[发明专利]一种双电机线控复合转向系统及其控制方法

说明书

本发明提供了一种双电机线控复合转向系统及其控制方法，其中双电机线控复合转向系统包括方向盘，转向管柱总成、路感总成、双电机转向执行装置、转向控制单元，通过自适应控制方法完成对该系统的转向控制。该系统可以实现较大的转向力矩，较低的能耗、较快的响应速度等转向性能的融合统一，该控制方法根据驾驶实际情况自动地调节转向控制参数，能够较好的抵抗行驶环境中的不确定性，保证转向精度和车辆安全性。

技术领域

本发明属于汽车转向系统技术领域，具体指代一种双电机线控复合转向系统及其控制方法。

背景技术

随着汽车智能化程度越来越高，汽车各个执行模块也趋向于线控化。其中线控转向系统能够自由设计传动比，改善主动安全性能，节省布置空间，且更容易与线控制动、线控油门等进行配合，是当前研究的热点。现有的线控转向系统的实现方式主要有以下几类：单电机线控转向、双电机线控转向、四轮转向等。单电机线控转向结构简单，但采用的电机功率较大；双电机转向能够在一个电机故障时，利用另一个电机进行转向，安全性更强；四轮转向可以实现四个车轮独立控制，但结构复杂，控制难度大。

由于安装空间及成本限制，用于线控转向系统的电机往往功率较小，提供的转向力矩较小，因此现有的线控转向系统大多数面向前轴质量较轻的乘用车进行设计。对于前轴质量较重的商用、矿用、农用等车辆，则一般采用提供液压系统提供较大的转向力矩，但液压系统存在能耗较大且响应速度不如电机等缺点。

发明内容

针对于上述现有技术难以实现线控转向较大的转向力矩，较低的能耗、较快的响应速度等性能的融合统一的问题，本发明的目的在于提供一种双电机线控复合转向系统及其控制方法，以克服现有技术中存在的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种双电机线控复合转向系统，包括：方向盘，转向管柱总成、路感总成、双电机转向执行装置、转向控制单元；

所述方向盘连接转向管柱总成，转向管柱总成包括：转向管柱、扭杆、转矩传感器、转角传感器；方向盘输入的作用力经过转向管柱作用于扭杆上，转向管柱上分别固定安装转矩传感器、转角传感器；

所述路感总成包括：路感电机、第三转速传感器及蜗轮蜗杆；路感电机输出端通过第三转速传感器与涡轮蜗杆的涡轮端连接，蜗轮蜗杆的蜗杆端作用在转向管柱上；路感电机输出的作用力依次经过蜗轮蜗杆、转向管柱，传递至方向盘；

所述双电机转向执行装置包括：第一电机模块、第二电机模块、转向横拉杆、转向梯形、转向车轮；

第一电机模块包括：第一助力电机、单向离合器、滚珠丝杆、第一转速传感器；

第一助力电机输出端依次通过第一转速传感器、单向离合器连接滚珠丝杆的螺母端；滚珠丝杆的丝杆端将转向横拉杆打断，丝杆两端与转向横拉杆被打断的两个端口轴向固定连接；单向离合器接合时，第一助力电机输出的旋转运动经滚珠丝杆转换为转向横拉杆的位移运动；

第二电机模块包括：油箱，液压泵、第二助力电机、电磁换向阀、液压缸、活塞、活塞杆、位移传感器、第二转速传感器；

活塞杆位于液压缸内，活塞杆上固定安装活塞，活塞杠将转向横拉杆打断，活塞杆两端与转向横拉杆被打断的两端口固定连接；位移传感器安装在活塞杆上，第二转速传感器安装在第二助力电机输出端；液压油在第二助力电机作用下，依次从油箱、液压泵、电磁换向阀流经液压缸内的活塞两侧，活塞两侧的压力差产生轴向作用力，经活塞、活塞杆传递至转向横拉杆，转换为转向横拉杆的位移运动；

所述转向控制单元包括：控制器、车辆状态单元；控制器与上述各传感器电气连接，获取转向管柱上的转矩、转角信号，路感电机、第一及第二助力电机的转速信号，转向横拉杆位移信号；车辆状态单元为控制器提供车辆当前状态下的车速信号、横摆角速度信号、侧向加速度信号。