CN109466622B - 车辆转向系统、控制方法及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种车辆转向系统、控制方法及车辆，该车辆转向系统包括：方向盘；液压助力系统，用于根据方向盘的转动角度和车辆的速度，输出第一转向力矩；电动助力系统，用于根据第一转向力矩输出第二转向力矩，为方向盘转动提供助力。本发明的车辆转向系统、控制方法及车辆，液压助力系统根据方向盘的转动角度和车辆的速度，输出第一转向力矩；电动助力系统根据第一转向力矩输出第二转向力矩，为方向盘转动提供助力，液压助力系统及电动助力系统协同为方向盘提供转动助力，可满足前轴荷大的车辆所需要的转向助力，同时，可提升车辆转向轻便性、回正性等操纵稳定方面的性能。

Description

车辆转向系统、控制方法及车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆转向系统、控制方法及车辆。

背景技术

转向系统是车辆的关键总成之一，其性能好坏将直接关系到车辆的主动安全性、操纵稳定性的优劣。对于转向系统，不仅要求其转向轻便、工作可靠、节能环保，还要其符合驾驶员转向习惯，有良好的路感。

电动助力转向是随着液压助力转向系统后出现的又一种新型助力转向系统，它直接依靠电动机提供辅助力矩，不需要复杂的控制机械，在应用中只要控制助力电机两端电枢电压的极性和大小，就能实现转向系统控制的要求。

相关技术中，电动助力转向无法满足前轴荷大的车辆所需要的转向助力。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种车辆转向系统，液压助力系统根据方向盘的转动角度和车辆的速度，输出第一转向力矩；电动助力系统根据第一转向力矩输出第二转向力矩，为方向盘转动提供助力，液压助力系统及电动助力系统协同为方向盘提供转动助力，可满足前轴荷大的车辆所需要的转向助力，同时，可提升车辆转向轻便性、回正性等操纵稳定方面的性能。

本发明的第二个目的在于提出一种车辆转向系统的控制方法。

本发明的第三个目的在于提出一种车辆。

为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种车辆转向系统，包括：

方向盘；

液压助力系统，用于根据所述方向盘的转动角度和所述车辆的速度，输出第一转向力矩；

电动助力系统，用于根据所述第一转向力矩输出第二转向力矩，为所述方向盘转动提供助力。

根据本发明实施例提出的车辆转向系统，液压助力系统根据方向盘的转动角度和车辆的速度，输出第一转向力矩；电动助力系统根据第一转向力矩输出第二转向力矩，为方向盘转动提供助力，液压助力系统及电动助力系统协同为方向盘提供转动助力，可满足前轴荷大的车辆所需要的转向助力，同时，可提升车辆转向轻便性、回正性等操纵稳定方面的性能。

根据本发明的一个实施例，该车辆转向系统，还包括：整车控制器；所述电动助力系统还用于：实时将所述第一转向力矩输出至所述整车控制器，并在接收到所述整车控制器发送的转向控制指令后，根据所述转向控制指令控制所述方向盘转动，所述转向控制指令中包括方向盘转动角度；所述整车控制器用于：根据所述第一转向力矩和智能驾驶开关的状态，控制所述车辆的驾驶状态，并在所述驾驶状态为智能驾驶状态时，将所述转向控制指令发送至所述电动助力系统。

根据本发明的一个实施例，所述整车控制器具体用于：当所述第一转向力矩小于预设的力矩阈值，且所述智能驾驶开关处于启动状态时，控制所述车辆的驾驶状态为所述智能驾驶状态；当所述第一转向力矩等于或者大于预设的力矩阈值，或者所述智能驾驶开关处于关闭状态时，控制所述车辆的驾驶状态为驾驶员驾驶状态。

根据本发明的一个实施例，所述液压助力系统包括：转向油罐、电液泵、齿轮齿条式转向器和转向管路；所述转向油罐、所述电液泵和所述齿轮齿条式转向器通过所述转向管路连接形成液压回路，所述齿轮齿条式转向器的输入轴与所述电动助力系统连接。

