專利名稱:一種基于線控的汽車轉向系統(tǒng)的制作方法
技術領域:
本發(fā)明屬于汽車轉向領域,特別是涉及一種基于線性控制的汽車 轉向系統(tǒng)。
背景技術:
汽車的轉向相應特性隨車速和轉向盤轉向角而變化, 一定程度上 影響了駕駛的操縱穩(wěn)定性。另外,
傳統(tǒng)汽車上轉向系統(tǒng)存在系統(tǒng)結構復雜,成本高,安裝不便等缺 陷,而且汽車的轉向相應特性隨車速和轉向盤轉向角而變化, 一定程 度上影響了駕駛的操縱穩(wěn)定性。目前,在已知技術中,有一種申請?zhí)?br>
為CN200410094938. 0的電動轉向系統(tǒng),它由轉向轉矩檢測裝置、電動 機、控制器等構成。轉向轉矩檢測裝置用來檢測轉向軸的轉向轉矩; 電動機產(chǎn)生用于轉向所需的駕駛員轉向作用力的助力轉矩以及用于增 加司才幾的轉向作用力的逆助力轉矩,助力轉矩和逆助力轉矩^皮施加到 轉向機構;控制器根據(jù)所檢測的轉向轉矩,將驅動命令輸出到電動機, 當所檢測的轉向轉矩為過渡轉矩時,該驅動命令用于使電動機產(chǎn)生逆 助力轉矩。依據(jù)上述技術,可以實現(xiàn)車輛轉向線性控制,但是該技術
向電機及控制系統(tǒng)的損壞進行安全冗余說明等。
發(fā)明內容
本發(fā)明是為了克服傳統(tǒng)汽車轉向系統(tǒng)不能按照駕駛員意志進行轉 向傳動比設置以及針對線控轉向系統(tǒng)未作安全冗余設計等缺點而進行的一項研究。本發(fā)明將為汽車用戶提供模塊化結構,可靠性更高,運 行穩(wěn)定、操控性更好的汽車轉向系統(tǒng)。
本發(fā)明公開了一種基于線控的汽車轉向系統(tǒng),包括信號采集部 分、控制單元部分以及機械執(zhí)行部分,其特征在于信號采集部分采 集方向盤的轉向信號、扭矩信號、車輪的角度信號、整車的車速信號、 加速度信號以及側向角速度信號,傳送到控制單元部分,由控制單元 進行分析判斷,輸出控制信號控制機械執(zhí)行部分的動作。
其中,控制單元部分包括線控單元控制器ECU,用于接收采集信號, 輸出控制信號;信號采集部分包括連接到方向盤的扭矩傳感器、第一 減速器、第一離合器、路感電機、路感電流傳感器,以及加速度傳感器, 其中扭矩傳感器、路感電機、第一電流傳感器以及加速度傳感器連接 到線控單元控制器,將相關信號傳送到線控單元控制器,同時由線控 單元控制器控制上述多個部件的工作;機械執(zhí)行部分包括轉向電機、 第二離合器、第二減速器、齒輪齒條轉向器、位移傳感器以及拉壓力 傳感器,通過ECU的控制來執(zhí)行轉向動作。
進一步,連接到方向盤的扭矩傳感器將轉動角度信號傳輸給電子 控制單元ECU, ECU綜合電機電流信號、車速加速度信號、位移傳感器 以及拉壓力傳感器檢測到的信號,操控轉向電機的轉速,轉向電機連 接第二減速器,通過傳動齒輪齒條轉向器的左右位移實現(xiàn)汽車轉向。
進一步,轉向電機為方向盤提供一個逆向阻力,用來在駕駛員轉動 方向盤時提供給駕駛員以手感。所述逆向阻力可根據(jù)路感電機的轉速 而大小不同。
本發(fā)明所公開的系統(tǒng)還包括備用線控單元控制器RECU,當ECU損壞 或者運行不穩(wěn)定時,切換到RECU進行控制。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點 a、用于汽車上的線控轉向系統(tǒng)可以有效提高線控轉向系統(tǒng)的可靠 性,由于采用雙電機控制,上位電機實現(xiàn)路感的真實才莫擬,下位電機 可以實現(xiàn)轉向動作的完成。B、 系統(tǒng)通過采集轉角信號,扭矩信號,側向加速度信號,橫擺角 速度信號等信息,通過軟件算法,可以實現(xiàn)汽車操縱穩(wěn)定性。
C、 轉向和執(zhí)行之間取消機械連接,使各自成為模塊化產(chǎn)品,便于 系統(tǒng)的升級和裝配;從而也提高了汽車轉向系統(tǒng)的安全系數(shù)。
圖1:基于線控的汽車轉向系統(tǒng)結構示意圖。 附圖標記說明
1、扭矩傳感器;2、第一減速器;3、第一離合器;
4、加速度傳感器;5、路感電機; 6、路感電流傳感器;
7、轉向電流傳感器;8、轉向電機;9、第二離合器;
10、第二減速器; 11、齒輪齒條轉向器; 12、位移傳感器;
13、拉壓力傳感器;14、線控單元控制器ECU;
15、備用線控單元控制器RECU。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明進行具體描述。
