CN110155156B - 转向轴耦合控制系统、方法及装配方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种转向轴耦合控制系统、方法及装配方法，属于车辆控制领域。转向耦合控制系统包括第一转向轴、第二转向轴、中间轴和与电子控制单元ECU电性连接的液压设备，其中：第一转向轴的一端设置有第一插槽，第二转向轴的一端设置有第二插槽；中间轴的两端分别设置有滑动花键，中间轴的第一端和第二端分别插入于第一插槽和第二插槽中；中间轴与第二插槽之间形成有腔体，第二转向轴上设置有将腔体与外表面连通的第一通孔，第一通孔与液压设备通过油路连接。由于车辆在处于机械控制状态下无需通过一直对电磁线圈供电的方式，保持第一转向轴和第二转向轴长时间处于耦合状态，达到降低车辆的系统能耗的目的。

Description

转向轴耦合控制系统、方法及装配方法

技术领域

本申请涉及车辆控制领域，特别是涉及一种转向轴耦合控制系统、方法及装配方法。

背景技术

电动助力转向(Electric Power Steering，EPS)装置是依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统，当车辆处于线控状态时，EPS装置直接控制转向轮的过弯角度，当车辆处于机械控制状态时，EPS装置为用户提供打方向盘的助力。

车辆的方向盘与转向轮之间通过第一转向轴和第二转向轴连接，当车辆处于线控状态时，第一转向轴和第二转向轴处于解耦状态(即第一转向轴不能带动第二转向轴转动)，车辆处于机械控制状态时，第一转向轴和第二转向轴处于耦合状态(即第一转向轴可以带动第二转向轴转动)。目前，控制第一转向轴和第二转向轴耦合解耦的装置由电磁线圈、钢铁吸盘和传动轴组成，第一转向轴的一端设置有插槽，传动轴的两端分别依靠齿轮与第一转向轴和第二转向轴啮合，钢铁吸盘设置在第一转向轴的插槽内，电磁线圈设置在传动轴插入的第一端，传动轴的第一端插入第一转向轴的插槽内。当电磁线圈未通电时，传动轴依靠自重下落，第一转向轴和第二转向轴处于耦合状态，当电磁线圈通电时，电磁线与钢吸盘相互吸引，第一转向轴和第二转向轴处于解耦状态。

这种控制第一转向轴和第二转向轴耦合解耦的装置需要在车辆处于机械控制状态下，一直为电磁线圈供电，保持第一转向轴和第二转向轴长时间处于耦合状态，显然这种耦合解耦装置增加了车辆的系统能耗。

发明内容

为了解决相关技术的问题，本申请公开了一种转向轴耦合控制系统、方法及装配方法。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种转向轴耦合控制系统，其特征在于，所述转向耦合控制系统包括第一转向轴、第二转向轴、中间轴和与电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)电性连接的液压设备，所述ECU用于控制所述液压设备进行加压操作和泄压操作，所述液压设备用于通过加压操作解耦所述第一转向轴和所述第二转向轴，以及通过泄压操作耦合所述第一转向轴和所述第二转向轴，其中：

所述第一转向轴的一端设置有第一插槽，所述第二转向轴的一端设置有第二插槽；

所述中间轴的两端分别设置有滑动花键，所述中间轴的第一端和第二端分别插入于所述第一插槽和所述第二插槽中，所述中间轴、所述第一转向轴和所述第二转向轴共轴；

所述第一插槽的内侧设置有与所述中间轴的第一端相配合的滑动花键；

所述第二插槽包括靠近槽口的第一槽段和靠近槽底的第二槽段，所述第二槽段的内侧设置有与所述中间轴的第二端相配合的滑动花键；

所述中间轴与所述第二插槽之间形成有腔体，所述第二转向轴上设置有将所述腔体与外表面连通的第一通孔，所述第一通孔与所述液压设备通过油路连接。

本申请实施例提供的转向耦合控制系统，中间轴的第一端和第二端分别插入于第一转向轴的第一插槽和第二转向轴的第二插槽中，并通过液压设备对中间轴与第二插槽之间形成的腔体进行加压或者泄压，从而控制第一转向轴和第二转向轴的解耦或者耦合，由于车辆在处于机械控制状态下无需通过一直对电磁线圈供电的方式，保持第一转向轴和第二转向轴长时间处于耦合状态，达到降低车辆的系统能耗的目的。

结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实施方式，在第一方面的第二种可能的实施方式中，为了避免中间轴仅靠自身的重量无法回落至第一槽段，所述转向轴耦合控制系统还包括弹性部件；所述弹性部件位于所述中间轴的第二端与所述第二插槽的槽底之间，所述弹性部件的拉力方向是由所述中间轴的第二端指向所述第二插槽的槽底的方向；或者，所述弹性部件位于所述中间轴的第一端与所述第一插槽的槽底之间，所述弹性部件的拉力方向是由所述第一插槽的槽底指向所述中间轴的第一端的方向。

