CN209126798U - 智能驾驶车辆的转向控制系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种智能驾驶车辆的转向控制系统和车辆，转向控制系统包括：主梁(110)，所述主梁(110)的两端用于可转动地连接车轮(120)；伸缩件(130)，所述伸缩件(130)的一端铰接在所述主梁(110)上，另一端用于铰接在所述车轮(120)上；以及控制器(200)，用于控制所述伸缩件(130)的伸缩以驱动所述车轮(120)转向。通过上述技术方案，伸缩件作为智能驾驶汽车转向控制系统的一个转向部件，当智能驾驶汽车需要转向时，可以直接将转向信号传递至控制器，进而通过控制器控制伸缩件伸出或缩回来驱动车轮进行转向，整个自动控制过程可由车辆的ECU控制单元指挥完成，无需传统的机械转向部件以及机械转向力，智能性较强。

Description

智能驾驶车辆的转向控制系统和车辆

技术领域

本公开涉及智能驾驶车辆的转向技术领域，具体地，涉及一种智能驾驶车辆的转向控制系统和车辆。

背景技术

汽车转向系统是实现改变或恢复汽车行驶方向以保证汽车安全行驶的关键系统。传统的车辆转向系统由机械转向系统和液压助力转向系统两部分组成，通过驾驶员及发动机提供转向力。转向机构包括方向盘、转向传动轴、转向器、转向油泵、转向直拉杆、转向前桥等。当车辆需要转向时，驾驶员转动方向盘，转向传动轴连接方向盘并将机械转向力传递给转向器，同时发动机带动转向油泵，将转向油泵中的高压油泵入转向器，提供液压转向助力。随后转向器带动转向直拉杆移动，转向直拉杆带动转向前轴实现汽车转向。

对于智能驾驶汽车而言，通常是由ECU控制单元输出信号，电动泵提供转向力实现汽车转向，无需转向器、转向动力缸、转向直拉杆等部件。转向机构主要包括ECU控制单元、电动泵、前轴。但是传统的前轴为由工字梁、转向节、主销、轮端总成、转向节臂、横拉杆臂及横拉杆等组成的总成结构，无法满足智能驾驶汽车线控转向的需求。

实用新型内容

本公开的一个目的是提供一种智能驾驶车辆的转向控制系统，该转向控制系统能够实现智能驾驶车辆的转向功能。

本公开的另一个目的是提供一种车辆，该车辆配置有本公开提供的转向控制系统。

为了实现上述目的，本公开提供一种智能驾驶车辆的转向控制系统，包括：主梁，所述主梁的两端用于可转动地连接车轮；伸缩件，所述伸缩件的一端铰接在所述主梁上，另一端用于铰接在所述车轮上；以及控制器，用于控制所述伸缩件的伸缩以驱动所述车轮转向。

可选地，所述主梁上设置有安装座，所述车轮上安装有转向节，所述伸缩件的一端与所述安装座铰接，另一端用于与所述转向节的转向节臂铰接。

可选地，所述安装座为形成在所述主梁上的一对耳板，所述伸缩件通过铰接轴可转动地连接在该对耳板之间。

可选地，所述伸缩件为关于所述主梁中心对称设置的两个，以分别驱动对应侧的所述车轮。

可选地，所述伸缩件为电动推杆。

可选地，所述伸缩件为液压缸，所述转向控制系统还包括与所述液压缸连接的液压泵，所述液压泵与所述控制器电连接。

可选地，所述液压缸和所述液压泵之间连通有液压阀，所述液压阀和所述液压泵分别通过液压管路连接至液压油箱。

可选地，所述液压阀为三位四通电磁比例换向阀。

可选地，所述转向控制系统还包括用于检测当前路况的检测装置，所述检测装置与所述控制器电连接，以将检测到的路况信息传送至所述控制器。

根据本公开的第二个方面，提供一种车辆，所述车辆包括根据以上所述的智能驾驶车辆的转向控制系统。

通过上述技术方案，伸缩件作为智能驾驶汽车转向控制系统的一个转向部件，当智能驾驶汽车需要转向时，可以直接将转向信号传递至控制器，进而通过控制器控制伸缩件伸出或缩回来驱动车轮进行转向，整个自动控制过程可由车辆的ECU控制单元指挥完成，无需传统的机械转向部件以及机械转向力，智能性较强。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种示例性实施方式提供的转向控制系统的转向桥的结构示意图；

