[實用新型]一種復合轉向系統

有效

• 申請號: 201720045528.X
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN206537342U
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 楊遵四;趙萬忠;王春燕;張寒
• 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;B60L15/20
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

本實用新型涉及轉向系統技術領域，尤其涉及一種復合轉向系統。

背景技術

汽車轉向系統是決定汽車主動安全性的關鍵總成，傳統汽車轉向系統是機械系統，汽車的轉向運動是由駕駛員操縱轉向盤，通過轉向器傳遞到轉向車輪而實現的。

汽車線控轉向系統取消了方向盤與轉向輪之間的機械連接，完全由電控實現轉向，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。但是同時由于無機械連接，可靠性較差。

電動助力轉向系統所能提供助力較小。對于大型客車而言，有時候電動助力轉向系統難以滿足轉向助力。為了滿足汽車在任何情況下都能提供相應的轉向助力，可能需要兩套助力轉向系統同時介入，但是兩套助力轉向系統同時工作時，會產生一定的能量浪費。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對背景技術中所涉及到的缺陷，提供一種復合轉向系統。

本實用新型為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種復合轉向系統，包括電動助力轉向系統和線控四輪轉向系統；

所述電動助力轉向系統包含方向盤、方向盤轉角傳感器、轉向柱、減速機構、離合器、助力電機、轉向控制ECU、車速傳感器、側向加速度傳感器和齒輪齒條轉向器；

所述線控四輪轉向系統包括前軸、左前輪輪轂電機、右前輪輪轂電機、電機控制單元、左后輪輪轂電機、右后輪輪轂電機和后軸；

所述轉向柱一端和汽車的方向盤固定相連，另一端通過所述齒輪齒條轉向器和所述前軸相連；

所述方向盤轉角傳感器安裝在轉向柱上，用于獲取方向盤的轉角；

所述助力電機通過離合器與減速機構輸入端相連，用于提供轉向助力；

所述減速機構輸出端設置在轉向柱上；

所述車速傳感器和側向加速度傳感器安裝在汽車車身上，分別用于獲取汽車車速和汽車側向加速度；

所述前軸兩端分別與汽車的左前輪、右前輪相連；

所述左前輪輪轂電機、右前輪輪轂電機分別安裝在左前輪、右前輪上，分別用于驅動汽車的左前輪、右前輪；

所述后軸兩端分別與汽車的左后輪、右后輪相連；

所述左后輪輪轂電機、右后輪輪轂電機分別安裝在左后輪、右后輪上，分別用于驅動汽車的左后輪、右后輪；

所述轉向控制ECU分別和助力電機、方向盤轉角傳感器、車速傳感器、側向加速度傳感器、電機控制單元電氣相連，用于根據方向盤轉角傳感器、車速傳感器、側向加速度傳感器測得的方向盤轉角、汽車車速、側向加速度控制助力電機工作，計算左前輪輪轂電機、右前輪輪轂電機、左后輪輪轂電機、右后輪輪轂電機的力矩并產生相應的電流信號傳遞給所述電機控制單元；

所述電機控制單元分別和左前輪輪轂電機、右前輪輪轂電機、左后輪輪轂電機、右后輪輪轂電機、轉向控制ECU電氣相連，用于根據接收到的電流信號控制左前輪輪轂電機、右前輪輪轂電機、左后輪輪轂電機和右后輪輪轂電機工作。

本實用新型還公開了一種基于該復合轉向系統的模式切換方法，包含以下步驟：

步驟1)，轉向控制ECU根據方向盤轉角傳感器測得的方向盤轉角和車速傳感器測得的汽車車速信號計算當前汽車橫擺角速度；

步驟2)，轉向控制ECU根據當前橫擺角速度、汽車車速、方向盤轉角和汽車側向加速度計算當前轉向所需助力以及左前輪輪轂電機、右前輪輪轂電機、左后輪輪轂電機、右后輪輪轂電機的力矩；

步驟3)，轉向控制ECU根據左前輪輪轂電機、右前輪輪轂電機、左后輪輪轂電機、右后輪輪轂電機的力矩產生相應的電流信號傳遞給電機控制單元；

步驟4)，轉向控制ECU將計算得到的橫擺角速度ω_r和預設的汽車極限橫擺角速度閾值ω_r0比較；將車速傳感器測得的汽車車速u分別和預設的汽車低速閾值u₁、預設的汽車高速閾值u₂比較；將方向盤轉角傳感器測得的方向盤轉角θ_sw和預設的方向盤轉角閾值θ_sw0比較；將側向加速度傳感器測得的汽車側向加速度a_y和預設的汽車極限側向加速度閾值a_y0比較；

步驟4.1)，當橫擺角速度ω_r＞ω_r0時；

步驟4.1.1)，轉向控制ECU控制助力電機不工作；