CN110435756A - 一种乘用车电机驱动复合线控转向系统及转向控制方法 - Google Patents

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CN110435756A CN201910879199.2A CN201910879199A CN110435756A CN 110435756 A CN110435756 A CN 110435756A CN 201910879199 A CN201910879199 A CN 201910879199A CN 110435756 A CN110435756 A CN 110435756A
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范天昕
刘�文
吴桐
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Abstract

本发明公开了一种乘用车电机驱动复合线控转向系统及转向控制方法，所述系统中，路感电机连接路感电机减速机构后与安装有扭矩转角传感器的转向主动轴相连，方向盘依次连接转向主动轴、扭转杆、上传动轴和电磁离合器，转向执行电机减速机构中，第一蜗轮安装在与下传动轴相连的转向齿轮轴上，第一蜗杆两端分别与转向执行电机相连；转向器中转向小齿轮与第一蜗轮同轴固连，齿条两端分别连接转向轮，ECU分别与扭矩转角传感器、路感电机、电磁离合器和转向执行电机信号连接，所述方法包括常规转向控制方法、失效备份转向控制方法和机械转向控制方法。本发明在系统电元件失效的情况下仍能保证顺利完成转向动作，大大提高了转向系统的安全性。

Description

一种乘用车电机驱动复合线控转向系统及转向控制方法
技术领域
本发明属于汽车线控转向技术领域，具体涉及一种乘用车电机驱动复合线控转向系统及转向控制方法。
背景技术
如今线控技术不断普及，其在车辆转向领域内的应用日趋广泛。当前应用较多的车辆转向系统可以分为两类：
1、线控助力转向系统：方向盘单元和转向执行单元存在传统机械连接，驾驶员在操纵方向盘进行转向时，控制单元根据传感器电压和车速的信号，给出指令控制助力电机运提供转向助力帮助驾驶员实现操作，可根据路况呈现不同的助力效果实现路感，又省去了液压助力所必需的的油泵、管路等部件。而且电机及减速机构可以和转向柱、转向器做成一个整体，使得整个转向系统结构紧凑。
2、线控转向系统：取消方向盘单元和转向执行单元之间的全部机械连接，由传感器和ECU判断驾驶员行驶意图，转向动力源仅由转向电机提供，而路面信息可通过路感模拟电机获得，为驾驶员提供了充分的道路感知，同时又避免了不必要的路面颠簸传递至方向盘对驾驶员造成干扰。此外，线控转向系统因其能自由设计汽车转向的力和角传递特性，故可以极大地优化驾驶舱布置空间。取消机械连接的线控转向系统符合智能车无人驾驶及自动泊车的技术需要，为实现自动驾驶、无人驾驶、智能汽车等先进前瞻汽车技术提供了最佳解决方案。
现有的线控转向系统缺少备份结构，在系统电子元件失效的情况下无法继续完成转向行为，存在失效风险，影响整个线控转向系统的安全性。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种乘用车电机驱动复合线控转向系统及转向控制方法，本发明实现了转向系统结构冗余备份，在系统电元件失效的情况下仍能保证顺利完成转向动作，大大提高了转向系统的安全性。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：
一种乘用车电机驱动复合线控转向系统，由方向盘单元Ⅰ、电子控制单元Ⅱ和转向执行单元Ⅲ组成；
所述方向盘单元Ⅰ由方向盘60、扭矩转角传感器31、路感电机29、路感电机减速机构C、电磁离合器37、转向主动轴32、扭转杆33、上传动轴34和下传动轴63组成；路感电机29连接路感电机减速机构C后与转向主动轴32相连，扭矩转角传感器31安装在转向主动轴32上，转向主动轴32上端连接方向盘60，转向主动轴32下端通过扭转杆33与上传动轴34上端相连，上传动轴34下端通过第一转向万向节42与电磁离合器37一端相连，电磁离合器37另一端通过第二转向万向节43与下传动轴63相连；
所述转向执行单元Ⅲ由转向轮61、第一转向执行电机23、第二转向执行电机45、转向执行电机减速机构A、转向器B和减速转向壳体组成；转向执行电机减速机构A为蜗轮蜗杆式减速机构，所述转向执行电机减速机构A中，第一蜗轮17安装在转向齿轮轴15上，转向齿轮轴15通过第三转向万向节64与下传动轴63相连，第一蜗杆8两端分别与第一转向执行电机23和第二转向执行电机45相连，第一蜗轮17和第一蜗杆8相啮合；转向器B为齿轮齿条式转向器，转向器B中的转向小齿轮59与第一蜗轮17同轴固连，齿条3两端分别连接转向轮61，转向小齿轮59和齿条3相啮合；
所述电子控制单元Ⅱ中，ECU分别与扭矩转角传感器31、路感电机29、电磁离合器37、第一转向执行电机23和第二转向执行电机45信号连接。
进一步地，所述转向执行单元Ⅲ还包括角位移传感器19和齿条位移传感器44；
所述角位移传感器19安装在转向齿轮轴15上，齿条位移传感器44安装在与齿条3相对应的位置上；
所述齿条位移传感器44和角位移传感器19分别与ECU信号连接。
进一步地，所述路感电机减速机构C采用蜗轮蜗杆式减速机构，由减速器上壳体30、第二蜗轮35、减速器下壳体36、第二蜗杆38和第一联轴器41组成；
所述路感电机29固定安装在减速器下壳体36上，路感电机29的输出端通过第一联轴器41与第二蜗杆38的一端同轴连接，所述第二蜗杆38两端通过深沟球轴承安装在减速器下壳体36内侧壁上，所述第二蜗轮35与第二蜗杆38啮合连接，第二蜗轮35同轴安装在上传动轴34上，上传动轴34一端深沟球轴承安装在减速器下壳体36内侧壁上，上传动轴34另一端通过深沟球轴承安装在减速器上壳体30内侧壁上；
