CN108116488B - 线控转向的转向系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种线控转向的转向系统。车辆用的线控转向的转向系统包括：反作用力致动器(25)、转向致动器(28)、控制单元(40)和可以选择性地将方向盘(11)与待转向车轮(3)连接的离合器(20，120)。所述控制单元被构造成当所述控制单元在线控转向模式操作的同时检测到故障时在紧急模式下操作。所述紧急模式包括：命令所述离合器进行接合；终止所述线控转向模式；执行位置保持控制，由此驱动所述转向致动器以维持所述车轮的固定转向角；使用所述反作用力致动器开启动力辅助模式；以及一旦所述离合器完全接合，就终止所述位置保持控制。

Description

线控转向的转向系统

技术领域

本发明涉及一种设置有离合器的车辆用的线控转向的转向系统，所述离合器可以在规定情形下将诸如方向盘的转向构件直接连接到车轮。

背景技术

目前市场上的乘用车通常配备有线控转向的转向装置，其中前轮与方向盘机械地分离，并且响应于方向盘的操作由转向致动器进行转向。在线控转向的转向装置中，提供了转向单元，该转向单元具有用于转动前轮的转向致动器以及用于向方向盘施加转向反作用力的反作用力致动器。为了允许在发生故障时执行转向操作，转向单元和方向盘可以经由离合器连接到彼此，离合器正常是断开接合的但可以在需要时接合。例如，参见JP5840168B。

在这样的线控转向装置中，当检测到转向系统出现故障时，离合器接合使得车轮可直接通过方向盘转向。然而，在检测到故障和离合器完全接合之间的时间间隔期间，转向系统可能按照不可预知的方式运行。例如，车轮可能因路面不规则而转向。在这样的情况下，车辆驾驶员可能经历一些不适。为了克服该问题，在JP4635720B中提出，当检测到反作用力致动器出现故障时执行位置保持控制，由此通过在证实故障所需的一段时间内用转向致动器创建制动力来固定车轮的转向角。如果故障被证实，并且车轮和方向盘的转向方向不一致，则中止位置保持控制，并且根据方向盘的转向角操作转向致动器直到离合器接合。

然而，在JP4635720B的控制方法中，冲击转矩可在离合器接合时传递到方向盘，导致车辆驾驶员不适。

发明内容

鉴于现有技术的这些问题，本发明的主要目的是提供一种车辆用的线控转向的转向系统，其可以在转向系统出现故障时使车辆驾驶员的不适最小化。

本发明通过提供以下部件来实现这样的目的：转向构件，其用于接收转向输入；反作用力致动器，其用于将反作用力施加到所述转向构件；转向致动器，其用于使车轮转向；离合器，其用于选择性地将所述车轮机械地连接到所述转向构件；控制单元，其用于控制所述反作用力致动器、所述转向致动器和所述离合器的操作；和故障检测单元，其用于检测所述转向系统的故障；其中，所述控制单元被构造成在线控转向模式和动力辅助模式下操作，在所述线控转向模式下，所述离合器断开接合，所述转向致动器响应于来自所述转向构件的所述转向输入向所述车轮施加转向转矩，并且所述反作用力致动器向所述转向构件施加所述转向反作用力，在所述动力辅助模式下，所述反作用力致动器产生与施加到所述转向构件的所述转向输入对应的辅助转向转矩；并且其中，所述控制单元被构造成，当所述控制单元在所述线控转向模式下操作的同时由所述故障检测单元检测到故障时所述控制单元在紧急模式下操作；所述紧急模式包括：命令所述离合器接合；终止所述线控转向模式；执行位置保持控制，由此驱动所述转向致动器以维持所述车轮的固定转向角；开启所述动力辅助模式；以及一旦所述离合器完全接合，就终止所述位置保持控制。

典型地，离合器在完全接合之前需要一定的时间段，这是由于：产生使离合器接合所需的力的电磁延迟；以及完成接合离合器的机械动作的机械延迟。由于这样的延迟因素，车辆驾驶员可能在离合器接合时经历一些不适。因此，根据本发明，当检测到转向系统的故障时，控制单元命令离合器接合，终止线控转向模式，执行位置保持控制以固定值来维持车轮的转向角，以及开启动力辅助模式以操作反作用力致动器作为动力辅助致动器。由此，反作用力致动器防止在离合器接合时将任何冲击转矩施加到转向构件(诸如方向盘)，并且转向致动器防止在检测到故障和离合器完全接合之间的时间间隔期间可能因路面不规则引起的车轮的任何意外运动。

