CN110696912A - 乘用车多模式电机驱动线控转向系统及其转向控制方法 - Google Patents

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CN110696912A
CN110696912A CN201911155148.1A CN201911155148A CN110696912A CN 110696912 A CN110696912 A CN 110696912A CN 201911155148 A CN201911155148 A CN 201911155148A CN 110696912 A CN110696912 A CN 110696912A
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范天昕
王欣志
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Abstract

本发明公开了乘用车多模式电机驱动线控转向系统及其转向控制方法,所述系统由方向盘单元、电子控制单元和转向执行单元组成,方向盘单元中设置有路感模拟组件实现路感模拟,方向盘单元通过转矩传递机构与转向执行单元相连,转向执行单元中采用双传动轴结构以实现对左右两侧车轮转向独立控制,方向盘单元与转向执行单元中各电元件均与电子控制单元信号连接,以实现对转向系统实施状态信号的采集以及对电控元件控制信号的发送;所述转向控制方法是在相应的电机失效状态下,通过ECU控制相应的电磁离合器分离或结合,进而实现控制转向转矩传递。本发明实现在系统电元件失效的情况下仍能保证车辆顺利完成转向动作,大大提高了转向系统的安全性。

Description

乘用车多模式电机驱动线控转向系统及其转向控制方法
技术领域
本发明属于车辆线控转向技术领域,具体涉及一种乘用车多模式电机驱动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,其在车辆转向控制技术领域内的应用日趋广泛。其中,应用较多的车辆转向系统包括:“线控助力转向系统”和“线控转向系统”。
“线控助力转向系统”的控制单元可根据多传感器信号感知驾驶员转向意图及车辆实时状态,发出指令控制助力电机对驾驶员的转向操作进行适当助力,同时方向盘单元和转向执行单元间的机械连接可实现对驾驶员的路感反馈。
“线控转向系统”取消了方向盘单元和转向执行单元间之间的全部机械结构,转向动力源仅由转向电机提供,控制单元通过多传感器信号感知驾驶员转向意图及车辆实时状态,直接发送指令控制转向执行单元中的执行电机运转实现转向,同时依靠路感模拟电机实现路感模拟反馈给驾驶员,其结构相比于线控助力系统更加简洁,占用空间更小。
但是,线控助力转向系统和线控转向系统均存在电元件失效的风险,若系统内缺少备份结构,则会出现无法完成转向行为的情况,而依靠机械转向又增加了对驾驶员转向操作力度、稳定性的要求,加大了驾驶难度,进而影响整个转向系统的安全性。
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多模式电机驱动线控转向系统及转向控制方法,实现在系统电元件失效的情况下仍能保证车辆顺利完成转向动作,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:
乘用车多模式电机驱动线控转向系统,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中,转向主动轴3与路感模拟电机5传动连接,且在转向主动轴3与路感模拟电机5之间设有第四电磁离合器24;
所述转向主动轴3通过转矩传递机构A分别与转向执行单元Ⅲ的左传动轴14和右传动轴10相连实现转矩传递,且转矩传递机构A向左传动轴14传递转矩的传动比和转矩传递机构A向右传动轴10传递转矩的传动比不等,转矩传递机构A与左传动轴14之间设有第一电磁离合器12,转矩传递机构A与右传动轴10之间设有第二电磁离合器7;
所述转向执行单元Ⅲ中,左传动轴14与右传动轴10分别与左转向横拉杆18和右转向横拉杆传动连接,实现左转向横拉杆18和右转向横拉杆23横向位移带动对应侧的车轮转向;
所述左转向横拉杆18和右转向横拉杆23之间设有第三电磁离合器19;
所述左转向横拉杆18和右转向横拉杆23还分别与左侧执行电机16和右侧执行电机21传动连接,实现左转向横拉杆18和右转向横拉杆23横向位移带动对应侧的车轮转向;
所述电子控制单元Ⅱ由ECU构成,ECU分别与第一电磁离合器12、第二电磁离合器7、第三电磁离合器19、第四电磁离合器24、路感模拟电机5、左侧执行电机16和右侧执行电机21信号连接。
进一步地,所述方向盘单元Ⅰ中,反向盘25上安装有转角传感器1,转向主动轴3上安装有转矩传感器2;
所述转向执行单元Ⅲ中,左转向横拉杆18上安装有左位移传感器17,右转向横拉杆23上安装有右位移传感器20;
所述转角传感器1、转矩传感器2、左位移传感器17和右位移传感器20分别与ECU信号连接。
进一步地,所述转向主动轴3与路感模拟电机5之间通过锥齿轮副传动连接;
所述锥齿轮副中,主动锥齿轮4同轴安装在转向主动轴3上,并与设置在从动锥齿轮轴13一端的从动锥齿轮相啮合,所述从动锥齿轮轴13的另一端通过第四电磁离合器24与路感模拟电机5的输出端同轴相连。
进一步地,所述转矩传递机构A由两组齿轮传动副组成,其中,第一转向主动轴齿轮115与第二转向主动轴齿轮124分别与转向主动轴3同轴设置,第一转向主动轴齿轮115与左齿轮轴105相啮合形成左齿轮对传动副以实现向左传动轴14传递转矩,第二转向主动轴齿轮124与右齿轮轴120相啮合形成右齿轮对传动副以实现向右传动轴10传递转矩;
所述左齿轮轴105的齿数与右齿轮轴120的齿数不等,以实现左齿轮对传动副与右齿轮对传动副的传动比不等。
进一步地,所述转矩传递机构A一侧转矩输出端通过左一转向万向节11与第一电磁离合器12一端相连,第一电磁离合器12另一端通过左二转向万向节8与左传动轴14相连;
所述转矩传递机构A另一侧转矩输出端通过右一转向万向节6与第二电磁离合器7一端相连,第二电磁离合器7另一端通过右二转向万向节9与右传动轴10相连。
进一步地,所述左传动轴14的端部设有左转向齿轮27,并与套装在左转向横拉杆18上的左齿条15相啮合,形成齿轮齿条传动副控制左转向横拉杆18横向位移;
所述右传动轴10的端部设有右转向齿轮26,并与套装在右转向横拉杆23上的右齿条22相啮合,形成齿轮齿条传动副控制右转向横拉杆23横向位移。
进一步地,所述左侧执行电机16的输出端通过左侧执行电机齿轮与套装在左转向横拉杆18上的左齿条15相啮合,形成齿轮齿条传动副控制左转向横拉杆18横向位移;
所述右侧执行电机21的输出端通过右侧执行电机齿轮与套装在右转向横拉杆23上的右齿条22相啮合,形成齿轮齿条传动副控制右转向横拉杆23横向位移。
乘用车多模式电机驱动线控转向系统的转向控制方法,所述转向控制方法是在路感模拟电机5、左侧执行电机16或右侧执行电机21失效状态下,通过ECU控制第一电磁离合器12、第二电磁离合器7、第三电磁离合器19或第四电磁离合器24分离或结合,进而实现转向控制的方法,具体过程如下:
一、当路感模拟电机5、左侧执行电机16和右侧执行电机21均有效时:
ECU分别控制第四电磁离合器24结合,并控制第一电磁离合器12、第二电磁离合器7和第三电磁离合器19分离,ECU检测方向盘单元Ⅰ的转动状态,并经分析后分别向左侧执行电机16和右侧执行电机21输出执行电机运行控制信号,以控制左侧执行电机16输出使左侧车轮转向的驱动转矩,并控制右侧执行电机21输出使右侧车轮转向的驱动转矩,进而驱动左转向横拉杆18和右转向横拉杆23横向位移控制相应的车轮转向,与此同时,ECU控制路感模拟电机5向外输出路感模拟转矩实现路感模拟;
二、当左侧执行电机16失效,路感模拟电机5和右侧执行电机21均有效时:
ECU分别控制第三电磁离合器19、第四电磁离合器24结合,并第一电磁离合器12和第二电磁离合器7分离,ECU检测方向盘单元Ⅰ的转动状态,并经分析后向右侧执行电机21输出执行电机运行控制信号,以控制右侧执行电机21输出使左侧车轮和右侧车轮同步转向的驱动转矩,进而驱动通过第三电磁离合器19机械连接的左转向横拉杆18和右转向横拉杆23横向位移控制相应的车轮转向,与此同时,ECU控制路感模拟电机5向外输出路感模拟转矩实现路感模拟;
三、当右侧执行电机21失效,路感模拟电机5和左侧执行电机16均有效时:
ECU分别控制第三电磁离合器19、第四电磁离合器24结合,并第一电磁离合器12和第二电磁离合器7分离,ECU检测方向盘单元Ⅰ的转动状态,并经分析后向左侧执行电机16输出执行电机运行控制信号,以控制左侧执行电机16输出使左侧车轮和右侧车轮同步转向的驱动转矩,进而驱动通过第三电磁离合器19机械连接的左转向横拉杆18和右转向横拉杆23横向位移控制相应的车轮转向,与此同时,ECU控制路感模拟电机5向外输出路感模拟转矩实现路感模拟;
四、当路感模拟电机5有效,左侧执行电机16和右侧执行电机21均失效时:
