[发明专利]一种应用于自动驾驶的多模式转向系统及方法

说明书

本申请公开了一种应用于自动驾驶的多模式转向系统及方法，包括：前轮转向单元，后轮转向单元和转向ECU单元，在所述前轮转向单元与后轮转向单元之间连接转向ECU单元，所述转向ECU单元根据CAN总线传递过来的车速信号、横摆角速度信号、方向盘转角信号和前轮转角信号进行判定，工作在前轮转向模式、后轮转向模式、四轮转向模式或蟹行转向模式。本发明的优点是：结构简单，基于四轮转向平台，在四种转向系统的基础上，提高了车辆的转向灵活性及安全冗余性；通过可以适应多种工况的多种转向模式，提高了车辆的操纵稳定性；考虑了多模式转向机构及控制系统的简化，降低成本，利于产品的推广和应用。

技术领域

本发明涉及一种应用于自动驾驶的多模式转向系统及方法。

背景技术

随着我国车辆的增加，城市间的交通问题日益严峻，车辆行驶环境日益复杂，如狭小空间的转向与泊车，高速路上的变道超车等。然而，目前常见的前轮转向车辆转向半径大，高速下车辆的侧向加速度较大，复杂工况下行驶时的操作复杂，容易引起车祸。

现在有研究人员提出多模式的四轮转向系统来解决这个问题，如CN201410843095.3中提出的一种360度四轮转向农用车的转向机构，该机构通过蜗轮蜗杆等机械结构对车辆前后轮的转向进行约束，保证车辆前后车轮能够360度旋转，从而使得农用车能够适应复杂多变的农业环境。但该机构的驱动由机械机构完成，无法适应现在自动驾驶及线控技术的应用。

为了使四轮转向系统能够适应现在自动驾驶技术的发展，在CN201610540112.5中公布了一种多模式的四轮转向系统及转向模式控制方法。该机构融合了电动助力转向、主动前轮转向、线控转向三种转向系统。该发明中的系统可以协调三种转向系统，使车辆能够实现多种转向操作。但是，该机构及系统过于复杂，多个转向系统融合会造成机械环节过多，成本过高，可靠性降低，实用价值低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种应用于自动驾驶的多模式转向系统，其解决现有技术中结构复杂，控制系统庞大，成本过高以及与自动驾驶技术匹配度低的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种应用于自动驾驶的多模式转向系统，其特征在于，包括：

前轮转向单元，后轮转向单元和转向ECU单元，在所述前轮转向单元与后轮转向单元之间连接转向ECU单元，所述转向ECU单元根据CAN总线传递过来的车速信号、横摆角速度信号、方向盘转角信号和前轮转角信号进行判定，工作在前轮转向模式、后轮转向模式、四轮转向模式或蟹行转向模式，其中，

前轮转向模式：前轮转向电机满载提供大扭矩，后轮转向电机不工作；

后轮转向模式：前轮转向电机提供助力扭矩，后轮转向电机满载工作；

四轮转向模式：前后轮转向电机均满载工作，但是前后电机旋转方向相反；

蟹行转向模式：前后轮转向电机均满载工作，但是前后电机旋转方向相同。

进一步地，所述前轮转向单元包括：方向盘、方向盘转角传感器、转矩传感器、转向输入轴、前轮齿轮齿条转向器、前轮转向电机、前轮转向横拉杆、前轮轮胎，所述方向盘、方向盘转角传感器、转矩传感器、转向输入轴、前轮齿轮齿条转向器、前轮转向横拉杆、前轮轮胎依次相连。

进一步地，所述转矩传感器通过扭杆连接在转向输入轴。

进一步地，所述后轮转向单元包括：后轮转向电机、后轮转角传感器、后轮齿轮齿条转向器、后轮转向横拉杆、后轮轮胎，所述后轮转向电机、后轮转角传感器、后轮齿轮齿条转向器、后轮转向横拉杆、后轮轮胎依次相连。。

进一步地，所述转矩传感器通过柔性联轴器与转向输入轴连接。

进一步地，所述转向输入轴与前轮转向电机通过蜗轮蜗杆机构连接。