结合第一方面、第一方面的第一种可能的实现或者第一方面的第二种可能的实现，在第一方面的第三种可能的实现中，所述第一转向轴与方向盘机械连接，所述第二转向轴与转向拉杆机械连接；或者，所述第一转向轴与所述转向拉杆机械连接，所述第二转向轴与方向盘机械连接。

结合第一方面、第一方面的第一种至第三种可能的实现，在第一方面的第四种可能的实现中，为了降低中间轴在第二插槽中移动过程中的摩擦系数，以及保证第二腔体的密封性，所述转向轴耦合控制系统还包括直线轴承，所述直线轴承的外圈固定在所述第二插槽的侧壁上，所述中间轴嵌入所述直线轴承。

结合第一方面、第一方面的第一种至第四种可能的实现，在第一方面的第五种可能的实现中，为了降低中间轴在第二插槽中移动过程中的摩擦系数，以及保证第二腔体的密封性，所述转向轴耦合控制系统还包括直线旋转衬套，所述直线旋转衬套的外圈固定在所述第二插槽的侧壁上，所述中间轴嵌入所述直线旋转衬套。

结合第一方面、第一方面的第一种至第五种可能的实现，在第一方面的第六种可能的实现中，所述中间轴的第二端与所述第二插槽的槽底之间形成有第一腔体，所述中间轴的侧壁与所述第二插槽的第一槽段之间形成有第二腔体，所述第一腔体的内径小于所述第二腔体的内径；所述第一通孔设置在所述第二转向轴上，所述第二通孔设置在所述第二腔体上，其中，所述第一通孔用于将所述第一腔体与外表面连通，所述第二通孔用于将所述第一腔体与所述第二腔体连通，从而保证第一腔体和第二腔体中的液压值相同。

结合第一方面、第一方面的第一种至第六种可能的实现，在第一方面的第七种可能的实现中，所述液压设备包括液压泵、油箱、电控阀门和单向阀；所述液压泵分别通过油路与所述油箱和所述第一通孔连接，所述电控阀门分别通过油路与所述油箱和所述第一通孔连接；所述电控阀门和所述液压泵分别与所述ECU电性连接，用于根据ECU发送的指令控制所述油箱和所述腔体之间油路的通断；为了避免液压泵停止工作后，腔体内的液体通过液压泵和油箱之间的油路流入油箱中，所述单向阀设置在所述液压泵和所述油箱之间的油路上，所述单向阀的导通方向是从所述油箱流向所述液压泵的方向。

结合第一方面、第一方面的第一种至第七种可能的实现，在第一方面的第八种可能的实现中，所述ECU，用于：当检测到满足预设的解耦触发条件时，控制所述液压泵工作，使得所述油箱中的液体从所述油箱中流出，并关闭所述电控阀门，使得从所述油箱流出的液体通过所述第一通孔流入所述腔体；当所述液压泵处的液压值达到预定压力阈值时，控制所述液压泵停止工作；当检测到满足预设的耦合触发条件时，开启所述电控阀门，使得所述腔体中的液体通过所述第一通孔流入所述油箱。

结合第一方面、第一方面的第一种至第八种可能的实现，在第一方面的第九种可能的实现中，所述中间轴设置有轴肩；第一距离小于第二距离且所述第二距离与所述第一距离的差值小于预设阈值，其中，所述第一距离为所述中间轴的第二端到所述轴肩远离所述第二端的面之间的距离，所述第二距离为所述第一槽段与所述第二槽段的分界位置到所述第一插槽的槽口之间的距离。其中，所述中间轴与所述直线轴承或直线旋转衬套的内圈相配合的部分最靠近所述第二端的位置到所述轴肩远离所述第二端的面之间的第三距离，大于所述第一插槽的槽口到所述第二插槽的槽口之间的第四距离。

第二方面，提供了一种车辆，所述车辆包括如第一方面所述的转向轴耦合控制系统。

第三方面，提供了一种转向轴耦合控制方法，应用于包括第一转向轴、第二转向轴、中间轴和与ECU电性连接的液压设备的转向耦合控制系统中，所述液压设备包括液压泵、油箱、电控阀门和单向阀，所述第一转向轴的一端设置有第一插槽，所述第二转向轴的一端设置有第二插槽，所述中间轴的第一端和第二端分别插入于所述第一插槽和所述第二插槽中，所述第二插槽包括靠近槽口的第一槽段和靠近槽底的第二槽段，所述中间轴与所述第二插槽之间形成有腔体，所述第二转向轴上设置有将所述腔体与外表面连通的第一通孔，所述第一通孔与所述液压设备通过油路连接，所述液压泵分别通过油路与所述油箱、所述第一通孔连接，所述电控阀门分别通过油路与所述油箱、所述第一通孔连接，所述电控阀门和所述液压泵分别与所述ECU电性连接，所述单向阀设置在所述液压泵和所述油箱之间的油路上，所述单向阀的导通方向是从所述油箱流向所述液压泵的方向，所述方法包括：

