CN100358764C - 用于线控转向系统的失效安全转向装置 - Google Patents

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Abstract

即使试验车(用于开发车辆)的线控转向系统失灵，试验车仍能通过自动切断提供给线控系统的转向电机的能量来容易地并适当地实现转向。用于线控转向系统的失效安全转向装置包括ECU，电池，继电器和转向轴。

Description

用于线控转向系统的失效安全转向装置
相关申请的交叉引用
本申请基于并要求于2004年6月22号提出的申请号为10-2004-0046736的韩国申请的优先权，在此结合其全部公开内容作为参考。
技术领域
本发明涉及一种用于线控转向系统的失效安全转向装置。具体来说，本发明涉及一种在线控转向系统失灵的情况下将汽车安全转向的装置。
背景技术
一般来说，线控转向系统无需转向柱，它是根据驾驶员的转向操作通过电信号驱动齿条机构将汽车转向。
具有线控转向系统的试验车辆(用于研发车辆)通常安装了失效安全装置，来保证线控转向系统的安全。
如果线控转向系统不能正常操作，可以通过失效安全装置在试验车辆中安全地实现转向。
传统上，一种机械失效安全转向装置被用来通过转向轴将副转向轮的转动力传输到齿条机构上。
发明内容
本发明的实施例被提供来即使试验车的线控转向系统失灵时，仍能将试验车轻松转向，因此提高了试验车的安全性。
一种线控转向系统的失效安全转向装置包括一个通过多个传感器检测主转向轮和齿条机构的操作状态的主电控单元(ECU)。该主电控单元按照驾驶员的转向力驱动一个向主转向轮提供反作用力的反作用式电机，并通过驱动一个齿条机构来控制执行转向的转向电机。一个电池向转向电机提供能量。一个继电器限制提供到电池和转向电机之间的供电。一个转向轴将副转向轮的转动力传输到齿条机构上。
附图说明
为了进一步理解本发明的性质和目的，应结合附图参考以下的详细说明，其中：
图1是本发明实施例的用于线控转向系统的具有失效安全转向装置的转向机构的透视图；
图2为表示本发明配置的框图；
图3表示与图2对比的转向机构的运行状态；
图4表示本发明的另一实施例。
具体实施方式
首先参考图1和2，主转向轮1被安装以被驾驶员操作。一个由齿条和小齿轮组成的齿条机构3操作转向节。一个转向电机5被安装在齿条机构3上，并根据主转向轮1的旋转状态对其驱动以达到转向的目的。一个反作用电机7向主驱动轮1提供反作用力。
一个转向角传感器9和转矩传感器11检测主转向轮1的操作状态。一个齿条传感器13检测齿条机构3的操作状态。一个主电控单元(ECU)15从转向角传感器9，扭矩传感器11，和齿条传感器13上接收信号，并控制转向电机5和反作用电机7。
一个副转向轮17被安置在前座乘客的前面来辅助主转向轮1。副转向轮17的转动力通过转向轴19以机械方式直接传输到齿条机构3中。
该主转向轮1和齿条机构3被电子地连接，而副转向轮17和齿条机构3之间被机械地连接。
如果响应主转向轮1的转向状态而操作齿条机构3的主ECU15失灵时，或由于其他电气装置的失效或损坏而导致非正常转向时，试验车的转向可以通过副转向轮17被手动操纵。
电池21向转向电机5和反作用电机7提供能量。一个继电器23限制电池21和转向电机5之间的供电。该继电器23由失效安全ECU 25所控制，该失效安全ECU 25检测ECU 15是否在失灵状态。
因此，即使主ECU15发送信号来驱动转向电机5，如果失效安全ECU 25操纵继电器23来切断电池21供给转向轮5的能量，则转向电机5不产生扭转矩。
该主ECU15从转向角传感器9，转矩传感器11和齿条传感器13接收信号。该转向角传感器9测量主转向轮1的转向角，转矩传感器11检测主转向轮1的转向转矩，且齿条传感器13检测齿条机构3的运行状态。通过将转向角传感器9和齿条传感器13的信号进行比较，该主ECU15一直监测齿条机构3是否按照驾驶员对主转向轮1的操作来运行。该主ECU15同时通过转矩传感器11测量反作用力(反作用电机提供的)和转动力(驾驶员的操作提供的)，因此反馈控制反作用电机7。
失效安全ECU25，就像主ECU15，从转向角传感器9和齿轮条传感器13接收信号，并将此信号进行比较，来实时监视主ECU 15是否正常执行控制操作。
如果由于主ECU15的失灵导致主转轮1的操作被非正常地作用到齿条3上，则失效安全ECU25检测故障状态并控制继电器23，如图3所示，因此防止了电池21向转向电机5供电。
因此，转向电机5防止产生错误的转矩，前座的乘客在主ECU15发生故障的情况下操纵副转向轮17，从而确保试验车的安全转向。
由于转向电机5的错误转矩没有被应用在齿条机构3上，副转向轮17可容易地和适当地被操纵。
图4中所示的本发明的另一实施例与上面图2和3中的实施例的构造相同。然而，由于失效安全ECU 25可能接收主ECU15本身产生的错误信号，这些实施例不同。
在本发明的第二实施例中，失效安全ECU25通过接收转向角传感器9和齿条传感器13的信号，或接收主ECU15本身产生的错误信号来判断主ECU15是否失灵。一旦检测出主ECU15非正常工作，失效安全ECU25通过操纵继电器23来控制提供给转向电机5的能量。
如前所述，本发明的一个优点是即使在线控转向失灵时，试验车仍能够容易地并适当的转弯，提高了试验车的安全性。

Claims (4)

1.一种用于线控系统的失效安全转向装置，该装置包括：
主电控单元(ECU)，其通过多个传感器检测主转向轮和齿条机构的操作状态，并按照驾驶员的转向力驱动向所述主转向轮提供反作用力的反作用电机，并通过驱动所述齿条机构来控制执行转向的转向电机；
向所述转向电机提供能量的电池；
限制所述电池和所述转向电机之间供电的继电器；
失效安全ECU，确定所述主ECU的失灵状态，并相应地控制所述继电器；和
转向轴，将副转向轮的转动力传输到所述齿条机构上。
2.如权利要求1所述的装置，其中向所述主ECU发送信号的多个传感器包括：
一个转向角传感器，检测所述主转向轮的转向角；
一个转矩传感器，检测所述主转向轮的转向转矩；和
一个齿条传感器，检测所述齿条机构的操作状态。
3.如权利要求2所述的装置，其中所述失效安全ECU从所述转向角传感器和所述齿条传感器接收信号，并确定所述主ECU是否为失灵状态。
4.如权利要求2所述的装置，其中所述失效安全ECU通过接收所述主ECU产生的失灵信号来确定主ECU的失灵，并操纵所述继电器切断给所述转向电机的供电。
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