[發明專利]一種推桿式復合轉向系統及其模式切換控制方法

在審

• 申請號: 201510824331.1
• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN105416392A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 欒眾楷;趙萬忠;陳亮宇
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D5/06;B62D6/00;B62D101/00;B62D113/00;B62D119/00;B62D137/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種推桿式復合轉向系統，其特征在于，包括：轉向盤、轉向軸、轉矩傳感器、電子控制單元、循環球式轉向器、轉向搖臂、電動助力轉向模塊、轉向節臂、電控液壓助力轉向模塊、轉向梯形、車輪，所述的轉向盤連接轉向軸的力矩輸入端，轉矩傳感器置于轉向軸的力矩輸出端和循環球式轉向器輸入端之間，并與電子控制單元相連接，力矩經轉向搖臂、轉向節臂、轉向梯形輸出至車輪；其中，所述的電動助力轉向模塊包含：助力電機A、減速機構、推桿；所述的電控液壓助力轉向模塊包含：助力電機B、轉向助力泵、油箱、高壓油管、控制閥、轉閥、液壓助力缸、回油油管；電子控制單元向助力電機A發送控制信號，助力矩經減速機構減速增矩后傳遞給推桿、轉向搖臂；電子控制單元向助力電機B發送控制信號，驅動轉向助力泵工作，使油液經由高壓油管流至控制閥、轉閥、液壓助力缸，結束循環的工作液經由回油油管回流至油箱。

2.一種推桿式復合轉向系統的模式切換控制方法，其特征在于，包括：將車速信號、轉角傳感器獲得的轉角信號、轉矩傳感器獲得的轉矩信號及側向加速度傳感器獲得的側擺加速度信號傳遞給電子控制單元；電子控制單元對上述信號進行運算得到模式切換系數K，切換系數K的計算方法由行車阻力矩和駕駛員施加力矩兩部分組成，行車阻力矩計算方法為：

T=(b·sin2β·1180·θ+r·sinγg·R·v2)2Fη1·d·iω1]]>

其中，θ代表方向盤轉角，v代表車速，a_y代表汽車側向加速度，b代表主銷轉向節偏距，β代表前輪主銷內傾角，r代表輪胎半徑，R代表轉彎半徑，γ代表前輪主銷后傾角，η₁代表轉向系正傳動效率，d代表轉向盤直徑，i_ω代表轉向系角傳動比，F₁代表滿載前軸荷；

駕駛員施加力矩計算方法為：按一定速度梯度選取工況進行試驗，將不同工況下駕駛員施加力矩進行擬合得到駕駛員施加力矩與車速、汽車側向加速度的關系，切換系數K的計算方法為：

K＝1.213θ+1.669V²-(0.165V+0.662a_y+15.713)

其中，θ代表方向盤轉角，V代表車速，a_y代表汽車側向加速度。

3.根據權利要求2所述的推桿式復合轉向系統的模式切換控制方法，其特征在于，依據上述K值將轉向模式分為以下四種：若模式切換系數K大于切換閾值K1，表示助力轉向系統需切換至電動助力轉向模式，電子控制單元向控制電機A發送信號；若運算結果大于切換閾值K2且小于切換閾值K1，表示助力轉向系統需切換至電控液壓助力轉向與電動助力轉向共同工作模式，保證助力模式平滑切換，電子控制單元向控制電機A、控制電機B發送信號；若模式切換系數K小于切換閾值K2且大于切換閾值K3，表示此時所需助力轉向系統提供較大助力，助力轉向系統需切換至電控液壓助力轉向模式，電子控制單元向控制電機B發送信號；若模式切換系數K小于切換閾值K3，表示此時所需助力轉向系統提供大助力，助力轉向系統需切換至電控液壓助力轉向與電動助力轉向共同工作模式，電子控制單元向控制電機A、控制電機B發送信號。