在大转向比模式下,ECU分别控制经转矩传递机构A传递转矩的大传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构A之间的电磁离合器以及第三电磁离合器19结合,并控制经转矩传递机构A传递转矩的小传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构A之间的电磁离合器和第四电磁离合器24分离,方向盘单元Ⅰ向外输出转向转矩,转向转矩依次经转矩传递机构A、经转矩传递机构A传递转矩的大传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构A之间的电磁离合器和经转矩传递机构A传递转矩的大传动比一侧的传动轴传递至对应连接的转向横拉杆,在第三电磁离合器19的机械连接下,左转向横拉杆18和右转向横拉杆23横向位移控制相应的车轮转向;
在小转向比模式下,ECU分别控制经转矩传递机构A传递转矩的小传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构A之间的电磁离合器以及第三电磁离合器19结合,并控制经转矩传递机构A传递转矩的大传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构A之间的电磁离合器和第四电磁离合器24分离,方向盘单元Ⅰ向外输出转向转矩,转向转矩依次经转矩传递机构A、经转矩传递机构A传递转矩的小传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构A之间的电磁离合器和经转矩传递机构A传递转矩的小传动比一侧的传动轴传递至对应连接的转向横拉杆,在第三电磁离合器19的机械连接下,左转向横拉杆18和右转向横拉杆23横向位移控制相应的车轮转向;
五、当左侧执行电机16和右侧执行电机21均有效,路感模拟电机5失效时:
在大转向比模式下,ECU分别控制经转矩传递机构A传递转矩的大传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构A之间的电磁离合器以及第三电磁离合器19结合,并控制经转矩传递机构A传递转矩的小传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构A和第四电磁离合器24分离,方向盘单元Ⅰ向外输出转向转矩,转向转矩依次经转矩传递机构A、经转矩传递机构A传递转矩的大传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构A之间的电磁离合器和经转矩传递机构A传递转矩的大传动比一侧的传动轴传递至对应连接的转向横拉杆,与此同时,ECU检测方向盘单元Ⅰ的转动状态,并经分析后向经转矩传递机构A传递转矩的大传动比一侧的传动轴同侧的执行电机输出执行电机运行控制信号,控制该执行电机输出使左侧车轮和右侧车轮同步转向的驱动助力转矩,进而助力驱动对应的转向横拉杆横向位移,在第三电磁离合器19的机械连接下,左转向横拉杆18和右转向横拉杆23横向位移控制相应的车轮转向;
在大小转向比模式下,ECU分别控制经转矩传递机构A传递转矩的小传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构A之间的电磁离合器以及第三电磁离合器19结合,并控制经转矩传递机构A传递转矩的大传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构A之间的电磁离合器和第四电磁离合器24分离,方向盘单元Ⅰ向外输出转向转矩,转向转矩依次经转矩传递机构A、经转矩传递机构A传递转矩的小传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构A之间的电磁离合器和经转矩传递机构A传递转矩的小传动比一侧的传动轴传递至对应连接的转向横拉杆,与此同时,ECU检测方向盘单元Ⅰ的转动状态,并经分析后向经转矩传递机构A传递转矩的小传动比一侧的传动轴同侧的的执行电机输出执行电机运行控制信号,控制该执行电机输出使左侧车轮和右侧车轮同步转向的驱动助力转矩,进而助力驱动对应的转向横拉杆横向位移,在第三电磁离合器19的机械连接下,左转向横拉杆18和右转向横拉杆23横向位移控制相应的车轮转向;
六、当左侧执行电机16有效,路感模拟电机5和右侧执行电机21均失效时:
ECU分别控制第一电磁离合器12和第三电磁离合器19结合,并控制第二电磁离合器7和第四电磁离合器24分离,方向盘单元Ⅰ向外输出转向转矩,转向转矩依次经转矩传递机构A、第一电磁离合器12和左传动轴14传递至左转向横拉杆18,与此同时,ECU检测方向盘单元Ⅰ的转动状态,并经分析后向左执行电机16输出执行电机运行控制信号,控制左执行电机16输出使左侧车轮和右侧车轮同步转向的驱动助力转矩,进而助力驱动左转向横拉杆横向位移,在第三电磁离合器19的机械连接下,左转向横拉杆18和右转向横拉杆23横向位移控制相应的车轮转向;
七、当右侧执行电机21有效,路感模拟电机5和左侧执行电机16均失效时:
ECU分别控制第二电磁离合器7和第三电磁离合器19结合,并控制第一电磁离合器12和第四电磁离合器24分离,方向盘单元Ⅰ向外输出转向转矩,转向转矩依次经转矩传递机构A、第二电磁离合器7和右传动轴10传递至右转向横拉杆23,与此同时,ECU检测方向盘单元Ⅰ的转动状态,并经分析后向右执行电机21输出执行电机运行控制信号,控制右执行电机21输出使左侧车轮和右侧车轮同步转向的驱动助力转矩,进而助力驱动右转向横拉杆横向位移,在第三电磁离合器19的机械连接下,左转向横拉杆18和右转向横拉杆23横向位移控制相应的车轮转向;
八、当路感模拟电机5、右侧执行电机21和左侧执行电机16均失效时:
在大转向比模式下,ECU分别控制经转矩传递机构A传递转矩的大传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构A之间的电磁离合器以及第三电磁离合器19结合,并控制经转矩传递机构A传递转矩的小传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构A之间的电磁离合器和第四电磁离合器24分离,方向盘单元Ⅰ向外输出转向转矩,转向转矩依次经转矩传递机构A、经转矩传递机构A传递转矩的大传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构A之间的电磁离合器和经转矩传递机构A传递转矩的大传动比一侧的传动轴传递至对应连接的转向横拉杆,在第三电磁离合器19的机械连接下,左转向横拉杆18和右转向横拉杆23横向位移控制相应的车轮转向;
在小转向比模式下,ECU分别控制经转矩传递机构A传递转矩的小传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构A之间的电磁离合器以及第三电磁离合器19结合,并控制经转矩传递机构A传递转矩的大传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构A之间的电磁离合器和第四电磁离合器24分离,方向盘单元Ⅰ向外输出转向转矩,转向转矩依次经转矩传递机构A、经转矩传递机构A传递转矩的小传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构A之间的电磁离合器和经转矩传递机构A传递转矩的小传动比一侧的传动轴传递至对应连接的转向横拉杆,在第三电磁离合器19的机械连接下,左转向横拉杆18和右转向横拉杆23横向位移控制相应的车轮转向。
在转向控制过程中,当左侧执行电机16或右侧执行电机21有效时,当ECU输出执行电机运行控制信号时,除通过安装在方向盘25上的转角传感器1和安装在转向主动轴3上的转矩传感器2检测的转角和扭矩信号,进而直接获得方向盘25的转向信号外,还通过安装在有效执行电机一侧的转向横拉杆上的位移传感器采集的位移信号间接获得转向轮的实际转向状态,ECU根据转角传感器1和转矩传感器2测得的方向盘25的实际转向输入信号修正向对应的有效执行电机输出的执行电机运行控制信号,实现对车轮的实际转向输出进行修正;
在转向控制过程中,当左侧执行电机16或右侧执行电机21有效时,有效执行电机向ECU反馈包括转速和转矩在内的实时运行状态信号,进而实现ECU对有效执行电机的闭环控制调节。
所述ECU控制路感模拟电机5向外输出路感模拟转矩实现路感模拟的具体过程为:
ECU控制路感模拟电机5输出的路感模拟转矩经结合的第四电磁离合器24传输至转向主动轴3进而带动方向盘25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25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多模式电机驱动线控转向系统可提供包括单轮独立线控转向、双轮线控转向、线控助力转向、机械转向在内的多模式转向,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;与此同时,转角传感器和转矩传感器设置构成传感器冗余,增加了系统的安全性;
