[發明專利]多模式汽車線控轉向系統

有效

• 申請號: 201710416724.8
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107150718B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 李靜;王晨;劉鵬
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D5/09;B62D5/12;B62D15/02
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司22201
• 代理人: 齊安全,胡景陽

技術領域

本發明創造屬于汽車轉向系統技術領域的一種轉向裝置，更具體地說，本發明涉及多模式汽車線控轉向系統。

背景技術

汽車的轉向系統是汽車行駛系統的主要組成部分之一，汽車轉向系統的功用是在汽車行駛中，能夠使汽車按照駕駛員的意愿來控制行駛方向。汽車轉向系統可按轉向能源的不同分為機械轉向系統和動力轉向系統。機械轉向系統是以駕駛員的體力作為轉向時的全部動力源，由于其對駕駛員的負荷較大，容易降低駕駛員的舒適性，且其機械零件較多，結構較為復雜，故目前逐漸被其他轉向系統所代替。

而動力轉向系統主要是指轉向系統轉向時轉向動力源只有一小部分由駕駛員提供，大部分由液壓力或電機轉矩來提供,也就是助力式轉向結構。助力式轉向系統的優點是其轉向操縱能夠節省一部分駕駛員體力，并能獲得轉向時的轉向阻力反饋，使駕駛員能夠獲得轉向時的路面信息。目前動力轉向系統中應用較為廣泛的是電動助力轉向系統，其在正常轉向工作時所需的能量，大部分由電機轉矩來提供，但是由于人們對無人駕駛技術的不斷探索，助力式轉向結構不能滿足未來智能車技術發展的需要。

為此，人們又提出了線控轉向系統的概念，線控轉向系統取消了轉向盤與轉向輪之間的機械連接，完全由電能實現轉向，擺脫了傳統轉向系統的各種限制，不但可以自由設計汽車轉向的力傳遞特性，而且可以設計汽車轉向的角傳遞特性，給汽車轉向特性的設計帶來無限的空間，是汽車轉向系統的重大革新。目前的汽車線控轉向系統通常采取雙電機結構，其主要由方向盤總成、轉向執行總成和主控制器三個主要部分組成。線控轉向系統的轉向動力源僅由轉向電機提供，其優點是可以符合智能車無人駕駛及自動泊車的技術需要，且可以很好的節省駕駛員的體力，并且通過轉向路感模擬機構獲得路感模擬，但其缺點是獲得較為逼真的轉向路感模擬所需成本較高，消耗電能較多，經濟性不好，且轉向系統斷電失效時易造成轉向系統失靈，不利于行駛安全性。

由于傳統助力式轉向結構與目前探索中的線控轉向結構，各有優缺點，可以相互彌補。而目前的轉向系統專利中的轉向動力源都較為單一，不能很好的同時達到上述兩種轉向結構的優點。

例如中國專利公開號CN103419835A，申請公布日2013年12月4日，發明專利的名稱為“一種汽車線控轉向系統及其控制方法”，該發明專利公開了一種汽車線控轉向系統及其控制方法，該系統采用路感電機來實現路感模擬，并通過轉向電機實現車輪的轉向。但該系統存在以下缺點：轉向動力源單一，在轉向系統斷電失效時易造成轉向系統失靈，且轉向路感模擬所需路感電機控制復雜，對電機性能要求較高，不利于行駛經濟性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服了現有線控轉向技術中的轉向動力源單一，轉向系統斷電失效時安全性差，轉向路感模擬不夠逼真，轉向精度不高的問題，并將電動助力轉向系統與電機動力轉向系統相結合，提供了一種具有多模式的汽車線控轉向系統。

為解決上述技術問題，本發明是采用如下技術方案實現的：

所述的多模式汽車線控轉向系統包括轉向盤單元、轉向動力單元、電控單元與模式切換單元；

所述的轉向盤單元(A)包括轉向盤、轉向盤轉角傳感器、第一錐齒輪、轉向軸、第一液壓缸、第一壓力傳感器、第一滾珠絲杠機構、第二錐齒輪、第一軸、電磁阻尼器、第一齒輪、第二滾珠絲杠機構、第二液壓缸、第二壓力傳感器、第一兩位三通電磁閥、第二齒輪、第二軸與第二兩位三通電磁閥；

所述的轉向盤固定安裝在轉向軸的上端，第一錐齒輪套裝在轉向軸的下端并為固定連接，轉向盤轉角傳感器套裝在轉向軸上，第一錐齒輪與套裝在第一軸左端上的第二錐齒輪嚙合連接，第一齒輪安裝在第一軸的右端并為固定連接，第二齒輪安裝在第二軸的右端，第一齒輪與第二齒輪嚙合連接，電磁阻尼器套裝在第二軸的左端，第一軸的左端與第一滾珠絲杠機構內的第一絲杠右端固定連接，第一軸的右端與第二滾珠絲杠機構內的第二絲杠左端固定連接，第一液壓缸安裝在第一滾珠絲杠機構的左側，第二液壓缸安裝在第二滾珠絲杠機構的右側，第一液壓缸上的第一液壓缸出油口與第一兩位三通電磁閥的P口管路連接，第一兩位三通電磁閥的A口與轉向動力單元中的轉向動力缸管路連接，第二液壓缸的第二液壓缸出油口與第二兩位三通電磁閥的P口管路連接，第二兩位三通電磁閥的A口與轉向動力單元中的轉向動力缸管路連接，第一壓力傳感器安裝在第一液壓缸中的第一液壓缸活塞桿的中間位置；