一種電動輪驅動汽車的多模式轉向系統及控制方法與流程
本發明涉及汽車技術領域。更具體地說，本發明涉及一種用于電動輪驅動汽車的多模式轉向系統及控制方法。
背景技術：
電動輪是指將輪轂電機直接集成在車輪中，電機直接驅動車輪，省去了傳統汽車的復雜的機械傳動機構，使空間布置更加靈活，同時對于四個車輪都可以進行獨立控制，便于實現復雜的動力學和穩定性協調控制。
現有的汽車轉向系統中，無助力機械轉向系統占用空間大，轉向操縱費力，現在已經基本被淘汰；其替代產品液壓助力轉向系統可以很好解決轉向輕便性問題，但是其助力特性固化，傳動比固定，不能協調轉向輕便性和路感之間的矛盾；其繼任者電動助力轉向系統可以實現隨速可調助力大小，確保了高速行駛的路感回饋。但是由于其無法改變傳動系統角傳動比，故無法從根本上解決轉向的“輕與靈”之間的矛盾，難以適應不同車速下對轉向靈敏度的不同要求。
線控轉向系統取消了轉向盤和轉向輪的機械連接，通過電子控制可以實現在不同車速下角傳動比的變化，解決了轉向“輕與靈”的矛盾，大大提高了在不同車速下的轉向靈活性和操縱穩定性，但也由于轉向盤和轉向車輪之間沒有機械連接,當系統出現故障時,車輛將無法保證可靠轉向,有失控危險。
專利CN 100572165C提出了一種用于轉向輪獨立驅動的差動助力系統，該系統充分利用了電動輪驅動汽車各車輪可獨立控制的特點，利用兩轉向輪產生的轉矩差來實現轉向助力作用，替代了助力電機，使轉向系統進一步簡化。但該系統無法改變角傳動比，仍然無法從根本上解決轉向“輕與靈”之間的矛盾。
技術實現要素：
本發明目的是提供一種電動輪驅動汽車的多模式轉向系統，ECU控制輪轂電機和轉向電機配合輸出不同的轉矩從而控制轉向器進行轉向，實現多種轉向模式。
本發明還有一個目的是一種電動輪驅動汽車的多模式控制方法，控制電磁離合器的通斷，從而實現多種轉向模式。
為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種電動輪驅動汽車的多模式轉向系統，包括：
轉向軸；
助力轉向電機，包括轉子，其連接所述轉向軸；
電磁離合器，包括能夠選擇性結合或分離的輸入端和輸出端，所述輸入端連接所述轉子；
轉向器，其與所述輸出端固定連接；
輪轂電機，其驅動輪轂，用于驅動車輪轉動；
ECU，其連接輪轂電機、助力轉向電機和電磁離合器：
第一模式，電磁離合器斷開；ECU控制轉向電機形成路感反饋阻力轉矩；同時，輪轂電機輸出差動力矩，驅動車輪進行轉向；
第二模式，電磁離合器結合；助力轉向電機形成電機助力轉矩；同時，輪轂電機輸出差動助力轉矩，駕駛員施加轉矩與電機助力轉矩、差動助力轉矩疊加后驅動車輪進行轉向；
第三模式，所述助力轉向電機故障，電磁離合器結合；輪轂電機輸出差動助力轉矩，駕駛員施加轉矩與差動助力轉矩疊加驅動車輪進行轉向；
第四模式，所述輪轂電機故障，電磁離合器結合，轉向電機與轉向器連接；助力轉向電機形成電機助力轉矩，駕駛員施加轉矩與電機助力轉矩疊加后驅動車輪進行轉向；
第五模式，所述轉向電機和輪轂電機故障，電磁離合器結合；駕駛員施加轉矩驅動車輪進行轉向。
優選的是，所述轉向電機包括：
外殼，其內中空；
定子，其固定在所述外殼內表面上；
定子勵磁繞組，其固定在所述定子上，通以電流用以產生磁場；
轉子，其可旋轉的支撐在所述中空外殼內；
永磁體，其安裝在所述轉子上，用于在磁場作用下帶動轉子轉動；
輸出軸，其與所述轉子花鍵配合連接。
優選的是，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，所述磁軛內開設第一容置空間；
線圈，其布設在所述第一容置空間中，用于通電產生電磁力；以及
銜鐵，其套設在所述輸入端遠離磁軛的一端，所述銜鐵在電磁吸引力作用下向磁軛滑動；
