CN107310624A - 一种电液混合式无人驾驶汽车转向系统 - Google Patents

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杨明
张晓�
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0409—Electric motor acting on the steering column
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明公开了一种电液混合式无人驾驶汽车转向系统，包含有车架，转向轴，转向驱动电机，转向轴位置传感器，转向齿轮组，液压转向助力泵组，动力缸，齿轮齿条结构，液压油管，储油罐，护罩以及转向拉杆。所述转向电机通过转向齿轮组与转向轴啮合传递扭矩，所述液压转向助力泵组从储油罐泵油，加压后推动动力缸进行助力；本发明结合了液压助力可以提供较大转向助力以及快速跟随的优点和电动控制系统具有的响应迅速，控制精确的优点，适应于无人驾驶车辆各车况下的转向控制。

Description

一种电液混合式无人驾驶汽车转向系统
技术领域
本发明涉及一种电液混合式无人驾驶汽车转向系统。
背景技术
当前，无人驾驶技术迅猛发展，无人驾驶车辆转向控制部分一般单独采用电机驱动控制，在车辆运行平稳且路况较好时，单独采用电机驱动控制可以取得很好的控制效果，但在车辆处于静止或低速运行时由于转向力矩需求较大，往往会导致车辆转向系统反应迟滞；容易导致转向不足或转向超调，转向抖动现象；这个现象在载重时尤为明显，现有转向控制系统中对无人驾驶技术要求而存在的技术缺陷，成为本领域技术人员亟待的一个技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种电液混合式无人驾驶汽车转向系统，以解决现有无人驾驶系统技术中，转向控制系统具有的响应迟滞性以及在不同车况下转向系统的响应具有很大差异性的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明提供一种电液混合式无人驾驶汽车转向系统，其包括转向轴，所述转向轴通过转向轴固定架固定在车架上，所述转向轴通过电机转向控制系统驱动转向系统进行转向；所述车架上还设置有液压转向随动助力系统，所述液压转向随动助力系统液压转向助力泵组、储油罐、液压油管和动力缸等；所述液压转向助力泵组从所述储油罐泵油，加压后通过动力缸进行转向助力；所述液压转向助力泵组与动力缸之间连接有液压油管。
进一步地，所述电机转向控制系统包括驱动电机、转向齿轮组、转向位置编码器和齿轮齿条结构；所述转向驱动电机通过所述转向齿轮组与所述转向轴啮合传递扭矩。
进一步地，所述液压转向助力泵组与储油罐安装在车架上。
进一步地，所述动力缸的两端均设置有横拉杆，所述横拉杆上设置有护罩，所述横拉杆的端部设置有球头。
进一步地，所述转向位置编码器安装在所述转向轴上，通过对位置编码器的数据检测能够得到转向轮的实际转向角度。
本发明所达到的有益效果是：
本发明在现有电机驱动转向控制系统中增加了液压转向助力系统，降低了电机的需求功率，在一定程度上可以避免由于路面摩擦力突变可能带来的转向抖动问题。且在电动转动失效后，通过对液压泵组的控制，可实现液压主动转向，在一定程度上提高了系统的可靠性。
本发明在车辆转向系统中采用电动主动控制，液压助力随动转向方案，这样整个转向控制系统具有响应迅速，且扭矩较大的特点，适用于各种车况下对车辆转向系统的精确控制；电机转向控制系统以较小的扭矩推动转向管柱进行转动，液压转向随动助力系统提供较大的扭矩来跟随转向系统进行转向助力，由于液压助力系统提供的大扭矩随动性，可以从根本上消除单采用电机控制系统时由于路面不平引起的转向超调，转向不足以及转向抖动问题，本发明方案易于控制且控制效果好，适应于各车辆各车况下的转向控制，由于其有两套转向系统互为备用，尤其适用于无人驾驶汽车下的转向控制。
本发明利用电机控制的响应快速性，控制精确性；利用液压助力的快速跟随性来进行转向控制；不同车型可通过调节选择相匹配的液压转向助力泵组，从而达到相同的控制效果。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种电液混合式无人驾驶汽车转向系统，包括转向驱动电机1，转向齿轮组2，转向位置编码器3，转向轴4，转向轴固定架5，液压转向助力泵组6，储油罐7，液压油管8，护罩9，横拉杆10，球头11，齿轮齿条结构12，动力缸13以及车架14。所述转向驱动电机1通过转向齿轮组2与转向轴4啮合传递扭矩，所述转向轴4通过转向轴固定架5固定在车架14上，所述转向轴通过齿轮齿条结构12驱动转向系统进行转向。所述液压转向助力泵组6从储油罐7泵油，加压后通过动力缸13进行转向助力；所述转向助力泵组6与储油罐7安装在车架14上，所述液压转向助力泵组6与动力缸13之间连接有高压油管。
本发明采用电动主动控制，液压助力转向方案；在电动转向部件失效后，采用液压主动转向。在电动转向部分失效后，断开电动转向线路，通过对液压回路的控制，可实现临时性的转向控制。
在本发明方案中，电机转向控制系统以较小的扭矩推动转向管柱进行转动，液压转向随动助力系统提供较大的扭矩来跟随转向系统进行转向助力，由于液压助力系统提供的大扭矩随动性，可以从根本上消除单采用电机控制系统时由于路面不平引起的转向超调，转向不足以及转向抖动问题，本发明方案易于控制且控制效果好，适应于各车辆各车况下的转向控制，由于其有2套转向系统互为备用，尤其适用于无人驾驶汽车下的转向控制。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电液混合式无人驾驶汽车转向系统，其特征在于，包括转向轴，所述转向轴通过转向轴固定架固定在车架上，所述转向轴通过电机转向控制系统驱动转向系统进行转向；所述车架上设有液压转向随动助力系统，所述液压转向随动助力系统包含液压转向助力泵组、储油罐、液压油管和动力缸；所述液压转向助力泵组从所述储油罐泵油，加压后通过动力缸进行转向助力；所述液压转向助力泵组与动力缸之间连接有液压油管。
2.根据权利要求1所述的一种电液混合式无人驾驶汽车转向系统，其特征在于，所述电机转向控制系统包括驱动电机、转向齿轮组、转向位置编码器和齿轮齿条结构；所述转向驱动电机通过所述转向齿轮组与所述转向轴啮合传递扭矩。
3.根据权利要求1所述的一种电液混合式无人驾驶汽车转向系统，其特征在于，所述液压转向助力泵组与储油罐安装在车架上。
4.根据权利要求1所述的一种电液混合式无人驾驶汽车转向系统，其特征在于，所述动力缸的两端均设置有横拉杆，所述横拉杆上设置有护罩，所述横拉杆的端部设置有球头。
5.根据权利要求2所述的一种电液混合式无人驾驶汽车转向系统，其特征在于，所述转向位置编码器安装在所述转向轴上，通过对位置编码器的数据检测能够得到转向轮的实际转向角度。
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