專利名稱：一種基于線控的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車轉(zhuǎn)向領(lǐng)域，特別是涉及一種基于線性控制的汽車 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
汽車的轉(zhuǎn)向相應(yīng)特性隨車速和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向系統(tǒng)存在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，安裝不便等缺 陷，而且汽車的轉(zhuǎn)向相應(yīng)特性隨車速和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)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(shù)中，有一種申請?zhí)?br> 為CN200410094938. 0的電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，它由轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩檢測裝置、電動 機(jī)、控制器等構(gòu)成。轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩檢測裝置用來檢測轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩； 電動機(jī)產(chǎn)生用于轉(zhuǎn)向所需的駕駛員轉(zhuǎn)向作用力的助力轉(zhuǎn)矩以及用于增 加司才幾的轉(zhuǎn)向作用力的逆助力轉(zhuǎn)矩，助力轉(zhuǎn)矩和逆助力轉(zhuǎn)矩^皮施加到 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；控制器根據(jù)所檢測的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩，將驅(qū)動命令輸出到電動機(jī)， 當(dāng)所檢測的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩為過渡轉(zhuǎn)矩時，該驅(qū)動命令用于使電動機(jī)產(chǎn)生逆 助力轉(zhuǎn)矩。依據(jù)上述技術(shù)，可以實現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向線性控制，但是該技術(shù)
向電機(jī)及控制系統(tǒng)的損壞進(jìn)行安全冗余說明等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服傳統(tǒng)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不能按照駕駛員意志進(jìn)行轉(zhuǎn) 向傳動比設(shè)置以及針對線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)未作安全冗余設(shè)計等缺點而進(jìn)行的一項研究。本發(fā)明將為汽車用戶提供模塊化結(jié)構(gòu)，可靠性更高，運(yùn) 行穩(wěn)定、操控性更好的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
本發(fā)明公開了一種基于線控的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括信號采集部 分、控制單元部分以及機(jī)械執(zhí)行部分，其特征在于信號采集部分采 集方向盤的轉(zhuǎn)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(cè)向角速度信號，傳送到控制單元部分，由控制單元 進(jìn)行分析判斷，輸出控制信號控制機(jī)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(jī)、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(jī)、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(guān)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(jī)械執(zhí)行部分包括轉(zhuǎn)向電機(jī)、 第二離合器、第二減速器、齒輪齒條轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向動作。
進(jìn)一步，連接到方向盤的扭矩傳感器將轉(zhuǎn)動角度信號傳輸給電子 控制單元ECU, ECU綜合電機(jī)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(zhuǎn)向電機(jī)的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向電機(jī)連 接第二減速器，通過傳動齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的左右位移實現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向。
進(jìn)一步，轉(zhuǎn)向電機(jī)為方向盤提供一個逆向阻力，用來在駕駛員轉(zhuǎn)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(jī)的轉(zhuǎn)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(dāng)ECU損壞 或者運(yùn)行不穩(wěn)定時，切換到RECU進(jìn)行控制。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點 a、用于汽車上的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以有效提高線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的可靠 性，由于采用雙電機(jī)控制，上位電機(jī)實現(xiàn)路感的真實才莫擬，下位電機(jī) 可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)向動作的完成。B、 系統(tǒng)通過采集轉(zhuǎn)角信號，扭矩信號，側(cè)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(zhuǎn)向和執(zhí)行之間取消機(jī)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(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全系數(shù)。


圖1:基于線控的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖標(biāo)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(jī)； 6、路感電流傳感器；
7、轉(zhuǎn)向電流傳感器；8、轉(zhuǎn)向電機(jī)；9、第二離合器；
10、第二減速器； 11、齒輪齒條轉(zhuǎn)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(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行具體描述。
該基于線控的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要包括信號采集部分、控制單元部 分、機(jī)械執(zhí)行部分和容錯控制部分。其結(jié)構(gòu)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(jī)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(jī)5、電流傳感器以及加速度傳感器4連接到ECU14,將 相關(guān)信號傳送到ECU14,同時由ECU控制這些部件的工作。機(jī)械執(zhí)行部 分主要包括轉(zhuǎn)向電機(jī)8、離合器9、減速器IO、齒輪齒條轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向動 作。在本發(fā)明中ECU14作為控制單元部分對信號進(jìn)行分析判斷，進(jìn)而 控制機(jī)械執(zhí)行部分。轉(zhuǎn)向電機(jī)8為方向盤提供一個逆向阻力，用來駕駛員在轉(zhuǎn)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(jī)5的轉(zhuǎn)速而大 小不同，從而可以設(shè)置符合駕駛員駕駛習(xí)慣的傳動比。而同時扭矩傳 感器1將轉(zhuǎn)動角度信號傳輸給ECU14, ECU14綜合電機(jī)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(zhuǎn)向電機(jī)8的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向電機(jī)8連接減速器10,傳動齒輪齒條轉(zhuǎn) 向器11的左右位移從而達(dá)到汽車轉(zhuǎn)向的目的。
針對電機(jī)以及ECU14損壞的可能性，從而進(jìn)行了安全冗余設(shè)計，ECU 實時監(jiān)測轉(zhuǎn)向電機(jī)的電流信號，從而獲知電機(jī)的運(yùn)行狀況，對控制系 統(tǒng)ECU也做了備用，增加備用的RECU15,當(dāng)ECU14損壞或者運(yùn)行不穩(wěn) 定時，可以進(jìn)行安全切換，提高了汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1、一種基于線控的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括信號采集部分、控制單元部分以及機(jī)械執(zhí)行部分，其特征在于信號采集部分采集方向盤的轉(zhuǎn)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(cè)向角速度信號，傳送到控制單元部分，由控制單元進(jìn)行分析判斷，輸出控制信號控制機(jī)械執(zhí)行部分的動作。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于線控的汽車轉(zhuǎn)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(jī)(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(jī)(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(guān)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(jī)械執(zhí)行部分包括轉(zhuǎn)向電機(jī)(8)、第二離合器(9)、第二減速器 (10)、齒輪齒條轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向動作。
3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于線控的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于 連接到方向盤的扭矩傳感器(1)將轉(zhuǎn)動角度信號傳輸給電子控制單元 ECU (14) , ECU (14)綜合電機(jī)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(zhuǎn)向電機(jī)(8) 的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向電機(jī)(8)連接第二減速器U0)，通過傳動齒輪齒條轉(zhuǎn) 向器(11)的左右位移實現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于線控的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征 在于轉(zhuǎn)向電機(jī)(8)為方向盤提供一個逆向阻力，用來在駕駛員轉(zhuǎn)動 方向盤時提供給駕駛員以手感。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于線控的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于 所述逆向阻力可根據(jù)路感電機(jī)(5)的轉(zhuǎn)速而大小不同。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1 - 5任一項所述的基于線控的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)， 其特征在于還包括備用線控單元控制器RECU ( 15 ),當(dāng)ECU ( 14 ) 損壞或者運(yùn)行不穩(wěn)定時，切換到RECU (15)進(jìn)行控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于線控的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括信號采集部分、控制單元部分以及機(jī)械執(zhí)行部分，其特征在于信號采集部分采集方向盤的轉(zhuǎn)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(cè)向角速度信號，傳送到控制單元部分，由控制單元進(jìn)行分析判斷，輸出控制信號控制機(jī)械執(zhí)行部分的動作。本發(fā)明采用雙電機(jī)控制，上位電機(jī)實現(xiàn)路感的真實模擬，下位電機(jī)可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)向動作的完成。由于轉(zhuǎn)向和執(zhí)行之間取消機(jī)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(zhuǎn)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(quán)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