[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

技術領域

本發明屬于助力轉向系統技術領域，尤其指代一種能實現依據不同工況切換工作模式功能，且保證良好的助力轉向路感的推桿式復合轉向系統及其模式切換控制方法。

背景技術

目前，現有的汽車普遍采用的助力轉向系統有：液壓助力轉向系統、電控液壓助力轉向系統和電動助力轉向系統。其中，液壓助力轉向系統、電控液壓助力轉向系統可在汽車低速工況下提供較大助力，減輕駕駛員轉向時負擔；但在高速工況下轉向路感，操縱穩定性存在問題。電動助力轉向系統由控制器、助力電機、減速機構、轉向盤轉矩傳感器以及車速傳感器等組成，控制器接受傳感器測得的轉向盤轉矩信號和車速信號并進行處理，控制電機根據事先確定的助力特性輸出助力矩。但受汽車本身蓄電池電壓等電氣特性影響，其輸出的最大助力矩較小，不能滿足大型客車等車輛的需求。

發明內容

針對于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種推桿式復合轉向系統及其模式切換控制方法，以解決現有技術中液壓助力轉向系統、電控液壓助力轉向系統在高速工況下轉向路感較差，操縱穩定性差等問題，及電動助力轉向系統輸出的最大助力矩較小的問題。

為達到上述目的，本發明的一種推桿式復合轉向系統，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。

本發明還提供一種推桿式復合轉向系統的模式切換控制方法，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；