[發(fā)明專利]一種應用于自動駕駛的多模式轉向系統(tǒng)及方法

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• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113002616A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設計）人: 王占朝;趙鑫;邱彬;陳翔;李亮;張璞;張達帥;馬怡平
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D6/00;B62D101/00;B62D113/00;B62D119/00;B62D137/00
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產(chǎn)權代理有限公司 11616
• 代理人: 倪建娣

1.一種應用于自動駕駛的多模式轉向系統(tǒng)，其特征在于，包括：

前輪轉向單元，后輪轉向單元和轉向ECU單元，在所述前輪轉向單元與后輪轉向單元之間連接轉向ECU單元，所述轉向ECU單元根據(jù)CAN總線傳遞過來的車速信號、橫擺角速度信號、方向盤轉角信號和前輪轉角信號進行判定，工作在前輪轉向模式、后輪轉向模式、四輪轉向模式或蟹行轉向模式，其中，

前輪轉向模式：前輪轉向電機滿載提供大扭矩，后輪轉向電機不工作；

后輪轉向模式：前輪轉向電機提供助力扭矩，后輪轉向電機滿載工作；

四輪轉向模式：前后輪轉向電機均滿載工作，但是前后電機旋轉方向相反；

蟹行轉向模式：前后輪轉向電機均滿載工作，但是前后電機旋轉方向相同。

2.根據(jù)權利要求1所述的應用于自動駕駛的多模式轉向系統(tǒng)，其特征在于，所述前輪轉向單元包括：方向盤、方向盤轉角傳感器、轉矩傳感器、轉向輸入軸、前輪齒輪齒條轉向器、前輪轉向電機、前輪轉向橫拉桿、前輪輪胎，所述方向盤、方向盤轉角傳感器、轉矩傳感器、轉向輸入軸、前輪齒輪齒條轉向器、前輪轉向橫拉桿、前輪輪胎依次相連。

3.根據(jù)權利要求1所述的應用于自動駕駛的多模式轉向系統(tǒng)，其特征在于，所述轉矩傳感器通過扭桿連接在轉向輸入軸。

4.根據(jù)權利要求3所述的應用于自動駕駛的多模式轉向系統(tǒng)，其特征在于，所述后輪轉向單元包括：后輪轉向電機、后輪轉角傳感器、后輪齒輪齒條轉向器、后輪轉向橫拉桿、后輪輪胎，所述后輪轉向電機、后輪轉角傳感器、后輪齒輪齒條轉向器、后輪轉向橫拉桿、后輪輪胎依次相連。

5.根據(jù)權利要求2所述的應用于自動駕駛的多模式轉向系統(tǒng)，其特征在于，所述轉矩傳感器通過柔性聯(lián)軸器與轉向輸入軸連接。

6.根據(jù)權利要求2所述的應用于自動駕駛的多模式轉向系統(tǒng)，其特征在于，所述轉向輸入軸與前輪轉向電機通過蝸輪蝸桿機構連接。

7.根據(jù)權利要求1所述的應用于自動駕駛的多模式轉向系統(tǒng)，其特征在于，所述轉向ECU單元包括：轉向ECU、前輪轉角傳感器、后輪轉角傳感器，組合傳感器；

所述前輪轉角傳感器與后輪轉角傳感器，用于將前、后輪的轉角傳遞到轉向傳感器形成閉環(huán)；

所述組合傳感器，用于將測量的橫擺角速度信號和側向加速度信號傳遞給轉向ECU。

8.一種應用于自動駕駛的多模式轉向方法，其特征在于，包括：

首先，提供一前輪轉向單元，后輪轉向單元和轉向ECU單元，在所述前輪轉向單元與后輪轉向單元之間連接轉向ECU單元；

然后，所述轉向ECU單元根據(jù)CAN總線傳遞過來的車速信號、橫擺角速度信號、方向盤轉角信號和前輪轉角信號進行判定，工作在前輪轉向模式、后輪轉向模式、四輪轉向模式或蟹行轉向模式，其中，

前輪轉向模式：前輪轉向電機滿載提供大扭矩，后輪轉向電機不工作；

后輪轉向模式：前輪轉向電機提供助力扭矩，后輪轉向電機滿載工作；

四輪轉向模式：前后輪轉向電機均滿載工作，但是前后電機旋轉方向相反；

蟹行轉向模式：前后輪轉向電機均滿載工作，但是前后電機旋轉方向相同。

9.根據(jù)權利要求8所述的應用于自動駕駛的多模式轉向方法，其特征在于，所述轉向ECU根據(jù)CAN總線傳遞過來的車速信號、橫擺角速度信號、方向盤轉角信號、前輪轉角信號決定前輪轉向電機的電壓信號和后輪轉向電機的電壓信號。

10.根據(jù)權利要求8所述的應用于自動駕駛的多模式轉向方法，其特征在于，

前輪轉向電機的電壓信號使前輪轉向電機產(chǎn)生轉矩，并與方向盤輸入的轉角經(jīng)過前輪轉向器融合后，再經(jīng)過前輪橫拉桿，前輪輪胎，得到前輪轉角；

后輪轉向電機的電壓信號使后輪轉向電機產(chǎn)生轉矩，通過后輪轉向器，再經(jīng)過后輪橫拉桿，到后輪輪胎，得到后輪轉角。