CN1966323A - 汽车集成化控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种汽车集成化控制系统，该集成化控制系统包括前轮转向系统、制动系统，其中，该集成化控制系统还包括电子控制单元；所述前轮转向系统为线传前轮转向系统，包括方向盘、方向盘转角传感器、路感反馈电机、转向驱动电机、驱动扭矩传感器和转向器；所述制动系统为线传制动系统，包括制动踏板、制动踏板传感器、制动电机、制动器和转速传感器；方向盘转角传感器、路感反馈电机、转向驱动电机、驱动扭矩传感器、制动踏板传感器、制动电机和转速传感器分别与电子控制单元电连接；方向盘转角传感器和路感反馈电机分别与方向盘机械连接；转向驱动电机与转向器机械连接；制动踏板与制动踏板传感器机械连接；制动电机与制动器机械连接。
Description
技术领域
本发明是关于汽车集成化控制系统，更具体地是关于电动汽车集成化控制系统。
背景技术
汽车的控制系统主要包括前轮转向系统和制动系统，目前汽车采用机械转向系统和液压或气压制动系统。机械转向系统利用机械连接装置将方向盘与转向轮连接起来，在转向时，驾驶员转动方向盘，所述机械连接装置将方向盘的转角信息传递给转向轮。由于机械转向系统转向的角传动比固定，而汽车的转向特性随着汽车速度和侧向加速度变化呈现强非线性时变特性，因此使得控制系统的控制效果不好，安全性不足。而且液压或气压制动系统需要液压/气压泵、液压/气压阀、液压/气压管路等设计，所占空间较大，结构比较复杂，使得控制系统在整车中的布置较差。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有汽车的控制系统控制的效果不好、安全性不足以及在整车中的布置较差的缺点，提供一种控制效果良好、安全性较高、且布置合理的汽车集成化控制系统。
本发明提供的汽车集成化控制系统包括前轮转向系统、制动系统，其中，该集成化控制系统还包括电子控制单元；所述前轮转向系统为线传前轮转向系统，包括方向盘、方向盘转角传感器、路感反馈电机、转向驱动电机、驱动扭矩传感器和转向器；所述制动系统为线传制动系统，包括制动踏板、制动踏板传感器、制动电机、制动器和转速传感器；方向盘转角传感器、路感反馈电机、转向驱动电机、驱动扭矩传感器、制动踏板传感器、制动电机和转速传感器分别与电子控制单元电连接；方向盘转角传感器和路感反馈电机分别与方向盘机械连接；转向驱动电机与转向器机械连接；制动踏板与制动踏板传感器机械连接；制动电机与制动器机械连接。
附图说明
图1是表示本发明提供的汽车集成化控制系统的结构示意图；
图2是本发明提供的汽车集成化控制系统的工作过程流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式，对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明提供的集成化控制系统包括线传前轮转向系统I、线传制动系统II以及电子控制单元III。
线传前轮转向系统I包括方向盘1、路感反馈电机2、方向盘转角传感器3、驱动扭矩传感器4、转向驱动电机5、转向器6。其中方向盘1与方向盘转角传感器3之间为机械连接，方向盘1与路感反馈电机2之间为机械连接，转向驱动电机5与转向器6之间为机械连接；路感反馈电机2通过导线12与电子控制单元III电连接，方向盘转角传感器3通过导线13与电子控制单元III电连接，驱动扭矩传感器4通过导线14与电子控制单元III电连接，转向驱动电机5通过导线14与电子控制单元III电连接。
线传制动系统II包括制动踏板7、制动踏板传感器8、制动电机9、制动器10、转速传感器11。其中制动踏板传感器8通过机械连接而连接在制动踏板7上，制动电机9与制动器10之间为机械连接；制动踏板传感器8通过导线16与电子控制单元III电连接，制动电机9通过导线17与电子控制单元III电连接，转速传感器11通过导线18与电子控制单元III电连接。
本发明所述电子控制单元III可以是现有技术中各种类型的电子控制单元，如超声波电子控制单元、集成式电子控制单元，其控制算法将在下面作详细说明。
所述方向盘转角传感器3可以使用现有技术中的各种传感器，如电位计式传感器、霍尔式传感器、光电式传感器、导电塑料式传感器、电容式传感器或电感式角位移传感器。
所述驱动扭矩传感器4可以使用现有技术中的各种传感器，如电位计式传感器、霍尔式传感器、光电式传感器、导电塑料式传感器、电容式传感器或电感式角位移传感器。驱动扭矩传感器4的安装位置已为本领域技术人员所公知，例如可以安装在转向驱动电机5上。
所述路感反馈电机2可以使用现有技术中的各种电机，如无刷直流电机，永磁同步电机，伺服电机、步进电机等。
所述转向驱动电机5可以使用现有技术中的各种电机，如无刷直流电机，永磁同步电机，伺服电机、步进电机等。
所述转向器6可以使用现有技术中的各种转向器，如齿轮齿条转向器、循环球式转向器、球面蜗杆滚轮式转向器、蜗杆指销式转向器等，优选为齿轮齿条转向器。
所述制动踏板传感器8以使用现有技术中的各种传感器，如电位计式传感器、霍尔式传感器、光电式传感器、导电塑料式传感器、电容式传感器或电感式角位移传感器。
所述制动电机9可以使用现有技术中的各种电机，如无刷直流电机，永磁同步电机，伺服电机、步进电机等。
所述制动器10可以使用盘式制动器或鼓式制动器，优选为盘式制动器。
所述转速传感器11可以使用现有技术中的各种传感器，如电位计式传感器、霍尔式传感器、光电式传感器、导电塑料式传感器、电容式传感器或电感式角位移传感器。转速传感器11的安装位置已为本领域技术人员所公知，例如可以安装在制动电机9上。
所述导线为常用的电子控制单元和电机的导线。
本发明的方向盘转角传感器、路感反馈电机、转向驱动电机、驱动扭矩传感器、制动踏板传感器、制动电机、转速传感器所需的电源均由电动汽车车载电源系统提供。