多個主動摩擦片，其通過花鍵配合可滑動設置在所述輸入端上；
多個從動摩擦片，其交替設置在所述主動摩擦片之間，并通過花鍵配合可滑動設置在所述輸出端上；
所述輸入端設置內花鍵，所述輸出軸設置外花鍵，所述輸入端和輸出軸通過花鍵配合；
所述輸出端與轉向器花鍵配合連接；
其中，主動摩擦片和從動摩擦片布設在所述銜鐵和磁軛之間，當銜鐵在電磁力作用下向磁軛滑動至使主動摩擦片和從動摩擦片壓緊時，電磁離合器結合。
優選的是，還包括：
轉矩傳感器，其用于檢測方向盤的轉矩；
轉角傳感器，其用于檢測方向盤的轉角；
所述轉矩傳感器和轉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向軸上并與ECU連接。
優選的是，還包括：
轉向橫拉桿，其通過球頭副對稱連接在所述轉向器兩端，用于帶動車輪平面轉動；
左前輪，其通過轉向節連接在轉向橫拉桿一側，其內具有固定輪轂電機的容置空間；
右前輪，其通過轉向節連接在轉向橫拉桿另一側，其內具有固定輪轂電機的容置空間。
本發明的目的還通過一種電動輪驅動汽車多模式轉向系統的控制方法來實現，包括以下步驟：
ECU讀取轉向電機的第一自檢信號、輪轂電機的第二自檢信號和車速信號；
若第一自檢信號異常、第二自檢信號正常，ECU執行所述第三模式；
若第一自檢信號正常、第二自檢信號異常，ECU執行所述第四模式；
若第一自檢信號和第二自檢信號異常，ECU執行所述第五模式；
若否，當車速信號u不小于第一設定速度uT，ECU執行所述第二模式；
當車速信號u小于第一設定速度uT，ECU執行所述第一模式。
優選的是，所述第一模式為：
ECU讀取轉向盤轉角δh、車速u；控制電磁離合器斷電，轉向電機與轉向器斷開；
ECU輸出轉向轉角值δ：
δ＝δh/i
其中，i為ECU根據MAP圖計算的角傳動比；
ECU輸出輪轂電機的差動轉向力矩TΔz并分配給兩個前輪轉矩T1、T2，使前輪轉向至轉向轉角值δ；
其中，TΔz為從車速-前輪輸出轉角-TΔz脈譜圖中讀取的差動轉向力矩；Tt為前軸應輸出的總驅動轉矩；it為轉向傳動機構角傳動比；is為轉向器角傳動比；TΔZ為差動轉向力矩；rw為車輪滾動半徑；rσ主銷偏置距；
同時，ECU控制轉向電機輸出制動轉矩，給予駕駛員駕駛路感反饋Tf；
其中，m是汽車質量；lr為質心到后軸的距離，l是汽車軸距；σx是車輪主銷后傾拖距。
優選的是，所述第二模式為：
ECU讀取轉向盤轉角δh、轉向盤轉矩Th、車速u、橫擺角速度ω及側向加速度ay；控制電磁離合器通電，轉向電機與轉向器連接；
ECU從轉向助力特性曲線圖中讀取輪轂電機助力力矩Tz并判斷車輛是否失穩：
若車輛失穩，則助力力矩分配系數k＝0，輪轂電機輸出轉矩差產生反橫擺力偶矩維持車輛穩定性；
若車輛穩定，輪轂電機輸出差動助力力矩TΔz′；
TΔz′＝kTz
分配給兩個前輪轉矩T1、T2：
其中，TΔz′為根據MAP圖讀取的差動轉向力矩；Tt為前軸應輸出的總驅動轉矩；it為轉向傳動機構角傳動比；is為轉向器角傳動比；rw為車輪滾動半徑；rσ主銷偏置距；
同時，ECU輸出轉向電機的助力力矩Td：
Td＝(1-k)Tz
轉向電機助力轉矩Td、駕駛員施加轉向盤轉矩Th以及輪轂電機的差動助力力矩TΔz疊加，驅動轉向車輪完成轉向動作。
優選的是，所述第三模式為：
ECU讀取轉向盤轉角δh、轉向盤轉矩Th、車速u、橫擺角速度ω及側向加速度ay；控制電磁離合器通電，轉向電機與轉向器連接；
ECU從轉向助力特性曲線圖中讀取輪轂電機助力力矩Tz并判斷車輛是否失穩：
若車輛失穩，輪轂電機根據穩定性控制系統要求輸出轉矩差產生反橫擺力偶矩維持車輛穩定性；
若車輛穩定，輪轂電機輸出差動助力力矩TΔz′；
TΔz′＝Tz
分配給兩個前輪轉矩T1、T2：