减速器上壳体30与减速器下壳体36通过螺栓固定连接组成减速器壳体。
进一步地，所述转向器B由转向齿条箱桶2、齿条3、齿条衬套套管4、齿条套衬5、O型密封圈6、钢丝挡圈7、锁紧螺母9、调整螺塞10、螺旋弹簧11、齿条支撑座12、垫片13、滚针轴承14、转向齿轮轴15、转向小齿轮59、第一深沟球轴承16、第二深沟球轴承18和唇形密封圈20组成；
所述转向齿条箱桶2外壁与减速转向下壳体1内壁固连，齿条衬套5套装在齿条衬套套管4内，齿条衬套5的两端外侧通过钢丝挡圈7卡接固定在齿条衬套5内侧壁上，所述齿条衬套5套装在齿条3的外侧，齿条3通过齿条衬套5支撑，且在齿条3与齿条衬套5之间的间隙通过O型密封圈6密封；
所述转向小齿轮59同轴一体加工在转向齿轮轴15的前端，转向齿轮轴15的前端通过滚针轴承14安装在减速转向壳体内侧壁上，转向齿轮轴15的中部同轴安装有第一蜗轮17，转向齿轮轴15的中部通过第一深沟球轴承16旋转支撑安装在减速转向壳体内侧壁上，转向齿轮轴15的后端通过第二深沟球轴承18安装在减速转向上壳体21内侧壁上，且唇形密封圈20安装在转向齿轮轴15后端外侧与减速转向壳体内侧壁之间实现密封；
所述齿条3通过齿条支撑座12支撑安装在减速转向壳体内，垫片13设置在齿条3与齿条支撑12之间，调整螺塞10螺纹连接在齿条支撑座12下方的减速转向壳体侧壁上，螺旋弹簧11两端分别安装在齿条支撑座12底面弹簧安装槽和调整螺塞10顶面弹簧安装槽内，所述锁紧螺母9与调整螺塞10下端的外螺纹配合，通过调整调整螺塞10在减速转向壳体内旋入的轴向距离，调整齿条支撑座12上齿条3与转向小齿轮59的啮合位置，并通过锁紧螺母9将调整螺塞10固定锁紧在减速转向壳体上。
更进一步地，所述减速转向下壳体1由下壳体主体101、下壳体耳板102和下壳体齿条筒103组成，其中，下壳体主体101的外沿端面上设有连接孔，用于与减速转向上壳体21对接固定组成减速转向壳体；下壳体耳板102有两个，对称设置于下壳体主体101的两侧，分别用于与第一转向执行电机23和第二转向执行电机45的电机壳体固定连接；下壳体齿条筒103位于下壳体主体101下端，下壳体齿条筒103的内壁与转向齿条箱桶2的外壁固连，以实现对内部齿条3的支撑安装，在下壳体齿条筒103的底部侧壁上开有安装孔，用于安装调整螺塞10。
进一步地，所述转向主动轴32下端套装在扭转杆33上端外侧，且转向主动轴32与扭转杆33沿径向留有间隙，所述上传动轴34上端套装在扭转杆33下端外侧，且上传动轴34与扭转杆33沿径向留有间隙，在转向主动轴32与扭转杆33以及上传动轴34与扭转杆33之间的间隙中注入有塑料形成塑料销钉，实现转向主动轴32的扭矩通过扭转杆33同步传递至上传动轴34。
一种乘用车电机驱动复合线控转向系统的转向控制方法，所述转向控制方法包括常规转向控制方法、失效备份转向控制方法和机械转向控制方法，具体过程分别如下：
所述常规转向控制方法的具体工作过程如下：
在常规转向工况下，驾驶员转动方向盘60，发出转向操作信号，扭矩转角传感器31检测方向盘60的扭矩转角信号，并将采集到的方向盘60扭矩转角信号发送至ECU，ECU接收到相应的方向盘60扭矩转角信号经处理后输出执行电机运行控制信号，并将执行电机运行控制信号分别发送至第一转向执行电机23和第二转向执行电机45，控制第一转向执行电机23和第二转向执行电机45分别向外输出转向轮转向驱动转矩，且使第一转向执行电机23和第二转向执行电机45分别承担50％的转向轮转向驱动转矩，第一转向执行电机23和第二转向执行电机45输出的转向轮转向驱动转矩同时传输至转向执行电机减速机构A，所述转向执行电机减速机构A和转向器B中，第一转向执行电机23和第二转向执行电机45的输出端同时驱动第一蜗杆8旋转，第一蜗杆8带动第一蜗轮17转动，进而带动转向齿轮轴15旋转，转向齿轮轴15末端的转向小齿轮59随转向齿轮轴15同步旋转，在转向小齿轮59的驱动下，齿条3沿直线运动控制两端的转向轮61摆动，实现常规转向过程；
在常规转向工况下，ECU控制电磁离合器分离，使方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间无机械连接；
所述失效备份转向控制方法的具体工作过程如下：
当第一转向执行电机23和第二转向执行电机45中仅有一个为有效工作的转向执行电机时，转向系统进入失效备份转向工况，此时，驾驶员转动方向盘60，发出转向操作信号，扭矩转角传感器31检测方向盘60的扭矩转角信号，并将采集到的方向盘60扭矩转角信号发送至ECU，ECU接收到相应的方向盘60扭矩转角信号经处理后输出执行电机运行控制信号，并将执行电机运行控制信号发送至有效工作的转向执行电机，由有效工作的转向执行电机输出转向轮转向驱动转矩，有效工作的转向执行电机输出的转向轮转向驱动转矩传输至转向执行电机减速机构A，所述转向执行电机减速机构A和转向器B中，有效工作的转向执行电机的输出端驱动第一蜗杆8旋转，第一蜗杆8带动第一蜗轮17转动，进而带动转向齿轮轴15旋转，转向齿轮轴15末端的转向小齿轮59随转向齿轮轴15同步旋转，在转向小齿轮59的驱动下，齿条3沿直线运动控制两端的转向轮61摆动，实现失效备份转向过程；
在失效备份转向工况下，ECU控制电磁离合器分离，使方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间无机械连接；
所述机械转向控制方法的具体工作过程如下：
当第一转向执行电机23和第二转向执行电机45均无法工作时，转向系统进入机械转向工况，此时，ECU控制使电磁离合器37结合，方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间，由方向盘60、转向主动轴32、扭转杆33和上传动轴34依次连接组成的方向盘转向杆系通过电磁离合器37与转向执行电机减速机构A的转向齿轮轴15机械连接，驾驶员操作方向盘60转动向外输出转向轮转向驱动转矩，转向轮转向驱动转矩经方向盘转向杆系传递至转向齿轮轴15，所述转向器B中，转向齿轮轴15末端的转向小齿轮59随转向齿轮轴15同步旋转，在转向小齿轮59的驱动下，齿条3沿直线运动控制两端的转向轮61摆动，实现机械转向过程。
