[发明专利]多模式汽车线控转向系统

说明书

技术领域

本发明创造属于汽车转向系统技术领域的一种转向装置，更具体地说，本发明涉及多模式汽车线控转向系统。

背景技术

汽车的转向系统是汽车行驶系统的主要组成部分之一，汽车转向系统的功用是在汽车行驶中，能够使汽车按照驾驶员的意愿来控制行驶方向。汽车转向系统可按转向能源的不同分为机械转向系统和动力转向系统。机械转向系统是以驾驶员的体力作为转向时的全部动力源，由于其对驾驶员的负荷较大，容易降低驾驶员的舒适性，且其机械零件较多，结构较为复杂，故目前逐渐被其他转向系统所代替。

而动力转向系统主要是指转向系统转向时转向动力源只有一小部分由驾驶员提供，大部分由液压力或电机转矩来提供,也就是助力式转向结构。助力式转向系统的优点是其转向操纵能够节省一部分驾驶员体力，并能获得转向时的转向阻力反馈，使驾驶员能够获得转向时的路面信息。目前动力转向系统中应用较为广泛的是电动助力转向系统，其在正常转向工作时所需的能量，大部分由电机转矩来提供，但是由于人们对无人驾驶技术的不断探索，助力式转向结构不能满足未来智能车技术发展的需要。

为此，人们又提出了线控转向系统的概念，线控转向系统取消了转向盘与转向轮之间的机械连接，完全由电能实现转向，摆脱了传统转向系统的各种限制，不但可以自由设计汽车转向的力传递特性，而且可以设计汽车转向的角传递特性，给汽车转向特性的设计带来无限的空间，是汽车转向系统的重大革新。目前的汽车线控转向系统通常采取双电机结构，其主要由方向盘总成、转向执行总成和主控制器三个主要部分组成。线控转向系统的转向动力源仅由转向电机提供，其优点是可以符合智能车无人驾驶及自动泊车的技术需要，且可以很好的节省驾驶员的体力，并且通过转向路感模拟机构获得路感模拟，但其缺点是获得较为逼真的转向路感模拟所需成本较高，消耗电能较多，经济性不好，且转向系统断电失效时易造成转向系统失灵，不利于行驶安全性。

由于传统助力式转向结构与目前探索中的线控转向结构，各有优缺点，可以相互弥补。而目前的转向系统专利中的转向动力源都较为单一，不能很好的同时达到上述两种转向结构的优点。

例如中国专利公开号CN103419835A，申请公布日2013年12月4日，发明专利的名称为“一种汽车线控转向系统及其控制方法”，该发明专利公开了一种汽车线控转向系统及其控制方法，该系统采用路感电机来实现路感模拟，并通过转向电机实现车轮的转向。但该系统存在以下缺点：转向动力源单一，在转向系统断电失效时易造成转向系统失灵，且转向路感模拟所需路感电机控制复杂，对电机性能要求较高，不利于行驶经济性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有线控转向技术中的转向动力源单一，转向系统断电失效时安全性差，转向路感模拟不够逼真，转向精度不高的问题，并将电动助力转向系统与电机动力转向系统相结合，提供了一种具有多模式的汽车线控转向系统。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：

所述的多模式汽车线控转向系统包括转向盘单元、转向动力单元、电控单元与模式切换单元；

所述的转向盘单元(A)包括转向盘、转向盘转角传感器、第一锥齿轮、转向轴、第一液压缸、第一压力传感器、第一滚珠丝杠机构、第二锥齿轮、第一轴、电磁阻尼器、第一齿轮、第二滚珠丝杠机构、第二液压缸、第二压力传感器、第一两位三通电磁阀、第二齿轮、第二轴与第二两位三通电磁阀；

所述的转向盘固定安装在转向轴的上端，第一锥齿轮套装在转向轴的下端并为固定连接，转向盘转角传感器套装在转向轴上，第一锥齿轮与套装在第一轴左端上的第二锥齿轮啮合连接，第一齿轮安装在第一轴的右端并为固定连接，第二齿轮安装在第二轴的右端，第一齿轮与第二齿轮啮合连接，电磁阻尼器套装在第二轴的左端，第一轴的左端与第一滚珠丝杠机构内的第一丝杠右端固定连接，第一轴的右端与第二滚珠丝杠机构内的第二丝杠左端固定连接，第一液压缸安装在第一滚珠丝杠机构的左侧，第二液压缸安装在第二滚珠丝杠机构的右侧，第一液压缸上的第一液压缸出油口与第一两位三通电磁阀的P口管路连接，第一两位三通电磁阀的A口与转向动力单元中的转向动力缸管路连接，第二液压缸的第二液压缸出油口与第二两位三通电磁阀的P口管路连接，第二两位三通电磁阀的A口与转向动力单元中的转向动力缸管路连接，第一压力传感器安装在第一液压缸中的第一液压缸活塞杆的中间位置；