2、本发明所述的乘用车多模式电机驱动线控转向系统采用了双传动轴的结构,双侧传动轴均可通过与各自齿轮、齿条和执行电机的连接实现线控转向、助力转向,为转向系统的备份提供了更多模式;
3、本发明所述的乘用车多模式电机驱动线控转向系统采用不同齿数的齿轮轴与转向主动轴齿轮啮合实现不同传动比输出,进而实现在线控助力转向和机械转向模式下大、小转向比可调的两种转向模式,为驾驶员提供了更多操纵可选择性;
4、本发明所述的乘用车多模式电机驱动线控转向系统的转向控制方法提出了新的多模式电机驱动线控转向系统控制逻辑,针对不同的失效模式通过控制电磁离合器的开合以及未失效电机的运行状态实现常规转向,同时避免了失效结构的机械连接对常规转向造成的干扰;
5、本发明所述的乘用车多模式电机驱动线控转向系统仅在系统部分环节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多模式电机驱动线控转向系统的主要组成结构及信号连接关系示意图;
图2为本发明所述乘用车多模式电机驱动线控转向系统机械结构连接示意图;
图3为本发明所述乘用车多模式电机驱动线控转向系统中,转矩传递机构结构示意图;
图4为本发明所述乘用车多模式电机驱动线控转向系统的转向控制方法流程框图。
图中:
Ⅰ.方向盘单元 Ⅱ.电子控制单元 Ⅲ.转向执行单元
1.转角传感器, 2.转矩传感器, 3.转向主动轴,
4.主动锥齿轮, 5.路感模拟电机, 6.右一转向万向节,
7.第二电磁离合器, 8.左二转向万向节, 9.右二转向万向节,
10.右传动轴, 11.左一转向万向节, 12.第一电磁离合器,
13.从动锥齿轮轴, 14.左传动轴, 15.左齿条,
16.左侧执行电机, 17.左位移传感器, 18.左转向横拉杆,
19.第三电磁离合器, 20.右位移传感器, 21.右侧执行电机,
22.右齿条, 23.右转向横拉杆, 24.第四电磁离合器,
25.方向盘, 26.右转向齿轮, 27.左转向齿轮,
A.转矩传递机构;
101.第一螺栓, 102.第一垫片, 103.第一深沟球轴承,
104.右壳体, 105.左齿轮轴, 106.第二螺栓,
107.左壳体, 108.第二深沟球轴承, 109.第一轴承盖
110.第二垫片, 111.第一密封圈, 112.第三螺栓,
113.第三深沟球轴承, 114.第四螺栓, 115.第一转向主动轴齿轮,
116.第二密封圈, 117.第一挡圈, 118.第三垫片,
119.第四垫片, 120.右齿轮轴, 121.第四深沟球轴承,
122.第五深沟球轴承, 123.第三密封圈, 124.第二转向主动轴齿轮,
125.第二挡圈, 126.第六深沟球轴承, 127.第二轴承盖
128.第三轴承盖。
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:
本发明公开了一种乘用车多模式电机驱动线控转向系统,如图1和图2所示,所述多模式电机驱动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,方向盘单元Ⅰ中设置有路感模拟组件实现路感模拟,方向盘单元Ⅰ通过一组转矩传递机构A与转向执行单元Ⅲ相连以实现扭矩传递,转向执行单元Ⅲ中采用双传动轴结构以实现对左右两侧车轮转向独立控制,方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ中各电元件均与电子控制单元Ⅱ信号连接,以实现对转向系统实施状态信号的采集以及对电控元件控制信号的发送。
下面结合说明书附图对本发明所述多模式电机驱动线控转向系统的具体结构及连接关系进行阐述。
如图2所示,所述方向盘单元Ⅰ包括方向盘25、转角传感器1、转矩传感器2、转向主动轴3、路感模拟组件和转矩传递机构A。
所述方向盘25同轴安装在转向主动轴3的顶端,所述转角传感器1安装在方向盘25下端的径向外侧,转角传感器1用于实时检测方向盘25的转角变化,所述转矩传感器2安装在方向盘25下方并靠近方向盘25的转向主动轴3径向外侧,转矩传感器2用于实时检测方向盘25传递至转向主动轴3的扭矩变化。
如图2所示,所述路感模拟组件由主动锥齿轮4、从动锥齿轮轴13、路感模拟电机5和第四电磁离合器24组成。其中,主动锥齿轮4通过花键同轴固定安装在转向主动轴3上,并与设置在从动锥齿轮轴13一端的从动锥齿轮相啮合形成锥齿轮传动副,所述从动锥齿轮轴13的另一端与所述第四电磁离合器24的一端相连,第四电磁离合器24的另一端与路感模拟电机5的输出端同轴相连,所述路感模拟电机5为无刷直流电机;当第四电磁离合器24相接合时,路感模拟电机5向外输出路感模拟转矩(阻力矩)并依次经第四电磁离合器24、锥齿轮传动副和转向主动轴3传递至方向盘25,以实现路感模拟。
如图3所示,所述矩传递机构A包括第一螺栓101、第一垫片102、第一深沟球轴承103、右壳体104、左齿轮轴105、第二螺栓106、左壳体107、第二深沟球轴承108、第一轴承盖109、第二垫片110、第一密封圈111、第三螺栓112、第三深沟球轴承113、第四螺栓114、第一转向主动轴齿轮115、第二密封圈116、第一挡圈117、第三垫片118、第四垫片119、右齿轮轴120、第四深沟球轴承121、第五深沟球轴承122、第三密封圈123、第二转向主动轴齿轮124、第二挡圈125、第六深沟球轴承126、第二轴承盖127和第三轴承盖128。
所述转矩传递机构A采用两组齿轮啮合的方式,通过同轴设置在中间的两个主动齿轮向分别与之对应啮合连接的左、右两侧不同齿数的从动齿轮输出扭矩,并通过左、右两侧的齿轮轴向外输出扭矩。其中,所述第一转向主动轴齿轮115与第二转向主动轴齿轮124作为矩传递机构A的扭矩传递主动齿轮,二者均同轴安装在与转向主动轴3同轴设置的齿轮轴上,在本具体实施方式中,为简化结构,并使扭矩传递的更加精准,第一转向主动轴齿轮115与第二转向主动轴齿轮124均直接同轴设置在转向主动轴3的尾端,使得从方向盘25输出的转向扭矩直接经转向主动轴3传递至转矩传递机构A。
所述右壳体104和左壳体107相对接并通过第二螺栓106固定形成转矩传递机构壳体,第四垫片119设置在第二螺栓106与对应的壳体之间;所述转向主动轴3的尾端从右壳体104穿入转矩传递机构A并位于转矩传递机构A中部,穿入转矩传递机构A内的转向主动轴3,其一端通过第五深沟球轴承122旋转支撑安装在右壳体104上,其另一端通过第三深沟球轴承113旋转支撑安装在左壳体107内侧壁上;所述第三深沟球轴承113内圈通过主动轴3上的轴肩进行限位,第三深沟球轴承113外圈通过左壳体107内侧壁凸台进行限位;所述第五深沟球轴承122内圈通过主动轴3上的轴肩进行限位,第五深沟球轴承122外圈通过第三轴承盖128进行限位,所述第三轴承盖128通过六个相同的第一螺栓101螺纹连接在右壳体104上,第一垫片102设置在第一螺栓101与第三轴承盖128之间,第三密封圈123安装在第三轴承盖128内部并套装在转向主动轴3外侧,第三密封圈123对所述转向主动轴3起密封作用;
所述第一转向主动轴齿轮115和第二转向主动轴齿轮124均为斜齿轮,所述左齿轮轴105上的左从动齿轮与第一转向主动轴齿轮115啮合形成左齿轮对传动副,左齿轮轴105一端通过第一深沟球轴承103旋转支撑安装在右壳体104内侧壁上,左齿轮轴105另一端穿过左壳体107并通过第二深沟球轴承108旋转支撑安装在左壳体107上;所述第一深沟球轴承103内圈通过左齿轮轴105上的轴肩进行限位,第一深沟球轴承103外圈通过右壳体104内侧壁凸台进行限位;所述第二深沟球轴承108内圈两端分别通过左齿轮轴105上的轴肩和安装在左齿轮轴105上的第二挡圈125进行限位,第二深沟球轴承108外圈通过第一轴承盖109进行限位;所述第一轴承盖109通过六个相同的第三螺栓112螺纹连接在左壳体107上,第二垫片110设置在第三螺栓112与第一轴承盖109之间,第一密封圈111设置在第一轴承盖109内部并套装在左齿轮轴105外侧,第一密封圈111对所述左齿轮轴105起密封作用;所述右齿轮轴120上的右从动齿轮与第二转向主动轴齿轮124啮合形成有齿轮对传动副,右齿轮轴120一端通过第四深沟球轴承121旋转支撑安装在右壳体104内侧壁上,右齿轮轴120另一端通过第六深沟球轴承126旋转支撑安装在左壳体107内侧壁上;所述第四深沟球轴承121内圈通过所述右齿轮轴120上的轴肩进行限位,第四深沟球轴承121外圈通过右壳体104内侧壁凸台进行限位;所述第六深沟球轴承126内圈两端分别通过右齿轮轴120上的轴肩和安装在右齿轮轴120上的第一挡圈117进行限位,第六深沟球轴承126外圈通过第二轴承盖127进行限位;所述第二轴承盖127通过六个相同的第四螺栓114螺纹连接在左壳体107上,第三垫片118设置在第四螺栓114与第二轴承盖127之间,第二密封圈116设置在第二轴承盖127内部并套装在右齿轮轴120的外侧,第二密封圈116对所述右齿轮轴120起密封作用。