当检测到满足预设的解耦触发条件时，控制所述液压泵工作，使得所述油箱中的液体从所述油箱中流出，并关闭所述电控阀门，使得从所述油箱流出的液体通过所述第一通孔流入所述中间轴与所述第二插槽之间形成的腔体；

当所述液压泵处的液压值达到预定压力阈值时，控制所述液压泵停止工作；

当检测到满足预设的耦合触发条件时，开启所述电控阀门，使得所述腔体中的液体通过所述第一通孔流入所述油箱。

本申请实施例提供的转向耦合控制方法，通过液压设备中的ECU控制液压泵工作或者停止工作以及电控阀门的关闭或者开启，以实现对中间轴与第二插槽之间形成的腔体进行加压或者泄压，从而控制第一转向轴和第二转向轴的解耦或者耦合，由于车辆在处于机械控制状态下无需通过一直对电磁线圈供电的方式，保持第一转向轴和第二转向轴长时间处于耦合状态，达到降低车辆的系统能耗的目的。

第四方面，提供了一种转向轴耦合控制系统装配方法，应用于包括第一转向轴、第二转向轴、中间轴、液压泵、油箱、电控阀门和单向阀的转向耦合控制系统中，所述方法包括：

在所述中间轴的两端、第一槽段的内侧以及第二插槽的内侧分别设置有相互配合的滑动花键，其中，所述第一插槽设置在所述第一转向轴的一端，所述第二插槽设置在所述第二转向轴的一端；

在所述第二插槽的侧壁上开孔后，将所述中间轴的两端分别插入所述第一插槽和所述第二插槽；

将所油箱的液体出口与所述液压泵的液体入口通过油路连接，将所述液压泵的液体出口与所述单向阀的液体入口通过油路连接，将所述单向阀的液体出口分别与所述电控阀门的入口和所述第一通孔通过油路连接；

将所述电控阀门和所述液压泵分别与所述ECU电性连接。

本申请实施例提供的转向轴耦合控制系统装配方法，将中间轴的第一端和第二端分别插入于第一转向轴的第一插槽和第二转向轴的第二插槽中，将液压设备与中间轴和第二插槽之间形成的腔体通过油路连接，从而通过液压设备中的ECU控制液压泵工作或者停止工作以及电控阀门的关闭或者开启，以实现对中间轴与第二插槽之间形成的腔体进行加压或者泄压，从而控制第一转向轴和第二转向轴的解耦或者耦合，由于车辆在处于机械控制状态下无需通过一直对电磁线圈供电的方式，保持第一转向轴和第二转向轴长时间处于耦合状态，达到降低车辆的系统能耗的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一个实施例应用的转向系统的系统结构示意图；

图2A是本申请一个实施例应用的转向耦合控制系统的结构示意图；

图2B是本申请另一个实施例应用的转向耦合控制系统的结构示意图；

图2C是本申请再一个实施例应用的转向耦合控制系统的结构示意图；

图3是本申请又一个实施例应用的转向耦合控制系统的结构示意图；

图4是本申请一个实施例应用的液压设备的结构示意图；

图5是本申请又一个实施例应用的转向耦合控制系统的结构示意图；

图6A是本申请又一个实施例应用的转向耦合控制系统的结构示意图；

图6B是本申请又一个实施例应用的转向耦合控制系统的结构示意图；

图7是本申请又一个实施例应用的液压设备的结构示意图；

图8是本申请一个实施例应用的转向耦合控制方法的方法示意图；

图9是本申请一个实施例应用的转向轴耦合控制系统装配方法的方法示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

请参考图1，其示出了本申请一个实施例应用的转向系统的系统结构示意图，该转向系统的系统结构至少包括：方向盘10、转向耦合控制系统20、转向拉杆30和转向轮40。其中，转向耦合控制系统至少包括电子控制单元(Electric Control Unit，ECU)21和两个转向轴(即转向轴22和转向轴23)。

方向盘10与转向拉杆30通过转向耦合控制系统20机械连接，转向拉杆30的两端分别安装有转向轮40。方向盘10或与方向盘10机械连接的转向轴22上设置有转角传感器50，转向拉杆30或与转向拉杆30连接的转向轴23上设置有转向电机60。

当车辆处于机械转向模式时，转向耦合控制系统20耦合方向盘10和转向拉杆30，转向轮40的转向角度受方向盘10控制，转向电机60为方向盘10提供转向助力。

当车辆处于线控转向模式时，转向耦合控制系统20解耦方向盘10和转向拉杆30，ECU21读取转角传感器50获取的方向盘10的转向角度，通过转向电机50控制转向轮40的转向角度。

需要说明的是，当车辆的线控转向模式出现故障时，如果车辆正处于线控转向模式，则自动切换成机械转向模式。

接下来将结合附图2A至图9详细描述转向耦合控制系。

请参考图2A，其示出了本申请一个实施例应用的转向耦合控制系统的结构示意图，该转向耦合控制系统至少包括：第一转向轴100、第二转向轴200、中间轴300和与ECU400电性连接的液压设备500。

