[發(fā)明專利]一種線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)脈沖輔助轉(zhuǎn)向裝置及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111440626.0
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN113928406B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張旻;金智林;胡志強;蔣嗣韜;高彥雙;盧靜
• 申請（專利權(quán)）人: 南京眾控電子科技有限公司
• 主分類號: B62D5/00
• 分類號: B62D5/00;B62D5/04;B62D6/00;B62D113/00;B62D101/00;B62D137/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 梅學兵

本發(fā)明公開了一種線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)脈沖輔助轉(zhuǎn)向裝置及控制方法，包括電子控制單元，線控轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)，凸輪齒條傳動機構(gòu)，齒扇檔位選擇機構(gòu)，及脈沖轉(zhuǎn)向左右切換機構(gòu)等。電子控制單元采集方向盤角位移傳感器及拉桿位移傳感器信號控制線控轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)帶動車輪轉(zhuǎn)向；同時采集輪速傳感器的信號，汽車橫擺角速度，橫向加速度及側(cè)傾角信息，判斷是否進行左轉(zhuǎn)向脈沖調(diào)節(jié)或右轉(zhuǎn)向脈沖調(diào)節(jié)的輔助轉(zhuǎn)向。通過控制不同電磁離合器的啟閉、電機的轉(zhuǎn)速、及電磁線圈的電流大小，實現(xiàn)可變波形形式、幅值和頻率的左右雙向脈沖轉(zhuǎn)向輸出，達到汽車穩(wěn)定性的控制效果。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，響應(yīng)速度快，可控性好，安全可靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能汽車線控轉(zhuǎn)向的主動安全領(lǐng)域，特別涉及一種線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)脈沖輔助轉(zhuǎn)向裝置及控制方法。

背景技術(shù)

線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是智能汽車的重要系統(tǒng)部件，通過控制器、傳感器以及信號線等將汽車的方向盤和轉(zhuǎn)向車輪連接起來，采用現(xiàn)代化的電子設(shè)備去替換傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機械連接。駕駛員只需要對轉(zhuǎn)向盤輸入轉(zhuǎn)向指令，駕駛員的轉(zhuǎn)向指令就能通過信號線傳輸給控制器，控制器就能夠按照駕駛員的轉(zhuǎn)向指令，根據(jù)傳感器采集的汽車行駛狀態(tài)和路面狀況等信息綜合計算得到汽車需要的前輪轉(zhuǎn)角，然后利用轉(zhuǎn)向電機精準快速地完成汽車的轉(zhuǎn)向控制。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不但可以降低駕駛員的駕駛操縱負擔以及精神壓力，而且還能更加靈活地控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，提升并優(yōu)化汽車的操縱穩(wěn)定性，進而提升汽車的主動安全性能。

線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究有很多，其中典型的有日產(chǎn)汽車公司設(shè)計的兩組電機控制轉(zhuǎn)向車輪的轉(zhuǎn)動角度和速度，另一組電機模擬路面的反饋力的SBW系統(tǒng)。該系統(tǒng)備用離合器將機械連接汽車的轉(zhuǎn)向輪，避免駕駛員因系統(tǒng)故障而失去對汽車的轉(zhuǎn)向控制，在英菲尼迪Q50L等汽車中安裝。國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，采用高頻小幅值的脈沖轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)有助于汽車保持穩(wěn)定的行駛狀態(tài)，而傳統(tǒng)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)難以兼顧脈沖轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)的功能。這些裝置設(shè)計定型后，只能進行單方向脈沖轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)，若需要同時實現(xiàn)左右轉(zhuǎn)向脈沖調(diào)節(jié)，則需要兩套電機及偏心輪機構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占用安裝空間大；且只能實現(xiàn)固定幅值和固定波形形式的脈沖轉(zhuǎn)向輸出。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)難以實現(xiàn)脈沖轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)，以及現(xiàn)有脈沖轉(zhuǎn)向裝置無法實現(xiàn)變幅值、變波形控制等缺點，提出了一種線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)脈沖輔助轉(zhuǎn)向裝置及控制方法，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，可同時實現(xiàn)對脈沖轉(zhuǎn)向的頻率、幅值和波形進行控制，且脈沖轉(zhuǎn)向與線控轉(zhuǎn)向解耦，互不干涉，保障了汽車行駛安全性。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：一種線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)脈沖輔助轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，包括線控轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)、脈沖轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)機構(gòu)以及電子控制單元ECU；其中，所述線控轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)包括線控轉(zhuǎn)向電機，所述轉(zhuǎn)向電機通過減速器與轉(zhuǎn)向齒輪連接，所述轉(zhuǎn)向齒輪與轉(zhuǎn)向齒條嚙合，所述轉(zhuǎn)向齒條與左右兩側(cè)轉(zhuǎn)向橫拉桿連接，所述轉(zhuǎn)向橫拉桿連接轉(zhuǎn)向節(jié)帶動左右兩側(cè)車輪轉(zhuǎn)向；所述脈沖轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)機構(gòu)包括凸輪齒條傳動機構(gòu)，齒扇檔位選擇機構(gòu)，及脈沖轉(zhuǎn)向左右切換機構(gòu)；其中，所述凸輪齒條傳動機構(gòu)包括脈沖轉(zhuǎn)向電機，所述脈沖轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動凸輪軸轉(zhuǎn)動，第一凸輪，第二凸輪及第三凸輪固定在凸輪軸上；所述齒扇檔位選擇機構(gòu)包括齒扇，所述齒扇固定在套筒上，套筒通過花鍵套在脈沖轉(zhuǎn)向傳動軸上；所述脈沖轉(zhuǎn)向左右切換機構(gòu)包括傳動軸齒輪，所述傳動軸齒輪固定在脈沖轉(zhuǎn)向傳動軸上，與反向軸齒輪嚙合帶動反向軸轉(zhuǎn)動；所述控電子控制單元ECU通過電線連接方向盤角位移傳感器，橫拉桿位移傳感器，輪速傳感器，線控轉(zhuǎn)向電機，脈沖轉(zhuǎn)向電機，電磁線圈，左調(diào)節(jié)電磁離合器及右調(diào)節(jié)電磁離合器；所述方向盤角位移傳感器用于檢測方向盤的轉(zhuǎn)角位移，并將檢測數(shù)據(jù)發(fā)給電子控制單元ECU；所述輪速傳感器用于檢測車輪的轉(zhuǎn)速，并將檢測數(shù)據(jù)發(fā)給電子控制單元ECU；所述橫拉桿位移傳感器用于檢測轉(zhuǎn)向橫拉桿的位移信號，并將檢測數(shù)據(jù)發(fā)給電子控制單元ECU。

作為優(yōu)選的一種技術(shù)方案，所述凸輪齒條傳動機構(gòu)還包括第一齒條、第二齒條以及第三齒條，所述第一齒條、第二齒條以及第三齒條通過凸肩與齒條預(yù)緊彈簧一端連接，在齒條預(yù)緊彈簧作用下分別與第一凸輪，第二凸輪及第三凸輪壓緊。

作為優(yōu)選的一種技術(shù)方案，所述齒條預(yù)緊彈簧另一端連接在固定的擋板上。