如前所述,所述转矩传递机构A中,通过同轴设置在中间的两个主动齿轮向分别与之对应啮合连接的左、右两侧不同齿数的从动齿轮输出扭矩,即所述左齿轮轴105上左从动齿轮的齿数与右齿轮轴120上右从动齿轮的齿数不同,使得左齿轮对传动副与右齿轮对传动副之间的传动比不同,最终实现转向过程中大、小不同转动比模式输出。在本具体实施方式中,采用左齿轮轴105上左从动齿轮的齿数小于右齿轮轴120上右从动齿轮的齿数的设计方案,即左齿轮对传动副的传动比小于右齿轮对传动副的传动比,最终,当车辆处于大转向比模式时,转矩传递机构A通过传动比较大的右齿轮对传动副向转向执行单元Ⅲ输出转向转矩,而当车辆处于小转向比模式时,转矩传递机构A通过传动比较小的左齿轮对传动副向转向执行单元Ⅲ输出转向转矩。
上述转矩传递机构A中,左齿轮轴105和右齿轮轴120分别通过万向节与对应的离合器相连,进而连接转向执行单元Ⅲ中的左、由传动轴,实现扭矩输出。
如图3所示,所述转向执行单元Ⅲ由两组左右两侧对称设置的转向执行组件和第三电磁离合器19连接组成,其中:
左侧转向执行组件包括:左一转向万向节11、第一电磁离合器12、左二转向万向节8、左传动轴14、左转向齿轮27、左齿条15、左侧执行电机16、左位移传感器17和左转向横拉杆18;其中,所述左侧执行电机16为无刷直流电机。转矩传递机构A中的左齿轮轴105输出端通过左一转向万向节11和第一电磁离合器12一端连接,所述第一电磁离合器12的另一端通过左二转向万向节8与左传动轴14连接,通过控制第一电磁离合器12的离或合进而控制扭矩从转矩传递机构A向左传动轴14的传递与否,左转向齿轮27通过花键固定在左传动轴14上,并与设置在左转向横拉杆18上的左齿条15啮合,当第一电磁离合器12接合时,扭矩从转矩传递机构A的左齿轮轴105传递至左传动轴14,左传动轴14旋转驱动左转向齿轮27带动左齿条15产生轴向位移,所述左侧执行电机16输出轴上同轴设置的左侧执行电机齿轮(图中未显示)亦与设置在左转向横拉杆18上的左齿条15啮合,左侧执行电机16的输出轴旋转驱动左侧执行电机齿轮带动左齿条15产生轴向位移,左位移传感器17安装在与左齿条15的齿条箱桶(图中未显示)上,以实现对左齿条15位移变化的监测,所述左转向横拉杆18的左端与左转向车轮总成相连,以实现控制左转向轮的转向,左转向横拉杆18的右端与第三电磁离合器19的一端相连;
左侧转向执行组件包括:右一转向万向节6、第二电磁离合器7、右二转向万向节9、右传动轴10、右位移传感器20、右侧执行电机21、右齿条22、右转向横拉杆23和右转向齿轮26。其中,所述左侧执行电机16和右侧执行电机21均为无刷直流电机。转矩传递机构A中的右齿轮轴120输出端通过右一转向万向节6和第二电磁离合器7一端连接,所述第二电磁离合器7的另一端通过右二转向万向节9与右传动轴10连接,通过控制第二电磁离合器7的离或合进而控制扭矩从转矩传递机构A向右传动轴10的传递与否,右转向齿轮26通过花键固定在所述右传动轴10上,并与设置在右转向横拉杆23上的右齿条22啮合,当第二电磁离合器7接合时,扭矩从转矩传递机构A的右齿轮轴120传递至右传动轴10,右传动轴10旋转驱动右转向齿轮26带动右齿条22产生轴向位移,右侧执行电机21输出轴上同轴设置的右侧执行电机齿轮(图中未显示)亦与设置在右转向横拉杆23上的右齿条22啮合,右侧执行电机21的输出轴旋转驱动右侧执行电机齿轮带动右齿条22产生轴向位移,右位移传感器20安装在与右齿条22的齿条箱桶(图中未显示)上,以实现对右齿条22位移变化的监测,所述右转向横拉杆23的右端与右转向车轮总成相连,以实现控制右转向轮的转向,右转向横拉杆23的左端与第三电磁离合器19的另一端相连,进而实现通过第三电磁离合器19与左转向横拉杆18相连,通过控制第三电磁离合器19的离或合进而控制左转向横拉杆18与右转向横拉杆23之间位移传递。
所述电子控制单元Ⅱ由ECU构成;所述ECU分别与方向盘单元Ⅰ中的转角传感器1、转矩传感器2、路感模拟电机5和第四电磁离合器24,以及转向执行单元Ⅲ中的第一电磁离合器12、第二电磁离合器7、第三电磁离合器19、左位移传感器17、左侧执行电机16、右位移传感器20和右侧执行电机21信号连接;其中,ECU接收转角传感器1采集的方向盘25的转角信号,进而直接判断驾驶员的转向意图;ECU接收转矩传感器2采集的方向盘25传递至转向主动轴3的扭矩信号,进而间接获得驾驶员的转向意图,所述转角传感器1和转矩传感器2实现冗余;ECU接收左位移传感器17和右位移传感器20分别采集的左齿条15和右齿条22的轴向位移信号,以间接获得转向轮的实际转向信号;ECU通过左位移传感器17和右位移传感器20采集的信号可以间接获得转向轮的实际转向状态,并根据转角传感器1、转矩传感器2测得的方向盘25的实际转向输入,对转向轮的实际转向输出进行修正;ECU将离合器动作控制信号发送给第一电磁离合器12、第二电磁离合器7、第三电磁离合器19、第四电磁离合器24以控制相应的离合器分离或结合,进而控制方向盘单元Ⅰ中路感模拟电机5输出轴与锥齿轮轴13之间的机械结构断开或连接;控制转向执行单元Ⅲ中转矩传递机构A与右传动轴10、左传动轴14之间的机械结构断开或连接;控制转向执行单元Ⅲ中左转向横拉杆18和右转向横拉杆23之间的机械结构断开或连接;ECU分别向路感模拟电机5、左侧执行电机16和右侧执行电机21发送相应的电机运行控制信号,以控制路感模拟电机29、左侧执行电机16和右侧执行电机21的运行状态;同时,所述路感模拟电机5、左侧执行电机16和右侧执行电机21还向ECU反馈包括转速和转矩在内的实时运行状态信号,以实现对路感模拟电机5、左侧执行电机16和右侧执行电机21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多模式电机驱动线控转向系统的转向控制方法,如图4所示,具体过程如下:
一、常规转向工况:
常规转向工况下,路感模拟电机5、左侧执行电机16和右侧执行电机21均有效时,ECU分别控制第四电磁离合器24闭合,第一电磁离合器12、第二电磁离合器7和第三电磁离合器19分离,方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间无机械连接,左转向横拉杆18和右转向横拉杆23之间无机械连接。
此时,驾驶员转动方向盘25,发出转向操作信号,转角传感器1检测方向盘25的转角信号,转矩传感器2检测方向盘25传递至转向主动轴3的转矩信号,即探测驾驶员的转向操作意图,并将采集到的转角信号和转矩信号发送至ECU,ECU接收相应的转角信号和转矩信号并经分析计算后输出左、右侧转向车轮对应的执行电机运行控制信号,并将相应的执行电机运行控制信号分别发送至左侧执行电机16和右侧执行电机21,控制左侧执行电机16和右侧执行电机21分别向外输出左、右侧转向轮转向驱动转矩,如图2所示,左侧执行电机16和右侧执行电机21分别驱动各自输出轴上端的齿轮(图中未显示)转动,进而驱动与其啮合的左齿条15、右齿条22沿直线运动控制两端的转向轮摆动,实现常规转向过程;
在上述转向控制过程中,当ECU输出执行电机运行控制信号时,除通过转角传感器1、转矩传感器2检测方向盘25的扭矩转角信号,进而获得方向盘的转向信号外,还通过左位移传感器17、右位移传感器20采集的信号间接获得转向轮的实际转向状态,并根据转角传感器1、转矩传感器2测得的方向盘25的实际转向输入修正输出的左、右侧执行电机运行控制信号,即对左、右转向轮的实际转向输出进行修正;
在上述转向控制过程中,所述左侧执行电机16和右侧执行电机21还向ECU反馈包括转速和转矩在内的实时运行状态信号,进而实现ECU对左侧执行电机16和右侧执行电机21的闭环控制调节;
在上述转向控制过程中,ECU控制路感模拟电机5向外输出路感模拟转矩(阻力矩),控制路感模拟电机5输出的路感模拟转矩经闭合的第四电磁离合器24传输至锥齿轮轴13,带动与之啮合的通过花键固定在转向主动轴3上的锥齿轮4转动,进而依次带动转向主动轴3和方向盘25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25反馈至驾驶员,实现路感模拟。
二、左侧执行电机16失效,路感模拟电机5和右侧执行电机21均有效:
左侧执行电机16失效,路感模拟电机5和右侧执行电机21均有效时,ECU控制第三电磁离合器19、第四电磁离合器24闭合,第一电磁离合器12和第二电磁离合器7分离,方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间无机械连接,左转向横拉杆18和右转向横拉杆23之间存在机械连接。
此时,驾驶员转动方向盘25,发出转向操作信号,转角传感器1检测方向盘25的转角信号,转矩传感器2检测方向盘25传递至转向主动轴3的转矩信号,即探测驾驶员的转向操作意图,并将采集到的转角信号和转矩信号发送至ECU,ECU接收到相应的转角信号和转矩信号后经分析计算后输出右侧执行电机21运行控制信号,并将执行电机运行控制信号发送至右侧执行电机21,控制右侧执行电机21向外输出可使左、右侧转向轮同步转向的驱动转矩,如图2所示,右侧执行电机21驱动其输出轴上端的齿轮(图中未显示)转动,进而驱动与其啮合的右齿条22沿直线运动,控制第三电磁离合器19闭合下左转向横拉杆18和右转向横拉杆23两端的转向轮摆动,实现左侧执行电机16失效而右侧执行电机21有效时的转向控制过程;