图2是图1另一个方向的结构示意图；

图3本公开一种示例性实施方式提供的转向控制系统的控制原理图。

附图标记说明

110主梁 120车轮

130伸缩件 111安装座

121转向节 122转向节臂

131液压缸 200控制器

300液压泵 400液压阀

500液压油箱

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”、“下”、“左”、“右”是基于附图所示的方位或位置关系进行定义的，具体可参考图2所示的图面方向；而“内”、“外”是指相应部件轮廓的内和外。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。

参照图1至图3，本公开提供一种智能驾驶车辆的转向控制系统，包括主梁110、伸缩件130和控制器200。主梁110的两端用于可转动地连接车轮120，伸缩件130的一端铰接在主梁110上，另一端用于铰接在车轮120上，控制器200用于控制伸缩件130的伸缩以驱动车轮120转向。其中，主梁110为常见的车辆转向桥结构，可以采用工字断面的工字梁，参照图2，主梁110中部弯曲向下，以配合发动机布置，并降低车辆的质心。

智能驾驶汽车依靠车内以计算机系统为主的包括有控制器200的智能驾驶仪来实现智能驾驶，控制器200为适应智能驾驶汽车的行使方式而相应设定的控制结构。例如智能驾驶汽车的行使方式可以为在车辆ECU中预先规划好行车路线，行驶过程中依靠控制器200控制车辆到达预定目标。具体地，控制器200可以包括诸如定位模块、检测模块以及控制模块等多个电子模块，定位模块可以实时对车辆当前位置进行定位，检测模块依据定位信息判断当前位置是否为行车路线中的某个位置，以使控制模块能够根据当前位置控制车轮120是否需要转向。当车轮120需要转向时，控制器200通过控制伸缩件130的伸缩运动以带动车轮120进行相应方向的转向，从而使智能驾驶车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。

如此一来，伸缩件130作为智能驾驶汽车转向控制系统中的一个转向部件，当智能驾驶汽车需要转向时，可以直接将转向信号传递至控制器200，进而通过控制器200控制伸缩件130伸出或缩回来驱动车轮120进行转向，整个自动控制过程可由车辆的ECU控制单元指挥完成，无需传统的机械转向部件以及机械转向力，智能性较强。

进一步地，参照图1，主梁110上可以设置有安装座111，车轮120上安装有转向节121，伸缩件130的一端与安装座111铰接，另一端用于与转向节121的转向节臂122铰接。如图1所示，伸缩件130可以具有伸缩端和固定端，固定端可以与安装座111铰接，伸缩端可以与转向节臂122铰接，以通过伸缩端的伸缩运动直接带动转向节臂122和转向节121绕转向桥的主销转动，进而实现车轮120相对于主梁110转动。其中，转向节121和转向节臂122为本领域公知部件，其与车轮120以及主梁110的连接关系为本领域技术人员所公知，此处不做过多赘述。

更进一步地，如图1所示，为便于安装，安装座111可以为形成在主梁110上的一对耳板，耳板上开设有铰接孔，伸缩件130的固定端可以通过穿过铰接孔的铰接轴可转动地连接在该对耳板之间，以实现伸缩件130相对安装座111转动。

根据本公开提供的具体实施方式，参照图1和图2，为实现对一根主梁110的两端车轮120分别进行转向驱动，伸缩件130可以设置为两个，并分别与两端车轮120的转向节臂122铰接，以分别驱动对应侧的车轮120。为使主梁110受力均匀，提高结构稳定性，两个伸缩件130可以关于主梁110中心对称设置，且安装座111的位置尽可能远离车轮120，以适应转向节臂122的结构尺寸并预留给伸缩件130足够的运动空间。为了保证左右车轮120转向一致，两个伸缩件130的种类和规格可以相同。