所述控制单元可被构造成，当所述控制单元在所述线控转向模式下操作的同时由所述故障检测单元检测到故障时，在所述离合器至少部分地接合之前使用所述反作用力致动器开启所述动力辅助模式。

由此，在任何冲击转矩被传递到方向盘之前开启动力辅助模式，并且防止车辆驾驶员经历任何不适。

更优选地，所述控制单元被构造成，当所述控制单元在所述线控转向模式下操作的同时由所述故障检测单元检测到故障时，随着命令所述离合器进行接合的同时使用所述反作用力致动器开启所述动力辅助模式。

由此，以甚至更有效的方式防止车辆驾驶员经历任何不适。

优选地，所述控制单元被构造成，一旦完成所述离合器的接合就终止所述位置保持控制。

由此，防止位置保持控制干扰转向系统的动力辅助模式操作。

附图说明

因此，根据本发明，提供了一种车辆用的线控转向的转向系统，其可以在转向系统出现故障时使车辆驾驶员的不适最小化。

图1是根据本发明的一个实施方式的车辆的前部的透视示意性立体图；

图2a是当离合器断开接合时图1中示出的离合器的剖视图；

图2b是当离合器接合时类似于图2a的视图；

图3是图1中示出的控制单元的功能框图；

图4是示出可在控制单元的线控转向模式操作期间执行的控制过程的流程图；

图5是示出由控制单元执行的控制过程的时间图；以及

图6是离合器的替代实施方式。

具体实施方式

下文参考附图描述本发明的优选实施方式。

图1是根据本发明的一个实施方式的车辆的前部的透视示意性立体图。车辆1由四轮车辆组成，该四轮车辆包括一对前轮3，这一对前轮3由车体2支撑以能经由相应的前悬架系统转向。发动机室形成在车体2的前部中，并且驾驶室形成在发动机室后面。用于驱动前轮3的内燃发动机4容纳在发动机室中。驾驶员座椅设置在驾驶室的左前侧部分上，并且用于使前轮3转向的转向系统10设置在驾驶员座椅和前轮3之间。

转向系统10包括方向盘11(或转向构件)，方向盘11布置在驾驶员座椅前面以接收来自驾驶员的转向输入。转向轴12一体且居中地附接至方向盘11以向前向下延伸，并且经由转向柱支撑件13被车体2以可旋转的方式支撑。转向轴12延伸超过转向柱支撑件13，并且在其下端处经由离合器20连接到齿条和小齿轮转向变速箱14。

离合器20被构造成选择性地将方向盘11连接到转向变速箱14的输入端。

图2a和图2b分别是当离合器20断开接合和接合时离合器20的剖视图。离合器20包括：输入构件21，其由筒形构件组成；输出构件22，其由形成有凸轮轮廓并被输入构件21包围的杆构件组成；开关机构23，其用于将输入构件21和输出构件22彼此选择性地接合；螺线管装置24，其用于致动开关机构23；以及筒形离合器壳体20a，其将这些部件以同轴的方式容纳在其中。在该离合器20中，输入构件21和输出构件22是能互换的。

输入构件21和输出构件22被离合器壳体20a以可旋转的方式支撑。输出构件22设置有大致三棱柱形状的横截面，使得由输出构件22限定的凸轮轮廓包括在横截面视图中从输出构件22径向地突出的三个梯形突起(或者各具有平坦顶点的突起)。针对该离合器20的细节，可参考JP5840168B。

开关机构23包括：六个滚轮23a，其介于输入构件21的内周面和凸轮轮廓的平面部分之间；三个弹簧构件23b，其均将凸轮轮廓的对应平面部分上的对应一对滚轮23a推离彼此；以及三个楔形构件23c，其定位在由滚轮23a(属于凸轮轮廓的不同平面部分)限定的相应空间中。楔形构件23c共同连接到基部构件(图中未示出)，基部构件可以在轴向方向上被螺线管装置24选择性地致动。每个楔形构件23c在轴向方向上是渐缩的。

