CN214215919U - 一种线控转向系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于汽车设备技术领域，公开了一种线控转向系统，包括管柱、角度传感器、扭矩传感器、控制设备、制动设备和驱动设备；所述角度传感器用于感测管柱转动方向和转动角度；所述扭矩传感器用于感测管柱转动方向；所述制动设备与控制设备电性连接；所述驱动设备用于辅助管柱转动，所述驱动设备与控制设备电性连接。本实用新型能够在无人驾驶的情景下，实现转向的高精度控制；并且能够在人工介入的情况下，使驾驶员获得充分的助力，以此确保汽车的在任何行驶环境下的可操控性。

Description

一种线控转向系统

技术领域

本实用新型属于汽车设备技术领域，尤其涉及一种线控转向系统。

背景技术

在目前汽车的研发中，无人驾驶技术随着汽车行业不断发展而不断进步。但是，目前无人驾驶在转向精度上不够高，在部分时候满足不了实际转向需求，还需要介入人工控制；其次，在一些特殊情况下，人工制动后，由于驾驶员无法转动方向盘或转动方向盘吃力而容易造成意外事故。

因此，如何在无人驾驶情景中保证转向高灵敏度，以及制动时驾驶员便捷的操作，是亟待解决的问题。

实用新型内容

为了解决上述至少一项技术问题，本实用新型公开了一种线控转向系统，能够在无人驾驶的情景下，实现转向的高精度控制；并且能够在人工介入的情况下，使驾驶员获得充分的助力，以此确保汽车的在任何行驶环境下的可操控性。本实用新型的具体技术方案如下：

一种线控转向系统，包括：

管柱；

用于感测管柱转动方向和转动角度的角度传感器；

用于感测管柱转动方向的扭矩传感器；

控制设备；

制动设备，所述制动设备与控制设备电性连接；以及

用于辅助管柱转动的驱动设备，所述驱动设备与控制设备电性连接。

当汽车由无人驾驶时，控制设备在需要车辆转向的情景下，使驱动设备运动，从而使管柱转动，以此实现车辆转向；在该过程中，角度传感器时刻监测管柱的转动方向和转动角度，以反馈给控制设备，从而确保控制设备计算的转向角度和方向落实于管柱，由此确保无人驾驶时车辆的转向高精确性；此外，当人工制动介入后，控制设备获得制动设备输出的制动信号，角度传感器失效，通过扭矩传感器获取管柱的转动方向，从而使控制设备依据该方向使驱动设备运行，从而实现对驾驶员的助力，由此，避免驾驶员在制动时，无法转动方向盘或转动方向盘吃力而造成的意外事故。

优选的，所述驱动设备通过减速机构与管柱连接。

所述减速机构具有一点的传动比，由此使得驱动设备更好的实现对管柱的合理助力；对于各类型号的减速机构均能实现良好的助力效果。

优选的，所述管柱外设有壳体；所述驱动设备的固定端与壳体连接。

在本实用新型中，壳体的设置能够很好的固定驱动设备，从而使驱动设备更直接的对管柱助力转动。

优选的，所述扭矩传感器套设于管柱。

将扭矩传感器套设于管柱，能够使之更容易的获取管柱的转动方向。

优选的，所述管柱套设有第一同步轮；所述角度传感器设置于管柱的一侧，所述角度传感器套设有第二同步轮；所述第一同步轮和第二同步轮通过皮带连接。

将角度传感器设置于管柱的一侧，使得管柱结构不臃肿；此外，在同步轮结构中，其具有一定的传动比，经换算后，可以得到准确的转动角度。

优选的，所述第一同步轮、第二同步轮、皮带、角度传感器、减速机构和扭矩传感器均设置于壳体内。

将上述部件设置于壳体内，能够很好的对其进行保护，避免灰尘污染或油渍污染，从而增加上述部件的使用寿命。

优选的，所述驱动设备为可实现正反转的伺服电机。

相对于一般电机而言，所述伺服电机具有更好的转向控制精度。

优选的，所述控制设备为ECU(electronic control unit，电子控制单元)。

ECU是汽车控制系统的核心，是一个微型计算机，内有集成电路及其他精密的电子元件，通过其功能，能够很好的实现信号之间的处理和传递，从而满足本实用新型的具体效果。

和现有技术相比，本实用新型能够实现汽车在无人驾驶的情况下的高精度转向，为车辆提供安全的行驶环境；当控制设备接收到制动信号后，扭矩传感器有效，角度传感器失效，此时使得驾驶员在制动时，能够较为轻松的实现汽车转向，很好的降低了事故隐患；此外，本实用新型通过壳体的设置，很好的实现了防尘、防污渍，从而相应的提高了本实用新型的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的系统框图。

图中：1-管柱；2-角度传感器；3-驱动设备；4-方向盘；5-壳体。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，一种线控转向系统，包括管柱1、角度传感器2、扭矩传感器、控制设备、制动设备和驱动设备3；所角度传感器2用于感测管柱1转动方向和转动角度；所述扭矩传感器用于感测管柱1转动方向；所述制动设备与控制设备电性连接；所述驱动设备3用于辅助管柱1转动，所述驱动设备3与控制设备电性连接。