其中，TΔz′為根據MAP圖讀取的差動轉向力矩；Tt為前軸應輸出的總驅動轉矩；it為轉向傳動機構角傳動比；is為轉向器角傳動比；rw為車輪滾動半徑；rσ主銷偏置距；
駕駛員施加轉向盤轉矩Th和輪轂電機的差動助力力矩TΔz疊加，驅動轉向車輪完成轉向動作。
優選的是，所述第四模式為：
ECU讀取轉向盤轉角δh、轉向盤轉矩Th和車速u；控制電磁離合器通電，轉向電機與轉向器連接；
ECU從轉向助力特性曲線圖中讀取轉向輪轂電機助力力矩Tz，并控制轉向電機輸出助力力矩Td：
Td＝Tz
轉向電機助力轉矩Td和駕駛員施加轉向盤轉矩Th在轉向電機的轉子上疊加并輸出，驅動轉向車輪完成轉向動作。
優選的是，所述第五模式為：
ECU控制電磁離合器通電，轉向電機與轉向器連接，駕駛員施加的轉向盤轉矩Th直接傳遞至轉向器，驅動轉向車輪完成轉向動作。
本發明至少包括以下有益效果：本發明所述的電動輪驅動汽車單電機線控轉向系統及多模式控制方法與傳統的線控轉向系統相比，不僅可根據車速等因素改變角傳動比，從根本上解決了“輕與靈”的矛盾，同時省去了轉向執行電機，利用電動輪獨立驅動汽車各車輪可獨立控制的特點，利用左右前輪產生的轉矩差來實現轉向執行電機的功能，大大簡化了系統結構，同時便于實現整車更加復雜的動力性及穩定性控制。當駕駛員實施危險誤操作或處于危險轉向工況，電控系統能主動介入對轉向實現控制，大大提高了轉向安全性。同時，由于有多重工作模式的存在，當轉向電機損壞時，系統仍可實現差動助力轉向；當兩前輪輪轂電機有任意一個損壞或者同時損壞時，系統仍可以實現電動助力轉向,在這兩種故障情況下，系統依然能保持可靠而又穩定的助力；當轉向電機和前輪輪轂電機都損壞時，可恢復機械連接，實現機械轉向，這就大大提高了系統的可靠性和安全性，使系統總能完成轉向的功能。
本發明的其它優點、目標和特征將部分通過下面的說明體現，部分還將通過對本發明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。
附圖說明
圖1為本發明所述的電動輪驅動汽車的多模式轉向系統的結構組成簡圖；
圖2為本發明所述的電動輪驅動汽車的多模式轉向系統的電磁離合器的全剖視圖；
圖3為本發明所述的電動輪驅動汽車的多模式轉向系統的右前輪系統結構圖；
圖4為本發明所述的電動輪驅動汽車的多模式轉向系統控制方法的主流程圖；
圖5為本發明所述的電動輪驅動汽車的多模式轉向系統控制方法中工作模式一子流程圖；
圖6為本發明所述的電動輪驅動汽車的多模式轉向系統控制方法中工作模式二子流程圖；
圖7為本發明所述的電動輪驅動汽車的多模式轉向系統控制方法中工作模式三子流程圖；
圖8為本發明所述的電動輪驅動汽車的多模式轉向系統控制方法中工作模式四子流程圖；
圖9為本發明所述的電動輪驅動汽車的多模式轉向系統控制方法中工作模式一中的車速-方向盤轉角-角傳動比脈譜(MAP)圖；
圖10為本發明所述的電動輪驅動汽車的多模式轉向系統控制方法中工作模式四中轉向助力特性曲線圖；
圖11為本發明所述的電動輪驅動汽車的多模式轉向系統控制方法中工作模式三中差動轉向助力轉矩特性脈譜(MAP)圖
具體實施方式
下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
應當理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。