在上述转向控制过程中,当ECU输出执行电机运行控制信号时,除通过转角传感器1、转矩传感器2检测方向盘25的扭矩转角信号,进而获得方向盘的转向信号外,还通过右位移传感器20采集的信号可以间接获得转向轮的实际转向状态,并根据转角传感器1、转矩传感器2测得的方向盘25的实际转向输入修正输出的右侧执行电机21运行控制信号,即对左、右转向轮的实际转向输出进行修正;
在上述转向控制过程中,所述右侧执行电机21还向ECU反馈包括转速和转矩在内的实时运行状态信号,进而实现ECU对右侧执行电机21的闭环控制调节;
在上述转向控制过程中,ECU控制路感模拟电机5向外输出路感模拟转矩(阻力矩),控制路感模拟电机5输出的路感模拟转矩经闭合的第四电磁离合器24传输至锥齿轮轴13相连,带动与之啮合的通过花键固定在转向主动轴3上的锥齿轮4转动,进而依次带动转向主动轴3和方向盘25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25反馈至驾驶员,实现路感模拟。
三、右侧执行电机21失效,路感模拟电机5和左侧执行电机16均有效:
常规转向工况下,右侧执行电机21失效,路感模拟电机5和左侧执行电机16均有效时,ECU控制第三电磁离合器19和第四电磁离合器24闭合,第一电磁离合器12、第二电磁离合器7分离,方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间无机械连接,左转向横拉杆18和右转向横拉杆23之间存在机械连接。
此时,驾驶员转动方向盘25,发出转向操作信号,转角传感器1检测方向盘25的转角信号,转矩传感器2检测方向盘25传递至转向主动轴3的转矩信号,即探测驾驶员的转向操作意图,并将采集到的转角信号和转矩信号发送至ECU,ECU接收到相应的转角信号和转矩信号后经分析计算后输出左侧执行电机16运行控制信号,并将执行电机运行控制信号发送至左侧执行电机16,控制左侧执行电机16向外输出可使左、右侧转向轮同步转向的驱动转矩,如图2所示,左侧执行电机16驱动其输出轴上端的齿轮(图中未显示)转动,进而驱动与其啮合的左齿条15沿直线运动,控制第三电磁离合器19闭合下左转向横拉杆18和右转向横拉杆23两端的转向轮摆动,实现右侧执行电机21失效而左侧执行电机16有效时的转向控制过程;
在上述转向控制过程中,当ECU输出执行电机运行控制信号时,除通过转角传感器1、转矩传感器2检测方向盘25的扭矩转角信号,进而获得方向盘的转向信号外,还通过左位移传感器17采集的信号可以间接获得转向轮的实际转向状态,并根据转角传感器1、转矩传感器2测得的方向盘25的实际转向输入修正输出的左侧执行电机16运行控制信号,即对左、右转向轮的实际转向输出进行修正;
在上述转向控制过程中,所述左侧执行电机16还向ECU反馈包括转速和转矩在内的实时运行状态信号,进而实现ECU对左侧执行电机16的闭环控制调节;
在上述转向控制过程中,ECU控制路感模拟电机5向外输出路感模拟转矩(阻力矩),控制路感模拟电机5输出的路感模拟转矩经闭合的第四电磁离合器24传输至锥齿轮轴13相连,带动与之啮合的通过花键固定在转向主动轴3上的锥齿轮4转动,进而依次带动转向主动轴3和方向盘25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25反馈至驾驶员,实现路感模拟。
四、左侧执行电机16和右侧执行电机21均失效:
左侧执行电机16和右侧执行电机21均失效时,转向系统进入机械转向工况;
若驾驶员倾向大转向比驾驶模式,则发出操作信号(图中未显示),ECU接收到相应的信号后控制第二电磁离合器7和第三电磁离合器19闭合,第一电磁离合器12和第四电磁离合器24分离,方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间存在机械连接,左转向横拉杆18和右转向横拉杆23之间存在机械连接。
此时,方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间,由方向盘25、转向主动轴3、转矩传递机构A、第二电磁离合器7、右传动轴10和右转向齿轮26依次机械连接,驾驶员操作方向盘25转动向外输出转向轮转向驱动转矩,转向轮转向驱动转矩通过与转向主动轴3啮合的转矩传递机构A内的右齿轮轴120,依次经由右一转向万向节6、第二电磁离合器7、右二转向万向节和右传动轴10组成的右转向杆系传递至右转向齿轮26,如图2所示,右转向齿轮26转动,进而驱动与其啮合的右齿条22沿直线运动,控制第三电磁离合器19闭合下左转向横拉杆18和右转向横拉杆23两端的转向轮摆动,实现大转向比驾驶模式下的机械转向过程;
在上述转向控制过程中,路面信息所反映产生的路感模拟转矩直接依次经右齿条22、右转向齿轮26、第二电磁离合器7以及右转向杆系反馈至驾驶员。
若驾驶员倾向小转向比驾驶模式,则发出操作信号(图中未显示),ECU接收到相应的信号后控制第一电磁离合器12和第三电磁离合器19闭合,第二电磁离合器7和第四电磁离合器24分离,方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间存在机械连接,左转向横拉杆18和右转向横拉杆23之间存在机械连接。
此时,方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间,由方向盘25、转向主动轴3、转矩传递机构A、第一电磁离合器12、左传动轴14和左转向齿轮27机械连接,驾驶员操作方向盘25转动向外输出转向轮转向驱动转矩,转向轮转向驱动转矩通过与转向主动轴3啮合的转矩传递机构A内的左齿轮轴105,依次经由左一转向万向节11、第一电磁离合器12、左二转向万向节8和左传动轴14组成的左转向杆系传递至左转向齿轮27,如图2所示,左转向齿轮27转动,进而驱动与其啮合的左齿条15沿直线运动,控制第三电磁离合器19闭合下左转向横拉杆18和右转向横拉杆23两端的转向轮摆动,实现小转向比驾驶模式下的机械转向过程;
在上述转向控制过程中,路面信息所反映产生的路感模拟转矩直接依次经左齿条15、左转向齿轮27、第一电磁离合器12以及左转向杆系反馈至驾驶员。
五、路感模拟电机5失效,左侧执行电机16和右侧执行电机21均有效:
路感模拟电机5失效,左侧执行电机16和右侧执行电机21均有效时,转向系统进入线控助力转向工况;
若驾驶员倾向大转向比驾驶模式,则发出操作信号(图中未显示),ECU接收到相应的信号后控制第二电磁离合器7和第三电磁离合器19闭合,第一电磁离合器12和第四电磁离合器24分离,方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间存在机械连接,左转向横拉杆18和右转向横拉杆23之间存在机械连接。
此时,方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间,由方向盘25、转向主动轴3、转矩传递机构A、第二电磁离合器7、右传动轴10和右转向齿轮26依次机械连接,驾驶员转动方向盘25向外输出转向轮转向驱动转矩,转向轮转向驱动转矩通过与转向主动轴3啮合的转矩传递机构A内的右齿轮轴120,依次经由右一转向万向节6、第二电磁离合器7、右二转向万向节和右传动轴10组成的右转向杆系传递至右转向齿轮26,如图2所示,右转向齿轮26转动;同时发出转向操作信号,转角传感器1检测方向盘25的转角信号,转矩传感器2检测方向盘25传递至转向主动轴3的转矩信号,即探测驾驶员的转向操作意图,并将采集到的转角信号和转矩信号发送至ECU,ECU接收到相应的转角信号和转矩信号后经分析计算后输出右侧执行电机21助力运行控制信号,并将执行电机运行控制信号分别发送至右侧执行电机21,控制右侧执行电机21向外输出可使左、右侧转向轮同步转向的驱动助力转矩,如图2所示,右侧执行电机21驱动其输出轴上端的齿轮(图中未显示)转动,进而右转向齿轮26与右侧执行电机21输出轴上的齿轮共同驱动与其啮合的右齿条22沿直线运动,控制第三电磁离合器19闭合下左转向横拉杆18和右转向横拉杆23两端的转向轮摆动,实现大转向比驾驶模式下的线控助力转向过程;
在上述转向控制过程中,当ECU输出执行电机运行控制信号时,除通过转角传感器1、转矩传感器2检测方向盘25的扭矩转角信号,进而获得方向盘的转向信号外,还通过右位移传感器20采集的信号可以间接获得转向轮的实际转向状态,并根据转角传感器1、转矩传感器2测得的方向盘25的实际转向输入修正输出的右侧执行电机21助力运行控制信号,即对左、右转向轮的实际转向输出进行修正;
在上述转向控制过程中,所述右侧执行电机21还向ECU反馈包括转速和转矩在内的实时运行状态信号,进而实现ECU对右侧执行电机21的闭环控制调节;
在上述转向控制过程中,路面信息所反映产生的路感模拟转矩直接依次经右齿条22、右转向齿轮26、第二电磁离合器7以及右转向杆系反馈至驾驶员。
