[发明专利]一种电液耦合的智能循环球式线控转向系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种电液耦合的智能循环球式线控转向系统及其控制方法，系统包括：转向盘模块、变传动比液压助力模块、机械传动模块、电机助力模块、线控转向控制器模块和电液助力转向控制器模块；本发明通过引入谐波齿轮机构，实现了线控转向系统的变传动比容错功能，使得现有的线控转向发生故障时仍然可以实现变传动比控制，能够有效地避免意外的发生以及在线控转向故障的情况下仍可以保障低速行驶的轻便性和高速行驶的稳定性；并且采用多种转向工作模式，能够在线控转向系统出现故障时轻松切换为电液复合助力转向工作模式，可以有效降低驾驶员的负担，加强了抗干扰能力；也可以使驾驶员体验不同转向模式感受，增加驾驶乐趣。

技术领域

本发明属于汽车转向系统技术领域，具体涉及一种电液耦合的智能循环球式线控转向系统及其控制方法。

背景技术

目前，随着汽车智能化程度越来越高，汽车上的各个执行模块都趋于线控化。其中线控转向系统能够提高汽车安全性能，改善驾驶特性，增强操纵性，为驾驶员提供更为真实的路感，成为当前人们研究的热点。但是，目前市场上的线控助力转向系统主要应用于小轿车，对于前轴载荷较大的商用车，鲜有线控助力转向的相关报道。

中国发明专利申请号为CN202010004681.4中公开了一种复合智能转向系统及其控制和故障诊断方法，根据线控转向模式中的第二电机是否发生故障，可以在线控转向模式和电动助力转向模式之间进行切换；中国发明专利申请号为CN201710670677.X中公开了一种线控转向系统及其稳定性控制方法，通过线控转向内外环协同控制，改善了汽车操作稳定性；中国发明专利申请号为CN201910091439.2中公开了一种基于线控转向的多模式助力转向系统及控制方法，通过多种模式的切换，更好保证驾驶员的安全；但是上述线控转向系统在发生故障时无法较好地实现对车辆变传动比的控制，大大地增加了车辆行驶的安全隐患，并且现提出的一些行星齿轮和齿轮齿条式转向器组成的变传动比机构很难满足商用车所需大传动比、大转矩的特点，适用于商用车的新型变传动比机构需要被研究。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电液耦合的智能循环球式线控转向系统及其控制方法，以实现商用车线控转向系统在发生故障时，仍然可以进行变传动比容错控制，从而保障低速转向的轻便性和高速转向的稳定性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种电液耦合的智能循环球式线控转向系统，包括：转向盘模块、变传动比液压助力模块、机械传动模块、电机助力模块、线控转向控制器模块和电液助力转向控制器模块；其中，

所述转向盘模块包括：转向盘、第一转向管柱、转向盘转角传感器、转向盘转矩传感器、第二电磁离合器、路感电机、路感电机转矩传感器、第一电磁离合器、第一减速机构；

所述第一转向管柱的上端与转向盘连接，下端被第二电磁离合器断开，并通过第二电磁离合器实现其开合状态；路感电机的输出端经过路感电机转矩传感器与第一电磁离合器相连接，然后通过第一减速机构与第一转向管柱连接；第一减速机构固定在第一转向管柱上，路感电机输出的反馈力矩依次经过第一减速机构、第一转向管柱，传递至转向盘；所述转向盘转角传感器、转向盘转矩传感器均与第一转向管柱固定连接，分别采集转向盘的转角和转矩信号，并将采集到的信号发送给线控转向控制器模块；

所述第一电磁离合器为常闭状态，第二电磁离合器为常开状态；

所述变传动比液压助力模块包括：变传动比模块、第二转向管柱、第二转向管柱转矩传感器、循环球式液压助力转向器以及液压助力模块；

所述第二转向管柱转矩传感器与第二转向管柱固定连接，用于采集第二转向管柱的转矩信号，并将采集到的信号发送给线控转向控制器模块和电液助力转向控制器模块；

变传动比模块包括：转角电机、转角电机转角传感器、谐波齿轮机构、锁止机构；