CN213502564U - 一种线控转向系统及商用车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车控制技术领域，具体涉及一种线控转向系统及商用车，包括原车方向盘模块、线控模块和转向杆，所述线控模块被配置在所述原车方向盘模块和转向杆之间，所述线控模块的第一端与所述原车方向盘模块连接，所述线控模块的第二端与所述转向杆连接，所述线控模块的第一端还设有扭矩传感器，所述扭矩传感器将检测到的扭矩信号反馈给控制器。本实用新型提供的线控转向系统，对现有的商用车进行改装，使得这些商用车能够实现主动转向功能，且对原车液压转向模块未作调整，改装成本低、工作量小。

Description

一种线控转向系统及商用车

技术领域

本实用新型涉及汽车控制技术领域，具体涉及一种线控转向系统及商用车。

背景技术

随着自动驾驶技术不断地发展，自动驾驶车辆落地推广的场景也越来越多，很多领域对自动驾驶的期望也越来越高，特别是在矿场、长途运输等商业场景。

目前国内的商用车，绝大部分采用的是HPS(液压助力转向系统)，其转向油泵由发动机驱动，部分电动商用车会采用EHPS(电动液压助力转向系统)，这套系统的转向油泵不再由发动机直接驱动，而是由电动机来驱动。但是这两种转向系统都是液压助力转向，都不能实现主动转向功能，因此也就无法拓展自动驾驶功能，并且无法进行自动驾驶的线控转向测试。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术中采用液压助力转向的商用车无法实现主动转向功能的技术问题，提出了一种线控转向系统，对现有的商用车进行改装，使得这些商用车能够实现主动转向功能，且改装成本低、工作量小。

本实用新型的技术方案：

本实用新型的一方面，提供一种线控转向系统，包括：

原车方向盘模块；

线控模块，所述线控模块被配置在所述原车方向盘模块和转向杆之间，所述线控模块的第一端与所述原车方向盘模块连接，所述线控模块的第二端与所述转向杆连接，所述线控模块的第一端还设有扭矩传感器，所述扭矩传感器将检测到的扭矩信号反馈给控制器。

进一步地，所述线控模块还包括转向电机和传动杆，所述转向电机的输出端通过蜗轮蜗杆组件带动所述传动杆旋转，所述传动杆的第一端与所述原车方向盘模块连接，所述传动杆的第二端套接在所述转向杆上。

进一步地，所述转向电机在断电情况下不自锁。

进一步地，所述线控模块的第一端还设有转角传感器，所述转角传感器将检测到的角度信号反馈给控制器。

本实用新型的另一方面，提供一种商用车，包括以上任意一项所述的线控转向系统。

进一步地，所述商用车还包括安装支架，所述安装支架上固定安装所述线控模块。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本实用新型的线控转向系统，对现有的商用车加装线控模块，通过转向电机带动传动杆转动，从而模拟驾驶员手动打方向盘，使得这些商用车能够实现主动转向功能，且对原车液压转向模块未作调整，改装成本低、工作量小且工作可靠；

(2)本实用新型通过扭矩传感器实时检测驾驶员是否介入，在驾驶员介入时，交出方向盘控制权，并且转向电机断电空转，不影响驾驶员的正常驾驶；

(3)本实用新型通过转角传感器实时检测转角，并控制转向电机的转速，从而形成闭环精准控制；

(4)本实用新型线控模块中的传动杆可套接在原车的转向杆上，在改装或者更换时只需要将传动杆拔出或者插入，十分方便快捷。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的线控转向系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一的转向电机的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一的线控转向系统的控制原理图；

图4为本实用新型实施例一的线控转向系统的工作流程图；

图5为本实用新型实施例二的线控转向系统的结构示意图。

其中，

原车方向盘模块1，线控模块2，转向电机21，第一花键211，第二花键212，传动杆22，第一传动杆221，第二传动杆222，转向杆3，扭矩传感器4，转角传感器5，安装支架6。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

本实用新型的目的是提出一种简单可靠的改装方案，使现有的采用液压助力转向的商用车实现主动转向功能，下面通过具体实施例进行具体说明。

实施例一：

如图1所示，本实施例的线控转向系统包括原车方向盘模块1、线控模块2和转向杆3，线控模块2被配置在原车方向盘模块1和转向杆3之间，线控模块2的第一端与原车方向盘模块1连接，线控模块2的第二端与转向杆3连接，具体地，线控模块2包括转向电机21和传动杆22，转向电机21的输出端通过蜗轮蜗杆组件带动传动杆22旋转，传动杆22的第一端与原车方向盘模块1连接，传动杆22的第二端与转向杆3连接。这样，在需要进行线控转向时，由转向电机21带动传动杆22和转向杆3转动，从而模拟驾驶员手动打方向盘，并由原车液压助力模块提供助力，实现线控转向。

由上述内容可知，本实施例的线控转向系统，对现有的商用车加装线控模块2，通过转向电机21带动传动杆22和转向杆3转动，从而模拟驾驶员手动打方向盘，使得这些商用车能够实现主动转向功能，且对原车液压转向模块未作调整，改装成本低、工作量小且工作可靠。