第一转向轴100的一端设置有第一插槽101，第二转向轴200的一端设置有第二插槽201。

其中，第一转向轴与方向盘机械连接，第二转向轴与转向拉杆机械连接；或者，第一转向轴与转向拉杆机械连接，第二转向轴与方向盘机械连接。

中间轴300的两端分别设置有滑动花键(滑动花键301a和滑动花键302a)，中间轴的第一端301和第二端302分别插入于第一插槽101和第二插槽201中。

可选的，仍参考图2A，中间轴300的第二端302的直径小于该中间轴300的轴体部分303的直径。

可选的，请参考图2B，其示出了本申请另一个实施例应用的转向耦合控制系统的结构示意图。中间轴300的第二端302的直径等于该中间轴300的轴体部分303的直径。

可选的，请参考图2C，其示出了本申请再一个实施例应用的转向耦合控制系统的结构示意图。中间轴300的第二端302的直径小大于该中间轴300的轴体部分303的直径。

需要说明的是，中间轴300、第一转向轴100和第二转向轴200共轴。

第一插槽101的内侧设置有与中间轴300的第一端301相配合的滑动花键101a。

第二插槽201包括靠近槽口的第一槽段201a和靠近槽底的第二槽段201b，第二槽段201b中设置有与中间轴300的第二端302相配合的滑动花键201b1。

中间轴300与第二插槽201之间形成有腔体600，第二转向轴200上设置有将腔体600与外表面连通的第一通孔601，该第一通孔601与液压设备500通过油路700连接。

其中，ECU400用于控制液压设备对腔体600进行加压操作和泄压操作，液压设备500用于通过加压操作解耦第一转向100轴和第二转向轴200，以及通过泄压操作耦合第一转向轴100和第二转向轴200。

液压设备通过油路从第一通孔向腔体加压将中间轴从第二转向轴的第二插槽移出，从而解耦第一转向轴与第二转向轴，使车辆进入线控转向模式。

腔体从第一通孔通过油路向液压设备泄压将中间轴回落至第二转向轴的第二插槽，从而耦合第一转向轴与第二转向轴，使车辆进入机械转向模式。

可选的，仍参见图2A，中间轴300的第二端302与第二插槽201的槽底之间形成有第一腔体602，中间轴的侧壁与第二插槽201的第一槽段201a之间形成有第二腔体603。

其中，第一腔体602的内径小于第二腔体603的内径。

第一通孔601设置在第二转向轴200上，用于将第一腔体602与外表面连通。

在液压设备加压的过程中，为了避免中间轴从第二槽段移出后，第一腔体中的液压瞬间进入第二腔体，导致第一腔体中的压力瞬间降低，造成中间轴的小幅度回落。可选的，第二转向轴200上还设置有第二通孔604，由于第二通孔604用于将第一腔体602与第二腔体603连通，因此保证了第一腔体和第二腔体中的液压值相同。

在一种可能实现的方式中，请参考图3，其示出了本申请又一个实施例应用的转向耦合控制系统的结构示意图，为了降低中间轴在第二插槽中移动过程中的摩擦系数，以及保证第二腔体的密封性，该转向轴耦合控制系统还包括直线轴承800，该直线轴承800的外圈固定在第二插槽201的侧壁上，中间轴300嵌入直线轴承800。

可选的，直线轴承被直线旋转衬套替代，即直线旋转衬套的外圈固定在第二插槽的侧壁上，中间轴嵌入直线旋转衬套。

本申请实施例提供的转向耦合控制系统，中间轴的第一端和第二端分别插入于第一转向轴的第一插槽和第二转向轴的第二插槽中，并通过液压设备对中间轴与第二插槽之间形成的腔体进行加压或者泄压，从而控制第一转向轴和第二转向轴的解耦或者耦合，由于车辆在处于机械控制状态下无需通过一直对电磁线圈供电的方式，保持第一转向轴和第二转向轴长时间处于耦合状态，达到降低车辆的系统能耗的目的。

请参考图4，其示出了本申请一个实施例应用的液压设备的结构示意图。该液压设备至少包括液压泵501、油箱502、电控阀门503和单向阀504。

液压泵501分别通过油路700与油箱502和第一通孔601连接，电控阀门503分别通过油路700与油箱502和第一通孔601连接，电控阀门503和液压泵501分别与ECU电性连接，用于根据ECU发送的指令控制油箱和腔体之间油路的通断。

当ECU检测到车辆满足预设的解耦触发条件时，控制液压泵工作，使得油箱中的液体从油箱中流出，并关闭电控阀门阻断油箱与电控阀门之间的通路，使得从油箱中流出的液体通过第一通孔流入中间轴与第二插槽之间形成的腔体中，从而增加腔体中的液压值。