在常规转向工况和失效备份转向工况下，当ECU输出执行电机运行控制信号时，除通过扭矩转角传感器31直接检测方向盘60的扭矩转角信号，进而获得方向盘的转向信号外，还通过角位移传感器19检测转向齿轮轴15的旋转角度信号，间接获得转向轮的实际转向信号，通过齿条位移传感器44检测齿条3的位移信号，间接获得转向轮的实际转向信号，EAC通过齿条位移传感器44和和角位移传感器19采集的信号间接获得转向轮的实际转向状态，并根据扭矩转角传感器31检测到的方向盘60的实际转向输入，修正输出的执行电机运行控制信号，实现对转向轮61的实际转向输出进行修正。
在常规转向工况和失效备份转向工况下，ECU对接收到的路面信息进行处理，输出路感电机运行控制信号，将路感电机运行控制信号发送至路感电机29，控制路感电机29向外输出路感模拟转矩，控制路感电机29输出的路感模拟转矩传输至路感电机减速机构C，所述路感电机减速机构C中，控制路感电机29的输出端驱动第二蜗杆38旋转，第二蜗杆38带动第二蜗轮35转动，进而带动上传动轴34旋转，并依次带动扭转杆33、转向主动轴32和方向盘60转动，最终通过路感模拟转矩表现出的路面模拟信号通过方向盘60反馈至驾驶员，实现路感模拟。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明所述的乘用车电机驱动复合线控转向系统可实现结构冗余备份，任一执行电机均可单独提供足够大的驱动力矩实现精确转向，且在双电机均失效工况下通过闭合离合器完成方向盘总成到执行单元的机械连接，由驾驶员直接操纵转向；与此同时，角位移传感器和齿条位移传感器的设置也实现了传感器冗余备份，大大提高了线控转向系统的整体安全性；
2、本发明所述的乘用车电机驱动复合线控转向系统响应快、精度高，正常转向工况下，转向指令由双有刷直流电机共同执行，系统总响应时间约45ms，控制的稳态精度为±0.5°；
3、本发明所述的乘用车电机驱动复合线控转向系统常规工况下电磁离合器断开，实现方向盘单元到执行单元的完全分离，由路感电机模拟路感，避免了不必要的路面输入对驾驶员操作造成的干扰；
4、本发明所述的乘用车电机驱动复合线控转向系统为集成式设计，可解决占用空间较大的问题，其中，减速机构采用蜗轮蜗杆式减速机构，减速比大且结构紧凑，转向器为齿轮齿条式转向器，空间结构紧凑同时转向角可适当增大。
5、本发明所述的乘用车电机驱动复合线控转向系统提供适当的结构冗余降低了线控转向主、副系统全部部件冗余方案的过高制造成本。
附图说明
图1为本发明所述乘用车电机驱动复合线控转向系统结构简图；
图2为本发明所述乘用车电机驱动复合线控转向系统中的机械连接结构示意图；
图3为本发明所述乘用车电机驱动复合线控转向系统中，转向执行电机减速机构俯视图；
图4为本发明所述乘用车电机驱动复合线控转向系统中，转向器具体结构示意；
图5为本发明所述乘用车电机驱动复合线控转向系统中，减速转向下壳体主视图；
图6为本发明所述乘用车电机驱动复合线控转向系统中，减速转向下壳体左视图；
图7为本发明所述乘用车电机驱动复合线控转向系统中，减速转向下壳体俯视图；
图8为本发明所述乘用车电机驱动复合线控转向系统中，路感电机减速机构俯视图。
图中：
Ⅰ-方向盘单元， Ⅱ-电子控制单元， Ⅲ-转向执行单元；
A-转向执行电机减速机构， B-转向器， C-路感电机减速机构；
1-减速转向下壳体， 2-转向齿条箱桶， 3.齿条；
4.齿条衬套套管； 5.齿条套衬； 6.O型密封圈；
7.钢丝挡圈； 8.第一蜗杆； 9.锁紧螺母；
10.调整螺塞； 11.弹簧； 12.齿条支撑座；
13.垫片； 14.滚针轴承； 15.转向齿轮轴；
16.第一深沟球轴承； 17.第一蜗轮； 18.第二深沟球轴承；
19.角位移传感器； 20.唇形密封圈； 21.减速转向上壳体；
22.第一螺栓； 23.第一转向执行电机； 24.第一塞螺栓；
25.第一塞螺母； 26.第三深沟球轴承； 27.第二塞螺栓；
28.第二塞螺母； 29.路感电机； 30.减速器上壳体；
31.扭矩转角传感器； 32.转向主动轴； 33.扭转杆；
34.上传动轴； 35.第二蜗轮； 36.减速器下壳体；
37.电磁离合器； 38.第二蜗杆； 39.第三塞螺栓；
40.第三塞螺母； 41.第一联轴器； 42.第一转向万向节；
43.第二转向万向节； 44.齿条位移传感器； 45.第二转向执行电机；
46.第一隔套； 47.第二螺栓； 48.第四深沟球轴承；
49.第一键； 50.第二隔套； 51.第五深沟球轴承；
52.第三螺栓； 53.第二联轴器； 54.第三联轴器；
55.第六深沟球轴承； 56.第七深沟球轴承； 57.第八深沟球轴承；
58.第二键； 59.转向小齿轮； 60.方向盘；
61.转向轮； 62.塑料销钉； 63.下传动轴；
64.第三转向万向节。
101.下壳体主体， 102.下壳体耳板， 103.下壳体齿条筒
具体实施方式
为清楚、完整地描述本发明所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：
