[發(fā)明專利]一種推桿式復(fù)合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其模式切換控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510824331.1
• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN105416392A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 欒眾楷;趙萬忠;陳亮宇
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 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(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種推桿式復(fù)合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，包括：轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)矩傳感器、電子控制單元、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向搖臂、電動助力轉(zhuǎn)向模塊、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、電控液壓助力轉(zhuǎn)向模塊、轉(zhuǎn)向梯形、車輪，所述的轉(zhuǎn)向盤連接轉(zhuǎn)向軸的力矩輸入端，轉(zhuǎn)矩傳感器置于轉(zhuǎn)向軸的力矩輸出端和循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器輸入端之間，并與電子控制單元相連接，力矩經(jīng)轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、轉(zhuǎn)向梯形輸出至車輪；其中，所述的電動助力轉(zhuǎn)向模塊包含：助力電機(jī)A、減速機(jī)構(gòu)、推桿；所述的電控液壓助力轉(zhuǎn)向模塊包含：助力電機(jī)B、轉(zhuǎn)向助力泵、油箱、高壓油管、控制閥、轉(zhuǎn)閥、液壓助力缸、回油油管；電子控制單元向助力電機(jī)A發(fā)送控制信號，助力矩經(jīng)減速機(jī)構(gòu)減速增矩后傳遞給推桿、轉(zhuǎn)向搖臂；電子控制單元向助力電機(jī)B發(fā)送控制信號，驅(qū)動轉(zhuǎn)向助力泵工作，使油液經(jīng)由高壓油管流至控制閥、轉(zhuǎn)閥、液壓助力缸，結(jié)束循環(huán)的工作液經(jīng)由回油油管回流至油箱。

2.一種推桿式復(fù)合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的模式切換控制方法，其特征在于，包括：將車速信號、轉(zhuǎn)角傳感器獲得的轉(zhuǎn)角信號、轉(zhuǎn)矩傳感器獲得的轉(zhuǎn)矩信號及側(cè)向加速度傳感器獲得的側(cè)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(jìn)行運(yùn)算得到模式切換系數(shù)K，切換系數(shù)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(zhuǎn)角，v代表車速，a_y代表汽車側(cè)向加速度，b代表主銷轉(zhuǎn)向節(jié)偏距，β代表前輪主銷內(nèi)傾角，r代表輪胎半徑，R代表轉(zhuǎn)彎半徑，γ代表前輪主銷后傾角，η₁代表轉(zhuǎn)向系正傳動效率，d代表轉(zhuǎn)向盤直徑，i_ω代表轉(zhuǎn)向系角傳動比，F(xiàn)₁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(jìn)行試驗(yàn)，將不同工況下駕駛員施加力矩進(jìn)行擬合得到駕駛員施加力矩與車速、汽車側(cè)向加速度的關(guān)系，切換系數(shù)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(zhuǎn)角，V代表車速，a_y代表汽車側(cè)向加速度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的推桿式復(fù)合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的模式切換控制方法，其特征在于，依據(jù)上述K值將轉(zhuǎn)向模式分為以下四種：若模式切換系數(shù)K大于切換閾值K1，表示助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需切換至電動助力轉(zhuǎn)向模式，電子控制單元向控制電機(jī)A發(fā)送信號；若運(yùn)算結(jié)果大于切換閾值K2且小于切換閾值K1，表示助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需切換至電控液壓助力轉(zhuǎn)向與電動助力轉(zhuǎn)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(jī)A、控制電機(jī)B發(fā)送信號；若模式切換系數(shù)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(zhuǎn)向系統(tǒng)提供較大助力，助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需切換至電控液壓助力轉(zhuǎn)向模式，電子控制單元向控制電機(jī)B發(fā)送信號；若模式切換系數(shù)K小于切換閾值K3，表示此時所需助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供大助力，助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需切換至電控液壓助力轉(zhuǎn)向與電動助力轉(zhuǎn)向共同工作模式，電子控制單元向控制電機(jī)A、控制電機(jī)B發(fā)送信號。