可选的，预设的解耦触发条件为ECU接收到用于触发车辆进入线控模式的触发指令，该触发指令由用户触发车辆的第一指定控件后生成的；或者当ECU检测到车辆的线控转向模式出现故障后生成的。

在一种可能实现的方式中，ECU与显示屏电性连接。ECU分别获取方向盘的转向角度和转向轮的转向角度，并将所获取的转向角度发送至显示屏，由显示屏进行显示，从而提示用户，方向盘和转向轮的转向角度是否一致，便于用户了解车辆的当前情况。

当ECU检测到方向盘的转向角度和转向轮的转向角度不一致或者接收到用户触发的复位指令时，则控制车辆退出当前的驾驶模式(线控转向模式或者机械转向模式)，进入复位模式，对方向盘的转角中心和转向轮的转角中心进行对中调整，并在对中调整成功后，检测车辆的线控转向模式是否出现故障，如果车辆的线控转向模式出现故障，则控制车辆进入机械转向模式，如果车辆的线控转向模式未出现故障，则控制车辆进入线控转向模式。

可选的，当中间轴从第二转向轴的第二插槽移出后，只需保证腔体内的液压值不变，而不必继续对腔体加压，从而减少液压泵的工作时间，降低车辆的系统能耗。仍参考图4，该液压设备还包括压力传感器505，该压力传感器505设置在电控阀门503和单向阀504之间，用于检测到液压泵处的液压值。

ECU获取压力传感器检测到的液压值，当液压值达到预定压力阈值时，ECU控制液压泵停止工作。

需要说明的是，液压泵处的液压值即为腔体内的液压值。为了避免液压泵停止工作后，腔体内的液体通过液压泵和油箱之间的油路流入油箱中，在液压泵和油箱之间的油路上设置有单向阀，该单向阀的导通方向为从油箱流向液压泵的方向。

需要说明的是，为了保证中间轴从第二插槽移出后，第二腔体仍为密封状态，中间轴的第二端包括两部分，第一部分是中间轴在第二插槽中时，中间轴在第一腔体中的部分，第二部分是中间轴在第二插槽中时，中间轴在第二腔体中的部分，其中，中间轴的第一部分的轴直径小于第二部分的轴直径，滑动花键设置在第一部分的侧壁上。

当液压设备通过油路从第一通孔向腔体加压时，中间轴从第二转向轴的第二插槽匀速移出，当液压值达到预定压力阈值时，中间轴的第一部分全部从第二槽段移出，中间轴的第二部分未完全从第一槽段移出，从而保证中间轴与第二转向轴解耦后，第二腔体仍为密封状态。

在一种可能实现的方式中，请参考图5，其示出了本申请又一个实施例应用的转向耦合控制系统的结构示意图，为了对中间轴进行限位保护，该中间轴300设置有轴肩304。

中间轴的第二端到轴肩远离第二端的面之间的第一距离，小于第一槽段与第二槽段的分界位置到第一插槽的槽口之间的第二距离，且第二距离与第一距离的差值小于预设阈值。

其中，中间轴与直线轴承或直线旋转衬套的内圈相配合的部分最靠近第二端的位置到轴肩远离第二端的面之间的第三距离，大于第一插槽的槽口到第二插槽的槽口之间的第四距离。

其中，预设阈值为第一槽段与第二槽段的分界位置到第二插槽的槽口之间的距离，目的是为了保证中间轴与第二转向轴解耦后，第二腔体仍为密封状态。

当ECU检测到满足预设的耦合触发条件时，开启电控阀门，使得腔体中的液体通过第一通孔流入油箱，从而降低腔体中的液压值。

可选的，预设的解耦触发条件为ECU接收到用于触发车辆进入机械模式的触发指令，该触发指令由用户触发车辆的第二指定控件后生成的；或者当ECU检测到车辆的线控转向模式恢复正常后生成的。

本申请实施例提供的转向耦合控制系统，中间轴的第一端和第二端分别插入于第一转向轴的第一插槽和第二转向轴的第二插槽中，并通过液压设备对中间轴与第二插槽之间形成的腔体进行加压或者泄压，从而控制第一转向轴和第二转向轴的解耦或者耦合，由于车辆在处于机械控制状态下无需通过一直对电磁线圈供电的方式，保持第一转向轴和第二转向轴长时间处于耦合状态，达到降低车辆的系统能耗的目的。

在一种可能实现的方式中，液压泵具有加压和抽压两个功能。

当ECU检测到满足预设的解耦触发条件时，开启液压泵的加压功能，将油箱中的液体从油箱中流出，并关闭电控阀门阻断油箱与电控阀门之间的通路，使得从油箱中的液体通过第一通孔流入中间轴与第二插槽之间形成的腔体中，从而控制中间轴向第一插槽的方向移动。

