一种复合转向系统及其模式切换方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106945719A(43)申请公布日2017.07.14(21)申请号201710028376.7(22)申请日2017.01.16(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人杨遵四赵万忠王春燕张寒高琪王云琦(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人贺翔(51)Int.Cl.B62D5/04(2006.01)B62D6/00(2006.01)B62D101/00(2006.01)B62D113/00(2006.01)B62D137/00(2006.01)权利要求书3页说明书6页附图1页(54)发明名称一种复合转向系统及其模式切换方法(57)摘要本发明公开了一种复合转向系统及其模式切换方法，该系统包括电动助力转向系统和线控四轮转向系统，包括一个助力电机和四个轮毂电机。根据驾驶员操纵方向盘转角和汽车车速，计算当前横摆角速度。本发明根据横摆角速度、侧向加速度、汽车车速和方向盘转角提出复合转向系统模式切换方法，实现在不同车速及驾驶员不同操作时切换助力电机和轮毂电机的工作状态，提供不同的助力效果，保证汽车在低速转向行驶时轻便灵活，高速转向行驶时稳定可靠。CN106945719ACN106945719A权利要求书1/3页1.一种复合转向系统，其特征在于，包括电动助力转向系统和线控四轮转向系统；所述电动助力转向系统包含方向盘、方向盘转角传感器、转向柱、减速机构、离合器、助力电机、转向控制ECU、车速传感器、侧向加速度传感器和齿轮齿条转向器；所述线控四轮转向系统包括前轴、左前轮轮毂电机、右前轮轮毂电机、电机控制单元、左后轮轮毂电机、右后轮轮毂电机和后轴；所述转向柱一端和汽车的方向盘固定相连，另一端通过所述齿轮齿条转向器和所述前轴相连；所述方向盘转角传感器安装在转向柱上，用于获取方向盘的转角；所述助力电机通过离合器与减速机构输入端相连，用于提供转向助力；所述减速机构输出端设置在转向柱上；所述车速传感器和侧向加速度传感器安装在汽车车身上，分别用于获取汽车车速和汽车侧向加速度；所述前轴两端分别与汽车的左前轮、右前轮相连；所述左前轮轮毂电机、右前轮轮毂电机分别安装在左前轮、右前轮上，分别用于驱动汽车的左前轮、右前轮；所述后轴两端分别与汽车的左后轮、右后轮相连；所述左后轮轮毂电机、右后轮轮毂电机分别安装在左后轮、右后轮上，分别用于驱动汽车的左后轮、右后轮；所述转向控制ECU分别和助力电机、方向盘转角传感器、车速传感器、侧向加速度传感器、电机控制单元电气相连，用于根据方向盘转角传感器、车速传感器、侧向加速度传感器测得的方向盘转角、汽车车速、侧向加速度控制助力电机工作，计算左前轮轮毂电机、右前轮轮毂电机、左后轮轮毂电机、右后轮轮毂电机的力矩并产生相应的电流信号传递给所述电机控制单元；所述电机控制单元分别和左前轮轮毂电机、右前轮轮毂电机、左后轮轮毂电机、右后轮轮毂电机、转向控制ECU电气相连，用于根据接收到的电流信号控制左前轮轮毂电机、右前轮轮毂电机、左后轮轮毂电机和右后轮轮毂电机工作。2.基于权利要求书1所述的复合转向系统的模式切换方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1)，转向控制ECU根据方向盘转角传感器测得的方向盘转角和车速传感器测得的汽车车速信号计算当前汽车横摆角速度；步骤2)，转向控制ECU根据当前横摆角速度、汽车车速、方向盘转角和汽车侧向加速度计算当前转向所需助力以及左前轮轮毂电机、右前轮轮毂电机、左后轮轮毂电机、右后轮轮毂电机的力矩；步骤3)，转向控制ECU根据左前轮轮毂电机、右前轮轮毂电机、左后轮轮毂电机、右后轮轮毂电机的力矩产生相应的电流信号传递给电机控制单元；步骤4)，转向控制ECU将计算得到的横摆角速度ωr和预设的汽车极限横摆角速度阈值ωr0比较；将车速传感器测得的汽车车速u分别和预设的汽车低速阈值u1、预设的汽车高速阈值u2比较；将方向盘转角传感器测得的方向盘转角θsw和预设的方向盘转角阈值θsw0比较；将侧向加速度传感器测得的汽车侧向加速度ay和预设的汽车极限侧向加速度阈值ay0比较；2CN106945719A权利要求书2/3页步骤4.1)，当横摆角速度ωr＞ωr0时；步骤4.1.1)，转向控制ECU控制助力电机不工作；步骤4.1.2)，电机控制单元控制左前轮轮毂电机和右前轮轮毂电机不工作、并根据接收到的电流信号左后轮轮毂电机和右后轮轮毂电机反向工作；步骤4.2)，当横摆角速度ωr＜ωr0、侧向加速度ay＞ay0时；步骤4.2.1)，转向控制ECU控制助力电机不工作；步骤4.2.2)，电机控制单元根据接收到的电流信号控制左前轮轮毂电机和右前轮轮毂电机正向工作、控制左后轮轮毂电机和右后轮轮毂电机反向