本发明提供了一种乘用车电机驱动复合线控转向系统，如图1所示，所述复合线控转向系统由方向盘单元Ⅰ、电子控制单元Ⅱ和转向执行单元Ⅲ组成。其中，所述方向盘单元Ⅰ中路感电机29连接路感电机减速机构C后与方向盘60的旋转轴相连，通过路感电机29实现路感模拟；方向盘单元Ⅰ通过电磁离合器37与转向执行单元Ⅲ相连，以实现扭矩的传递；在方向盘60的转向主动轴上安装有扭矩转角传感器31；所述转向执行单元Ⅲ中，转向执行电机减速机构A采用蜗轮蜗杆式减速机构，其中，转向执行电机减速机构A中安装蜗轮的转向齿轮轴与方向盘单元Ⅰ中的电磁离合器37相连，转向执行电机减速机构A中的蜗杆两端分别与第一转向执行电机23和第二转向执行电机45相连，通过第一转向执行电机23和第二转向执行电机45向转向执行电机减速机构A输出转向驱动扭矩；转向执行单元Ⅲ中的转向器B采用齿轮齿条式转向器，其中，转向器B中的转向齿轮与转向执行电机减速机构A中的蜗轮同轴设置，转向器B中的齿条两端分别连接转向轮61，以实现控制转向轮61的转向动作；在转向器B中与齿条相对应的位置上安装有齿条位移传感器44，在与转向器B中的转向齿轮同轴设置的转向齿轮轴上安装有角位移传感器19；所述电子控制单元Ⅱ中，ECU分别与扭矩转角传感器31、路感电机29、电磁离合器37、第一转向执行电机23、第二转向执行电机45、齿条位移传感器44和角位移传感器19信号连接，实现对状态信号的采集及控制信号的发送。
下面结合说明书附图对本发明所述复合线控转向系统的具体结构及连接关系进行阐述。
如图1和图2所示，所述方向盘单元Ⅰ包括方向盘60、扭矩转角传感器31、路感电机29、路感电机减速机构C、电磁离合器37、转向主动轴32、扭转杆33、上传动轴34、下传动轴63、第一转向万向节42、第二转向万向节43和第三转向万向节64。其中，所述路感电机29为无刷直流电机；所述路感电机减速机构C采用蜗轮蜗杆式减速机构，如图1和图8所示，所述路感电机减速机构C由减速器上壳体30、第二蜗轮35、第一隔套46、减速器下壳体36、第二蜗杆38、第三塞螺栓39、第三塞螺母40和第一联轴器41组成。
如图8所示，所述路感电机29的电机外壳通过第二螺栓47固定安装在减速器下壳体36外表面上；路感电机29的输出端通过第一联轴器41与第二蜗杆38的一端同轴连接；所述第一联轴器41采用六角卡盘联轴器；所述第二蜗杆38与路感电机29相连一端通过第五深沟球轴承51旋转支撑安装在减速器下壳体36内侧壁上，所述第五深沟球轴承51内圈通过第二蜗杆38的轴肩进行限位，第五深沟球轴承51外圈通过第三塞螺栓39和第三塞螺母40进行限位，其中，所述第三塞螺栓39螺纹连接在减速器下壳体36上，第三塞螺栓39的一端端面顶压在第五深沟球轴承51的外圈上，且第三塞螺栓3的另一端通过第三塞螺母40锁紧固定；第二蜗杆38另一端通过第四深沟球轴承48旋转支撑安装在减速器下壳体36内侧壁上，所述第四深沟球轴承48内圈通过第二蜗杆38的轴肩进行限位，第四深沟球轴承48外圈顶靠在减速器下壳体36内侧壁端面上。
如图2和图8所示，所述第二蜗轮35与第二蜗杆38啮合连接，第二蜗轮35通过第一键49同轴安装在上传动轴34上，上传动轴34的一端通过第七深沟球轴承56旋转支撑安装在减速器下壳体36内侧壁上，第二蜗轮35的外端面通过第一隔套46限位于第七深沟球轴承56的内端面上，上传动轴34的另一端通过第六深沟球轴承55旋转支撑安装在减速器上壳体30内侧壁上，减速器上壳体30与减速器下壳体36通过螺栓固定连接组成减速器壳体；所述转向主动轴32下端套装在扭转杆33上端外侧，且转向主动轴32与扭转杆33沿径向留有间隙，所述上传动轴34上端套装在扭转杆33下端外侧，且上传动轴34与扭转杆33沿径向留有间隙，在转向主动轴32与扭转杆33、以及上传动轴34与扭转杆33之间的间隙中注入有塑料形成塑料销钉，实现转向主动轴32的扭矩通过扭转杆33同步传递至上传动轴34。扭矩转角传感器31套装在转向主动轴32的径向外侧与对应的减速器上壳体30侧壁之间，实现对转向主动轴32扭矩及转角变化的监测；转向主动轴32的另一端与方向盘60同轴连接。所述第二蜗杆38在所路感电机29的驱动下工作，进一步驱动所述第二蜗轮35转动，进而带动上传动轴34、扭转杆33、转向主动轴32和方向盘60依次转动。
如图2所示，所述上传动轴34下端通过第一转向万向节42与电磁离合器37的一端相连，电磁离合器37的另一端通过第二转向万向节43与下传动轴63相连，下传动轴63通过第三转向万向节64与转向器B的转向齿轮轴15相连。
如图1、图2和图4所示，所述转向执行单元Ⅲ包括：转向轮61、角位移传感器19、齿条位移传感器44、第一转向执行电机23、第二转向执行电机45、转向执行电机减速机构A、转向器B和减速转向壳体。其中，所述第一转向执行电机23和第二转向执行电机45均为有刷直流电机；所述转向执行电机减速机构A和转向器B安装在减速转向壳体内；所述减速转向壳体由减速转向上壳体21和减速转向下壳体1通过第一螺栓22固连组成。
如图2、图3和图4所示，所述转向执行电机减速机构A采用蜗轮蜗杆式减速机构，所述转向执行电机减速机构A由第一蜗杆8、第一蜗轮17、第二隔套50、第一塞螺栓24、第一塞螺母25、第三深沟球轴承26、第八深沟球轴承57、第二塞螺栓27、第二塞螺母28、第二联轴器53和第三联轴器54组成。
所述第一转向执行电机23的电机外壳通过第三螺栓52固定安装在减速转向下壳体1一侧外表面上，第二转向执行电机45的电机外壳通过第三螺栓52固定安装在减速转向下壳体1另一侧外表面上；所述第一蜗杆8的一端通过第二联轴器53与第一转向执行电机23的输出端相连，第一蜗杆8的另一端通过第三联轴器54与第二转向执行电机45的输出端相连；所述第二联轴器53和第三联轴器54均为六角卡盘联轴器，所述第一转向执行电机23和第二转向执行电机45结构相同；第一蜗杆8的一端通过第三深沟球轴承26旋转支撑在减速转向下壳体1的内侧壁上，第三深沟球轴承26的内圈通过第一蜗杆8的轴肩限位，第三深沟球轴承26的外圈和同一侧的第二联轴器53通过第一塞螺栓24和第一塞螺母25进行限位，其中，所述第一塞螺栓24螺纹连接在减速转向下壳体1上，第一塞螺母25的一端端面顶压在第八深沟球轴承57的外圈上，且第一塞螺栓24的另一端通过第一塞螺母25锁紧固定；第一蜗杆8的另一端通过第八深沟球轴承57旋转支撑在减速转向下壳体1的内侧壁上，第八深沟球轴承57的内圈通过第一蜗杆8的轴肩限位，第八深沟球轴承57外圈通过第二塞螺栓27和第二塞螺母28进行限位，其中，所述第二塞螺栓27螺纹连接在减速转向下壳体1上，第二塞螺母28的一端端面顶压在第八深沟球轴承57的外圈上，且第二塞螺栓27的另一端通过第第二塞螺母28锁紧固定。