进一步地，本实施例在线控模块2的第一端还设有扭矩传感器4，扭矩传感器4将检测到的扭矩信号反馈给控制器，具体地，扭矩传感器4被配置在转向电机21上方靠近方向盘一侧，在线控转向工作模式下，控制器实时检测扭矩传感器4反馈的扭矩信号，此处，扭矩传感器4检测到的扭矩为方向盘相对于转向电机21下半截的扭矩，在检测扭矩时，需要排除转向电机21产生的扭矩，如果检测到的扭矩值和转向电机21产生的扭矩不同，则判断为驾驶员介入，从而控制转向电机21断电，然后由驾驶员操控方向盘转向，此时和原车的转向方式相同。需要注意的是，本实施例的转向电机21在断电情况下不会自锁，这样，在驾驶员在操作方向盘时，转向电机21空转，驾驶员转向不会受到转向电机21的干扰。

进一步地，本实施例的线控模块2的第一端还设有转角传感器5，转角传感器5用于采集传动杆22和转向杆3相对于起始点所转的角度，转角传感器5将检测到的角度信号实时反馈给控制器，控制器根据接收到的角度信号对转向电机21的转速进行调整，从而形成精准闭环控制。

进一步地，本实施例的传动杆22第二端呈管柱结构，传动杆22的第二端套接在转向杆3上，与转向杆3形成伸缩结构，转向杆3可以是由原车转向杆截去一部分得到或者可以是具有方向盘伸缩功能的原车转向杆组件的内转向杆。本实施例中的转向电机21用于模拟驾驶员手打方向盘，相对于用于转向助力需要更大的输出转矩，并且在实际应用前，需要进行自动驾驶和线控转向测试，而测试周期一般较长，转向电机21可能会经常损坏，在转向电机21出现故障损坏时，只需要拆开原车方向盘模块1，然后直接将本实施例中的转向电机21和传动杆22朝向方向盘一方拔出即可进行更换，十分方便快捷。

进一步地，如图1和图2所示，本实施例的传动杆22包括第一传动杆221和第二传动杆222，转向电机21的输出端分别设有第一花键211和第二花键212，第一传动杆221的第一端和原车方向盘模块1连接，第一传动杆221的第二端和第一花键211固定连接，第二传动杆222的第一端和第二花键212固定连接，第二传动杆222的第二端和转向杆3连接。如此可将扭矩传感器4、转角传感器5和转向电机21配置成一个模块，再与第一传动杆221和第二传动杆222连接装配。

如图3和图4所示，本实施例的控制器由原车低压电源供电，并接入CAN总线用于接收驾驶模式指令，同时接入上述扭矩传感器4和转角传感器5。首先，控制器根据接收到的指令选择人工驾驶模式或者自动驾驶模式，如果是人工驾驶模式，则关闭转向电机21，此时即为常规人工驾驶模式，由驾驶员操控方向盘，并由原车液压助力模块提供助力；如果是自动驾驶模式，则开启转向电机21，控制器根据接收到的需要转动的目标角度和角速度控制转向电机21转动，控制器根据实时接收到的角度信号以进行闭环控制，同时控制器根据扭矩传感器4的扭矩信号实时判断驾驶员是否介入，如果驾驶员介入则关闭转向电机21，回到常规人工驾驶模式，如果驾驶员未介入，则继续自动驾驶，且自动驾驶期间也由原车液压助力模块助力。

综上所述，本实施例提供的线控转向系统，对现有的商用车进行改装，使得这些商用车能够实现主动转向功能，且对原车液压转向模块未作调整，改装成本低、工作量小。

实施例二：

本实施例提供一种商用车，本实施例的商用车包括实施例一的线控转向系统，还包括用于固定上述转向电机21的安装支架6。具体地，如图5所示，本实施例的安装支架6可配置在车辆中控台内，其一端与中控台固定，另一端固定转向电机21。在改装时，将带有安装支架6的线控模块2安装完成后，将安装支架6与车辆中控台固定，如此便可将转向电机21的主体固定。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种线控转向系统，其特征在于，包括：

原车方向盘模块(1)；

线控模块(2)，所述线控模块(2)被配置在所述原车方向盘模块(1)和转向杆(3)之间，所述线控模块(2)的第一端与所述原车方向盘模块(1)连接，所述线控模块(2)的第二端与所述转向杆(3)连接，所述线控模块(2)的第一端还设有扭矩传感器(4)，所述扭矩传感器(4)将检测到的扭矩信号反馈给控制器。

2.根据权利要求1所述的一种线控转向系统，其特征在于，所述线控模块(2)还包括转向电机(21)和传动杆(22)，所述转向电机(21)的输出端通过蜗轮蜗杆组件带动所述传动杆(22)旋转，所述传动杆(22)的第一端与所述原车方向盘模块(1)连接，所述传动杆(22)的第二端套接在所述转向杆(3)上。

3.根据权利要求2所述的一种线控转向系统，其特征在于，所述转向电机(21)在断电情况下不自锁。

4.根据权利要求1所述的一种线控转向系统，其特征在于，所述线控模块(2)的第一端还设有转角传感器(5)，所述转角传感器(5)将检测到的角度信号反馈给控制器。

5.一种商用车，其特征在于，包括如权利要求1-4任意一项所述的线控转向系统。

6.根据权利要求5所述的一种商用车，其特征在于，所述商用车还包括安装支架(6)，所述安装支架(6)上固定安装所述线控模块(2)。

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