螺线管装置24被构造成使楔形构件23c在接合位置和断开接合位置之间轴向地移动：在接合位置中，凸轮轮廓的每个平面部分上的两个滚轮23a在对应弹簧构件23b的弹簧力下被推向输入构件21的对置内壁表面(如图2a所示)，而不使楔形构件23c作用在滚轮23a上；在断开接合位置中，凸轮轮廓的每个平面部分上的两个滚轮23a被对应的楔形构件23c推向彼此，楔形构件23c抵抗对应弹簧构件23b的弹簧力而将两个滚轮23a朝向彼此推动(如图2b所示)。

当螺线管装置24未通电时，楔形构件23c不会如图2a所示作用在滚轮23a上(接合位置)，使得输入构件21和输出构件22由于滚轮23a在两个构件之间的介入而旋转紧密地保持到彼此。当螺线管装置24通电时，楔形构件23c如图2b所示将滚轮23a推离输入构件21的内周面(断开接合位置)，使得输入构件21和输出构件22能相对于彼此自由旋转。

如图1所示，转向轴12的位于离合器20上方的部分设置有包括反作用力马达26的反作用力致动器25，反作用力马达26由用于当离合器20断开接合时向方向盘11供应转向反作用力(转矩)的电动马达组成。

反作用力马达26连接到本身已知的电桥电路，该电桥电路可以通过选择性地形成包括马达线圈和电阻的闭合电路而充当动态制动器。当反作用力马达26作为动态制动器操作时，产生了与方向盘11的旋转速度成比例的制动转矩。

转向变速箱14设置有转向致动器28，当离合器20断开接合时，转向致动器28响应于来自方向盘11的转向输入而施加转向转矩。转向致动器28包括转向马达29，转向马达29由用于向转向变速箱14的齿条供应转向转矩(可能采取推力的形式)的电动马达组成。

当离合器20接合时，反作用力致动器25和/或转向致动器28向转向轴12或齿条供应与来自方向盘11的转向输入对应的辅助转矩。当离合器20接合时，前轮3的转向角Θ(转向输出角)与方向盘11的转向角θ(转向输入角)成比例。

当离合器20断开接合时，前轮3的转向角Θ被确定为方向盘11的转向角θ的数学函数(可考虑车速和其他因素)，并且控制转向致动器28以使前轮3转向至转向角Θ。即，方向盘11与前轮3机械地断开连接，使得转向系统10由线控转向系统构成。

用于检测方向盘11的转向角θ的转向角传感器31设置在转向轴12的上部中，并且用于检测施加到方向盘11的转向转矩TN的转矩传感器32设置在转向轴12的位于反作用力致动器25上方的部分中。转向变速箱14设置有用于检测小齿轮的旋转角度Pθ的小齿轮角度传感器33。反作用力致动器25设置有用于检测反作用力马达26的旋转角度Mθ的旋转角度传感器34(旋转变压器)。转向致动器28进一步设置有行程传感器35，行程传感器35用于检测齿条的行程S。车辆1进一步设置有车速传感器36，车速传感器36用于检测车辆1的行驶速度V。这些传感器31至36的检测信号被发送至设置在车辆1的合适部分中的控制单元40。

由小齿轮角度传感器33检测的小齿轮的旋转角度Pθ以及由行程传感器35检测的齿条的行程S以固定的关系对应于前轮3的转向角Θ。此外，如上所述，当离合器20接合时，前轮3的转向角Θ以固定的关系对应于方向盘11的转向角θ，并且当离合器20处于断开接合状态下时，转向角Θ以受控制单元40控制的关系与转向角θ相关。

图3是控制单元40的功能框图。控制单元40由包括CPU、RAM、ROM和输入/输出接口的电子电路单元组成。如上所述，传感器信号从转向角传感器31、转矩传感器32、小齿轮角度传感器33、旋转角度传感器34、行程传感器35和车速传感器36发送至控制单元40。控制单元40包括作为功能单元的：怠速停止控制单元41，其控制发动机4的停止和再启动；离合器控制单元42，其控制离合器20的操作；反作用力致动器控制单元43，其用于驱动和控制反作用力致动器25；转向致动器控制单元44，其驱动和控制转向致动器28；以及故障检测单元45，其用于检测转向系统10的故障。