在一个实施方式中，上述伸缩件130可以为电动推杆。电动推杆由电机推杆和控制装置构成，通过控制装置控制内部电机的正反转可以实现推杆的伸缩运动。其中，电动推杆的控制装置可以与转向控制系统的控制器200电连接，以根据控制器200的转向信号实现控制装置对电机推杆的相应动作。参照图1和图2，以伸缩件130为电动推杆为例，推杆与车轮120的转向节臂122铰接。当控制器200输出右转信号时，控制装置控制左侧的推杆向左伸出，左侧的转向节臂122和转向节121绕转向桥的主销顺时针转动，左侧车轮120右转，与此同时控制装置控制右侧的推杆向左缩回，右侧的转向节臂122和转向节121绕转向桥的主销顺时针转动，右侧车轮120右转，实现整车向右转向；当控制器200输出左转信号时，控制装置控制左侧的推杆向右缩回，左侧的转向节臂122和转向节121绕转向桥的主销逆时针转动，左侧车轮120左转，与此同时控制装置控制右侧的推杆向右伸出，右侧的转向节臂122和转向节121绕转向桥的主销逆时针转动，右侧车轮120左转，实现整车向左转向。

在另一个实施方式中，参照图3，上述伸缩件130还可以为液压缸131，转向控制系统还包括与液压缸131连接的液压泵300，液压泵300与控制器200电连接，以通过控制器200控制液压泵300向液压缸131中输送液压油来实现液压缸131的伸缩动作，进而驱动车轮120转向。这种由液压系统控制实现的车辆转向，能够承受较大的压力和转向阻力。在本实施方式中，液压泵300可以具体为电动泵，以便于接收来自控制器200的电信号，从而实现电动泵的工作状态控制。电动泵可以通过焊接或可拆卸方式固定在车身靠近主梁110的位置处，也可以直接固定在主梁110上，本公开对此不做限定。

进一步地，参照图3，液压缸131和液压泵300之间还可以连通有液压阀400，液压阀400也可以相应为两个，以分别控制两个液压缸131，且液压阀400与控制器200电连接，以通过控制器200的电指令控制相应油路的进油和出油。液压阀400和液压泵300可以分别通过液压管路连接至液压油箱500，以使液压油箱500中的液压油通过液压泵300流入液压缸131的一侧腔内，同时使其另一侧腔内的液压油通过液压管路流回至液压油箱500。液压油箱500可以固定在例如车辆底盘上并靠近主梁110设置，以避免液压管路布置繁琐。

更进一步地，液压阀400可以为三位四通电磁比例换向阀，这样不仅可以通过接收控制器200的电信号指令控制液压缸131活塞杆的伸出和缩回，还可以通过比例换向阀阀芯的不同开度控制液压缸131的不同伸缩程度，从而精确控制转向角度。其中，使用的三位四通换向阀的中位机能可以为O型或M型，即当切换到中位时可以使得液压缸131锁定，从而保持当前转向角度。另外，三位四通换向阀具有与液压泵300连通的进油口P、与液压油箱500连通的回油口T以及分别和液压缸131的有杆腔和无杆腔连通的两个工作油口A、B。液压阀131可以为方形结构，并且进油口P、回油口T和两个工作油口A、B分别位于方形结构的四个面上，其中进油口P可以靠近液压泵300设置，两个工作油口A、B可以靠近液压缸131设置，而回油口T则可以靠近液压油箱500设置，从而使得液压管路布置清晰。

这样，液压泵300、液压阀400、液压缸131以及液压油箱500形成为控制车轮120转向的液压系统，参照图3，下面以两个车轮120同时向左转向为例说明该液压系统的液压控制原理。