若驾驶员倾向小转向比驾驶模式,则发出操作信号(图中未显示),ECU接收到相应的信号后控制第一电磁离合器12、第三电磁离合器19闭合,第二电磁离合器7、第四电磁离合器24分离,方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间存在机械连接,左转向横拉杆18和右转向横拉杆23之间存在机械连接。
方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间,由方向盘25、转向主动轴3、转矩传递机构A、第一电磁离合器12、左传动轴14和左转向齿轮27机械连接,驾驶员转动方向盘25向外输出转向轮转向驱动转矩,转向轮转向驱动转矩通过与转向主动轴3啮合的转矩传递机构A内的左齿轮轴105,依次经由左一转向万向节11、第一电磁离合器12、左二转向万向节8和左传动轴14组成的左转向杆系传递至左转向齿轮27,如图2所示,左转向齿轮27转动;同时发出转向操作信号,转角传感器1检测方向盘25的转角信号,转矩传感器2检测方向盘25传递至转向主动轴3的转矩信号,即探测驾驶员的转向操作意图,并将采集到的转角信号和转矩信号发送至ECU,ECU接收到相应的转角信号和转矩信号后经分析计算后输出左侧执行电机16助力运行控制信号,并将执行电机运行控制信号分别发送至左侧执行电机16,控制左侧执行电机16向外输出可使左、右侧转向轮同步转向的驱动助力转矩,如图1所示,左侧执行电机16驱动其输出轴上端的齿轮(图中未显示)转动,进而左转向齿轮27和左侧执行电机16输出轴上的齿轮共同驱动与其啮合的左齿条15沿直线运动,控制第三电磁离合器19闭合下左转向横拉杆18和右转向横拉杆23两端的转向轮摆动,实现小转向比驾驶模式下的线控助力转向过程;
在上述转向控制过程中,当ECU输出执行电机运行控制信号时,除通过转角传感器1、转矩传感器2检测方向盘25的扭矩转角信号,进而获得方向盘的转向信号外,还通过左位移传感器17采集的信号可以间接获得转向轮的实际转向状态,并根据转角传感器1、转矩传感器2测得的方向盘25的实际转向输入修正输出的左侧执行电机16助力运行控制信号,即对左、右转向轮的实际转向输出进行修正;
在上述转向控制过程中,所述左侧执行电机16还向ECU反馈包括转速和转矩在内的实时运行状态信号,进而实现ECU对左侧执行电机16的闭环控制调节;
在上述转向控制过程中,路面信息所反映产生的路感模拟转矩直接依次经左齿条15、左转向齿轮27、第一电磁离合器12以及左转向杆系反馈至驾驶员。
六、左侧执行电机16有效,路感模拟电机5和右侧执行电机21均失效:
左侧执行电机16有效,路感模拟电机5和右侧执行电机21均失效时,转向系统进入线控助力转向工况,ECU控制第一电磁离合器12和第三电磁离合器19闭合,第二电磁离合器7和第四电磁离合器24分离,方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间存在机械连接,左转向横拉杆18和右转向横拉杆23之间存在机械连接。
方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间,由方向盘25、转向主动轴3、转矩传递机构A、第一电磁离合器12、左传动轴14和左转向齿轮27机械连接,驾驶员转动方向盘25向外输出转向轮转向驱动转矩,转向轮转向驱动转矩通过与转向主动轴3啮合的转矩传递机构A内的左齿轮轴105,依次经由左一转向万向节11、第一电磁离合器12、左二转向万向节8和左传动轴14组成的左转向杆系传递至左转向齿轮27,如图2所示,左转向齿轮27转动;同时发出转向操作信号,转角传感器1检测方向盘25的转角信号,转矩传感器2检测方向盘25传递至转向主动轴3的转矩信号,即探测驾驶员的转向操作意图,并将采集到的转角信号和转矩信号发送至ECU,ECU接收到相应的转角信号和转矩信号后经分析计算后输出左侧执行电机16助力运行控制信号,并将执行电机运行控制信号分别发送至左侧执行电机16,控制左侧执行电机16向外输出可使左、右侧转向轮同步转向的驱动助力转矩,如图2所示,线控助力转向工况驱动其输出轴上端的齿轮(图中未显示)转动,进而左转向齿轮27和左侧执行电机16输出轴上的齿轮共同驱动与其啮合的左齿条15沿直线运动,控制第三电磁离合器19闭合下左转向横拉杆18和右转向横拉杆23两端的转向轮摆动,实现线控助力转向过程;
在上述转向控制过程中,当ECU输出执行电机运行控制信号时,除通过转角传感器1、转矩传感器2检测方向盘25的扭矩转角信号,进而获得方向盘的转向信号外,还通过左位移传感器17采集的信号可以间接获得转向轮的实际转向状态,并根据转角传感器1、转矩传感器2测得的方向盘25的实际转向输入修正输出的左侧执行电机16助力运行控制信号,即对左、右转向轮的实际转向输出进行修正;
在上述转向控制过程中,所述左侧执行电机16还向ECU反馈包括转速和转矩在内的实时运行状态信号,进而实现ECU对左侧执行电机16的闭环控制调节;
在上述转向控制过程中,路面信息所反映产生的路感模拟转矩直接依次经左齿条15、左转向齿轮27、第一电磁离合器12以左及转向杆系反馈至驾驶员。
七、右侧执行电机21有效,路感模拟电机5和左侧执行电机16均失效:
路感模拟电机5、左侧执行电机16均失效转向工况下,转向系统进入线控助力转向工况,ECU控制第二电磁离合器7和第三电磁离合器19闭合,第一电磁离合器12和第四电磁离合器24分离,方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间存在机械连接,左转向横拉杆18和右转向横拉杆23之间存在机械连接。
方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间,由方向盘25、转向主动轴3、转矩传递机构A、第二电磁离合器7、右传动轴10和右转向齿轮26机械连接,驾驶员转动方向盘25向外输出转向轮转向驱动转矩,转向轮转向驱动转矩通过与转向主动轴3啮合的转矩传递机构A内的右齿轮轴120,依次经由右一转向万向节6、第二电磁离合器7、右二转向万向节和右传动轴10组成的右转向杆系传递至右转向齿轮26,如图2所示,右转向齿轮26转动;同时发出转向操作信号,转角传感器1检测方向盘25的转角信号,转矩传感器2检测方向盘25传递至转向主动轴3的转矩信号,即探测驾驶员的转向操作意图,并将采集到的转角信号和转矩信号发送至ECU,ECU接收到相应的转角信号和转矩信号后经分析计算后输出右侧执行电机21助力运行控制信号,并将执行电机运行控制信号分别发送至右侧执行电机21,控制右侧执行电机21向外输出可使左、右侧转向轮同步转向的驱动助力转矩,如图2所示,右侧执行电机21驱动其输出轴上端的齿轮(图中未显示)转动,进而右转向齿轮26和右侧执行电机21输出轴上的齿轮共同驱动与其啮合的右齿条22沿直线运动,控制第三电磁离合器19闭合下左转向横拉杆18和右转向横拉杆23两端的转向轮摆动,实现线控助力转向过程;
在上述转向控制过程中,当ECU输出执行电机运行控制信号时,除通过转角传感器1、转矩传感器2检测方向盘25的扭矩转角信号,进而获得方向盘的转向信号外,还通过右位移传感器20采集的信号可以间接获得转向轮的实际转向状态,并根据转角传感器1、转矩传感器2测得的方向盘25的实际转向输入修正输出的右侧执行电机21助力运行控制信号,即对左、右转向轮的实际转向输出进行修正;
在上述转向控制过程中,所述右侧执行电机21还向ECU反馈包括转速和转矩在内的实时运行状态信号,进而实现ECU对右侧执行电机21的闭环控制调节;
在上述转向控制过程中,路面信息所反映产生的路感模拟转矩直接依次经右齿条22、右转向齿轮26、第二电磁离合器7以及右转向杆系反馈至驾驶员。
在上述常规转向控制过程中,ECU控制第二电磁离合器7、第三电磁离合器19闭合,第一电磁离合器12、第四电磁离合器24分离,方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间存在机械连接,左转向横拉杆18和右转向横拉杆23之间存在机械连接。
八、路感模拟电机5、左侧执行电机16、右侧执行电机21均失效:
路感模拟电机5、左侧执行电机16、右侧执行电机21均失效时,转向系统进入机械转向工况;
若驾驶员倾向大转向比驾驶模式,则发出操作信号(图中未显示),ECU接收到相应的信号后控制第二电磁离合器7、第三电磁离合器19闭合,第一电磁离合器12、第四电磁离合器24分离,方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间存在机械连接,左转向横拉杆18和右转向横拉杆23之间存在机械连接。
方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间,由方向盘25、转向主动轴3、转矩传递机构A、第二电磁离合器7、右传动轴10和右转向齿轮26机械连接,驾驶员操作方向盘25转动向外输出转向轮转向驱动转矩,转向轮转向驱动转矩通过与转向主动轴3啮合的转矩传递机构A内的右齿轮轴120,依次经由右一转向万向节6、第二电磁离合器7、右二转向万向节和右传动轴10组成的右转向杆系传递至右转向齿轮26,如图2所示,右转向齿轮26转动,进而驱动与其啮合的右齿条22沿直线运动,控制第三电磁离合器19闭合下左转向横拉杆18和右转向横拉杆23两端的转向轮摆动,实现大转向比驾驶模式下的机械转向过程;
