拉杆实现车辆的后轮转向，转向电机控制器还用于在后轮转向完成后驱动转向电机旋转输出转矩以限制锁止离合器的转动角度小于预设角度。

3、本技术提供的后轮转向器的转向电机控制器用于响应于第一控制信号在后轮转向完成后驱动转向电机旋转，第一控制信号用于指示后轮对锁止离合器的反作用力超过锁止离合器对丝杠横拉杆的锁止力。

4、本技术提供的后轮转向器在实现车辆的一个或多个后轮转向时，通过转向电机控制器驱动转向电机带动锁止离合器转动以带动丝杠横拉杆沿轴向位移。本技术提供的后轮转向器在车辆行驶过程中，还通过锁止离合器锁止丝杠横拉杆以限制车辆的一个或多个后轮摆动，从而避免车辆的一个或多个后轮发生非预期转向，保证车辆平稳行驶。此时，转向电机可以处于非工作状态以节约功耗。

5、而在车辆的一个或多个后轮对锁止离合器的反作用力超过锁止离合器对丝杠横拉杆的锁止力时，本技术提供的后轮转向器还通过转向电机控制器驱动转向电机输出转矩以限制锁止离合器的转动角度小于预设角度。由此可以限制到丝杠横拉杆的轴向位移量，从而限制车辆的一个或多个后轮摆动保证车辆平稳行驶。

6、本技术提供的后轮转向器通过转向电机控制器对转向电机的控制，可以使得转向电机可以多处于非工作状态以节约功耗。并在车辆的后轮受到较大冲击时，驱动转向电机及时介入以补偿锁止离合器对丝杠横拉杆的锁止力，保证车辆平稳行驶。本技术提供的后轮转向器通过转向电机控制器对转向电机的控制减少了转向电机介入限制后轮转向的频率，可以减小转向电机的功耗、控制转向电机发热，并延长了转向电机的使用寿命。

7、一种实现方式，后轮转向器包括传感器，转向电机控制器用于根据传感器检测的丝杠横拉杆的轴向位移量得到反作用力，转向电机控制器用于在反作用力大于所述锁止力时生成第一控制信号。

8、在本实现方式中，本技术提供的后轮转向器包括一个传感器。传感器用于检测丝杠横拉杆的轴向位移量。转向电机控制器用于接收传感器输出的检测信号所指示的丝杠横拉杆的轴向位移量计算一个或多个后轮对锁止离合器形成的反作用力大小，并在该反作用力大于锁止离合器对丝杠横拉杆的锁止力时形成第一控制信号以驱动转向电机输出转矩以限制锁止离合器的转动的角度小于预设角度。

9、一种实现方式，转向电机控制器用于根据传感器输出的检测信号所指示的丝杠横拉杆的轴向位移量进行积分以计算一个或多个后轮对锁止离合器形成的反作用力大小。

10、一种实现方式，转向电机控制器用于根据检测信号所指示的轴向位移量计算反作用力，并在反作用力大于锁止力时生成第一控制信号。

11、在本实现方式中，传感器输出的检测信号直接或间接发送至转向电机控制器，并由转向电机控制器自行判断并生成用于指示一个或多个后轮对锁止离合器的反作用力超过锁止离合器对丝杠横拉杆的锁止力的第一控制信号。后续转向电机控制器响应于自行生成的第一控制信号驱动转向电机输出转矩以限制锁止离合器的转动的角度小于预设角度。

12、一种实现方式，转向电机控制器用于在响应于第一控制信号驱动转向电机输出转矩的过程中控制转向电机输出的转矩随所述丝杠横拉杆的轴向位移量增大而增大。

13、在本实现方式中，转向电机控制器通过检测信号所指示的丝杠横拉杆的轴向位移量进行积分以计算一个或多个后轮对锁止离合器形成的反作用力大小。检测信号所指示的丝杠横拉杆的轴向位移变化速度越大，反映出一个或多个后轮对锁止离合器形成的反作用力越大。转向电机控制器通过计算丝杠横拉杆的轴向位移变化速度对应调整转向电机输出的转矩，可以保证转向电机输出的转矩与锁止力之和大于或等于一个或多个后轮对锁止离合器形成的反作用力。避免出现转向电机输出的转矩不足现象。

14、一种实现方式，转向电机控制器用于在响应于第一控制信号驱动转向电机输出转矩的过程中带动锁止离合器转动并将锁止离合器的转动的角度控制在预设角度之内。

15、在本实现方式中，当一些场景下一个或多个后轮对锁止离合器的冲击力过大，可能导致锁止离合器快速转动，从而在转向电机控制器驱动转向电机输出转矩的过程中出现锁止离合器的转动角度超出预设角度的现象。此时转向电机控制器还驱动转向电机带动锁止离合器转动以将锁止离合器的转动角度回转至预设角度之内，由此限制车辆的一个或多个后轮的摆动角度，保证车辆平稳行驶。

16、一种实现方式，转向电机控制器用于根据所述丝杠横拉杆的轴向位移量计算获得锁止离合器的转动的角度。

17、在本实现方式中，转向电机控制器在接收到传感器输出的检测信号后，可以基于锁止离合器至丝杠横拉杆的传动路径，根据检测信号所指示的丝杠横拉杆轴向位移量推导计算出锁止离合器的转动角度。转向电机控制器在计算得到锁止离合器受一个或多个后轮冲击后转动的角度后，若锁止离合器的转动角度超过预设角度，可以驱动转向电机带动锁止离合器回转至预设角度之内。