如图4所示，所述第一蜗杆8与第一蜗轮17相啮合，第一蜗轮17通过第二键58安装在转向器B的转向齿轮轴15上，且第一蜗轮17的端面通过第二隔套50限位于减速转向下壳体1的内沿端面上。
如图2和图4所示，所述转向器B采用齿轮齿条式减速器，所述转向器B由转向齿条箱桶2、齿条3、齿条衬套套管4、齿条套衬5、O型密封圈6、钢丝挡圈7、锁紧螺母9、调整螺塞10、螺旋弹簧11、齿条支撑座12、垫片13、滚针轴承14、转向齿轮轴15、转向小齿轮59、第一深沟球轴承16、第二深沟球轴承18和唇形密封圈20组成。
如图2所示，所述转向齿条箱桶2外壁与减速转向下壳体1内壁固连，齿条衬套5套装在齿条衬套套管4内，齿条衬套5的两端外侧通过钢丝挡圈7卡接固定在齿条衬套5内侧壁上，所述齿条衬套5套装在齿条3的外侧，齿条3通过齿条衬套5支撑，且在齿条3与齿条衬套5之间的间隙通过O型密封圈6密封。
如图4所示，所述转向小齿轮59同轴一体加工在转向齿轮轴15的前端，转向齿轮轴15的前端通过滚针轴承14旋转支撑安装在减速转向下壳体1的内侧壁上，转向齿轮轴15的中部通过第二键58同轴安装有第一蜗轮17，转向齿轮轴15的中部通过第一深沟球轴承16旋转支撑安装在减速转向下壳体1的内侧壁上，所述角位移传感器19安装在转向齿轮轴15的后端，以测量转向齿轮轴15的旋转角位移，转向齿轮轴15的后端通过第二深沟球轴承18旋转支撑安装在减速转向上壳体21的内侧壁上，且唇形密封圈20安装在转向齿轮轴15的尾端径向外侧与对应的减速转向上壳体21的内侧壁之间实现密封。
如图4所示，所述齿条3与转向小齿轮59相啮合；所述齿条3通过齿条支撑座12支撑安装在减速转向下壳体1内，且齿条3与齿条支撑12之间设有垫片13；齿条支撑座12底面开有弹簧安装槽，调整螺塞10螺纹连接在齿条支撑座12下方的减速转向下壳体1侧壁上，且调整螺塞10的顶面开有与齿条支撑座12底面弹簧安装槽相对应的顶面弹簧安装槽，螺旋弹簧11两端分别安装在齿条支撑座12底面弹簧安装槽和调整螺塞10顶面弹簧安装槽内；所述锁紧螺母9与调整螺塞10下端的外螺纹相配合，通过调整调整螺塞10在减速转向下壳体1内旋入的轴向距离，进而调整齿条支撑座12上齿条3与转向小齿轮59的啮合位置，使齿条3与转向小齿轮59啮合良好，最后通过锁紧螺母9将调整螺塞10固定锁紧在减速转向下壳体1上；所述齿条位移传感器44安装于所述转向齿条箱桶2上，以测量齿条3的直线位移；
如图5、图6和图7所示，所述减速转向下壳体1由下壳体主体101、下壳体耳板102和下壳体齿条筒103组成，其中，下壳体主体101的外沿端面上设有连接孔，用于通过第一螺栓22与减速转向上壳体21对接固定组成减速转向壳体；下壳体耳板102有两个，对称设置于下壳体主体101的两侧，分别用于与第一转向执行电机23和第二转向执行电机45的电机壳体固定连接；下壳体齿条筒103位于下壳体主体101下端，下壳体齿条筒103的内壁与转向齿条箱桶2的外壁固连，以实现对内部齿条3的支撑安装；此外，在下壳体齿条筒103的底部侧壁上开有安装孔，用于安装调整螺塞10。
上述转向执行单元Ⅲ中，第一蜗杆8在所述第一转向执行电机23和第二转向执行电机45的双电机驱动下工作，并进一步驱动第一蜗轮17转动，所述第一蜗轮17通过转向齿轮轴15带动转向小齿轮59转动，所述转向小齿轮59驱动所述齿条3进行直线往复运动。
所述电子控制单元Ⅱ由EAC构成；所述EAC分别与扭矩转角传感器31、路感电机29、电磁离合器37、第一转向执行电机23、第二转向执行电机45、齿条位移传感器44和角位移传感器19信号连接；其中，EAC接收扭矩转角传感器31采集的方向盘60的扭矩转角信号，进而判断驾驶员的转向意图；EAC接收齿条位移传感器44采集的齿条3位移信号，以间接获得转向轮的实际转向信号；EAC接收角位移传感器19采集的转向齿轮轴15的旋转角度信号，间接获得转向轮的实际转向信号；所述齿条位移传感器44和和角位移传感器19实现冗余，EAC通过齿条位移传感器44和和角位移传感器19采集的信号可以间接获得转向轮的实际转向状态，并根据扭矩转角传感器31测得的方向盘60的实际转向输入，对转向轮61的实际转向输出进行修正；EAC将离合器控制信号发送给电磁离合器37以控制其分离或结合，进而控制方向盘单元中Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间的机械结构断开或连接；EAC分别向路感电机29、第一转向执行电机23和第二转向执行电机45发送相应的电机运行控制信号，以控制路感电机29、第一转向执行电机23和第二转向执行电机45的运行状态；同时，所述第一转向执行电机23和第二转向执行电机45还向EAC反馈包括转速和转矩在内的实时运行状态信号，以实现对第一转向执行电机23和第二转向执行电机45的闭环控制调节。
根据上述乘用车电机驱动复合线控转向系统的组成结构，本发明还提供了一种乘用车电机驱动复合线控转向系统的转向控制方法，具体过程如下：
所述转向控制方法包括常规转向控制方法、失效备份转向控制方法和机械转向控制方法,具体过程分别如下：
一、所述常规转向控制方法的具体工作过程如下：
如图1所示，在常规转向工况下，驾驶员转动方向盘60，发出转向操作信号，扭矩转角传感器31检测方向盘60的扭矩转角信号，即探测驾驶员的转向操作意图，并将采集到的方向盘60扭矩转角信号发送至ECU，ECU接收到相应的方向盘60扭矩转角信号后经分析计算后输出执行电机运行控制信号，并将执行电机运行控制信号分别发送至第一转向执行电机23和第二转向执行电机45，控制第一转向执行电机23和第二转向执行电机45分别向外输出转向轮转向驱动转矩，且使第一转向执行电机23和第二转向执行电机45分别承担50％的转向轮转向驱动转矩，即转向轮所需要的转向驱动转矩由第一转向执行电机23和第二转向执行电机45均分，第一转向执行电机23和第二转向执行电机45输出的转向轮转向驱动转矩同时传输至转向执行电机减速机构A，如图3和图4所示，所述转向执行电机减速机构A和转向器B中，第一转向执行电机23和第二转向执行电机45的输出端同时驱动第一蜗杆8旋转，第一蜗杆8带动第一蜗轮17转动，进而带动转向齿轮轴15旋转，转向齿轮轴15末端的转向小齿轮59随转向齿轮轴15同步旋转，在转向小齿轮59的驱动下，齿条3沿直线运动控制两端的转向轮61摆动，实现常规转向过程；