在本实施例中，所述管柱1的一端连接方向盘4，另一端连接连杆机构，所述连杆机构用于控制汽车转向。当汽车处于无人驾驶状态时，由控制设备控制驱动设备3运行，从而实现管柱1的转动，在该过程中，角度传感器2获取转向方向和转向角度，并反馈至控制设备，由控制设备获取准确的转向方向和转向角度，从而实现无人驾驶的高精度转向。当驾驶员制动操作后，控制设备切断与角度传感器2之间的联系，并接入扭矩传感器，此时，控制设备通过扭矩传感器的信息而判断人为控制的管柱1转向，从而以该转向为准，控制驱动设备运行，因此实现在该方向上，助力驾驶员转向，由此确保制动状态下，汽车转向的快捷性。

为了更好的使用本实施例，所述驱动设备3通过减速机构与管柱1连接所述管柱1外设有壳体5；所述驱动设备3的固定端与壳体5连接；所述减速机构设置于壳体5内。

在本实施例中，驱动设备3通过壳体5固定，由此在小区域内保证驱动设备3的连接稳定性，由此也将减速机构设置与壳体5内，从而确保减速机构受到保护。

为了更好的使用本实施例，所述扭矩传感器套设于管柱1；所述管柱1套设有第一同步轮；所述角度传感器2设置于管柱1的一侧，所述角度传感器2套设有第二同步轮；所述第一同步轮和第二同步轮通过皮带连接；所述第一同步轮、第二同步轮、皮带、角度传感器2、减速机构和扭矩传感器均设置于壳体5内。

由于本实施例设置了壳体5，因此，在壳体5所在区域内，除了将减速机构设置于壳体5内以外，所述第一同步轮、第二同步轮、皮带、角度传感器2和扭矩传感器也设置于壳体5内，由此避免利用管柱1过多的区域进行相应连接，由此满足小区域改造的需求；在本实施例中，所述驱动设备3和角度传感器2分别位于管柱1的两侧，由此很好的利用了壳体5进行相应的固定设置，而角度传感器2也能够通过同步带和两个同步带实现稳定的角度感测。

需要说明的是，在实际中，本实施例所在区域，预留空间本就相应较小，因此应道考虑如何合理利用已有空间进行可靠改造，由此，将角度传感器2和管柱1进行间接连接，从而使得管柱1的实际改造不会臃肿，从而有效的利用小区域。

为了更好的使用本实施例，所述驱动设备3为可实现正反转的伺服电机。

为了更好的使用本实施例，所述控制设备为ECU(electronic control unit，电子控制单元)。

在本实施例中，所述控制设备中的控制设备中的微处理器为(SoC)R-Car M3，其具有运算与控制的功能，在汽车启动后，通过采集各传感器的信号，进行运算，并将运算的结果转变为控制信号，从而控制被控对象的工作。

如图2所示，本实施例使用时，当汽车处于无人驾驶状态时，控制设备对驱动设备3输出驱动指令，使其控制管柱1转动，经角度传感器2感测的管柱1转动方向和转动角度，为驱动设备3提供判断转向准确度提供数据分析支撑；令管柱1右转使驱动设备3正转，因此，当方向盘4右转时，角度传感器获取右转方向，使伺服电机右转，由于自动驾驶时，控制设备会通过获取车身周围的传感器反馈数据，以计算转向角度，因此角度传感器获取管柱1转动角度后，反馈至控制设备，经控制设备判断，是否准确，若不准确，即使调整；同理于当方向盘4左转时的情况。当制动设备给予控制设备信号后，所述角度传感器2失效，扭矩传感器生效，此时，只需要扭矩传感器获取管柱1的转动方向，并将该信息反馈于控制设备，控制设备基于该方向使驱动设备3驱动管柱1转动，从而实现该方向上的助力。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种线控转向系统，其特征在于，包括：

管柱；

用于感测管柱转动方向和转动角度的角度传感器；

用于感测管柱转动方向的扭矩传感器；

控制设备；

制动设备，所述制动设备与控制设备电性连接；以及

用于辅助管柱转动的驱动设备，所述驱动设备与控制设备电性连接。

2.如权利要求1所述的一种线控转向系统，其特征在于，所述驱动设备通过减速机构与管柱连接。

3.如权利要求2所述的一种线控转向系统，其特征在于，所述管柱外设有壳体；所述驱动设备的固定端与壳体连接。

4.如权利要求3所述的一种线控转向系统，其特征在于，所述扭矩传感器套设于管柱。

5.如权利要求4所述的一种线控转向系统，其特征在于，所述管柱套设有第一同步轮；所述角度传感器设置于管柱的一侧，所述角度传感器套设有第二同步轮；所述第一同步轮和第二同步轮通过皮带连接。

6.如权利要求5所述的一种线控转向系统，其特征在于，所述第一同步轮、第二同步轮、皮带、角度传感器、减速机构和扭矩传感器均设置于壳体内。

7.如权利要求1所述的一种线控转向系统，其特征在于，所述驱动设备为可实现正反转的伺服电机。

8.如权利要求1所述的一种线控转向系统，其特征在于，所述控制设备为ECU(electronic control unit，电子控制单元)。

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