[发明专利]一种线控转向和制动系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种线控转向和制动系统及其控制方法，该系统包括线控转向系统、线控制动系统和电子控制单元。在行驶过程中采集方向盘转角传感器、前轮转角传感器、车速传感器、轮速传感器、横摆角速度传感器、制动踏板传感器的数据测量汽车工作状态，通过其信息改变控制模式来满足不同工况下汽车转向电机、四轮制动轮缸的控制，保证了汽车在正常工作状态低速转向行驶时轻便灵活，高速转向行驶时稳定可靠，又提供了在紧急状态下汽车的控制方法，使线控汽车发挥车辆集成控制的优势。

技术领域

本发明涉及转向系统及制动系统技术领域，尤其涉及一种线控转向和制动系统及其控制方法。

背景技术

近年来，随着电子和控制技术的不断发展，制动防抱死系统、牵引力控制系、电子稳定性控制系统以及主动悬架系统等底盘电控系统已经在汽车上得到了广泛应用，这些电控系统的应用使汽车的操纵稳定性、主动安全性和驾驶舒适性等性能都得到了较大提高。

然而目前无论是转向还是制动却仍处于机械连接阶段，转向系统的机械连接导致汽车的转向特性随车速、方向盘转角以及路面附着条件的变化呈强非线性时变特性。为了控制汽车沿驾驶员期望的路径行驶，驾驶员必须时刻调节自身的特性，这增加了驾驶员的精神和体力负担，特别是非职业驾驶员往往难以适应。当遇到复杂工况(如对开路面、侧向风和低附着路面等)时，驾驶员将很难控制汽车，容易发生交通事故。因此，各国研究学者都在不断研究新的转向技术，以期解决上述问题，线控转向系统应运而生。而线控制动系统则将传统液压或气压制动执行元件改为了电驱动元件，具有可控性好、响应速度快的特点，具有良好的发展前景。

目前对于线控系统的集成控制还缺乏一个通用性强且简单易实现的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的问题，提供一种线控转向和制动系统及其控制方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种线控转向和制动系统，包含线控转向系统、线控制动系统和电子控制单元：

所述线控转向系统包含方向盘、方向盘转角传感器、上转向柱、下转向柱、路感电机、第一减速机构、电磁离合器、转向电机、第二减速机构、前轴、前轮转角传感器、车速传感器、轮速传感器和横摆角速度传感器；

所述上转向柱的上端和所述方向盘固连，下端通过所述电磁离合器和所述下转向柱的上端相连，所述电磁离合器呈断开状态；

所述方向盘转角传感器设置在所述上转向柱上，用于获得方向盘转角并将其传递给所述电子控制单元；

所述路感电机的输出轴通过所述第一减速机构和所述上转向柱相连，用于经所述上转向柱向方向盘传递路感反馈；

所述下转向柱的下端通过所述齿轮齿条转向器和所述前轴相连；

所述前轴两端分别与汽车的左前轮、右前轮相连；

所述转向电机的输出轴通过所述第二减速机构和所述下转向柱相连，用于向所述下转向柱传递转向力矩、进而通过齿轮齿条转向器带动汽车的两个前轮进行转向；

所述前轮转角传感器、轮速传感器均设置在汽车的一个前轮上，分别用于获得汽车的前轮转角、前轮轮速，并传递给所述电子控制单元；

所述车速传感器、横摆角速度传感器均设置汽车上，分别用于获得汽车的车速、横摆角速度，并传递给所述电子控制单元；

所述线控制动系统包括制动踏板传感器、左前轮制动轮缸、右前轮制动轮缸、左后轮制动轮缸和右后轮制动轮缸；

所述制动踏板传感器设置在汽车制动踏板的末端，用于采集驾驶员制动时的踏板信号并将其传递给所述电子控制单元；