当ECU检测到满足预设的耦合触发条件时，开启液压泵的抽压功能和电控阀门，使得腔体中的液体通过第一通孔流入油箱中，并控制中间轴向第二插槽的方向移动。

在一种可能实现的方式中，当腔体中的液压值降低后，中间轴仅靠自身的重量无法回落至第二插槽，导致第一转向轴与第二转向轴无法耦合，该转向耦合控制系统还包括：弹性部件900。

可选的，请参考图6A，其示出了本申请又一个实施例应用的转向耦合控制系统的结构示意图。弹性部件900位于中间轴300的第二端302与第二插槽201的槽底之间，且弹性部件900的拉力方向是由中间轴300的第二端302指向第二插槽201的槽底的方向。当腔体中的液压值降低后，弹性部件通过拉力将中间轴向第二插槽的槽底的方向推动。

可选的，请参考图6B，其示出了本申请又一个实施例应用的转向耦合控制系统的结构示意图。该弹性部件900位于中间轴300的第一端301与第一插槽101的槽底之间，且弹性部件900的拉力方向是由第一插槽101的槽底指向中间轴300的第一端的方向。当腔体中的液压值降低后，弹性部件通过拉力将中间轴向第二插槽的槽底的方向拉动。

在另一种可能实现的方式中，当腔体中的液压值降低后，为了避免中间轴仅靠自身的重量无法回落至第一槽段，请参考图7，其示出了本申请又一个实施例应用的液压设备的结构示意图。中间轴与第一插槽之间形成有第三腔体，第一转向轴上设置有将第三腔体与外表面连通的第三通孔，该液压设备还包括：双向阀506和第二电控阀门507。

在单向阀504通往电控阀门503和第一通孔601的油路上设置有双向阀506，该双向阀506的入口与单向阀504的连接，该双向阀506的两个出口分别与第一通孔601和第三通孔305连接。

第二电控阀门507分别与油箱502、第三通孔305通过油路连接，且第二电控阀门507与ECU电性连接。

当ECU检测到车辆满足预设的解耦触发条件时，控制液压泵工作将油箱中的液体从油箱中流出，将双向阀的入口与第一通孔的出口连通，并关闭电控阀门，阻断油箱与电控阀门之间的通路，使得从油箱中的液体通过第一通孔流入中间轴与第二插槽之间形成的腔体中，从而增加腔体中的液压值，同时开启第二电控阀门，将中间轴与第一插槽之间形成的第三腔体中的液体通过第三通孔流入油箱中，降低第三腔体中的液压值，使得中间轴向第一插槽的方向移动。

当液压值达到预定压力阈值时，ECU控制液压泵停止工作。

当ECU检测到满足预设的耦合触发条件时，控制液压泵工作将油箱中的液体从油箱中流出，将双向阀的入口与第三通孔的出口连通，并关闭第二电控阀门，阻断油箱与第二电控阀门之间的通路，使得从油箱中的液体通过第三通孔流入中间轴与第一插槽之间形成的第三腔体中，增加第三腔体中的液压值，同时开启电控阀门，将中间轴与第二插槽之间形成的腔体中的液体通过第一通孔流入油箱中，降低腔体中的液压值，使得中间轴向第二插槽的方向移动。

请参考图8，其示出了本申请一个实施例应用的转向耦合控制方法的方法示意图，该转向耦合控制方法应用于图4所示的液压设备的ECU中。

步骤S1，当检测到满足预设的解耦触发条件时，控制液压泵工作，使得油箱中的液体从油箱中流出，并关闭电控阀门，使得从油箱流出的液体通过第一通孔流入中间轴与第二插槽之间形成的腔体。

可选的，预设的解耦触发条件为ECU接收到用于触发车辆进入线控模式的触发指令，该触发指令由用户触发车辆的第一指定控件后生成的；或者当ECU检测到车辆的线控转向模式出现故障后生成的。

在一种可能实现的方式中，ECU与显示屏电性连接。ECU分别获取方向盘的转向角度和转向轮的转向角度，并将所获取的转向角度发送至显示屏，由显示屏进行显示，从而提示用户，方向盘和转向轮的转向角度是否一致，便于用户了解车辆的当前情况。

当ECU检测到方向盘的转向角度和转向轮的转向角度不一致或者接收到用户触发的复位指令时，则控制车辆退出当前的驾驶模式(线控转向模式或者机械转向模式)，进入复位模式，对方向盘的转角中心和转向轮的转角中心进行对中调整，并在对中调整成功后，检测车辆的线控转向模式是否出现故障，如果车辆的线控转向模式出现故障，则控制车辆进入机械转向模式，如果车辆的线控转向模式未出现故障，则控制车辆进入线控转向模式。

步骤S2，当液压泵处的液压值达到预定压力阈值时，控制液压泵停止工作。

可选的，当中间轴从第二转向轴的第二插槽移出后，只需保证腔体内的液压值不变，而不必继续对腔体加压，从而减少液压泵的工作时间，降低车辆的系统能耗。即ECU获取压力传感器检测到的液压值，当液压值达到预定压力阈值时，ECU控制液压泵停止工作。