根据本发明的一个实施例，所述电液泵包括：转向油泵、油泵电机和油泵控制器；所述油泵控制器用于：根据所述方向盘的转动角度和所述车辆的速度，控制所述油泵电机的转速，进而控制所述转向油泵的转速。

根据本发明的一个实施例，所述电动助力系统包括：电动转向管柱总成和转向控制器；所述电动转向管柱总成的一端与所述液压助力系统连接，所述电动转向管柱总成的另一端与所述方向盘连接；所述转向控制器用于：根据所述第一转向力矩输出所述第二转向力矩。

根据本发明的一个实施例，所述电动转向管柱总成包括：转向管柱、转向传动轴、力矩传感器和转向电机；所述转向管柱的一端通过所述转向传动轴与所述液压助力系统连接，所述转向管柱的另一端与所述方向盘连接；所述力矩传感器用于：检测所述液压助力系统输出的所述第一转向力矩，并将所述第一转向力矩输出至所述转向控制器；所述转向控制器用于：根据所述第一转向力矩控制所述转向电机输出所述第二转向力矩。

为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种车辆转向系统的控制方法，包括：

液压助力系统根据方向盘的转动角度和所述车辆的速度，输出第一转向力矩；

电动助力系统根据所述第一转向力矩输出第二转向力矩，为所述方向盘转动提供助力。

根据本发明实施例提出的车辆转向系统的控制方法，液压助力系统根据方向盘的转动角度和车辆的速度，输出第一转向力矩；电动助力系统根据第一转向力矩输出第二转向力矩，为方向盘转动提供助力，液压助力系统及电动助力系统协同为方向盘提供转动助力，可满足前轴荷大的车辆所需要的转向助力，同时，可提升车辆转向轻便性、回正性等操纵稳定方面的性能。

根据本发明的一个实施例，该控制方法还包括：所述电动助力系统实时将所述第一转向力矩输出至整车控制器；所述整车控制器根据所述第一转向力矩和智能驾驶开关的状态，控制所述车辆的驾驶状态，并在所述驾驶状态为智能驾驶状态时，将转向控制指令发送至所述电动助力系统；所述电动助力系统在接收到所述整车控制器发送的转向控制指令后，根据所述转向控制指令控制所述方向盘转动，所述转向控制指令中包括方向盘转动角度。

为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种车辆，包括：如本发明第一方面实施例所述的车辆转向系统。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的车辆转向系统的结构图；

图2是根据本发明另一个实施例的车辆转向系统的结构图；

图3是根据本发明一个实施例的液压助力系统的结构图；

图4是根据本发明一个实施例的电动助力系统的结构图；

图5是根据本发明一个实施例的车辆转向系统的控制方法的流程图；

图6是根据本发明一个实施例的车辆的结构图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图来描述本发明实施例的车辆转向系统、控制方法及车辆。

图1是根据本发明一个实施例的车辆转向系统的结构图，如图1所示，该车辆转向系统包括：

方向盘11；

液压助力系统12，用于根据方向盘11的转动角度和车辆的速度，输出第一转向力矩；

电动助力系统13，用于根据第一转向力矩输出第二转向力矩，为方向盘11转动提供助力。

本发明实施例中，液压助力系统12获取方向盘11的转动角度和车辆的速度，然后根据方向盘11的转动角度和车辆的速度，输出第一转向力矩至电动助力系统13；电动助力系统13获取液压助力系统12输出的第一转向力矩，并根据第一转向力矩为方向盘11转动提供助力，可满足前轴荷大的车辆所需要的转向助力，且可提升车辆转向轻便性、回正性等操纵稳定方面的性能。

根据本发明实施例提出的车辆转向系统，液压助力系统根据方向盘的转动角度和车辆的速度，输出第一转向力矩；电动助力系统根据第一转向力矩输出第二转向力矩，为方向盘转动提供助力，液压助力系统及电动助力系统协同为方向盘提供转动助力，可满足前轴荷大的车辆所需要的转向助力，同时，可提升车辆转向轻便性、回正性等操纵稳定方面的性能。