在上述常规转向控制过程中，当ECU输出执行电机运行控制信号时，除通过扭矩转角传感器31直接检测方向盘60的扭矩转角信号，进而获得方向盘的转向信号外，还通过角位移传感器19检测到的的转向齿轮轴15的旋转角度信号，间接获得转向轮的实际转向信号，通过齿条位移传感器44检测到的齿条3的位移信号，间接获得转向轮的实际转向信号，所述齿条位移传感器44和和角位移传感器19实现冗余，EAC通过齿条位移传感器44和和角位移传感器19采集的信号间接获得转向轮的实际转向状态，并根据扭矩转角传感器31检测到的方向盘60的实际转向输入，修正输出的执行电机运行控制信号，即对转向轮61的实际转向输出进行修正；
在上述常规转向控制过程中，所述第一转向执行电机23和第二转向执行电机45还向EAC反馈包括转速和转矩在内的实时运行状态信号，进而实现EAC对第一转向执行电机23和第二转向执行电机45的闭环控制调节；
如图1所示，在上述常规转向控制过程中，ECU通过接收车载的路面信息采集装置(图中未显示)采集到的路面信息，并对路面信息进行分析，输出路感电机运行控制信号，将路感电机运行控制信号发送至路感电机29，控制路感电机29向外输出路感模拟转矩(阻力矩)，控制路感电机29输出的路感模拟转矩传输至路感电机减速机构C，如图8所示，所述路感电机减速机构C中，控制路感电机29的输出端驱动第二蜗杆38旋转，第二蜗杆38带动第二蜗轮35转动，进而带动上传动轴34旋转，并依次带动扭转杆33、转向主动轴32和方向盘60转动，最终通过路感模拟转矩表现出的路面模拟信号通过方向盘60反馈至驾驶员，实现路感模拟；
在上述常规转向控制过程中，ECU控制电磁离合器分离，使方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间无机械连接。
二、所述失效备份转向控制方法的具体工作过程如下：
如图1所示，第一转向执行电机23和第二转向执行电机45中的任意一个发生故障而失效无法工作时，转向系统进入失效备份转向工况，以第一转向执行电机23故障为例，此时，驾驶员转动方向盘60，发出转向操作信号，扭矩转角传感器31检测方向盘60的扭矩转角信号，即探测驾驶员的转向操作意图，并将采集到的方向盘60扭矩转角信号发送至ECU，ECU接收到相应的方向盘60扭矩转角信号后经分析计算后输出执行电机运行控制信号，并将执行电机运行控制信号发送至第二转向执行电机45，由第二转向执行电机45独立输出转向轮转向驱动转矩，第二转向执行电机45输出的转向轮转向驱动转矩传输至转向执行电机减速机构A，如图3和图4所示，所述转向执行电机减速机构A和转向器B中，第二转向执行电机45的输出端驱动第一蜗杆8旋转，第一蜗杆8带动第一蜗轮17转动，进而带动转向齿轮轴15旋转，转向齿轮轴15末端的转向小齿轮59随转向齿轮轴15同步旋转，在转向小齿轮59的驱动下，齿条3沿直线运动控制两端的转向轮61摆动，实现失效备份转向过程；
在上述常规转向控制过程中，当ECU输出执行电机运行控制信号时，除通过扭矩转角传感器31直接检测方向盘60的扭矩转角信号，进而获得方向盘的转向信号外，还通过角位移传感器19检测到的的转向齿轮轴15的旋转角度信号，间接获得转向轮的实际转向信号，通过齿条位移传感器44检测到的齿条3的位移信号，间接获得转向轮的实际转向信号，所述齿条位移传感器44和和角位移传感器19实现冗余，EAC通过齿条位移传感器44和和角位移传感器19采集的信号间接获得转向轮的实际转向状态，并根据扭矩转角传感器31检测到的方向盘60的实际转向输入，修正输出的执行电机运行控制信号，即对转向轮61的实际转向输出进行修正；
在上述常规转向控制过程中，所述第二转向执行电机45还向EAC反馈包括转速和转矩在内的实时运行状态信号，进而实现EAC对第二转向执行电机45的闭环控制调节；
如图1所示，在上述常规转向控制过程中，ECU通过接收车载的路面信息采集装置(图中未显示)采集到的路面信息，并对路面信息进行分析，输出路感电机运行控制信号，将路感电机运行控制信号发送至路感电机29，控制路感电机29向外输出路感模拟转矩(阻力矩)，控制路感电机29输出的路感模拟转矩传输至路感电机减速机构C，如图8所示，所述路感电机减速机构C中，控制路感电机29的输出端驱动第二蜗杆38旋转，第二蜗杆38带动第二蜗轮35转动，进而带动上传动轴34旋转，并依次带动扭转杆33、转向主动轴32和方向盘60转动，最终通过路感模拟转矩表现出的路面模拟信号通过方向盘60反馈至驾驶员，实现路感模拟；
在上述常规转向控制过程中，ECU控制电磁离合器分离，使方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间无机械连接。
三、所述机械转向控制方法的具体工作过程如下：
如图1所示，当第一转向执行电机23和第二转向执行电机45均发生故障而全部失效无法工作时，转向系统进入机械转向工况，此时，ECU控制使电磁离合器37结合，方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间，由方向盘60、转向主动轴32、扭转杆33和上传动轴34依次连接组成的方向盘转向杆系通过电磁离合器37与转向执行电机减速机构A的转向齿轮轴15机械连接，驾驶员操作方向盘60转动向外输出转向轮转向驱动转矩，转向轮转向驱动转矩经方向盘转向杆系传递至转向齿轮轴15，如图4所示，所述转向器B中，转向齿轮轴15末端的转向小齿轮59随转向齿轮轴15同步旋转，在转向小齿轮59的驱动下，齿条3沿直线运动控制两端的转向轮61摆动，实现机械转向过程；