圖1示出了本發明的一種實現形式，一種電動輪驅動汽車的多模式轉向系統，包括：轉向盤100、轉向電機200、電磁離合器300、轉向執行機構400、中央控制單元(ECU)500。轉向盤100輸入駕駛員的轉向意圖，轉向軸110的上端通過花鍵與轉向盤100相連，用于輸出轉向意圖。轉向電機200包括轉子220和輸出軸260，所述轉子220為轉軸結構，其上端花鍵連接所述轉向軸110；輸出軸260為轉軸結構，其上軸端加工有內花鍵槽以與轉子220花鍵連接，輸出軸260下軸端加工有外花鍵，通過花鍵與傳動軸套310相連接。轉子220下端花鍵連接所述輸出軸260；電磁離合器300包括能夠選擇性結合或分離的輸入端和輸出端，所述輸入端為傳動軸套310、所述輸出端為外連接件360，所述傳動軸套310花鍵連接所述輸出軸260。轉向執行機構400包括轉向器410、右前輪輪轂電機440和左前輪輪轂電機460；轉向器410為齒輪齒條轉向器，包括轉向輸入小齒輪、齒條、轉向器殼體，所述轉向器410與所述傳動軸套310花鍵連接，用于控制所述轉向執行機構400帶動右前輪430和左前輪450偏轉；右前輪輪轂電機440和左前輪輪轂電機460分別固定在右前輪430和左前輪450的輪轂里，用于驅動右前輪430和左前輪450偏轉；ECU500為整車控制器的一個軟件控制子模塊，其需與整車其他電子控制系統進行協調控制，其連接右前輪輪轂電機440、左前輪輪轂電機460、轉向電機200和電磁離合器300，并控制輸出如下模式：
第一模式，ECU500控制電磁離合器300斷開，轉向電機200與轉向器410斷開；ECU500控制轉向電機200形成路感反饋阻力轉矩；同時，ECU500控制輪轂電機輸出差動力矩，驅動車輪進行轉向；
第二模式，ECU500控制電磁離合器300結合，轉向電機200與轉向器410連接；ECU500控制轉向電機200形成電機助力轉矩；同時，ECU500控制輪轂電機輸出差動助力轉矩，駕駛員施加轉矩與電機助力轉矩、差動助力轉矩疊加后驅動車輪進行轉向；
第三模式，所述轉向電機200故障，ECU500控制電磁離合器300結合，轉向電機200與轉向器410連接；ECU500控制輪轂電機輸出差動助力轉矩，駕駛員施加轉矩與差動助力轉矩疊加后驅動車輪進行轉向；
第四模式，所述輪轂電機故障，ECU500控制電磁離合器300結合，轉向電機200與轉向器410連接；ECU500控制轉向電機200形成電機助力轉矩，駕駛員施加轉矩與電機助力轉矩疊加后驅動車輪進行轉向；
第五模式，所述轉向電機200和輪轂電機故障，ECU500控制電磁離合器300結合，轉向電機200與轉向器410連接；駕駛員施加轉矩驅動車輪進行轉向。
在另一實施例中，如圖1所示，所述轉向電機200為雙端輸出型永磁同步電機，包括外殼210、轉子220、定子230、定子勵磁繞組240、永磁體250、輸出軸260：定子230安裝在電機外殼10上，永磁體250安裝在轉子220上，定子230上安裝有定子勵磁繞組240。轉子220上端加工有外花鍵，而轉子220下端加工有外花鍵，轉子220上端通過花鍵與轉向軸110相連接，轉子220下端與輸出軸260通過花鍵連接。當定子勵磁繞組240通過定子230連接電源，其通電產生磁場，永磁體250在磁場作用下帶動轉子220轉動，從而驅動電機輸出動力。輸出軸260設置在外殼210的外部，用于連接轉向電機200和電磁離合器的傳動軸套310。
在另一實施例中，如圖2所示，所述電磁離合器300包括傳動軸套310、磁軛320、線圈330、滑環340、銜鐵350、外連接件360、主動摩擦片370和從動摩擦片380。傳動軸套310與磁軛320固定連接，線圈330安裝在磁軛320中，銜鐵350與傳動軸套310為滑動連接，主動摩擦片370與傳動軸套310、從動摩擦片380與外連接件360均為花鍵滑動連接，外連接件360通過花鍵與所述轉向器410連接。電磁離合器300通電時，電流經滑環340傳遞至電磁離合器300的線圈，線圈330產生電磁吸引力吸引銜鐵350將主動摩擦片370及從動摩擦片380軸向壓緊，傳動軸套310與外連接件360通過壓緊的主、從動摩擦片相連接，主、從動件結合，從而使輸出軸260與轉向器410連接，實現同步轉動。當電磁離合器300斷電時，電磁線圈330對銜鐵350無作用，主動摩擦片370和從動摩擦片380分離，傳動軸套310和外連接件360無連接關系，輸出軸260與轉向器410無連接。