在上述转向控制过程中,路面信息所反映产生的路感模拟转矩直接依次经右齿条22、右转向齿轮26、第二电磁离合器7以及右转向杆系反馈至驾驶员。
若驾驶员倾向小转向比驾驶模式,则发出操作信号(图中未显示),ECU接收到相应的信号后控制第一电磁离合器12、第三电磁离合器19闭合,第二电磁离合器7、第四电磁离合器24分离,方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间存在机械连接,左转向横拉杆18和右转向横拉杆23之间存在机械连接。
方向盘单元Ⅰ与转向执行单元Ⅲ之间,由方向盘25、转向主动轴3、转矩传递机构A、第一电磁离合器12、左传动轴14和左转向齿轮27机械连接,驾驶员操作方向盘25转动向外输出转向轮转向驱动转矩,转向轮转向驱动转矩通过与转向主动轴3啮合的转矩传递机构A内的左齿轮轴105,依次经由左一转向万向节11、第一电磁离合器12、左二转向万向节8和左传动轴14组成的左转向杆系传递至左转向齿轮27,如图2所示,左转向齿轮27转动,进而驱动与其啮合的左齿条15沿直线运动,控制第三电磁离合器19闭合下左转向横拉杆18和右转向横拉杆23两端的转向轮摆动,实现小转向比驾驶模式下的机械转向过程;
在上述转向控制过程中,路面信息所反映产生的路感模拟转矩直接依次经左齿条15、左转向齿轮27、第一电磁离合器12以及左转向杆系反馈至驾驶员。

Claims (10)

1.乘用车多模式电机驱动线控转向系统,由方向盘单元(Ⅰ)、电子控制单元(Ⅱ)和转向执行单元(Ⅲ)组成,其特征在于:
所述方向盘单元(Ⅰ)中,转向主动轴(3)与路感模拟电机(5)传动连接,且在转向主动轴(3)与路感模拟电机(5)之间设有第四电磁离合器(24);
所述转向主动轴(3)通过转矩传递机构(A)分别与转向执行单元(Ⅲ)的左传动轴(14)和右传动轴(10)相连实现转矩传递,且转矩传递机构(A)向左传动轴(14)传递转矩的传动比和转矩传递机构(A)向右传动轴(10)传递转矩的传动比不等,转矩传递机构(A)与左传动轴(14)之间设有第一电磁离合器(12),转矩传递机构(A)与右传动轴(10)之间设有第二电磁离合器(7);
所述转向执行单元(Ⅲ)中,左传动轴(14)与右传动轴(10)分别与左转向横拉杆(18)和右转向横拉杆传动连接,实现左转向横拉杆(18)和右转向横拉杆(23)横向位移带动对应侧的车轮转向;
所述左转向横拉杆(18)和右转向横拉杆(23)之间设有第三电磁离合器(19);
所述左转向横拉杆(18)和右转向横拉杆(23)还分别与左侧执行电机(16)和右侧执行电机(21)传动连接,实现左转向横拉杆(18)和右转向横拉杆(23)横向位移带动对应侧的车轮转向;
所述电子控制单元(Ⅱ)由ECU构成,ECU分别与第一电磁离合器(12)、第二电磁离合器(7)、第三电磁离合器(19)、第四电磁离合器(24)、路感模拟电机(5)、左侧执行电机(16)和右侧执行电机(21)信号连接。
2.如权利要求1所述乘用车多模式电机驱动线控转向系统,其特征在于:
所述方向盘单元(Ⅰ)中,反向盘(25)上安装有转角传感器(1),转向主动轴(3)上安装有转矩传感器(2);
所述转向执行单元(Ⅲ)中,左转向横拉杆(18)上安装有左位移传感器(17),右转向横拉杆(23)上安装有右位移传感器(20);
所述转角传感器(1)、转矩传感器(2)、左位移传感器(17)和右位移传感器(20)分别与ECU信号连接。
3.如权利要求1所述乘用车多模式电机驱动线控转向系统,其特征在于:
所述转向主动轴(3)与路感模拟电机(5)之间通过锥齿轮副传动连接;
所述锥齿轮副中,主动锥齿轮(4)同轴安装在转向主动轴(3)上,并与设置在从动锥齿轮轴(13)一端的从动锥齿轮相啮合,所述从动锥齿轮轴(13)的另一端通过第四电磁离合器(24)与路感模拟电机(5)的输出端同轴相连。
4.如权利要求1所述乘用车多模式电机驱动线控转向系统,其特征在于:
所述转矩传递机构(A)由两组齿轮传动副组成,其中,第一转向主动轴齿轮(115)与第二转向主动轴齿轮(124)分别与转向主动轴(3)同轴设置,第一转向主动轴齿轮(115)与左齿轮轴(105)相啮合形成左齿轮对传动副以实现向左传动轴(14)传递转矩,第二转向主动轴齿轮(124)与右齿轮轴(120)相啮合形成右齿轮对传动副以实现向右传动轴(10)传递转矩;
所述左齿轮轴(105)的齿数与右齿轮轴(120)的齿数不等,以实现左齿轮对传动副与右齿轮对传动副的传动比不等。
5.如权利要求1所述乘用车多模式电机驱动线控转向系统,其特征在于:
所述转矩传递机构(A)一侧转矩输出端通过左一转向万向节(11)与第一电磁离合器(12)一端相连,第一电磁离合器(12)另一端通过左二转向万向节(8)与左传动轴(14)相连;
所述转矩传递机构(A)另一侧转矩输出端通过右一转向万向节(6)与第二电磁离合器(7)一端相连,第二电磁离合器(7)另一端通过右二转向万向节(9)与右传动轴(10)相连。
6.如权利要求1所述乘用车多模式电机驱动线控转向系统,其特征在于:
所述左传动轴(14)的端部设有左转向齿轮(27),并与套装在左转向横拉杆(18)上的左齿条(15)相啮合,形成齿轮齿条传动副控制左转向横拉杆(18)横向位移;
所述右传动轴(10)的端部设有右转向齿轮(26),并与套装在右转向横拉杆(23)上的右齿条(22)相啮合,形成齿轮齿条传动副控制右转向横拉杆(23)横向位移。
7.如权利要求1所述乘用车多模式电机驱动线控转向系统,其特征在于:
所述左侧执行电机(16)的输出端通过左侧执行电机齿轮与套装在左转向横拉杆(18)上的左齿条(15)相啮合,形成齿轮齿条传动副控制左转向横拉杆(18)横向位移;
所述右侧执行电机(21)的输出端通过右侧执行电机齿轮与套装在右转向横拉杆(23)上的右齿条(22)相啮合,形成齿轮齿条传动副控制右转向横拉杆(23)横向位移。
8.如权利要求1所述乘用车多模式电机驱动线控转向系统的转向控制方法,其特征在于:
所述转向控制方法是在路感模拟电机(5)、左侧执行电机(16)或右侧执行电机(21)失效状态下,通过ECU控制第一电磁离合器(12)、第二电磁离合器(7)、第三电磁离合器(19)或第四电磁离合器(24)分离或结合,进而实现转向控制的方法,具体过程如下:
一、当路感模拟电机(5)、左侧执行电机(16)和右侧执行电机(21)均有效时:
ECU分别控制第四电磁离合器(24)结合,并控制第一电磁离合器(12)、第二电磁离合器(7)和第三电磁离合器(19)分离,ECU检测方向盘单元(Ⅰ)的转动状态,并经分析后分别向左侧执行电机(16)和右侧执行电机(21)输出执行电机运行控制信号,以控制左侧执行电机(16)输出使左侧车轮转向的驱动转矩,并控制右侧执行电机(21)输出使右侧车轮转向的驱动转矩,进而驱动左转向横拉杆(18)和右转向横拉杆(23)横向位移控制相应的车轮转向,与此同时,ECU控制路感模拟电机(5)向外输出路感模拟转矩实现路感模拟;
二、当左侧执行电机(16)失效,路感模拟电机(5)和右侧执行电机(21)均有效时:
ECU分别控制第三电磁离合器(19)、第四电磁离合器(24)结合,并第一电磁离合器(12)和第二电磁离合器(7)分离,ECU检测方向盘单元(Ⅰ)的转动状态,并经分析后向右侧执行电机(21)输出执行电机运行控制信号,以控制右侧执行电机(21)输出使左侧车轮和右侧车轮同步转向的驱动转矩,进而驱动通过第三电磁离合器(19)机械连接的左转向横拉杆(18)和右转向横拉杆(23)横向位移控制相应的车轮转向,与此同时,ECU控制路感模拟电机(5)向外输出路感模拟转矩实现路感模拟;
三、当右侧执行电机(21)失效,路感模拟电机(5)和左侧执行电机(16)均有效时:
ECU分别控制第三电磁离合器(19)、第四电磁离合器(24)结合,并第一电磁离合器(12)和第二电磁离合器(7)分离,ECU检测方向盘单元(Ⅰ)的转动状态,并经分析后向左侧执行电机(16)输出执行电机运行控制信号,以控制左侧执行电机(16)输出使左侧车轮和右侧车轮同步转向的驱动转矩,进而驱动通过第三电磁离合器(19)机械连接的左转向横拉杆(18)和右转向横拉杆(23)横向位移控制相应的车轮转向,与此同时,ECU控制路感模拟电机(5)向外输出路感模拟转矩实现路感模拟;
四、当路感模拟电机(5)有效,左侧执行电机(16)和右侧执行电机(21)均失效时:
在大转向比模式下,ECU分别控制经转矩传递机构(A)传递转矩的大传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构(A)之间的电磁离合器以及第三电磁离合器(19)结合,并控制经转矩传递机构(A)传递转矩的小传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构(A)之间的电磁离合器和第四电磁离合器(24)分离,方向盘单元(Ⅰ)向外输出转向转矩,转向转矩依次经转矩传递机构(A)、经转矩传递机构(A)传递转矩的大传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构(A)之间的电磁离合器和经转矩传递机构(A)传递转矩的大传动比一侧的传动轴传递至对应连接的转向横拉杆,在第三电磁离合器(19)的机械连接下,左转向横拉杆(18)和右转向横拉杆(23)横向位移控制相应的车轮转向;
