[發(fā)明專利]一種雙電機(jī)線控復(fù)合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811460984.6
• 申請(qǐng)日: 2018-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN109291991B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周小川;欒眾楷;趙萬忠;崔世超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京天航智能裝備研究院有限公司
• 主分類號(hào): B62D5/04
• 分類號(hào): B62D5/04;B62D5/09;B60Q9/00
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本發(fā)明提供了一種雙電機(jī)線控復(fù)合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法，其中雙電機(jī)線控復(fù)合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括方向盤，轉(zhuǎn)向管柱總成、路感總成、雙電機(jī)轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置、轉(zhuǎn)向控制單元，通過自適應(yīng)控制方法完成對(duì)該系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向控制。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)較大的轉(zhuǎn)向力矩，較低的能耗、較快的響應(yīng)速度等轉(zhuǎn)向性能的融合統(tǒng)一，該控制方法根據(jù)駕駛實(shí)際情況自動(dòng)地調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向控制參數(shù)，能夠較好的抵抗行駛環(huán)境中的不確定性，保證轉(zhuǎn)向精度和車輛安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體指代一種雙電機(jī)線控復(fù)合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

隨著汽車智能化程度越來越高，汽車各個(gè)執(zhí)行模塊也趨向于線控化。其中線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠自由設(shè)計(jì)傳動(dòng)比，改善主動(dòng)安全性能，節(jié)省布置空間，且更容易與線控制動(dòng)、線控油門等進(jìn)行配合，是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。現(xiàn)有的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式主要有以下幾類：?jiǎn)坞姍C(jī)線控轉(zhuǎn)向、雙電機(jī)線控轉(zhuǎn)向、四輪轉(zhuǎn)向等。單電機(jī)線控轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但采用的電機(jī)功率較大；雙電機(jī)轉(zhuǎn)向能夠在一個(gè)電機(jī)故障時(shí)，利用另一個(gè)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)向，安全性更強(qiáng)；四輪轉(zhuǎn)向可以實(shí)現(xiàn)四個(gè)車輪獨(dú)立控制，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制難度大。

由于安裝空間及成本限制，用于線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電機(jī)往往功率較小，提供的轉(zhuǎn)向力矩較小，因此現(xiàn)有的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)大多數(shù)面向前軸質(zhì)量較輕的乘用車進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于前軸質(zhì)量較重的商用、礦用、農(nóng)用等車輛，則一般采用提供液壓系統(tǒng)提供較大的轉(zhuǎn)向力矩，但液壓系統(tǒng)存在能耗較大且響應(yīng)速度不如電機(jī)等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)于上述現(xiàn)有技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)線控轉(zhuǎn)向較大的轉(zhuǎn)向力矩，較低的能耗、較快的響應(yīng)速度等性能的融合統(tǒng)一的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種雙電機(jī)線控復(fù)合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的一種雙電機(jī)線控復(fù)合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括：方向盤，轉(zhuǎn)向管柱總成、路感總成、雙電機(jī)轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置、轉(zhuǎn)向控制單元；

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

所述路感總成包括：路感電機(jī)、第三轉(zhuǎn)速傳感器及蝸輪蝸桿；路感電機(jī)輸出端通過第三轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向管柱上；路感電機(jī)輸出的作用力依次經(jīng)過蝸輪蝸桿、轉(zhuǎn)向管柱，傳遞至方向盤；

所述雙電機(jī)轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置包括：第一電機(jī)模塊、第二電機(jī)模塊、轉(zhuǎn)向橫拉桿、轉(zhuǎn)向梯形、轉(zhuǎn)向車輪；

第一電機(jī)模塊包括：第一助力電機(jī)、單向離合器、滾珠絲桿、第一轉(zhuǎn)速傳感器；

第一助力電機(jī)輸出端依次通過第一轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向橫拉桿打斷，絲桿兩端與轉(zhuǎn)向橫拉桿被打斷的兩個(gè)端口軸向固定連接；單向離合器接合時(shí)，第一助力電機(jī)輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)滾珠絲桿轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)向橫拉桿的位移運(yùn)動(dòng)；

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

活塞桿位于液壓缸內(nèi)，活塞桿上固定安裝活塞，活塞杠將轉(zhuǎn)向橫拉桿打斷，活塞桿兩端與轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速傳感器安裝在第二助力電機(jī)輸出端；液壓油在第二助力電機(jī)作用下，依次從油箱、液壓泵、電磁換向閥流經(jīng)液壓缸內(nèi)的活塞兩側(cè)，活塞兩側(cè)的壓力差產(chǎn)生軸向作用力，經(jīng)活塞、活塞桿傳遞至轉(zhuǎn)向橫拉桿，轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)向橫拉桿的位移運(yùn)動(dòng)；

所述轉(zhuǎn)向控制單元包括：控制器、車輛狀態(tài)單元；控制器與上述各傳感器電氣連接，獲取轉(zhuǎn)向管柱上的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)角信號(hào)，路感電機(jī)、第一及第二助力電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)，轉(zhuǎn)向橫拉桿位移信號(hào)；車輛狀態(tài)單元為控制器提供車輛當(dāng)前狀態(tài)下的車速信號(hào)、橫擺角速度信號(hào)、側(cè)向加速度信號(hào)。