[發明專利]一種雙電機線控復合轉向系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201811460984.6
• 申請日: 2018-12-01
• 公開（公告）號: CN109291991B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 周小川;欒眾楷;趙萬忠;崔世超
• 申請（專利權）人: 南京天航智能裝備研究院有限公司
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D5/09;B60Q9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種雙電機線控復合轉向系統，其特征在于，包括：方向盤，轉向管柱總成、路感總成、雙電機轉向執行裝置、轉向控制單元；

所述方向盤連接轉向管柱總成，轉向管柱總成包括：轉向管柱、扭桿、轉矩傳感器、轉角傳感器；方向盤輸入的作用力經過轉向管柱作用于扭桿上，轉向管柱上分別固定安裝轉矩傳感器、轉角傳感器；

所述路感總成包括：路感電機、第三轉速傳感器及蝸輪蝸桿；路感電機輸出端通過第三轉速傳感器與渦輪蝸桿的渦輪端連接，蝸輪蝸桿的蝸桿端作用在轉向管柱上；路感電機輸出的作用力依次經過蝸輪蝸桿、轉向管柱，傳遞至方向盤；

所述雙電機轉向執行裝置包括：第一電機模塊、第二電機模塊、轉向橫拉桿、轉向梯形、轉向車輪；

第一電機模塊包括：第一助力電機、單向離合器、滾珠絲桿、第一轉速傳感器；

第一助力電機輸出端依次通過第一轉速傳感器、單向離合器連接滾珠絲桿的螺母端；滾珠絲桿的絲桿端將轉向橫拉桿打斷，絲桿兩端與轉向橫拉桿被打斷的兩個端口軸向固定連接；單向離合器接合時，第一助力電機輸出的旋轉運動經滾珠絲桿轉換為轉向橫拉桿的位移運動；

第二電機模塊包括：油箱，液壓泵、第二助力電機、電磁換向閥、液壓缸、活塞、活塞桿、位移傳感器、第二轉速傳感器；

活塞桿位于液壓缸內，活塞桿上固定安裝活塞，活塞杠將轉向橫拉桿打斷，活塞桿兩端與轉向橫拉桿被打斷的兩端口固定連接；位移傳感器安裝在活塞桿上，第二轉速傳感器安裝在第二助力電機輸出端；液壓油在第二助力電機作用下，依次從油箱、液壓泵、電磁換向閥流經液壓缸內的活塞兩側，活塞兩側的壓力差產生軸向作用力，經活塞、活塞桿傳遞至轉向橫拉桿，轉換為轉向橫拉桿的位移運動；

所述轉向控制單元包括：控制器、車輛狀態單元；控制器與上述各傳感器電氣連接，獲取轉向管柱上的轉矩、轉角信號，路感電機、第一及第二助力電機的轉速信號，轉向橫拉桿位移信號；車輛狀態單元為控制器提供車輛當前狀態下的車速信號、橫擺角速度信號、側向加速度信號。

2.根據權利要求1述的雙電機線控復合轉向系統，其特征在于，所述轉向橫拉桿與活塞桿、滾珠絲桿固定連接為一個整體，活塞桿和滾珠絲桿的位移在轉向橫拉桿上進行疊加，轉向橫拉桿兩端分別通過轉向梯形連接轉向車輪，實現將轉向橫拉桿的位移運動轉化為轉向車輪的轉向角，完成車輛轉向動作。

3.根據權利要求1述的雙電機線控復合轉向系統，其特征在于，所述控制器包括信號處理單元、轉向決策單元、轉向數據庫、診斷單元、故障報警單元、電機驅動單元和電磁換向閥驅動單元；信號處理單元與上述各傳感器電氣連接，獲取各傳感器實時采集的信號，同時信號處理單元與上述車輛狀態單元電氣連接，獲取車輛的其他狀態信號；轉向決策單元分別通過車載通訊線路接收信號處理單元、轉向數據庫和診斷單元的輸入信號，經過計算通過車載通訊線路分別輸出路感電機、第一助力電機及第二助力電機、電磁換向閥的控制信號，完成轉向動作的控制過程。

4.一種雙電機線控復合轉向系統的自適應控制方法，其特征在于，基于上述權利要求3所述的系統，包括以下步驟：

1)車輛啟動，診斷單元檢測系統各部分初始狀態，若存在異常狀態則通過轉向決策單元觸發故障報警單元，提醒駕駛員故障信息；若系統各部分狀態正常，則無任何提示；

2)信號處理單元實時接收各傳感器發送的信號和車輛其他狀態單元發送的信號，通過計算得到當前車輛狀態信號，并傳輸給轉向決策單元；

3)轉向決策單元根據轉向數據庫中存儲的各個車輛狀態下期望的車輛前輪轉角和期望的駕駛路感對上述當前車輛狀態信號進行轉向決策計算，得到下一時刻期望的車輛前輪轉角，并計算出下一時刻期望的車輛前輪轉角對應的轉向橫拉桿位移和電磁換向閥工作位置；轉向決策單元同時還得到下一時刻期望的駕駛路感，并計算出下一時刻期望的駕駛路感對應的轉向管柱力矩；

4)電磁換向閥驅動單元根據轉向決策單元的輸出指令，控制電磁換向閥所處的工作位置；同時電機驅動單元根據轉向決策單元的輸出指令，分別計算路感電機、第一助力電機、第二助力電機所需要電流大小并驅動所述三個電機工作。