怠速停止控制单元41在满足所有预定怠速停止条件时执行怠速停止控制以停止发动机4并且在满足任一个预定再启动条件时再启动发动机4。用于停止发动机4的怠速停止条件包括：车速等于或低于某一值(诸如10km/h)。因此，即使当车辆1行驶时，如果车速下降到第一值以下，则怠速停止控制单元41可启动怠速停止操作(假设也满足其他必要条件)，并且停止发动机4。怠速停止条件进一步包括：点火开关接通；发动机旋转速度等于或高于预定值；方向盘11的转向角绝对值|θ|等于或小于规定值(诸如90度)；节气门打开角度基本为零；换档位置不是P、R和N；制动开关接通；以及电池的剩余电量等于或大于规定值。当满足所有这些怠速停止条件时，怠速停止控制单元41停止发动机4。再启动条件包括：制动开关关闭；节气门打开角度等于或大于规定值；换档位置是N、R或L；以及在每种情况下在怠速停止期间电池的剩余电量小于规定值。当满足这些再启动条件中的任何一个时，怠速停止控制单元41再启动发动机4。

当发动机4由车辆驾驶员启动时，离合器控制单元42向螺线管装置24供应通电电流以使离合器20断开接合。当发动机4由车辆驾驶员停止时，离合器控制单元42中止向螺线管装置24供应通电电流以使离合器20接合。在怠速停止操作期间，离合器控制单元42继续向螺线管装置24供应通电电流以保持离合器20断开接合。

控制单元40被构造成以线控转向(SBW)模式和动力辅助模式(EPS)操作，在线控转向(SBW)模式下，离合器20断开接合，并且反作用力致动器25以正常的方式产生反作用力，在动力辅助模式(EPS)下，反作用力致动器25产生与施加到方向盘11的转向输入(诸如施加到方向盘11的转向转矩TN)对应的辅助转向转矩。

在SBW模式下，转向致动器控制单元44驱动转向致动器28，使得在离合器20以本身已知的方式断开接合的同时使前轮3的转向角Θ对应于方向盘11的转向角θ。反作用力致动器控制单元43控制反作用力致动器25以本身已知的方式将规定反作用力(转矩)施加到方向盘11。

在EPS模式下，控制单元40控制反作用力致动器控制单元43，使得可在离合器20接合的同时由反作用力致动器25提供与方向盘11的转向输入对应的辅助转矩。

控制单元40还可被构造成以手动模式操作，由此在离合器20接合的同时停用反作用力致动器25和转向致动器28两者。

典型地，转向致动器控制单元44在车辆驾驶员启动发动机4时开启SBW模式操作，并且在车辆驾驶员切断发动机4时结束SBW模式操作。在SBW模式下，离合器20断开接合，并且转向致动器控制单元44对转向致动器28执行正常转向角控制。在怠速停止操作期间，转向致动器控制单元44执行位置保持控制，由此如果车速V低于第一值，则控制转向致动器28以维持前轮的转向角Θ。位置保持控制可包括：通过向转向马达29供应电流以产生制动转矩来操作转向马达29作为电磁制动器。替代地，转向马达29的两端可直接地或经由电阻连接到彼此，使得转向马达29可充当动态制动器。在怠速停止操作期间，离合器控制单元42继续向螺线管装置24供应电流以保持离合器20断开接合。当怠速停止控制单元41终止怠速停止操作并再启动发动机4时，转向致动器控制单元44经由转向致动器28重新开始转向角控制。

在SBW模式下，反作用力致动器控制单元43正常控制反作用力致动器25以向方向盘11提供规定的反作用力。然而，在怠速停止操作期间，反作用力致动器控制单元43控制反作用力致动器25以操作反作用力马达26作为动态制动器。

故障检测单元45被构造成检测控制单元40和与转向系统10以及转向角传感器31、转矩传感器32、小齿轮角度传感器33、旋转角度传感器34、行程传感器35和车速传感器36关联的装置的任何功能单元的故障。故障检测单元45可在启动时或任何其他时间执行诊断程序，并且可被构造成识别故障的性质和/或发生故障的位置。