控制器200接收到左转信号后控制左侧液压阀400朝向左位切换，此时进油口P和工作油口B连通，而回油口T和另一工作油口A连通，这样可以使得液压油通过工作油口B供应到左侧液压缸131的有杆腔内，从而使得左侧液压缸131的活塞杆缩回，进而带动图1中的左侧车轮120向左转向。与此同时，控制器200可以控制右侧液压阀400朝向左位切换，此时使得进油口P与工作油口A连通，回油口T与另一工作油口B连通，液压油通过工作油口A进入右侧液压缸131的无杆腔中，从而驱动活塞杆伸出，进而带动图1中的右侧车轮120同时向左转向。车轮120向右转向时，只需将相应侧的液压阀400切换位置即可，为避免重复，此处不再赘述。

另外，在靠近液压缸131的位置处还可以设置有与控制器200电连接的用于检测液压缸131伸缩信号的位移传感器，以通过检测当前活塞杆的位移数据判断车轮120转向是否到位。转向到位后，控制器200可以控制液压阀400切换回中位，此时液压缸131的活塞杆伸缩量不变，车轮120保持转向角度不变。

在本公开实施例中，转向控制系统还可以包括用于检测当前路况的检测装置，检测装置也可以与控制器200电连接，以将检测到的路况信息传送至控制器200。其中，检测装置可以为安装在智能驾驶车辆外部的车载传感器，也可以为车载激光雷达或车载无人机等，其能够感知车辆周围环境，并将感知获得的道路、车辆位置和障碍物等信息传递至控制器200，从而可以用于在实际行驶过程中辅助修正行驶路线，间接通过控制器200控制车辆的转向和速度，进一步保证车辆的准确、安全行驶。

本公开还提供一种车辆，该车辆包括上述的转向控制系统。车辆具有上述的转向控制系统的全部有益效果，此处不再赘述。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种智能驾驶车辆的转向控制系统，其特征在于，包括：

主梁(110)，所述主梁(110)的两端用于可转动地连接车轮(120)；

伸缩件(130)，所述伸缩件(130)的一端铰接在所述主梁(110)上，另一端用于铰接在所述车轮(120)上；以及

控制器(200)，用于控制所述伸缩件(130)的伸缩以驱动所述车轮(120)转向。

2.根据权利要求1所述的转向控制系统，其特征在于，所述主梁(110)上设置有安装座(111)，所述车轮(120)上安装有转向节(121)，所述伸缩件(130)的一端与所述安装座(111)铰接，另一端用于与所述转向节(121)的转向节臂(122)铰接。

3.根据权利要求2所述的转向控制系统，其特征在于，所述安装座(111)为形成在所述主梁(110)上的一对耳板，所述伸缩件(130)通过铰接轴可转动地连接在该对耳板之间。

4.根据权利要求1所述的转向控制系统，其特征在于，所述伸缩件(130)为关于所述主梁(110)中心对称设置的两个，以分别驱动对应侧的所述车轮(120)。

5.根据权利要求1所述的转向控制系统，其特征在于，所述伸缩件(130)为电动推杆。

6.根据权利要求1所述的转向控制系统，其特征在于，所述伸缩件(130)为液压缸(131)，所述转向控制系统还包括与所述液压缸(131)连接的液压泵(300)，所述液压泵(300)与所述控制器(200)电连接。

7.根据权利要求6所述的转向控制系统，其特征在于，所述液压缸(131)和所述液压泵(300)之间连通有液压阀(400)，所述液压阀(400)和所述液压泵(300)分别通过液压管路连接至液压油箱(500)。

8.根据权利要求7所述的转向控制系统，其特征在于，所述液压阀(400)为三位四通电磁比例换向阀。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的转向控制系统，其特征在于，所述转向控制系统还包括用于检测当前路况的检测装置，所述检测装置与所述控制器(200)电连接，以将检测到的路况信息传送至所述控制器(200)。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求1-9中任一项所述的智能驾驶车辆的转向控制系统。