如图1所示，在上述常规转向控制过程中，路面信息所反映产生的路感模拟转矩直接依次经转向器B、电磁离合器37以及方向盘转向杆系反馈至驾驶员。

Claims (9)

1.一种乘用车电机驱动复合线控转向系统，其特征在于：
由方向盘单元(Ⅰ)、电子控制单元(Ⅱ)和转向执行单元(Ⅲ)组成；
所述方向盘单元(Ⅰ)由方向盘(60)、扭矩转角传感器(31)、路感电机(29)、路感电机减速机构(C)、电磁离合器(37)、转向主动轴(32)、扭转杆(33)、上传动轴(34)和下传动轴(63)组成；路感电机(29)连接路感电机减速机构C后与转向主动轴(32)相连，扭矩转角传感器(31)安装在转向主动轴(32)上，转向主动轴(32)上端连接方向盘(60)，转向主动轴(32)下端通过扭转杆(33)与上传动轴(34)上端相连，上传动轴(34)下端通过第一转向万向节(42)与电磁离合器(37)一端相连，电磁离合器(37)另一端通过第二转向万向节(43)与下传动轴(63)相连；
所述转向执行单元(Ⅲ)由转向轮(61)、第一转向执行电机(23)、第二转向执行电机(45)、转向执行电机减速机构(A)、转向器(B)和减速转向壳体组成；转向执行电机减速机构(A)为蜗轮蜗杆式减速机构，所述转向执行电机减速机构(A)中，第一蜗轮(17)安装在转向齿轮轴(15)上，转向齿轮轴(15)通过第三转向万向节(64)与下传动轴(63)相连，第一蜗杆(8)两端分别与第一转向执行电机(23)和第二转向执行电机(45)相连，第一蜗轮(17)和第一蜗杆(8)相啮合；转向器(B)为齿轮齿条式转向器，转向器(B)中的转向小齿轮(59)与第一蜗轮(17)同轴固连，齿条(3)两端分别连接转向轮(61)，转向小齿轮(59)和齿条(3)相啮合；
所述电子控制单元(Ⅱ)中，ECU分别与扭矩转角传感器(31)、路感电机(29)、电磁离合器(37)、第一转向执行电机(23)和第二转向执行电机(45)信号连接。
2.如权利要求1所述一种乘用车电机驱动复合线控转向系统，其特征在于：
所述转向执行单元(Ⅲ)还包括角位移传感器(19)和齿条位移传感器(44)；
所述角位移传感器(19)安装在转向齿轮轴(15)上，齿条位移传感器(44)安装在与齿条(3)相对应的位置上；
所述齿条位移传感器(44)和角位移传感器(19)分别与ECU信号连接。
3.如权利要求1所述一种乘用车电机驱动复合线控转向系统，其特征在于：
所述路感电机减速机构(C)采用蜗轮蜗杆式减速机构，由减速器上壳体(30)、第二蜗轮(35)、减速器下壳体(36)、第二蜗杆(38)和第一联轴器(41)组成；
所述路感电机(29)固定安装在减速器下壳体(36)上，路感电机(29)的输出端通过第一联轴器(41)与第二蜗杆(38)的一端同轴连接，所述第二蜗杆(38)两端通过深沟球轴承安装在减速器下壳体(36)内侧壁上，所述第二蜗轮(35)与第二蜗杆(38)啮合连接，第二蜗轮(35)同轴安装在上传动轴(34)上，上传动轴(34)一端深沟球轴承安装在减速器下壳体(36)内侧壁上，上传动轴(34)另一端通过深沟球轴承安装在减速器上壳体(30)内侧壁上；
减速器上壳体(30)与减速器下壳体(36)通过螺栓固定连接组成减速器壳体。
4.如权利要求1所述一种乘用车电机驱动复合线控转向系统，其特征在于：
所述转向器B由转向齿条箱桶(2)、齿条(3)、齿条衬套套管(4)、齿条套衬(5)、O型密封圈(6)、钢丝挡圈(7)、锁紧螺母(9)、调整螺塞(10)、螺旋弹簧(11)、齿条支撑座(12)、垫片(13)、滚针轴承(14)、转向齿轮轴(15)、转向小齿轮(59)、第一深沟球轴承(16)、第二深沟球轴承(18)和唇形密封圈(20)组成；
所述转向齿条箱桶(2)外壁与减速转向下壳体(1)内壁固连，齿条衬套(5)套装在齿条衬套套管(4)内，齿条衬套(5)的两端外侧通过钢丝挡圈(7)卡接固定在齿条衬套(5)内侧壁上，所述齿条衬套(5)套装在齿条(3)的外侧，齿条(3)通过齿条衬套(5)支撑，且在齿条(3)与齿条衬套(5)之间的间隙通过O型密封圈(6)密封；
所述转向小齿轮(59)同轴一体加工在转向齿轮轴(15)的前端，转向齿轮轴(15)的前端通过滚针轴承(14)安装在减速转向壳体内侧壁上，转向齿轮轴(15)的中部同轴安装有第一蜗轮(17)，转向齿轮轴(15)的中部通过第一深沟球轴承(16)旋转支撑安装在减速转向壳体内侧壁上，转向齿轮轴(15)的后端通过第二深沟球轴承(18)安装在减速转向上壳体(21)内侧壁上，且唇形密封圈(20)安装在转向齿轮轴(15)后端外侧与减速转向壳体内侧壁之间实现密封；
所述齿条(3)通过齿条支撑座(12)支撑安装在减速转向壳体内，垫片(13)设置在齿条(3)与齿条支撑(12)之间，调整螺塞(10)螺纹连接在齿条支撑座(12)下方的减速转向壳体侧壁上，螺旋弹簧(11)两端分别安装在齿条支撑座(12)底面弹簧安装槽和调整螺塞(10)顶面弹簧安装槽内，所述锁紧螺母(9)与调整螺塞(10)下端的外螺纹配合，通过调整调整螺塞(10)在减速转向壳体内旋入的轴向距离，调整齿条支撑座(12)上齿条(3)与转向小齿轮(59)的啮合位置，并通过锁紧螺母(9)将调整螺塞(10)固定锁紧在减速转向壳体上。
5.如权利要求4所述一种乘用车电机驱动复合线控转向系统，其特征在于：
所述减速转向下壳体(1)由下壳体主体(101)、下壳体耳板(102)和下壳体齿条筒(103)组成，其中，下壳体主体(101)的外沿端面上设有连接孔，用于与减速转向上壳体(21)对接固定组成减速转向壳体；下壳体耳板(102)有两个，对称设置于下壳体主体(101)的两侧，分别用于与第一转向执行电机(23)和第二转向执行电机(45)的电机壳体固定连接；下壳体齿条筒(103)位于下壳体主体(101)下端，下壳体齿条筒(103)的内壁与转向齿条箱桶(2)的外壁固连，以实现对内部齿条(3)的支撑安装，在下壳体齿条筒(103)的底部侧壁上开有安装孔，用于安装调整螺塞(10)。