例如，当小齿轮角度传感器33、旋转角度传感器34和行程传感器35中的任何传感器指示特定的大特性值或显著的数值变化而转向角传感器31和/或转矩传感器32的检测值几乎为零时，故障检测单元45可检测到故障。

当故障检测单元45检测到任何故障时，取决于故障的性质和位置，控制单元40根据集成在控制单元40中的规定规则以对应的方式控制离合器控制单元42、反作用力致动器控制单元43和转向致动器控制单元44。

例如，当故障检测单元45检测到小齿轮角度传感器33、旋转角度传感器34、行程传感器35或车速传感器36出现故障时，离合器控制单元42命令离合器20接合，并且反作用力致动器控制单元43开始操作反作用力致动器25作为转向辅助马达，同时转向致动器控制单元44停止转向致动器28的正常控制。将在下文中讨论当检测到故障时的控制细节。

一旦离合器控制单元42使离合器20接合，就不向螺线管装置24供应电流。然而，需要一定的时间段来完成离合器20的接合状态(从停止向螺线管装置24供应电流的时间到离合器20完全接合的时间)。这可能是由于：从初始中断电流供应的时间点起产生使离合器接合所需的力的电磁延迟；以及完成用于接合离合器的机械作用的机械延迟。在该短暂的时间段期间，例如因表面不规则而引起的外力可导致前轮3的转向角变化。

因此，转向致动器28执行位置保持控制达规定时间段T(等于或大于该短暂的时间段)。

当离合器20开始部分地接合时，冲击转矩可从前轮3传递到方向盘11。为了缓解该问题，一旦检测到故障，反作用力致动器控制单元43就终止SBW模式，并且用反作用力致动器25开启转向辅助控制。在图示的实施方式中，紧接在离合器控制单元42终止向反作用力致动器25供应电流之后(或者紧接在检测到故障之后)，反作用力致动器控制单元43从反作用力控制切换到转向辅助控制。

图4是示出在执行SBW模式期间由控制单元40执行的控制过程的流程图。当车辆驾驶员启动发动机4时，控制单元40在SBW模式下开启控制并且重复下文讨论的控制过程。首先，控制单元40确定与车辆的转向系统关联的装置中是否发生任何故障(步骤ST1)。如果未检测到故障(步骤ST1：否)，则控制流程返回至主流程而不采取任何动作。当检测到故障时(步骤ST1：是)，则控制单元40根据预定程序执行故障诊断以确定故障的性质和位置(步骤ST2)。

如果未识别到故障，则控制流程返回至主流程而不采取任何动作。如果实际上发生故障，并且在步骤ST3中识别(步骤ST3：是)，则控制单元40通过中断向螺线管装置24供应电流而使离合器20接合(步骤ST4)。同时，相反，控制单元40终止转向致动器28的SBW模式操作，并且执行转向致动器28的位置保持控制(步骤ST5)。控制单元40也终止反作用力致动器25的SBW模式操作，并且执行反作用力致动器25的转向辅助控制(步骤ST6)。步骤ST4至ST6的过程可大致同时执行，但如果需要，可改变这些步骤的顺序。

之后，在步骤ST7中，控制单元40确定从在步骤ST4中中断向螺线管装置24供应电流的时间点起是否已经经过了使离合器20完全接合所需的规定时间段T。典型地，规定时间段T可选择为比离合器20进行完全接合实际需要的时间长，留有一定的余量。在尚未经过规定时间段T时，重复步骤ST7的过程。当已经经过规定时间段T时(步骤ST7：是)，终止转向致动器28的位置保持控制(步骤ST8)，并且程序流程返回至主流程。之后，从SBW模式结束的时间点起，控制单元40在EPS模式下继续控制反作用力致动器25(转向辅助控制)，并且命令离合器20接合。

图5是示出图示的实施方式的典型控制过程的时间图。在时间t0，在SBW模式下操作控制单元40。更具体地，使螺线管装置24通电使得离合器20断开接合，在反作用力致动器25执行反作用力控制的同时由转向致动器28执行正常转向控制。与转向系统关联的装置正演示正常特性值(如时间图的最上部所示)，并且控制单元40确定控制系统不存在故障。