下面结合图2来详细描述本发明提供的集成化控制系统的工作过程：所述转速传感器11实时地探测车速信息(包括车轮中心速度、车轮角速度)，并通过导线18将探测到的车速信息传递给电子控制单元III，电子控制单元III根据所述车速信息按照ABS的设计过程中常用的算法计算出滑移率，并将其实时存于寄存器中。例如，所述滑移率可以采用如下公式计算：
其中，uw是车轮中心速度，rr0是车轮的滚动半径，ωw是车轮角速度。
当方向盘转角传感器3探测到驾驶员有转向行为即方向盘1转动时，将驾驶员对车辆的转向控制指令即方向盘1的转角大小转换成电信号并通过导线13传递给电子控制单元III。
电子控制单元III根据车速、滑移率及方向盘转角计算出能够使车辆达到中性转向的转向传动比并通过导线14传递给转向驱动电机5，转向驱动电机5产生扭矩并通过机械传递机构将该扭矩传递到转向器6，使转向器6准确地按照驾驶员的意图进行转向。
驱动扭矩传感器4探测转向驱动电机5产生的实际扭矩并通过导线14传递给电子控制单元III，电子控制单元III将该实际扭矩与所发出的扭矩进行比较，如果不相等则发出反馈信号修正转向驱动电机的输出，使前轮转角的误差减小。
电子控制单元III通过当前的车速、滑移率、方向盘转角、车重计算出一个与方向盘转动方向相反的阻力矩即反馈力矩并通过导线12传递给路感反馈电机2，使路感反馈电机2输出该反馈力矩，然后该反馈力矩通过机械传递机构传递到方向盘1，从而使驾驶员获得模拟机械转向系统的路感。
当车辆进行制动时，制动踏板传感器8采集到的制动踏板7的行程即角位移的大小并通过导线16传送至电子控制单元III，电子控制单元III根据滑移率、车速、角位移的大小计算制动电机9的输出力矩，并通过导线17传递给制动电机9，制动电机9输出相应大小的输出力矩并通过机械传递机构传递到制动器10，从而使制动器10获得制动力。
从上述描述可以看出，本发明提供的控制系统将线传转向系统与线传制动系统集成并由电子控制单元统一控制，提高了电子控制单元的运算效率和速度，获得更好的控制效果和更高的安全性。同时简化了结构，使控制系统在车内的布置更加合理。
Claims (8)
1、一种汽车集成化控制系统，该集成化控制系统包括前轮转向系统、制动系统，其特征在于，该集成化控制系统还包括电子控制单元；所述前轮转向系统为线传前轮转向系统，包括方向盘、方向盘转角传感器、路感反馈电机、转向驱动电机、驱动扭矩传感器和转向器；所述制动系统为线传制动系统，包括制动踏板、制动踏板传感器、制动电机、制动器和转速传感器；方向盘转角传感器、路感反馈电机、转向驱动电机、驱动扭矩传感器、制动踏板传感器、制动电机和转速传感器分别与电子控制单元电连接；方向盘转角传感器和路感反馈电机分别与方向盘机械连接；转向驱动电机与转向器机械连接；制动踏板与制动踏板传感器机械连接；制动电机与制动器机械连接。
2、根据权利要求1所述的集成化控制系统，其中，所述电子控制单元为超声波电子控制单元或集成式电子控制单元。
3、根据权利要求1所述的集成化控制系统，其中，所述驱动扭矩传感器安装在转向驱动电机上。
4、根据权利要求1所述的集成化控制系统，其中，所述转速传感器安装在制动电机上。
5、根据权利要求1所述的集成化控制系统，其中，所述方向盘转角传感器、驱动扭矩传感器、制动踏板传感器和转速传感器分别为选自电位计式传感器、霍尔式传感器、光电式传感器、导电塑料式传感器、电容式传感器和电感式角位移传感器中的一种。
6、根据权利要求1所述的集成化控制系统，其中，所述路感反馈电机、转向驱动电机和制动电机分别为选自无刷直流电机、永磁同步电机、伺服电机和步进电机中的一种。
7、根据权利要求1所述的集成化控制系统，其中，所述转向器为齿轮齿条转向器。
8、根据权利要求1所述的集成化控制系统，其中，所述制动器为盘式制动器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA200510115171XA CN1966323A (zh) | 2005-11-14 | 2005-11-14 | 汽车集成化控制系统 |
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| CN1966323A true CN1966323A (zh) | 2007-05-23 |
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Family Applications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114179605A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-03-15 | 吉林大学 | 一种电机冗余的多功能集成式车轮模块及其控制方法 |
| CN117360411A (zh) * | 2023-11-02 | 2024-01-09 | 广州航海学院 | 一种用于智能车线控底盘的集成式控制系统及方法 |
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2005
- 2005-11-14 CN CNA200510115171XA patent/CN1966323A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114179605A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-03-15 | 吉林大学 | 一种电机冗余的多功能集成式车轮模块及其控制方法 |
| CN114179605B (zh) * | 2021-12-29 | 2024-03-01 | 吉林大学 | 一种电机冗余的多功能集成式车轮模块及其控制方法 |
| CN117360411A (zh) * | 2023-11-02 | 2024-01-09 | 广州航海学院 | 一种用于智能车线控底盘的集成式控制系统及方法 |
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