[发明专利]一种多模式线控底盘系统及优化方法

权利要求书

1.一种多模式线控底盘系统，其特征在于，包括：主方向盘、主转向管柱总成、副转向操纵机构、路感总成、电动液压助力模块、控制单元、可测距红外线传感器、压力传感器、红外摄像头、电磁离合器、转向横拉杆、转向梯形及转向车轮、悬架系统及制动系统；

所述主方向盘连接主转向管柱总成，主转向管柱总成包括：第一转向管柱、第一转矩传感器、第一转角传感器、第二转向管柱、滚珠丝杆及位移传感器；第一转向管柱上分别固定安装第一转矩传感器、第一转角传感器，第二转向管柱连接滚珠丝杆的螺母，滚珠丝杆的丝杆一端与转向横拉杆同轴线固定连接，滚珠丝杆上固定安装位移传感器，位移传感器输出转向横拉杆位移信号；第一转向管柱和第二转向管柱通过电磁离合器连接；电磁离合器断开时，主方向盘输入的作用力经过第一转向管柱作用于路感总成；电磁离合器闭合时，主方向盘输入的作用力经第一转向管柱、电磁离合器、第二转向管柱、滚珠丝杆转化为转向横拉杆的位移；转向横拉杆带动转向梯形与转向车轮，完成车辆的转向；

副转向操纵机构包括：副方向盘、第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、第一转向万向节、第二转向万向节、转向执行电机、第二转角传感器、第二转矩传感器、电子助力转向器及齿轮齿条转向器；副方向盘连接第一传动轴，再经由第一转向万向节、第二传动轴连接到电子助力转向器的输入端，电子助力转向器的输出端经第三传动轴与第二转向万向节的输入端相连，第二转向万向节的输出端连接齿轮齿条转向器的小齿轮，齿轮齿条转向器的齿条端固定在转向横拉杆上；副方向盘发生转动时，转向力矩通过第一传动轴并经由第一转向万向节变向后通过第二传动轴传递给电子助力转向器，电子助力转向器在转向执行电机的驱动下输出转向助力力矩，再通过第三传动轴经第二转向万向节变向后传给齿轮齿条转向器，使齿条产生横向位移，带动转向横拉杆位移；

所述第二转角传感器、第二转矩传感器固定安装于所述第一传动轴上，与控制单元相连，用于获取副转向盘的转角、转矩信号；

所述路感总成包括：路感电机、第三转矩传感器及蜗轮蜗杆；路感电机输出端经过第三转矩传感器与蜗轮蜗杆的蜗轮端连接，蜗轮蜗杆的蜗杆端固定在第一转向管柱上；路感电机输出的力矩依次经过蜗轮蜗杆、第一转向管柱，传递至主方向盘，形成转向路感；

所述电动液压助力模块包括：油箱、液压泵、第一电机、电磁换向阀、液压缸、活塞、活塞杆及第四转矩传感器；活塞杆位于液压缸内，活塞杆上固定安装有活塞，活塞杆一端与转向横拉杆同轴线固定连接；第四转矩传感器安装在第一电机输出端；液压油在第一电机作用下，依次从油箱、液压泵流向电磁换向阀，通过电磁换向阀阀门开度不同，液压油流向液压缸内的活塞两侧，在活塞两侧产生压力差，从而对活塞杆产生轴向作用力，活塞杆在轴向力的作用下发生轴向位移运动，并传递至转向横拉杆，转换为转向横拉杆的位移运动；

可测距红外线传感器固定安装于车辆前保险杠两侧，与所述控制单元相连，用于获取车辆前方路障方向与距离信号；

压力传感器固定安装于车辆副驾驶座位下，与所述控制单元相连，用于获取副驾驶位压力信号，来判断副驾驶是否有人员；

红外摄像头固定安装于车辆副驾驶上方，与所述控制单元相连，并与压力传感器共同作用检测副驾驶位是否有人员存在；

悬架系统包括：磁流变减振器半主动悬架，其与控制单元连接；

制动系统包括：第一制动踏板、第二制动踏板、制动油缸、第二电机、制动器、第一位移传感器及第二位移传感器；第二电机驱动制动油缸，制动油缸带动制动器进行制动；

所述第一制动踏板位于主方向盘下方，第一位移传感器固定在第一制动踏板上，与控制单元相连，用于获取第一制动踏板的位移信号；

所述第二制动踏板位于副方向盘下方，第二位移传感器固定在第二制动踏板上，与控制单元相连，用于获取第二制动踏板的位移信号；

所述控制单元包括：主控制器和车辆其它状态单元；主控制器的输入端与上述各传感器电气连接，并获取第一转矩传感器发送的第一转矩信号、第二转矩传感器发送的第二转矩信号、第三转矩传感器发送的第三转矩信号、第四转矩传感器发送的第四转矩信号、第一转角传感器发送的第一转角信号、第二转角传感器发送的第二转角信号、第一位移传感器发送的第一位移信号、第二位移传感器发送的第二位移信号；所述车辆其它状态单元为主控制器提供当前车辆状态的车速信号和横摆角速度信号、可测距红外线传感器提供前方路况状态的障碍物距离及方向信号、压力传感器和红外摄像头提供副驾驶有无人员的压力信号、红外摄像头信号；主控制器的输出端分别连接电磁离合器、路感电机、电磁换向阀、第一电机、转向执行电机、第二电机、磁流变减振器半主动悬架；

电磁离合器包括：衔铁、主动轴、从动轴、电磁铁及摩擦片组；主动轴沿轴向固定在第一转向管柱，从动轴沿轴向固定在第二转向管柱，衔铁套在主动轴上，可轴向移动，电磁铁固定在主动轴上，摩擦片组固定在从动轴上，电磁铁位于衔铁与摩擦片组之间；主控制器输出的电磁离合器控制信号来控制电磁铁上的线圈的通断电，进而控制电磁离合器的开合状态。