18、一种实现方式，转向电机控制器用于根据所述丝杠横拉杆的轴向位移量输出故障信号，故障信号用于指示锁止离合器的锁止力低于预设最小锁止力。

19、在本实现方式中，转向电机控制器通过计算分别得到一个或多个后轮对锁止离合器的冲击力、以及锁止离合器的转动角度。若转向电机控制器计算得到的冲击力低于锁止离合器的预设最小锁止力、同时锁止离合器出现转动时，转向电机控制器可以基于该计算结果输出故障信号。故障信号用于指示锁止离合器的锁止力低于预设最小锁止力，便于直接或间接提示用户当前锁止离合器存在锁止力不足的现象，从而维护或更换锁止离合器，保证本技术后轮转向器可靠工作。

20、一种实现方式，转向电机控制器用于输出故障信号时驱动转向电机持续输出转矩以限制锁止离合器的转动的角度小于预设角度。

21、在本实现方式中，转向电机控制器在提示用户当前锁止离合器存在锁止力不足的现象过程中，因为锁止离合器的锁止力无法有效限制丝杠横拉杆的位移量，转向电机控制器还驱动转向电机持续输出转矩以限制锁止离合器的转动角度小于预设角度。由此本技术后轮转向器可以在锁止离合器的锁止力不足时通过转向电机持续限制锁止离合器的转动角度，以保证后轮的摆动角度较小、车辆平稳行驶。

22、一种实现方式，转向电机控制器用于响应于第二控制信号延长驱动转向电机转动以限制锁止离合器的转动的角度的时长，第二控制信号用于指示转向电机控制器响应于第一控制信号的频率大于预设频率。

23、在本实现方式中，转向电机控制器若频繁驱动转向电机输出转矩，可以视为车辆行驶于路面冲击较大的区段。转向电机控制器可以通过延长转向电机输出转矩的时间，避免转向电机频繁启动。在保证车辆平稳通过路面冲击较大的区段基础上，减小转向电机因频繁启动所承受的较大负载冲击的次数，保护转向电机并延长使用寿命。

24、第二方面，本技术提供一种动力总成，动力总成包括第一方面提供的后轮转向器中的转向电机控制器和驱动电机，转向电机控制器用于接收高压直流电并逆变成三相交流电供给驱动电机运转输出扭矩驱动车轮旋转。

25、将本技术第一方面所提供的后轮转向器中转向电机控制器集成于动力总成的控制电路板上，可简化本技术动力总成和后轮转向器电机控制器的整体结构，占用更少的空间，并使得车辆的结构更紧凑。

26、第三方面，本技术提供一种车辆，车辆包括整车控制器、转向电机、锁止离合器和丝杠横拉杆，转向电机用于通过锁止离合器带动丝杠横拉杆实现车辆的后轮转向，整车控制器用于在车辆的后轮转向完成后驱动转向电机旋转输出转矩以限制锁止离合器的转动角度小于预设角度。

27、本技术提供的车辆中，车辆的整车控制器集成了转向电机控制器，减小了后轮转向器的零部件数量，节省了车辆内部的安装空间，同时还使得转向电机控制器与其他控制器之间可以相互协调工作，提升对后轮转向锁止的控制速度。

28、本技术提供的车辆的一种实现方式中，整车控制器响应于第三控制信号用于在车辆的后轮转向完成后驱动转向电机旋转，第三控制信号用于指示车辆的后轮对锁止离合器的反作用力超过锁止离合器对丝杠横拉杆的锁止力。

29、本技术提供的车辆中，车辆的整车控制器集成了转向电机控制器，整车控制器具有更强的信号处理能力，能够更快速地处理第三信号，从而更快控制转向驱动电机辅助完成后轮转向后的锁止。

30、本技术提供的车辆的另一种实现方式中，车辆包括传感器，整车控制器用于根据传感器检测的丝杠横拉杆的轴向位移量得到反作用力。

31、本技术提供的车辆中，车辆的整车控制器具有更强的信号处理能力，能够更快速地处理传感器信号，从而更快根据丝杠横拉杆的轴向位移量计算得到反作用力，为后续处理提供更快的结果。

32、本技术提供的车辆的另一种实现方式中，整车控制器用于在响应于第三控制信号驱动转向电机输出转矩的过程中控制转向电机输出的转矩随丝杠横拉杆的轴向位移量增大而增大。

33、本技术提供的车辆中，由于车辆的整车控制器具有更强的信号处理能力，能够更快速地控制转向电机输出的转矩随丝杠横拉杆的轴向位移量增大而增大，从而更好地控制转向驱动电机辅助完成后轮转向后的锁止，确保锁止的及时性。

34、本技术提供的车辆的另一种实现方式中，整车控制器用于响应于第四控制信号驱动转向电机转动以限制锁止离合器的转动的角度小于所述预设角度，第四控制信号用于指示车辆的前轮转向角度超过预设转向角度。

35、本技术提供的车辆中，车辆的整车控制器还可以及时获取前轮转向角度的信息，通常后轮转向角度与前轮转向角度之间具有一定的匹配关系，整车控制器可以根据前轮转向的角度来控制后轮的转向角度，并同步控制后轮的转向电机辅助锁止离合器的转动的角度在限定的范围内。