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