該基于線控的汽車轉向系統(tǒng)主要包括信號采集部分、控制單元部 分、機械執(zhí)行部分和容錯控制部分。其結構組成如圖l所示,其信號 采集部分主要包括方向盤,連接到方向盤的扭矩傳感器1、減速器2、 離合器3、路感電機5、電流傳感器6以及加速度傳感器4,扭矩傳感 器l、路感電機5、電流傳感器以及加速度傳感器4連接到ECU14,將 相關信號傳送到ECU14,同時由ECU控制這些部件的工作。機械執(zhí)行部 分主要包括轉向電機8、離合器9、減速器IO、齒輪齒條轉向器ll、 位移傳感器12以及拉壓力傳感器13,通過ECUH的控制來執(zhí)行轉向動 作。在本發(fā)明中ECU14作為控制單元部分對信號進行分析判斷,進而 控制機械執(zhí)行部分。轉向電機8為方向盤提供一個逆向阻力,用來駕駛員在轉動方向盤 時給提供給駕駛員以手感。該逆向阻力可根據(jù)路感電機5的轉速而大 小不同,從而可以設置符合駕駛員駕駛習慣的傳動比。而同時扭矩傳 感器1將轉動角度信號傳輸給ECU14, ECU14綜合電機電流信號、車速 加速度信號、位移傳感器12以及拉壓力傳感器13檢測到的信號,來 操控轉向電機8的轉速,轉向電機8連接減速器10,傳動齒輪齒條轉 向器11的左右位移從而達到汽車轉向的目的。
針對電機以及ECU14損壞的可能性,從而進行了安全冗余設計,ECU 實時監(jiān)測轉向電機的電流信號,從而獲知電機的運行狀況,對控制系 統(tǒng)ECU也做了備用,增加備用的RECU15,當ECU14損壞或者運行不穩(wěn) 定時,可以進行安全切換,提高了汽車轉向系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。
權利要求
1、一種基于線控的汽車轉向系統(tǒng),包括信號采集部分、控制單元部分以及機械執(zhí)行部分,其特征在于信號采集部分采集方向盤的轉向信號、扭矩信號、車輪的角度信號、整車的車速信號、加速度信號以及側向角速度信號,傳送到控制單元部分,由控制單元進行分析判斷,輸出控制信號控制機械執(zhí)行部分的動作。
2、根據(jù)權利要求1所述的基于線控的汽車轉向系統(tǒng),其特征在于 控制單元部分包括線控單元控制器ECU (14),用于接收采集信號,輸 出控制信號;信號采集部分包括連接到方向盤的扭矩傳感器(1)、第一減速器(2)、 第一離合器(3)、路感電機(5)、路感電流傳感器(6),以及加速度傳感 器(4),其中扭矩傳感器(l)、路感電機(5)、第一電流傳感器(6)以及 加速度傳感器4連接到線控單元控制器(14),將相關信號傳送到線 控單元控制器(14),同時由線控單元控制器(14)控制上述多個部 件的工作;機械執(zhí)行部分包括轉向電機(8)、第二離合器(9)、第二減速器 (10)、齒輪齒條轉向器(11)、位移傳感器(12)以及拉壓力傳感 器(13),通過ECU (14)的控制來執(zhí)行轉向動作。
3、根據(jù)權利要求2所述的基于線控的汽車轉向系統(tǒng),其特征在于 連接到方向盤的扭矩傳感器(1)將轉動角度信號傳輸給電子控制單元 ECU (14) , ECU (14)綜合電機電流信號、車速加速度信號、位移傳 感器(12)以及拉壓力傳感器(13)檢測到的信號,操控轉向電機(8) 的轉速,轉向電機(8)連接第二減速器U0),通過傳動齒輪齒條轉 向器(11)的左右位移實現(xiàn)汽車轉向。
4、 根據(jù)權利要求2或3所述的基于線控的汽車轉向系統(tǒng),其特征 在于轉向電機(8)為方向盤提供一個逆向阻力,用來在駕駛員轉動 方向盤時提供給駕駛員以手感。
5、 根據(jù)權利要求4所述的基于線控的汽車轉向系統(tǒng),其特征在于 所述逆向阻力可根據(jù)路感電機(5)的轉速而大小不同。
6、 根據(jù)權利要求1 - 5任一項所述的基于線控的汽車轉向系統(tǒng), 其特征在于還包括備用線控單元控制器RECU ( 15 ),當ECU ( 14 ) 損壞或者運行不穩(wěn)定時,切換到RECU (15)進行控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于線控的汽車轉向系統(tǒng),包括信號采集部分、控制單元部分以及機械執(zhí)行部分,其特征在于信號采集部分采集方向盤的轉向信號、扭矩信號、車輪的角度信號、整車的車速信號、加速度信號以及側向角速度信號,傳送到控制單元部分,由控制單元進行分析判斷,輸出控制信號控制機械執(zhí)行部分的動作。本發(fā)明采用雙電機控制,上位電機實現(xiàn)路感的真實模擬,下位電機可以實現(xiàn)轉向動作的完成。由于轉向和執(zhí)行之間取消機械連接,使各自成為模塊化產(chǎn)品,便于系統(tǒng)的升級和裝配;從而也提高了汽車轉向系統(tǒng)的安全系數(shù)。
文檔編號B62D113/00GK101596915SQ20091015750
公開日2009年12月9日 申請日期2009年7月10日 優(yōu)先權日2009年7月10日
發(fā)明者李娟娟, 陸均堯 申請人:奇瑞汽車股份有限公司