【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车助力转向系统控制
,具体指代一种主动复合转向系统、转矩控制装置及转矩控制方法。
技术介绍
采用固定传动比的传统转向系统,易出现低速下转向盘沉重、高速下转向过度等危险工况,极大的影响了汽车的操纵稳定性。近年来,主动前轮转向(AFS)系统得到了国内外专家学者的广泛关注,除了传统的转向助力功能外,主动前轮转向系统能够在驾驶员输入的基础上对转向系统施加主动附加转角,从而实现变传动比和转向干预稳定性控制等功能。宝马与ZF公司联合开发了一种机械式的主动前轮转向系统,并已成功装备于宝马3系和5系列车上。该系统在传统电动液压助力转向系统的基础上,在转向盘和齿轮齿条转向器之间的转向柱上安装了一套双行星齿轮系机构,通过伺服电机驱动双行星齿轮组实现转向转角叠加功能,德国ZF公司和Bosch公司合作开发了一种主动转向系统,它可以在转向盘输入的基础上实现对汽车前轮转角的主动控制。其主动转向功能通过一套机电转角执行机构来实现,该机构由谐波齿轮与伺服电机组成,可以被安装在传统电动助力或电动液压助力转向系统的转向管柱上,也可以选择安装在齿轮齿条转向器上。现有采用的液压助力转向系统的汽车在低速工况下可提供较大的助力,减轻驾驶员转向时负担;但在高速工况下转向路感较差,操纵稳定性存在问题;电动助力转向系统由控制器、助力电机、减速机构、转向盘、及传感器模块等组成,控制器接收传感器模块测得的转向盘转矩信号和车速信号并进行处理,控制电机根据事先确定的助力特性输出助力转矩。但受汽车本身蓄电池电压等电气特性影响,其输出的最大助力矩较小,不满足大型客车等车辆的需求。因此,在液压助 ...
【技术保护点】
一种主动复合转向系统,其特征在于,该系统包括:转向盘、转向轴、传感器模块、行星齿轮组、循环球式转向器、转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂、转向梯形臂、转向横拉杆、车轮、电子控制单元、转角修正模块、转向助力模块;所述的转向盘连接转向轴的力矩输入端,传感器模块置于转向轴的力矩输出端和行星齿轮组输入端之间,并与电子控制单元相连接,转角修正模块向行星齿轮组提供修正力矩,合力矩经行星齿轮组输出端、循环球式转向器、转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂、转向梯形臂、转向横拉杆输出至车轮,转向助力模块向循环球转向器提供转向助力矩;所述的转角修正模块包括:转向电机、第一减速机构、电动推杆;电子控制单元通过电机控制信号b对转向电机进行控制,助力矩经第一减速机构减速增矩后传递给电动推杆,到行星齿轮组下齿圈,实现变传动比控制;所述的转向助力模块包括:助力电机A、第二减速机构、助力电机B、助力油泵、储油罐、转阀、液压助力缸、助力耦合器;其中,助力电机A、第二减速机构组成电动助力模块,电子控制单元通过助力电机控制信号c对助力电机A进行控制,助力矩经第二减速机构减速增矩后传递给助力耦合器;助力电机B、助力油泵、储油罐、转阀、 ...
【技术特征摘要】
1.一种主动复合转向系统,其特征在于,该系统包括:转向盘、转向轴、传感器模块、行星齿轮组、循环球式转向器、转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂、转向梯形臂、转向横拉杆、车轮、电子控制单元、转角修正模块、转向助力模块;所述的转向盘连接转向轴的力矩输入端,传感器模块置于转向轴的力矩输出端和行星齿轮组输入端之间,并与电子控制单元相连接,转角修正模块向行星齿轮组提供修正力矩,合力矩经行星齿轮组输出端、循环球式转向器、转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂、转向梯形臂、转向横拉杆输出至车轮,转向助力模块向循环球转向器提供转向助力矩;所述的转角修正模块包括:转向电机、第一减速机构、电动推杆;电子控制单元通过电机控制信号b对转向电机进行控制,助力矩经第一减速机构减速增矩后传递给电动推杆,到行星齿轮组下齿圈,实现变传动比控制;所述的转向助力模块包括:助力电机A、第二减速机构、助力电机B、助力油泵、储油罐、转阀、液压助力缸、助力耦合器;其中,助力电机A、第二减速机构组成电动助力模块,电子控制单元通过助力电机控制信号c对助力电机A进行控制,助力矩经第二减速机构减速增矩后传递给助力耦合器;助力电机B、助力油泵、储油罐、转阀、液压助力缸组成液压助力模块,电子控制单元通过助力电机控制信号d对助力电机B进行控制,驱动助力油泵将助力油液从储油罐经转阀泵入液压助力缸,助力油液通过转阀开度不同流入液压助力缸两侧,在液压助力缸两端形成压差,从而产生助力,助力矩传递给,助力耦合器将合力矩传递至循环球式转向器。2.根据权利要求1所述的主动复合转向系统,其特征在于,所述的行星齿轮组由双行星齿轮系组成,其中转向轴与输入太阳轮相连,力矩经输入太阳轮、行星轮、行星架、齿圈到输出太阳轮,与下方的循环球转向器相连。3.根据权利要求1所述的主动复合转向系统,其特征在于,所述的助力电机A、助力电机B及转向电机采用无刷直流电机。4.根据权利要求1所述的主动复合转向系统,其特征在于,所述的第一、第二减速机构采用蜗轮蜗杆机构。5.根据权利要求1所述的主动复合转向系统,其特征在于,所述的助力油泵采用双作用叶片泵。6.根据权利要求1所述的主动复合转向系统,其特征在于,上述传感器模块包括扭矩传感器、车速传感器。7.一种主动复合转向系统的转矩控制装置,其特征在于,包括:控制器A、控制器B、信息处理模块、信号比较模块;所述的控制器A为主动复合转向系统的主控制器,基于鲁棒混合灵敏度控制理论进行设计;经滤波处理的车辆工况信号b输入控制器A中的目标信号计算模块,计算控制器A的目标函数,鲁棒混合灵敏度控制器与转向系统模型G(S)构成闭环系统,目标信号计算模块运算结果e、控制器A的输出f作为闭环系统的输入,所述信号c为控制器A的干扰输入,经加权模块WW加权处理后传递到闭环系统,计算控制器A的应输出的控制电流,并输出结果至信号比较模块;所述的控制器B为余度控制器,基于模糊自适应PID控制器算法,包括PID调节器、模糊推理模块、微分环节及转向系统模型G构成闭环系统,通...
【专利技术属性】
技术研发人员:栾众楷,赵万忠,王春燕,
申请(专利权)人:南京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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