在另一實施例中，如圖1所示，本發明的電動輪驅動汽車的多模式轉向系統還包括：轉矩傳感器610，其用于檢測方向盤100的轉矩；轉角傳感器620，其用于檢測方向盤100的轉角；所述轉矩傳感器610和轉角傳感器620集合成傳感器模塊600，所述傳感器模塊600固定在所述轉向軸110上并通過螺栓固定在車身上。傳感器模塊600與ECU500連接，將測量的轉向盤100的轉角和轉矩信號傳輸至ECU500。
在另一實施例中，如圖1所示，所述轉向執行機構400包括轉向器410、轉向橫拉桿420、右前輪430，右前輪輪轂電機440、左前輪450和左前輪輪轂電機460，轉向器410為齒輪齒條轉向器；轉向橫拉桿420的作用是拖拽車輪轉向節臂使車輪平面轉動，轉向橫拉桿420一端通過球頭副連接著齒條的一端，另一端通過球頭副連接著轉向節臂；右前輪430通過轉向節連接在轉向橫拉桿420的一側，其內具有固定右前輪輪轂電機440的容置空間；左前輪450通過轉向節連接在轉向橫拉桿420的另一側，其內具有固定左前輪輪轂電機460的容置空間。
如圖3所示，所述的右前輪輪轂電機440為定子在內部，轉子在外部結構，轉子與右前輪輪轂通過螺栓連接，定子固定在轉向節軸上，即輪轂電機轉子直接驅動車輪，同時，外轉子通過一對圓錐滾子軸承支撐在轉向節軸上。同時轉向節通過鍵周向固定在轉向節軸上，軸向通過軸肩及螺栓及墊片進行固定。其中，左前輪輪轂電機460結構與右前輪輪轂電機440相同。
在另一實施例中，所述的輸出軸260可以是汽車上普遍使用的萬向傳動軸，也可以是普通剛性軸，具體選用哪種依賴于整車布置決定的轉向電機200轉子220和轉向器410的軸線同軸情況而定，如果同軸線則選擇普通剛性軸，如果不同軸線則選擇萬向傳動軸。輸出軸260結構形式的不同不構成對本發明的實質發明內容的創新和改進。
ECU500通過線纜連接著轉角傳感器620和轉矩傳感器610，同時通過線纜連接著左前輪輪轂電機460和右前輪輪轂電機440以及轉向電機200，同時還連接著電磁離合器300。ECU500接收轉向盤轉矩傳感器610及轉向盤轉角傳感器620傳來的信號并與車輛CAN總線通信獲得車輛其他狀態信號，能夠判斷并發送控制指令至轉向電機200及電磁離合器300以及各左前輪輪轂電機460和右前輪輪轂電機440，控制電磁離合器300的結合和斷開以及左前輪輪轂電機460和右前輪輪轂電機440和轉向電機200可以使系統工作在第一模式至第五模式進行轉向。參閱表一，第一模式至第五模式分別為線控轉向模式、差動助力轉向模式、差動助力與電動助力協同轉向模式、電動助力轉向模式、機械轉向模式。
表一線控轉向系統的多種轉向模式
本發明還提供一種電動輪驅動汽車的多模式轉向系統的控制方法，如圖4所示，包括如下步驟：
ECU500通電完成初始化。
系統開始自檢，ECU500向轉向電機200及左前輪輪轂電機460和右前輪輪轂電機440發送檢測指令信號。然后，ECU500讀取轉向電機200的第一自檢信號、輪轂電機的第二自檢信號和車速信號；
若第一自檢信號異常、第二自檢信號正常，ECU500執行所述第三模式，工作模式選擇完畢；
若第一自檢信號正常、第二自檢信號異常，ECU500執行所述第四模式，工作模式選擇完畢；
若第一自檢信號和第二自檢信號異常，ECU500執行所述第五模式，ECU500控制電磁離合器300通電恢復轉向系統機械連接，且同時發出故障警報。工作模式選擇完畢；
