[發明專利]一種電動汽車線控轉向系統及控制方法

有效

• 申請號: 201310649410.4
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN103587576A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 于蕾艷
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D6/00;B62D113/00
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 羅文遠

1.一種電動汽車線控轉向系統，其特征是：包括線控轉向系統控制器（18）、轉向盤力反饋模塊（19）和前輪轉向模塊（20）三大模塊，其中，線控轉向系統控制器（18）包括轉向盤力反饋控制方法（181）和前輪主動轉向控制方法（182），分別控制轉向盤力反饋模塊（19）和前輪轉向模塊（20）；

所述轉向盤力反饋模塊（19）包括轉向盤力反饋電機驅動電路（6）、轉向盤力反饋電機電流傳感器（5）、轉向盤力反饋電機（4）及蝸桿減速器（3）、轉向盤轉角轉矩傳感器（2）、轉向盤（1），作為人機接口獲得駕駛員的轉向意圖，并通過電機及減速器向轉向盤提供轉向盤阻力矩；轉向盤轉角轉矩傳感器（2）用于測得轉向盤轉角和轉矩，安裝在與轉向盤（1）花鍵聯接的轉向軸上；轉向盤力反饋電機驅動電路（6）與線控轉向系統控制器（18）電線連接，線控轉向系統控制器（18）發出的脈寬調制PWM電壓信號傳遞到轉向盤力反饋電機驅動電路（6）；轉向盤力反饋電機驅動電路（6）與轉向盤力反饋電機（4）電線連接，控制轉向盤力反饋電機（4）的電壓的大小從而控制其輸出力矩大小；轉向盤力反饋電機（4）采用48V無刷直流電機，蝸桿減速器（3）用于增加轉向盤力反饋電機（4）的輸出力矩，蝸桿軸與轉向盤力反饋電機（4）以彈性聯軸器連接，蝸桿減速器（3）的蝸輪軸與轉向軸下端花鍵連接；

所述前輪轉向模塊（20）包括齒條位移傳感器（9）、前輪（8）、轉向電機（14）及行星齒輪減速器（12），其中，齒條位移傳感器（9）用于測量齒條位移值，經轉換得到前輪實際轉角，構成前輪轉角的閉環反饋控制，實現前輪轉角的主動轉向控制；轉向電機電流傳感器（13）用于測量轉向電機電流值，反映輪胎轉向阻力矩大小，作為轉向盤反饋上層控制方法的一個輸入參數；轉向電機驅動電路（15）與線控轉向系統控制器（18）電線連接，線控轉向系統控制器（18）發出的脈寬調制PWM電壓信號傳遞到轉向電機驅動電路（15）；轉向電機驅動電路（15）與轉向電機（14）以電線連接，控制轉向電機（14）的電壓的大小，轉向電機（14）是前輪轉向模塊執行裝置的動力源，轉向電機（14）通過行星齒輪減速器（12）減速增扭，行星齒輪減速器（12）的輸出軸與齒輪齒條轉向器的小齒輪（11）以彈性聯軸器連接；小齒輪（11）與齒條（10）嚙合，齒條輸出的力通過轉向拉桿作用在轉向輪（8），實現轉向輪（8）的轉動。

2.根據權利要求1所述的電動汽車線控轉向系統，其特征是：所述的線控轉向系統車聯網車載終端（22）包括無線定位模塊、語音識別模塊、數據傳輸模塊，其中，無線定位模塊用于道路位置，語音識別模塊用于提醒駕駛員車輛安全情況；數據傳輸模塊與車輛后臺服務處理系統無線連接，用于獲取道路信息、車輛駕駛提示等信息；數據傳輸模塊與線控轉向系統控制器（18）通過FlexRay通信總線（16）連接，線控轉向系統控制器（18）的故障診斷信息通過車聯網車載終端（22）傳遞到交通服務系統，可形成車輛的定期檢測服務報告，便于遠程監控、故障診斷；交通服務系統發出的控制指令通過數據傳輸模塊傳遞到線控轉向系統控制器（18），進而控制線控轉向系統。

3.根據權利要求1所述的電動汽車線控轉向系統，其特征是：線控轉向系統控制器（18）上連接車速傳感器（7）、整車橫擺角速度傳感器（21），采用車速傳感器（7）、整車橫擺角速度傳感器（21）來檢測整車狀態，其中，車速傳感器（7）測量整車車速信號，是線控轉向系統各控制方法上層控制方法的重要輸入參數；整車橫擺角速度傳感器（21）用于測量整車橫擺角速度，反映整車繞Z軸橫擺的程度，可反映側向穩定性情況。

4.一種電動汽車線控轉向控制方法，其特征是主要包括如下步驟：

1）線控轉向系統的系統初始化，包括控制器的單片機模數轉換端口、定時器等初始化；

2）轉向盤轉角轉矩傳感器（2）、齒條位移傳感器（9）、車速傳感器（7）、整車橫擺角速度傳感器（21）對信號進行采集，傳遞到ECU，進行信號處理；

3）進行轉向盤力反饋上層控制；

4）進行轉向盤力反饋底層控制；

5）進行前輪轉角上層控制；

6）進行前輪轉角底層控制。