在小转向比模式下,ECU分别控制经转矩传递机构(A)传递转矩的小传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构(A)之间的电磁离合器以及第三电磁离合器(19)结合,并控制经转矩传递机构(A)传递转矩的大传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构(A)之间的电磁离合器和第四电磁离合器(24)分离,方向盘单元(Ⅰ)向外输出转向转矩,转向转矩依次经转矩传递机构(A)、经转矩传递机构(A)传递转矩的小传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构(A)之间的电磁离合器和经转矩传递机构(A)传递转矩的小传动比一侧的传动轴传递至对应连接的转向横拉杆,在第三电磁离合器(19)的机械连接下,左转向横拉杆(18)和右转向横拉杆(23)横向位移控制相应的车轮转向;
五、当左侧执行电机(16)和右侧执行电机(21)均有效,路感模拟电机(5)失效时:
在大转向比模式下,ECU分别控制经转矩传递机构(A)传递转矩的大传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构(A)之间的电磁离合器以及第三电磁离合器(19)结合,并控制经转矩传递机构(A)传递转矩的小传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构(A)和第四电磁离合器(24)分离,方向盘单元(Ⅰ)向外输出转向转矩,转向转矩依次经转矩传递机构(A)、经转矩传递机构(A)传递转矩的大传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构(A)之间的电磁离合器和经转矩传递机构(A)传递转矩的大传动比一侧的传动轴传递至对应连接的转向横拉杆,与此同时,ECU检测方向盘单元(Ⅰ)的转动状态,并经分析后向经转矩传递机构(A)传递转矩的大传动比一侧的传动轴同侧的执行电机输出执行电机运行控制信号,控制该执行电机输出使左侧车轮和右侧车轮同步转向的驱动助力转矩,进而助力驱动对应的转向横拉杆横向位移,在第三电磁离合器(19)的机械连接下,左转向横拉杆(18)和右转向横拉杆(23)横向位移控制相应的车轮转向;
在大小转向比模式下,ECU分别控制经转矩传递机构(A)传递转矩的小传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构(A)之间的电磁离合器以及第三电磁离合器(19)结合,并控制经转矩传递机构(A)传递转矩的大传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构(A)之间的电磁离合器和第四电磁离合器(24)分离,方向盘单元(Ⅰ)向外输出转向转矩,转向转矩依次经转矩传递机构(A)、经转矩传递机构(A)传递转矩的小传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构(A)之间的电磁离合器和经转矩传递机构(A)传递转矩的小传动比一侧的传动轴传递至对应连接的转向横拉杆,与此同时,ECU检测方向盘单元(Ⅰ)的转动状态,并经分析后向经转矩传递机构(A)传递转矩的小传动比一侧的传动轴同侧的的执行电机输出执行电机运行控制信号,控制该执行电机输出使左侧车轮和右侧车轮同步转向的驱动助力转矩,进而助力驱动对应的转向横拉杆横向位移,在第三电磁离合器(19)的机械连接下,左转向横拉杆(18)和右转向横拉杆(23)横向位移控制相应的车轮转向;
六、当左侧执行电机(16)有效,路感模拟电机(5)和右侧执行电机(21)均失效时:
ECU分别控制第一电磁离合器(12)和第三电磁离合器(19)结合,并控制第二电磁离合器(7)和第四电磁离合器(24)分离,方向盘单元(Ⅰ)向外输出转向转矩,转向转矩依次经转矩传递机构(A)、第一电磁离合器(12)和左传动轴(14)传递至左转向横拉杆(18),与此同时,ECU检测方向盘单元(Ⅰ)的转动状态,并经分析后向左执行电机(16)输出执行电机运行控制信号,控制左执行电机(16)输出使左侧车轮和右侧车轮同步转向的驱动助力转矩,进而助力驱动左转向横拉杆横向位移,在第三电磁离合器(19)的机械连接下,左转向横拉杆(18)和右转向横拉杆(23)横向位移控制相应的车轮转向;
七、当右侧执行电机(21)有效,路感模拟电机(5)和左侧执行电机(16)均失效时:
ECU分别控制第二电磁离合器(7)和第三电磁离合器(19)结合,并控制第一电磁离合器(12)和第四电磁离合器(24)分离,方向盘单元(Ⅰ)向外输出转向转矩,转向转矩依次经转矩传递机构(A)、第二电磁离合器(7)和右传动轴(10)传递至右转向横拉杆(23),与此同时,ECU检测方向盘单元(Ⅰ)的转动状态,并经分析后向右执行电机(21)输出执行电机运行控制信号,控制右执行电机(21)输出使左侧车轮和右侧车轮同步转向的驱动助力转矩,进而助力驱动右转向横拉杆横向位移,在第三电磁离合器(19)的机械连接下,左转向横拉杆(18)和右转向横拉杆(23)横向位移控制相应的车轮转向;
八、当路感模拟电机(5)、右侧执行电机(21)和左侧执行电机(16)均失效时:
在大转向比模式下,ECU分别控制经转矩传递机构(A)传递转矩的大传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构(A)之间的电磁离合器以及第三电磁离合器(19)结合,并控制经转矩传递机构(A)传递转矩的小传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构(A)之间的电磁离合器和第四电磁离合器(24)分离,方向盘单元(Ⅰ)向外输出转向转矩,转向转矩依次经转矩传递机构(A)、经转矩传递机构(A)传递转矩的大传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构(A)之间的电磁离合器和经转矩传递机构(A)传递转矩的大传动比一侧的传动轴传递至对应连接的转向横拉杆,在第三电磁离合器(19)的机械连接下,左转向横拉杆(18)和右转向横拉杆(23)横向位移控制相应的车轮转向;
在小转向比模式下,ECU分别控制经转矩传递机构(A)传递转矩的小传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构(A)之间的电磁离合器以及第三电磁离合器(19)结合,并控制经转矩传递机构(A)传递转矩的大传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构(A)之间的电磁离合器和第四电磁离合器(24)分离,方向盘单元(Ⅰ)向外输出转向转矩,转向转矩依次经转矩传递机构(A)、经转矩传递机构(A)传递转矩的小传动比一侧的传动轴与经转矩传递机构(A)之间的电磁离合器和经转矩传递机构(A)传递转矩的小传动比一侧的传动轴传递至对应连接的转向横拉杆,在第三电磁离合器(19)的机械连接下,左转向横拉杆(18)和右转向横拉杆(23)横向位移控制相应的车轮转向。
9.如权利要求8所述乘用车多模式电机驱动线控转向系统的转向控制方法,其特征在于:
在转向控制过程中,当左侧执行电机(16)或右侧执行电机(21)有效时,当ECU输出执行电机运行控制信号时,除通过安装在方向盘(25)上的转角传感器(1)和安装在转向主动轴(3)上的转矩传感器(2)检测的转角和扭矩信号,进而直接获得方向盘(25)的转向信号外,还通过安装在有效执行电机一侧的转向横拉杆上的位移传感器采集的位移信号间接获得转向轮的实际转向状态,ECU根据转角传感器(1)和转矩传感器(2)测得的方向盘(25)的实际转向输入信号修正向对应的有效执行电机输出的执行电机运行控制信号,实现对车轮的实际转向输出进行修正;
在转向控制过程中,当左侧执行电机(16)或右侧执行电机(21)有效时,有效执行电机向ECU反馈包括转速和转矩在内的实时运行状态信号,进而实现ECU对有效执行电机的闭环控制调节。
10.如权利要求8所述乘用车多模式电机驱动线控转向系统的转向控制方法,其特征在于:
所述ECU控制路感模拟电机(5)向外输出路感模拟转矩实现路感模拟的具体过程为:
ECU控制路感模拟电机(5)输出的路感模拟转矩经结合的第四电磁离合器(24)传输至转向主动轴(3)进而带动方向盘(25)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(25)反馈至驾驶员,实现路感模拟。
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