所讨论的装置在时间t1开始表现异常，并且装置的某一特性值在时间t2超过规定的阈值。然后由控制单元40执行诊断程序。在时间点t3由控制单元40确定装置的故障，这触发了一系列事件。螺线管装置24断电，使得离合器20在一段时间内接合。转向致动器28的控制模式从转向角控制切换到位置保持控制。反作用力致动器25的控制模式从反作用力控制切换到转向辅助控制。

在时间点t3停止向螺线管装置24供应电流。然而，离合器20仅在时间点t4(时间点t3之后的短时间)开始接合，并且在时间点t5(在时间点t4之后的短时间)完全接合。

转向致动器28在时间点t3停止SBW模式，并且开启位置保持控制。继续位置保持控制直到时间点t6(在时间点t5之后的短时间)。在时间点t6，转向致动器28的控制结束，或者换句话说，转向马达29的两端保持打开。

当离合器20在时间点t5完全接合时，冲击转矩可从前轮3施加到方向盘11，这样可能给车辆驾驶员带来不适。然而，在图示的实施方式中，维持转向致动器28的位置保持控制，直到在离合器20变为接合的时间点t5之后经过短的时间段，防止该冲击转矩传递到方向盘11。

当离合器20从时间点t4到时间点t5逐渐进入完全接合状态时，可通过前轮3和方向盘11之间的连接而产生冲击。然而，在本实施方式中，在离合器20接合期间至少在整个时间段内由反作用力致动器25执行辅助控制。

如果此时转矩传感器32检测到任何冲击，则反作用力致动器25生成抵消所述冲击的辅助转矩。因此，防止车辆驾驶员经历这种冲击可能带来的任何显著不适。

如上所述，在本实施方式中，当故障检测单元45确定故障(步骤ST3：是，时间点t3)而转向系统在SBW模式下操作时，终止SBW模式，并且开始转向致动器28的位置保持控制，使得通过向转向马达29供应电流而将前轮3的转向角Θ保持固定(步骤ST5，时间点t3)。由此，防止前轮3因外力而转向，使得可以维持车辆的稳定性，并且防止保持着方向盘11的车辆驾驶员经历任何不适。

当故障检测单元45确定故障(步骤ST3：是，时间点t3)而转向系统在SBW模式下操作时，在离合器20在时间点t4开始接合之前(步骤ST4，时间点t3)，开始在EPS模式下由反作用力致动器25进行的转向辅助控制。由此，防止可能在接合离合器20的初始阶段引起的冲击传递到保持着方向盘11的车辆驾驶员。优选地，与接合离合器20的命令同时或者稍微在接合离合器20的命令之后，可以开始在EPS模式下由反作用力致动器25进行转向辅助控制。

在经过规定时间段T之后(在这种情况下，规定时间段T延伸于离合器20接合的整个过程期间，留有一定的余量)，终止转向致动器28的位置保持控制(步骤ST8，时间点t6)，使得前轮3可以转向而不会遇到被反作用力致动器25辅助的车辆驾驶员的任何显著阻力。此时，转向马达29的两端可保持打开以使转向马达29的阻力最小化。

虽然本发明已就其优选实施方式进行了描述，但是对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围的情况下可作出各种变型和修改。在图示的实施方式中，规定时间段T用于确定中断位置保持控制的时机，但也可以借助专用传感器直接检测离合器20的完全接合，或者基于转矩传感器32的检测值等间接检测离合器20的完全接合，并且该检测结果可用于确定中断位置保持控制的时机。故障检测单元45在前述实施方式中形成为控制单元40的一部分，但也可与控制单元40分开设置。

图6示出了离合器120的替代实施方式。离合器120包括行星齿轮机构(图中未示出)和锁定装置121。位于方向盘11的侧面上的转向轴12同轴地固定到行星齿轮机构的环形内齿轮。位于齿条和小齿轮转向变速箱14的侧面上的转向轴12同轴地固定到行星齿轮机构的行星齿轮架(以可旋转的方式支撑与环形内齿轮啮合的行星齿轮)。锁定装置121选择性地允许和禁止行星齿轮机构的与行星齿轮啮合的太阳齿轮的旋转。