6.如权利要求1所述一种乘用车电机驱动复合线控转向系统，其特征在于：
所述转向主动轴(32)下端套装在扭转杆(33)上端外侧，且转向主动轴(32)与扭转杆(33)沿径向留有间隙，所述上传动轴(34)上端套装在扭转杆(33)下端外侧，且上传动轴(34)与扭转杆(33)沿径向留有间隙，在转向主动轴(32)与扭转杆(33)以及上传动轴(34)与扭转杆(33)之间的间隙中注入有塑料形成塑料销钉，实现转向主动轴(32)的扭矩通过扭转杆(33)同步传递至上传动轴(34)。
7.如权利要求1所述一种乘用车电机驱动复合线控转向系统的转向控制方法，其特征在于：
所述转向控制方法包括常规转向控制方法、失效备份转向控制方法和机械转向控制方法，具体过程分别如下：
所述常规转向控制方法的具体工作过程如下：
在常规转向工况下，驾驶员转动方向盘(60)，发出转向操作信号，扭矩转角传感器(31)检测方向盘(60)的扭矩转角信号，并将采集到的方向盘(60)扭矩转角信号发送至ECU，ECU接收到相应的方向盘(60)扭矩转角信号经处理后输出执行电机运行控制信号，并将执行电机运行控制信号分别发送至第一转向执行电机(23)和第二转向执行电机(45)，控制第一转向执行电机(23)和第二转向执行电机(45)分别向外输出转向轮转向驱动转矩，且使第一转向执行电机(23)和第二转向执行电机(45)分别承担50％的转向轮转向驱动转矩，第一转向执行电机(23)和第二转向执行电机(45)输出的转向轮转向驱动转矩同时传输至转向执行电机减速机构(A)，所述转向执行电机减速机构(A)和转向器(B)中，第一转向执行电机(23)和第二转向执行电机(45)的输出端同时驱动第一蜗杆(8)旋转，第一蜗杆(8)带动第一蜗轮(17)转动，进而带动转向齿轮轴(15)旋转，转向齿轮轴(15)末端的转向小齿轮(59)随转向齿轮轴(15)同步旋转，在转向小齿轮(59)的驱动下，齿条(3)沿直线运动控制两端的转向轮(61)摆动，实现常规转向过程；
在常规转向工况下，ECU控制电磁离合器分离，使方向盘单元(Ⅰ)与转向执行单元(Ⅲ)之间无机械连接；
所述失效备份转向控制方法的具体工作过程如下：
当第一转向执行电机(23)和第二转向执行电机(45)中仅有一个为有效工作的转向执行电机时，转向系统进入失效备份转向工况，此时，驾驶员转动方向盘(60)，发出转向操作信号，扭矩转角传感器(31)检测方向盘(60)的扭矩转角信号，并将采集到的方向盘(60)扭矩转角信号发送至ECU，ECU接收到相应的方向盘(60)扭矩转角信号经处理后输出执行电机运行控制信号，并将执行电机运行控制信号发送至有效工作的转向执行电机，由有效工作的转向执行电机输出转向轮转向驱动转矩，有效工作的转向执行电机输出的转向轮转向驱动转矩传输至转向执行电机减速机构(A)，所述转向执行电机减速机构(A)和转向器(B)中，有效工作的转向执行电机的输出端驱动第一蜗杆(8)旋转，第一蜗杆(8)带动第一蜗轮(17)转动，进而带动转向齿轮轴(15)旋转，转向齿轮轴(15)末端的转向小齿轮(59)随转向齿轮轴(15)同步旋转，在转向小齿轮(59)的驱动下，齿条(3)沿直线运动控制两端的转向轮(61)摆动，实现失效备份转向过程；
在失效备份转向工况下，ECU控制电磁离合器分离，使方向盘单元(Ⅰ)与转向执行单元(Ⅲ)之间无机械连接；
所述机械转向控制方法的具体工作过程如下：
当第一转向执行电机(23)和第二转向执行电机(45)均无法工作时，转向系统进入机械转向工况，此时，ECU控制使电磁离合器(37)结合，方向盘单元(Ⅰ)与转向执行单元(Ⅲ)之间，由方向盘(60)、转向主动轴(32)、扭转杆(33)和上传动轴(34)依次连接组成的方向盘转向杆系通过电磁离合器(37)与转向执行电机减速机构(A)的转向齿轮轴(15)机械连接，驾驶员操作方向盘(60)转动向外输出转向轮转向驱动转矩，转向轮转向驱动转矩经方向盘转向杆系传递至转向齿轮轴(15)，所述转向器(B)中，转向齿轮轴(15)末端的转向小齿轮(59)随转向齿轮轴(15)同步旋转，在转向小齿轮(59)的驱动下，齿条(3)沿直线运动控制两端的转向轮(61)摆动，实现机械转向过程。
8.如权利要求7所述一种乘用车电机驱动复合线控转向系统，其特征在于：
在常规转向工况和失效备份转向工况下，当ECU输出执行电机运行控制信号时，除通过扭矩转角传感器(31)直接检测方向盘(60)的扭矩转角信号，进而获得方向盘的转向信号外，还通过角位移传感器(19)检测转向齿轮轴(15)的旋转角度信号，间接获得转向轮的实际转向信号，通过齿条位移传感器(44)检测齿条(3)的位移信号，间接获得转向轮的实际转向信号，EAC通过齿条位移传感器(44)和和角位移传感器(19)采集的信号间接获得转向轮的实际转向状态，并根据扭矩转角传感器(31)检测到的方向盘(60)的实际转向输入，修正输出的执行电机运行控制信号，实现对转向轮(61)的实际转向输出进行修正。
9.如权利要求7所述一种乘用车电机驱动复合线控转向系统，其特征在于：
在常规转向工况和失效备份转向工况下，ECU对接收到的路面信息进行处理，输出路感电机运行控制信号，将路感电机运行控制信号发送至路感电机(29)，控制路感电机(29)向外输出路感模拟转矩，控制路感电机(29)输出的路感模拟转矩传输至路感电机减速机构(C)，所述路感电机减速机构(C)中，控制路感电机(29)的输出端驱动第二蜗杆(38)旋转，第二蜗杆(38)带动第二蜗轮(35)转动，进而带动上传动轴(34)旋转，并依次带动扭转杆(33)、转向主动轴(32)和方向盘(60)转动，最终通过路感模拟转矩表现出的路面模拟信号通过方向盘(60)反馈至驾驶员，实现路感模拟。
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