图2是根据本发明另一个实施例的车辆转向系统的结构图，如图2所示，该车辆转向系统还可包括：整车控制器14。

电动助力系统13还用于：实时将第一转向力矩输出至整车控制器14，并在接收到整车控制器14发送的转向控制指令后，根据转向控制指令控制方向盘11转动，转向控制指令中包括方向盘转动角度；

整车控制器14用于：根据第一转向力矩和智能驾驶开关的状态，控制车辆的驾驶状态，并在驾驶状态为智能驾驶状态时，将转向控制指令发送至电动助力系统13。

本发明实施例中，电动助力系统13实时将第一转向力矩输出至整车控制器14，整车控制器14根据第一转向力矩和智能驾驶开关的状态，控制车辆的驾驶状态，其中，驾驶状态具体可包括但不限于：驾驶员驾驶状态及智能驾驶状态。当驾驶状态为智能驾驶状态时，整车控制器14将转向控制指令发送至电动助力系统13，其中，转向控制指令中包括方向盘转动角度，电动助力系统13在接收到整车控制器14发送的转向控制指令后，根据转向控制指令控制方向盘转动，以实现车辆的智能驾驶。

作为一种可行的实施方式，整车控制器14“根据第一转向力矩和智能驾驶开关的状态，控制车辆的驾驶状态”具体方式可为：

当第一转向力矩小于预设的力矩阈值，且智能驾驶开关处于启动状态时，控制车辆的驾驶状态为智能驾驶状态；当第一转向力矩等于或者大于预设的力矩阈值，或者智能驾驶开关处于关闭状态时，控制车辆的驾驶状态为驾驶员驾驶状态。

本发明实施例中，可预先设置力矩阈值，力矩阈值具体可为2N·m。当整车控制器14接收到电动助力系统13输出的第一转向力矩，并获取智能驾驶开关状态后，将第一力矩与力矩阈值进行比较，当第一转向力矩小于力矩阈值，且智能驾驶开关处于启动状态时，控制车辆的驾驶状态为智能驾驶状态；当第一转向力矩等于或者大于预设的力矩阈值，或者智能驾驶开关处于关闭状态时，控制车辆的驾驶状态为驾驶员驾驶状态。当第一转向力矩等于或者大于预设的力矩阈值时，控制车辆的驾驶状态为驾驶员驾驶状态，包括：当车辆的驾驶状态为智能驾驶状态时，如果第一转向力矩等于或者大于预设的力矩阈值，则控制车辆退出智能驾驶状态，转为驾驶员驾驶状态。

根据本发明实施例提出的车辆转向系统，电动助力系统实时将第一转向力矩输出至整车控制器，整车控制器根据第一转向力矩和智能驾驶开关的状态，控制车辆的驾驶状态，并在驾驶状态为智能驾驶状态时，将转向控制指令发送至电动助力系统，电动助力系统根据转向控制指令控制方向盘转动，可实现车辆人工/智能驾驶的切换，并可实现车辆的智能驾驶。

进一步的，在本发明实施例一种可能的实现方式中，如图3所示，液压助力系统可包括：转向油罐21、电液泵22、齿轮齿条式转向器23和转向管路24；转向油罐21、电液泵22和齿轮齿条式转向器23通过转向管路24连接形成液压回路，齿轮齿条式转向器23的输入轴与电动助力系统连接。

本发明实施例中，转向油罐21、电液泵22和齿轮齿条式转向器23通过转向管路24连接形成液压回路，齿轮齿条式转向器23的输入轴与电动助力系统连接。通过调节齿轮齿条式转向器23的力特性曲线满足车辆所需要的转向助力，液压助力系统中的压力由电液泵22通过转向管路24提供给齿轮齿条式转向器23，电液泵22具体可包括：转向油泵、油泵电机和油泵控制器，油泵控制器具体用于：根据方向盘的转动角度和车辆的速度，控制油泵电机的转速，进而控制转向油泵的转速，例如，方向盘的转动角度越大，控制油泵电机转速越高；车速越高，控制油泵电机转速越低；车辆直行或车速达到设定值(约60Km/h)时，控制油泵电机转速为最小值，此时无需提供转向助力，以达到节能的效果。