锁定装置121包括：锁定齿轮122，其由外齿轮组成并被构造成与太阳齿轮一体且同轴地旋转；以及多个锁定杆123，每个锁定杆123均具有远端和近端，并且枢转地支撑在邻接近端的中间部处，使得每个锁定杆123均可以在接合位置和断开接合位置之间枢转，在接合位置，所述远端径向地向内移位成与锁定齿轮122接合，在断开接合位置，所述远端径向地向外移位成与锁定齿轮122脱离接合。锁定杆123在图中未示出的弹簧构件的弹簧力作用下正常地接合锁定齿轮122。锁定装置121进一步包括一对电磁螺线管124，这一对电磁螺线管124用于在径向向内方向上选择性地推动锁定杆123的近端，使得锁定杆123抵抗弹簧构件的偏置力而远离锁定齿轮122。

当电磁螺线管124被关闭使得每个锁定杆123均接合锁定齿轮122的齿时，防止太阳齿轮的旋转运动。结果，方向盘11的旋转运动被传递到齿条和小齿轮转向变速箱14的输入端。换句话说，当离合器120接合时，方向盘11与前轮3机械地联接。另一方面，当电磁螺线管124接通使得锁定杆123均与锁定齿轮122的对应齿断开接合时，允许太阳齿轮的旋转。结果，方向盘11与前轮3机械地分离。

因此，当离合器120接合时，施加到方向盘11的转向输入经由齿条和小齿轮转向变速箱14被传递到前轮3作为转向输出。然而，离合器120正常是断开接合的，使得可执行线控转向操作，并且在由于系统故障等无法执行线控转向操作时接合。

同样在该实施方式中，如图5的时间图所示，离合器120在接收到接合离合器120的命令的时间(图5中为t3)和离合器120变得完全接合的时间(图5中为t5)之间需要一定的时间段。就结构和效果而言，该实施方式可在其他方面类似于前述实施方式。

Claims (4)

1.一种车辆用的线控转向的转向系统，该线控转向的转向系统包括：

转向构件，所述转向构件用于接收转向输入；

反作用力致动器，所述反作用力致动器用于将转向反作用力施加到所述转向构件；

转向致动器，所述转向致动器用于使车轮转向；

离合器，所述离合器用于选择性地将所述车轮机械地连接到所述转向构件；

控制单元，所述控制单元用于控制所述反作用力致动器、所述转向致动器和所述离合器的操作；和

故障检测单元，所述故障检测单元用于检测所述转向系统的故障；

其中，所述控制单元被构造成在线控转向模式和动力辅助模式下操作，在所述线控转向模式下，所述离合器断开接合，所述转向致动器响应于来自所述转向构件的所述转向输入向所述车轮施加转向转矩，并且所述反作用力致动器向所述转向构件施加所述转向反作用力，在所述动力辅助模式下，所述反作用力致动器产生与施加到所述转向构件的所述转向输入对应的辅助转向转矩；并且

其中，所述控制单元被构造成，当所述控制单元在所述线控转向模式下操作的同时由所述故障检测单元检测到故障时所述控制单元在紧急模式下操作；

所述紧急模式包括：

命令所述离合器进行接合；

终止所述线控转向模式；

执行位置保持控制，由此驱动所述转向致动器以维持所述车轮的固定转向角；

开启所述动力辅助模式；以及

一旦所述离合器完全接合，就终止所述位置保持控制。

2.根据权利要求1所述的线控转向的转向系统，其中，所述控制单元被构造成，当所述控制单元在所述线控转向模式下操作的同时由所述故障检测单元检测到故障时，在所述离合器至少部分地接合之前使用所述反作用力致动器开启所述动力辅助模式。

3.根据权利要求1所述的线控转向的转向系统，其中，所述控制单元被构造成，当所述控制单元在所述线控转向模式下操作的同时由所述故障检测单元检测到故障时，随着命令所述离合器进行接合的同时使用所述反作用力致动器开启所述动力辅助模式。

4.根据权利要求1所述的线控转向的转向系统，其中，所述控制单元被构造成，一旦完成所述离合器的接合就终止所述位置保持控制。

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