步骤S3，当检测到满足预设的耦合触发条件时，开启电控阀门，使得腔体中的液体通过第一通孔流入油箱。

可选的，预设的解耦触发条件为ECU接收到用于触发车辆进入机械模式的触发指令，该触发指令由用户触发车辆的第二指定控件后生成的；或者当ECU检测到车辆的线控转向模式恢复正常后生成的。

本申请实施例提供的转向耦合控制方法，通过液压设备中的ECU控制液压泵工作或者停止工作以及电控阀门的关闭或者开启，以实现对中间轴与第二插槽之间形成的腔体进行加压或者泄压，从而控制第一转向轴和第二转向轴的解耦或者耦合，由于车辆在处于机械控制状态下无需通过一直对电磁线圈供电的方式，保持第一转向轴和第二转向轴长时间处于耦合状态，达到降低车辆的系统能耗的目的。

请参考图9，其示出了本申请一个实施例应用的转向轴耦合控制系统装配方法的方法示意图，该转向耦合控制方法应用于图2A所示的转向轴耦合控制系统以及图4所示的液压设备中。

步骤Q1，在中间轴的两端、第一槽段的内侧以及第二插槽的内侧分别设置有相互配合的滑动花键，其中，该第一插槽设置在第一转向轴的一端，该第二插槽设置在第二转向轴的一端。

步骤Q2，在第二插槽的侧壁上开孔后，将中间轴的两端分别插入第一插槽和第二插槽。

步骤Q3，将所油箱的液体出口与液压泵的液体入口通过油路连接，将液压泵的液体出口与单向阀的液体入口通过油路连接，将单向阀的液体出口分别与电控阀门的入口和第一通孔通过油路连接。

步骤Q4，将电控阀门和液压泵分别与ECU电性连接。

本申请实施例提供的转向轴耦合控制系统装配方法，将中间轴的第一端和第二端分别插入于第一转向轴的第一插槽和第二转向轴的第二插槽中，将液压设备与中间轴和第二插槽之间形成的腔体通过油路连接，从而通过液压设备中的ECU控制液压泵工作或者停止工作以及电控阀门的关闭或者开启，以实现对中间轴与第二插槽之间形成的腔体进行加压或者泄压，从而控制第一转向轴和第二转向轴的解耦或者耦合，由于车辆在处于机械控制状态下无需通过一直对电磁线圈供电的方式，保持第一转向轴和第二转向轴长时间处于耦合状态，达到降低车辆的系统能耗的目的。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种转向轴耦合控制系统，其特征在于，所述转向轴耦合控制系统包括第一转向轴、第二转向轴、中间轴和与电子控制单元ECU电性连接的液压设备，所述ECU用于控制所述液压设备进行加压操作和泄压操作，所述液压设备用于通过加压操作解耦所述第一转向轴和所述第二转向轴，以及通过泄压操作耦合所述第一转向轴和所述第二转向轴，其中：

所述第一转向轴的一端设置有第一插槽，所述第二转向轴的一端设置有第二插槽；

所述中间轴的两端分别设置有滑动花键，所述中间轴的第一端和第二端分别插入于所述第一插槽和所述第二插槽中，所述中间轴、所述第一转向轴和所述第二转向轴共轴；

所述第一插槽的内侧设置有与所述中间轴的第一端相配合的滑动花键；

所述第二插槽包括靠近槽口的第一槽段和靠近槽底的第二槽段，所述第二槽段的内侧设置有与所述中间轴的第二端相配合的滑动花键；

所述中间轴与所述第二插槽之间形成有腔体，所述第二转向轴上设置有将所述腔体与外表面连通的第一通孔，所述第一通孔与所述液压设备通过油路连接。

2.根据权利要求1所述的转向轴耦合控制系统，其特征在于，所述转向轴耦合控制系统还包括弹性部件；

所述弹性部件位于所述中间轴的第二端与所述第二插槽的槽底之间，所述弹性部件的拉力方向是由所述中间轴的第二端指向所述第二插槽的槽底的方向；或者，

所述弹性部件位于所述中间轴的第一端与所述第一插槽的槽底之间，所述弹性部件的拉力方向是由所述第一插槽的槽底指向所述中间轴的第一端的方向。

3.根据权利要求1所述的转向轴耦合控制系统，其特征在于，所述第一转向轴与方向盘机械连接，所述第二转向轴与转向拉杆机械连接；或者，所述第一转向轴与所述转向拉杆机械连接，所述第二转向轴与方向盘机械连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的转向轴耦合控制系统，其特征在于，所述转向轴耦合控制系统还包括直线轴承，所述直线轴承的外圈固定在所述第二插槽的侧壁上，所述中间轴嵌入所述直线轴承。

5.根据权利要求1-3任一项所述的转向轴耦合控制系统，其特征在于，所述转向轴耦合控制系统还包括直线旋转衬套，所述直线旋转衬套的外圈固定在所述第二插槽的侧壁上，所述中间轴嵌入所述直线旋转衬套。