进一步的，在本发明实施例一种可能的实现方式中，如图4所示，电动助力系统可包括：电动转向管柱总成31和转向控制器32；电动转向管柱总成31的一端与液压助力系统连接，电动转向管柱总成31的另一端与方向盘连接；转向控制器32用于：根据第一转向力矩输出第二转向力矩。

本发明实施例中，电动转向管柱总成31的一端与液压助力系统连接，电动转向管柱总成31的另一端与方向盘连接；转向控制器32用于：根据第一转向力矩输出第二转向力矩。其中，电动转向管柱总成31具体可包括：转向管柱、转向传动轴、力矩传感器和转向电机；转向管柱的一端通过转向传动轴与液压助力系统连接，转向管柱的另一端与方向盘连接；力矩传感器用于：检测液压助力系统输出的第一转向力矩，并将第一转向力矩输出至转向控制器32；转向控制器32用于：根据第一转向力矩控制转向电机输出第二转向力矩。转向控制器32可通过设置在电动转向管柱总成31内的力矩传感器检测液压助力系统输出的第一转向力矩，并根据第一转向力矩控制电动转向管柱总成31内转向电机输出第二转向力矩，提供辅助助力，可提升车辆转向轻便性、回正性等操纵稳定方面的性能。

根据本发明实施例提出的车辆转向系统，液压助力系统根据方向盘的转动角度和车辆的速度，输出第一转向力矩；电动助力系统根据第一转向力矩输出第二转向力矩，为方向盘转动提供助力，液压助力系统及电动助力系统协同为方向盘提供转动助力，可满足前轴荷大的车辆所需要的转向助力，同时，可提升车辆转向轻便性、回正性等操纵稳定方面的性能。

基于上述实施例，本发明还提出了一种车辆转向系统的控制方法，如图5所示，图5是根据本发明一个实施例的车辆转向系统的控制方法的流程图，该控制方法包括：

S101，液压助力系统根据方向盘的转动角度和车辆的速度，输出第一转向力矩。

S102，电动助力系统根据第一转向力矩输出第二转向力矩，为方向盘转动提供助力。

需要说明的是，前述对车辆转向系统实施例的解释说明也适用于该实施例的车辆转向系统的控制方法，此处不再赘述。

根据本发明实施例提出的车辆转向系统的控制方法，液压助力系统根据方向盘的转动角度和车辆的速度，输出第一转向力矩；电动助力系统根据第一转向力矩输出第二转向力矩，为方向盘转动提供助力，液压助力系统及电动助力系统协同为方向盘提供转动助力，可满足前轴荷大的车辆所需要的转向助力，同时，可提升车辆转向轻便性、回正性等操纵稳定方面的性能。

进一步的，在本发明实施例一种可能的实现方式中，车辆转向系统的控制方法还可包括：电动助力系统实时将第一转向力矩输出至整车控制器；整车控制器根据第一转向力矩和智能驾驶开关的状态，控制车辆的驾驶状态，并在驾驶状态为智能驾驶状态时，将转向控制指令发送至电动助力系统；电动助力系统在接收到整车控制器发送的转向控制指令后，根据转向控制指令控制方向盘转动，转向控制指令中包括方向盘转动角度。

需要说明的是，前述对车辆转向系统实施例的解释说明也适用于该实施例的车辆转向系统的控制方法，此处不再赘述。

根据本发明实施例提出的车辆转向系统的控制方法，液压助力系统根据方向盘的转动角度和车辆的速度，输出第一转向力矩；电动助力系统根据第一转向力矩输出第二转向力矩，为方向盘转动提供助力，液压助力系统及电动助力系统协同为方向盘提供转动助力，可满足前轴荷大的车辆所需要的转向助力，同时，可提升车辆转向轻便性、回正性等操纵稳定方面的性能。可实现车辆人工/智能驾驶的切换，并可实现车辆的智能驾驶。