若否，當車速信號u不小于第一設定速度uT，ECU500執行所述第二模式，工作模式選擇完畢；
當車速信號u小于第一設定速度uT，ECU500執行所述第一模式，工作模式選擇完畢。
uT的數值選取應以駕駛員通常關心的路感反饋路況有關，一般中、高車速下駕駛員對路感要求高，低速下駕駛員對轉向輕便性要求高，路感要求較低。舉例說明，此速度門限可選擇為uT＝30km/h。注意，速度不僅限于選擇為uT＝30km/h。
在另一實施例中，如圖5示出的所述第一模式包括以下步驟：
1.控制電磁離合器300斷電。
2.讀取轉向盤轉角δh、車速u。
3.根據轉向盤轉角δh、車速u從車速-方向盤轉角-角傳動比脈譜(MAP)圖出查出對應的角傳動比i。MAP圖已事先標定好存儲在ECU500中，圖9示出了車速-方向盤轉角-角傳動比脈譜(MAP)圖，并將MAP圖中網格交叉處的車速和方向盤轉角對應的角傳動比匯總于表二。
表二車速-方向盤轉角-角傳動比MAP數據匯總表
4.根據選取的角傳動比i及轉向盤轉角δh計算得到前輪應輸出的車輪轉向轉角值δ計算公式如下：
δ＝δh/i (1)
5.結合車速u及應輸出的轉角值δ，從車速-前輪輸出轉角-TΔz脈譜圖(MAP)中選取對應的差動轉向力矩TΔz，其中，所述車速-前輪輸出轉角-TΔz脈譜圖(MAP)的數據匯總于表三。
表三車速-前輪輸出轉角-TΔz脈譜圖(MAP)的數據匯總表
再根據下式計算左右兩前輪輪轂電機輸出的轉矩差值TΔ：
式中，rw為車輪滾動半徑；rσ為主銷偏置距；it為轉向傳動機構角傳動比；is為轉向器角傳動比。
利用計算得到的左右兩前輪輪轂電機輸出的轉矩差值TΔ通過下式計算得出具體的左前輪輪轂電機460輸出轉矩T1以及右前輪輪轂電機440輸出轉矩T2。計算公式如下：
TΔ＝T1-T2 (3)
式中，Tt為前軸應輸出的總驅動轉矩，公式(4)和公式(5)中的第二項正負號取決于汽車轉向方向，如果向右轉向，公式(4)為正、公式(5)為負；如果向左轉向，則正好相反。
6.根據當前計算得到的車輪轉角δ、車速u、選取的角傳動比i以及汽車參數計算路感反饋力矩Tf計算公式如下：
其中，m是汽車質量；lr為質心到后軸的距離，l是汽車軸距；σx是車輪主銷后傾拖距。
7.發送輸出轉矩指令至左前輪輪轂電機460和右前輪輪轂電機440，將路感反饋力矩控制指令至轉向電機200，兩前輪輪轂電機轉矩的差值產生的差動力矩使前輪輪轉向至目標轉角δ；轉向電機產生路感反饋力矩Tf，完成系統轉向功能。
在另一實施例中，如圖6所示的第二模式包括以下步驟：
1.控制電磁離合器300通電結合。
2.ECU讀取轉向盤轉角δh、轉向盤轉矩Th、車速u、橫擺角速度ω及側向加速度ay。
3.根據轉向盤轉矩Th和車速u信號從轉向助力特性曲線圖中讀取相對應的助力力矩Tz，轉向助力特性曲線圖事先標定好后存儲在ECU內存中。
4.根據車速u、橫擺角速度ω及側向加速度ay判斷車輛是否失穩。失穩判斷依據如下：
|ω-ωd|≤ε (7)
式中，ωd為理想參考橫擺角速度，與車速等因素有關，ωd事先已得到并存儲在ECU500中的穩定性模塊中；ε為失穩判斷門限值，本值可進行設置。當|ω-ωd|≤ε時，認為汽車是穩定的；當|ω-ωd|＞ε，認為汽車失穩。
如果失穩，助力力矩分配系數k＝0，左右兩側輪轂電機根據穩定性控制系統要求輸出轉矩差產生反橫擺力偶矩維持車輛穩定性；如果未失穩，結合車速u、橫擺角速度ω等參數查表得出助力轉矩分配系數k，于是期望的由左右兩前輪轉矩差對系統產生的差動助力力矩TΔz′按照下式計算得到：
TΔz′＝kTz (8)
5.再根據公式(2)計算得到差動助力力矩TΔ，再根據公式(3)-(5)計算得到了左前輪450的輸出力矩T1及右前輪430的輸出力矩T2，并計算得到轉向電機的助力力矩Td：