6.根据权利要求1-3任一项所述的转向轴耦合控制系统，其特征在于，所述中间轴的第二端与所述第二插槽的槽底之间形成有第一腔体，所述中间轴的侧壁与所述第二插槽的第一槽段之间形成有第二腔体，所述第一腔体的内径小于所述第二腔体的内径；

所述第一通孔设置在所述第二转向轴上，第二通孔设置在所述第二腔体上，其中，所述第一通孔用于将所述第一腔体与外表面连通，所述第二通孔用于将所述第一腔体与所述第二腔体连通。

7.根据权利要求1所述的转向轴耦合控制系统，其特征在于，所述液压设备包括液压泵、油箱、电控阀门和单向阀；

所述液压泵分别通过油路与所述油箱和所述第一通孔连接，所述电控阀门分别通过油路与所述油箱和所述第一通孔连接；

所述电控阀门和所述液压泵分别与所述ECU电性连接，用于根据ECU发送的指令控制所述油箱和所述腔体之间油路的通断；

所述单向阀设置在所述液压泵和所述油箱之间的油路上，所述单向阀的导通方向是从所述油箱流向所述液压泵的方向。

8.根据权利要求7所述的转向轴耦合控制系统，其特征在于，所述ECU用于：

当检测到满足预设的解耦触发条件时，控制所述液压泵工作，使得所述油箱中的液体从所述油箱中流出，并关闭所述电控阀门，使得从所述油箱流出的液体通过所述第一通孔流入所述腔体；

当所述液压泵处的液压值达到预定压力阈值时，控制所述液压泵停止工作；

当检测到满足预设的耦合触发条件时，开启所述电控阀门，使得所述腔体中的液体通过所述第一通孔流入所述油箱。

9.根据权利要求1所述的转向轴耦合控制系统，其特征在于，所述中间轴设置有轴肩；

第一距离小于第二距离且所述第二距离与所述第一距离的差值小于预设阈值，其中，所述第一距离为所述中间轴的第二端到所述轴肩远离所述第二端的面之间的距离，所述第二距离为所述第一槽段与所述第二槽段的分界位置到所述第一插槽的槽口之间的距离。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求1-9中任一项所述的转向轴耦合控制系统。

11.一种转向轴耦合控制方法，其特征在于，应用于包括第一转向轴、第二转向轴、中间轴和与ECU电性连接的液压设备的转向轴耦合控制系统中，所述液压设备包括液压泵、油箱、电控阀门和单向阀，所述第一转向轴的一端设置有第一插槽，所述第二转向轴的一端设置有第二插槽，所述中间轴的第一端和第二端分别插入于所述第一插槽和所述第二插槽中，所述第二插槽包括靠近槽口的第一槽段和靠近槽底的第二槽段，所述中间轴与所述第二插槽之间形成有腔体，所述第二转向轴上设置有将所述腔体与外表面连通的第一通孔，所述第一通孔与所述液压设备通过油路连接，所述液压泵分别通过油路与所述油箱、所述第一通孔连接，所述电控阀门分别通过油路与所述油箱、所述第一通孔连接，所述电控阀门和所述液压泵分别与所述ECU电性连接，所述单向阀设置在所述液压泵和所述油箱之间的油路上，所述单向阀的导通方向是从所述油箱流向所述液压泵的方向，所述方法包括：

当检测到满足预设的解耦触发条件时，控制所述液压泵工作，使得所述油箱中的液体从所述油箱中流出，并关闭所述电控阀门，使得从所述油箱流出的液体通过所述第一通孔流入所述中间轴与所述第二插槽之间形成的腔体；

当所述液压泵处的液压值达到预定压力阈值时，控制所述液压泵停止工作；

当检测到满足预设的耦合触发条件时，开启所述电控阀门，使得所述腔体中的液体通过所述第一通孔流入所述油箱。

12.一种转向轴耦合控制系统装配方法，其特征在于，应用于包括第一转向轴、第二转向轴、中间轴、液压泵、油箱、电控阀门和单向阀的转向轴耦合控制系统中，所述方法包括：

在所述中间轴的两端、第一插槽的内侧以及第二插槽的内侧分别设置有相互配合的滑动花键，其中，所述第一插槽设置在所述第一转向轴的一端，所述第二插槽设置在所述第二转向轴的一端；

在所述第二插槽的侧壁上开孔后，将所述中间轴的两端分别插入所述第一插槽和所述第二插槽；

将所述油箱的液体出口与所述液压泵的液体入口通过油路连接，将所述液压泵的液体出口与所述单向阀的液体入口通过油路连接，将所述单向阀的液体出口分别与所述电控阀门的入口和第一通孔通过油路连接，所述第一通孔设置在所述第二转向轴上，所述第一通孔用于将所述中间轴与所述第二插槽之间形成的腔体与外表面连通；

将所述电控阀门和所述液压泵分别与ECU电性连接。

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