为了实现上述实施例，本发明实施例还提出一种车辆40，如图6所示，包括上述实施例所示的车辆转向系统41。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种车辆转向系统，其特征在于，包括：

方向盘；

液压助力系统，用于根据所述方向盘的转动角度和所述车辆的速度，输出第一转向力矩；

电动助力系统，用于根据所述第一转向力矩输出第二转向力矩，为所述方向盘转动提供助力；

还包括：整车控制器；

所述电动助力系统还用于：实时将所述第一转向力矩输出至所述整车控制器，并在接收到所述整车控制器发送的转向控制指令后，根据所述转向控制指令控制所述方向盘转动，所述转向控制指令中包括方向盘转动角度；

所述整车控制器用于：根据所述第一转向力矩和智能驾驶开关的状态，控制所述车辆的驾驶状态，并在所述驾驶状态为智能驾驶状态时，将所述转向控制指令发送至所述电动助力系统。

2.根据权利要求1所述的车辆转向系统，其特征在于，所述整车控制器具体用于：

当所述第一转向力矩小于预设的力矩阈值，且所述智能驾驶开关处于启动状态时，控制所述车辆的驾驶状态为所述智能驾驶状态；

当所述第一转向力矩等于或者大于预设的力矩阈值，或者所述智能驾驶开关处于关闭状态时，控制所述车辆的驾驶状态为驾驶员驾驶状态。

3.根据权利要求1所述的车辆转向系统，其特征在于，所述液压助力系统包括：转向油罐、电液泵、齿轮齿条式转向器和转向管路；

所述转向油罐、所述电液泵和所述齿轮齿条式转向器通过所述转向管路连接形成液压回路，所述齿轮齿条式转向器的输入轴与所述电动助力系统连接。

4.根据权利要求3所述的车辆转向系统，其特征在于，所述电液泵包括：转向油泵、油泵电机和油泵控制器；

所述油泵控制器用于：根据所述方向盘的转动角度和所述车辆的速度，控制所述油泵电机的转速，进而控制所述转向油泵的转速。

5.根据权利要求1所述的车辆转向系统，其特征在于，所述电动助力系统包括：电动转向管柱总成和转向控制器；

所述电动转向管柱总成的一端与所述液压助力系统连接，所述电动转向管柱总成的另一端与所述方向盘连接；

所述转向控制器用于：根据所述第一转向力矩输出所述第二转向力矩。

6.根据权利要求5所述的车辆转向系统，其特征在于，所述电动转向管柱总成包括：转向管柱、转向传动轴、力矩传感器和转向电机；

所述转向管柱的一端通过所述转向传动轴与所述液压助力系统连接，所述转向管柱的另一端与所述方向盘连接；

所述力矩传感器用于：检测所述液压助力系统输出的所述第一转向力矩，并将所述第一转向力矩输出至所述转向控制器；

所述转向控制器用于：根据所述第一转向力矩控制所述转向电机输出所述第二转向力矩。

7.一种车辆转向系统的控制方法，其特征在于，包括：

液压助力系统根据方向盘的转动角度和所述车辆的速度，输出第一转向力矩；

电动助力系统根据所述第一转向力矩输出第二转向力矩，为所述方向盘转动提供助力；

还包括：

所述电动助力系统实时将所述第一转向力矩输出至整车控制器；

所述整车控制器根据所述第一转向力矩和智能驾驶开关的状态，控制所述车辆的驾驶状态，并在所述驾驶状态为智能驾驶状态时，将转向控制指令发送至所述电动助力系统；

所述电动助力系统在接收到所述整车控制器发送的转向控制指令后，根据所述转向控制指令控制所述方向盘转动，所述转向控制指令中包括方向盘转动角度。

8.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求1-6任一项所述的车辆转向系统。

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