[发明专利]一种汽车线控转向系统及其控制方法

权利要求书

1.一种汽车线控转向系统，其特征在于：包括主控制器（7）、方向盘（1）、扭矩传感器（2）、减速器（3）、路感电机（5）、路感电机伺服驱动器（4）、路感电机编码器（6）、第一转向电机（10）、第一转向电机编码器（11）、第一转向电机伺服驱动器（8）、第二转向电机（13）、第二转向电机伺服驱动器（9）、第二转向电机编码器（14）、第一涡轮蜗杆减速机构（12）、第二涡轮蜗杆减速机构（15）、转向齿条（16）、第一转向齿轮（17）以及第二转向齿轮（18）；

扭矩传感器和减速器设置在方向盘轴上，扭矩传感器（2）和路感电机编码器（6）均与主控器（7）相连，路感电机编码器（6）设置在路感电机（5）上；

路感电机（5）通过减速器（3）和方向盘轴连接，路感电机（5）由路感电机伺服驱动器（4）驱动；

路感电机伺服驱动器（4）采集路感电机编码器（6）输出的转速和角度位置信号；

主控制器（7）采集扭矩传感器（2）输出的扭矩信号、路感电机编码器（6）输出的转速和角度位置信号，并对路感电机伺服驱动器（4）发出工作模式、方向和位置/扭矩信号；

第一转向电机（10）的输出轴经第一涡轮蜗杆减速机构（12）驱动第一转向齿轮（17），第二转向电机（13）的输出轴经第二涡轮蜗杆减速机构（15）驱动第二转向齿轮（18），主控器（7）分别通过第一转向电机伺服驱动器（8）和第二转向电机伺服驱动器（9）控制第一转向电机（10）和第二转向电机（13）。

2.根据权利要求1所述的汽车线控转向系统，其特征在于：路感电机（5）、第一转向电机（10）和第二转向电机（13）均为三相交流异步电机。

3.一种汽车线控转向系统的控制方法，其特征在于，采用权利要求1-2任一项所述的汽车线控转向系统，主控制器采集路感电机编码器的输出信号，根据采集的路感电机编码器的输出信号，主控制器对第一转向电机伺服驱动器和第二转向电机伺服驱动器进行位置控制，第一转向电机伺服驱动器和第二转向电机伺服驱动器接收的控制指令相同，驱动第一转向电机和第二转向电机，主控制器对路感电机进行转矩控制；

顺时针旋转方向盘（1）时，扭矩传感器输出的转矩信号方向为正；逆时针旋转方向盘时，扭矩传感器输出的转矩信号方向为负；

当方向盘（1）旋转至顺时针极限角度，且扭矩传感器（2）输出的转矩信号方向为正时；或者当方向盘（1）旋转至逆时针极限角度，且扭矩传感器（2）输出的转矩信号方向为负时，主控制器对路感电机伺服驱动器（4）进行位置控制，否则，主控制器对路感电机进行转矩控制；

方向盘（1）旋转的顺时针极限角度为450°～500°，逆时针极限角度为-450°～-500°。

4.根据权利要求3所述的汽车线控转向系统的控制方法，其特征在于：当路感电机伺服驱动器（4）工作于转矩控制模式，主控制器（7）通过采集第一转向电机（10）和第二转向电机（12）的工作电流来确定路感电机的输出转矩，路感电机输出转矩=路感系数×转向电机工作电流，其中路感系数决定操作方向盘时的轻便程度，路感系数为0.08～0.4，越小方向盘操作越轻便。