[發明專利]一種線控轉向系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201910015201.1
• 申請日: 2019-01-08
• 公開（公告）號: CN109664939B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 錢興國;王春燕;趙萬忠;汪秋伊;王衍圣;魯廣超;吳剛;顏伸翔;施帥朋
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B62D6/00
• 分類號: B62D6/00;B62D137/00;B62D5/04
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本發明公開了一種線控轉向系統及其控制方法，包含轉向盤、轉向軸、力矩傳感器、路感電機、路感電機控制器、車速傳感器、電子穩定單元、側向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器、路面系數估計單元、轉向電機控制器、轉向電機、轉向器、前輪轉角傳感器和蜂鳴器。本發明通過采集前輪轉角、橫擺角速度、側向加速度和車速判斷車輛狀態。根據車輛的實時狀態，判斷出車輛處于的危險程度，對駕駛員指令做出準確的響應。本發明有效避免了駕駛員操作不當以及惡劣條件下路面附著條件的影響導致發生側滑或者側翻事故的現象，能夠提高彎道工況下汽車的安全性，提高汽車行駛過程的穩定性和安全性。

技術領域

本發明涉及汽車安全領域，尤其涉及一種線控轉向系統及其控制方法。

背景技術

轉向系統是汽車的關鍵部件之一，它不僅能保證汽車能按駕駛員的意志進行轉向行駛，還關系到汽車的操縱穩定性。如何合理地設計轉向系統，使汽車具有更好更穩定的操縱性，始終是設計人員研究的重要課題。在車輛高速化、駕駛人員非職業化、車流密集化的今天，針對更多不同水平的駕駛人群，汽車的易操縱性設計變得極為重要。線控轉向系統的發展正是迎合了這種客觀需求，是繼電動助力轉向系統后發展起來的新一代轉向系統。

線控轉向系統SBW具有可變傳動比，如遇緊急情況可快速響應。此外SBW還具有結構簡單、便于維護和實現汽車的輕量化、節能等優點，同時還有利于和其他系統集成并進行統一協調與控制，提高汽車安全性和舒適性。雖然SBW取消了機械連接，但路感作為駕駛員駕駛過程中必不可少的部分，可幫助駕駛員更好的掌握當前的路面情況，為此，SBW系統專門用一個電機給駕駛員提供路感。并且伴隨國家層面上對線控技術的重視以及《中國制造2025》的出臺，線控轉向顯然已成為當今汽車轉向系統的研究熱點和未來汽車轉向系統的發展的必然趨勢，并且隨著各大高校、科研院所以及相關企業大量深入的研究，線控轉向技術勢必會得到較為快速的發展和推廣使用，市場應用前景非常可觀。

側滑和側翻是車輛行駛過程中一種較為危險的行駛狀態，汽車在彎道工況下，由于駕駛員操作不當以及惡劣條件下路面附著條件的影響，往往容易導致發生側滑或者側翻事故。以線控轉向系統為新的防側滑及側翻的控制方法旨在降低車輛轉彎時存在的風險，預防交通事故的發生，切實提高車輛的安全性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對背景技術中所涉及到的缺陷，提供一種線控轉向系統及其控制方法。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種線控轉向系統，包含轉向盤、轉向軸、力矩傳感器、路感電機、路感電機控制器、車速傳感器、電子穩定單元、側向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器、路面系數估計單元、轉向電機控制器、轉向電機、轉向器、前輪轉角傳感器和蜂鳴器；

所述轉軸一端和所述轉向盤的轉軸固連，另一端和所述路感電機的輸出軸固連；

所述的力矩傳感器設置在所述轉向軸上，用于感應轉向軸的受力力矩并將其傳遞給所述電子穩定單元；

所述車速傳感器、側向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器、路面系數估計單元均設置在車身上，分別用于獲得車輛的車速、側向加速度、橫擺角速度和路面附著系數，并將其傳遞給所述電子穩定單元；

所述前輪轉角傳感器設置在車輛的一個前輪上，用于獲得汽車的前輪轉角，并將其傳遞給所述電子穩定單元；

所述轉向電機通過所述轉向器和汽車的前軸相連，用于控制汽車兩個前輪的轉向；

所述路感電機控制器分別和所述電子穩定單元、路感電機相連，用于根據電子穩定單元的指令控制路感電機工作；

所述轉向電機控制器分別和所述電子穩定單元、轉向電機相連，用于根據電子穩定單元的指令控制轉向電機工作；