[发明专利]一种线控独立转向系统及其方法

权利要求书

1.一种线控独立转向系统，其特征在于，包括

检测机构，所述检测机构用于检测方向盘转角信号、转向电机的电流/转矩信号、车速信号和前轮转角信号；

执行机构，所述执行机构包括转向电机(3、11)、车轮转向机构、供油系统、两个液压缸(5、7)，转向电机(3、11)通过车轮转向机构与前轮连接，车轮转向机构与液压缸(5、7)的活塞杆连接，液压缸(5、7)的缸体底部相连接，所述供油系统与液压缸(5、7)内的活塞两侧腔体连接，且供油系统与液压缸(5、7)连接的管路上均设有双向电磁阀(12、13、14、15)；所述供油系统包括液压油箱(1)和液压泵(2)；所述液压油箱(1)分别通过管路与液压缸(5、7)内的活塞两侧腔体连接；所述液压泵(2)的一端与液压油箱(1)连接，另一端通过电磁换向阀(16)分别与液压油箱(1)与液压缸(5、7)之间连接的管道相连；

和控制单元，所述控制单元分别与检测机构、转向电机(3、11)、供油系统和双向电磁阀(12、13、14、15)连接。

2.根据权利要求1所述的线控独立转向系统，其特征在于，所述电磁换向阀(16)的一端与液压泵(2)连接，另一端与四个通道连接；

通道一与第一双向电磁阀(15)所在的管路一相连，管路一连接左液压缸(5)的左侧腔体与液压油箱(1)；

通道二与第二双向电磁阀(14)所在的管路二相连，管路二连接左液压缸(5)的右侧腔体与液压油箱(1)；

通道三与第三双向电磁阀(13)所在的管路三相连，管路三连接右液压缸(7)的左侧腔体与液压油箱(1)；

通道四与第四双向电磁阀(12)所在的管路四相连，管路四连接右液压缸(7)的右侧腔体与液压油箱(1)。

3.根据权利要求1所述的线控独立转向系统，其特征在于，所述车轮转向机构为齿轮齿条转向器，包括齿轮和齿条(4、9)；

所述转向电机(3、11)通过减速机构与齿轮连接，齿轮与齿条(4、9)连接；

齿条(4、9)内侧与液压缸(5、7)中的活塞杆连接，齿条(4、9)外侧通过转向横拉杆、转向节臂和转向节与前轮连接。

4.根据权利要求1所述的线控独立转向系统，其特征在于，所述检测机构包括方向盘转角传感器、车速传感器、前轮转角传感器和电机电流/转矩传感器；

所述方向盘转角传感器用于检测车辆的方向盘转角信号；

所述车速传感器用于检测车辆的车速；

所述车轮转角传感器用于检测左、右车轮的转角；

所述电机电流/转矩传感器用于检测转向电机(3、11)的电流和转矩。

5.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-4任意一项所述的线控独立转向系统。

6.一种根据权利要求1-4任意一项所述线控独立转向系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述检测机构检测方向盘转角信号、转向电机的电流/转矩信号、车速信号和前轮转角信号，并传递给控制单元；

所述控制单元根据方向盘转角信号、车速信号和前轮转角信号确定转向电机(3、11)的转向传动比，控制单元控制双向电磁阀(12、13、14、15)均为打开状态，此时，左右两侧的齿轮和齿条(4、9)为独立的两部分，控制单元控制转向电机(3、11)带动车轮实现独立转向；

所述控制单元根据转向电机的电流/转矩信号检测转向电机(3、11)是否出现故障，当其中一侧的转向电机(3、11)发生故障时，控制单元控制双向电磁阀(12、13、14、15)均为关闭状态，两侧的齿条(4、9)与液压缸(5、7)在液压的作用下结合为一体，控制单元控制另一侧的转向电机(3、11)驱动两侧的齿条(4、9)带动车轮实现正常行驶及转向。

7.根据权利要求6所述线控独立转向系统的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

当其中一侧的转向电机(3、11)发生故障，且两侧车轮的转角不相等时，即|θ_左-θ_右|≠0，θ_左和θ_右分别代表左侧车轮的转角和右侧车轮的转角；

所述控制单元打开液压泵(2)，并打开相应的双向电磁阀(12、13、14、15)，使得液压油箱(1)的液压油流入液压缸(5、7)对应的腔体，驱动故障一侧的齿条(4、9)带动车轮实现需要转动的方向及角度，当|θ_左-θ_右|＝0时，控制单元关闭液压泵(2)和所有双向电磁阀(12、13、14、15)，由另一侧的转向电机(3、11)驱动两侧的齿条(4、9)带动车轮实现正常行驶及转向。