Td＝(1-k)Tz (9)
6.發送助力轉矩控制指令Td至轉向電機200，發送具體的輸出力矩指令T1、T2至左前輪轂電機和右前輪輪轂電機，兩輪轂電機產生的轉矩差值TΔ產生差動助力轉矩TΔz′，電機助力轉矩Td與駕駛員施加轉矩Th以及差動助力轉矩TΔz在轉向系統上疊加并輸出驅動轉向車輪完成轉向動作。
在另一實施例中，如圖7所示的所述第三模式包括以下步驟：
1.控制電磁離合器300通電結合。
2.ECU讀取轉向盤轉角δh、轉向盤轉矩Th、車速u、橫擺角速度ω及側向加速度ay。
3.根據轉向盤轉矩Th、車速u從轉向助力特性曲線圖中讀取相對應的差動助力力矩TΔz′。轉向助力特性曲線圖事先標定好后存儲在ECU500內存中，圖11示出了轉向助力特性曲線圖，并將圖中特征數據匯總于表四。
表四轉向助力特性曲線圖數據匯總表
4.根據車速u、橫擺角速度ω及側向加速度ay判斷車輛是否失穩。失穩判斷依據根據公式(7)進行計算，如果失穩，左前輪輪轂電機460和右前輪輪轂電機440根據穩定性控制系統要求輸出轉矩差產生反橫擺力偶矩維持車輛穩定性；如果未失穩，TΔz′＝Tz。
5.根據得到的差動助力力矩TΔz，利用公式(2)-(5)計算左前輪輪轂電機460的輸出轉矩T1和右前輪的輪轂電機16的輸出轉矩T2。
6.發送轉矩控制指令至左前輪輪轂電機460和右前輪輪轂電機440，兩電機產生的轉矩差值TΔ產生對應的差動助力轉矩TΔz。差動助力轉矩TΔz與駕駛員所施加的轉矩Th在轉向系統上疊加驅動轉向車輪完成轉向動作。
在另一實施例中，如圖8所示的所述第四模式包括以下步驟：電動助力轉向模式子流程如下：
1.控制電磁離合器300通電結合。
2.讀取轉向盤轉角δh、轉向盤轉矩Th、車速u信號。
3.根據轉向盤轉矩Th、車速u從轉向助力特性曲線圖中讀取相對應的助力力矩Tz。轉向助力特性曲線圖事先標定好后存儲在ECU500內存中，圖10示出了轉向助力特性曲線圖，并將圖中特征數據匯總于表五。
表五轉向助力特性曲線圖數據匯總表
4.Td＝Tz。
5.發送助力轉矩控制指令Td至轉向電機200，轉向電機200輸出對應的電機助力轉矩Td，電機助力轉矩Td與駕駛員施加轉矩Th在轉向電機轉子220軸上疊加并輸出，完成轉向功能。此時，驅動力由后軸兩輪轂電機產生，前軸不產生驅動力。
在另一實施例中，所述第五模式即機械轉向模式包括以下步驟：
1.控制電磁離合器300通電結合。
2.駕駛員操縱轉向盤100，轉矩及轉角經轉向軸110、轉向電機轉子220軸以及輸出軸260直接傳遞至轉向器410，完成轉向功能。
由于有多重工作模式的存在，當轉向電機損壞時，系統仍可實現差動助力轉向；當兩前輪輪轂電機有任意一個損壞或者同時損壞時，系統仍可以實現電動助力轉向,在這兩種故障情況下，系統依然能保持可靠而又穩定的助力；當轉向電機和前輪輪轂電機都損壞時，可恢復機械連接，實現機械轉向，這就大大提高了系統的可靠性和安全性，使系統總能完成轉向的功能。
另外，需要說明的是本發明中所有變量均采用國際標準單位。
盡管本發明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用。它完全可以被適用于各種適合本發明的領域。對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改。因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發明并不限于特定的細節和這里示出與描述的圖例。
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