【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车辆控制，尤其涉及一种商用车电控助力转向系统及控制方法。
技术介绍
1、近年来底盘域控技术成为车辆底盘控制的发展方向，首先要实现的是制动与转向系统的协同。在一些转向辅助制动功能实现的过程中，例如在对开路面制动时需要系统自动控制转向角度以辅助维持方向稳定性，此时由于商用车仍采用电控液压转向系统（electro-hydraulic power steering，ehps）的转向助力装置，转向系统与方向盘之间存在刚性连接，在系统自动执行转向动作时，会引起方向盘的转动，可能会引起驾驶员的误判和误操作，甚至对驾驶员造成伤害，为转向辅助制动功能的开发与设计带来不便。
2、在一些示例性技术中，采用全解耦线控液压转向系统，解决了传统eps中电机噪声大、无法实现智能汽车所需的转向全解耦的问题，避免了转向系统自动工作时对方向盘的影响，但无法实现机械连接，电控系统失效时的安全性难以保证。
3、在另一些示例性技术中，采用电液复合转向系统，保留了传统液压助力转向系统中的转阀结构，并加入电动助力模块，实现了电液解耦，使得电动助力矩与液压助力矩能够按任意比例分配。但无法解耦主动控制时对方向盘的影响。
4、由此可知，上述结构的主要问题在于，在底盘域控系统中，需要转向系统主动转动以协助制动系统的工作时，会引起方向盘的转动，可能造成驾驶员的误判，从而影响控制效果。而一些全解耦的转向系统，取消了方向盘与转向器之间的机械连接，能够解决主动转向时影响方向盘的问题，但由于取消了机械连接，在电控系统失效时的安全性难以保证。因
技术实现思路
1、本专利技术提供一种商用车电控助力转向系统及控制方法，用以解决现有技术中车辆驾驶的安全性和可靠性较差的缺陷。
2、本专利技术提供一种商用车电控助力转向系统，包括：方向盘、上转向管柱、回正及路感电机、电磁离合器、下转向管柱、电液转向助力机构、转向连杆、车轮以及控制单元；
3、所述上转向管柱与所述方向盘相连；
4、所述电磁离合器，设置在所述上转向管柱和下转向管柱之间，所述电磁离合器用于控制所述上转向管柱与所述下转向管柱之间的机械连接与解耦；所述电磁离合器接合时，所述上转向管柱与所述下转向管柱之间的机械连接，所述电磁离合器分离时，所述上转向管柱与所述下转向管柱之间的解耦；
5、所述回正及路感电机，安装在所述上转向管柱上，所述回正及路感电机用于提供转向回正力矩和路感反馈；
6、所述电液转向助力机构与所述下转向管柱相连，所述电液转向助力机构用于提供车轮转向的助力；
7、所述转向连杆与所述电液转向助力机构和车轮连接，所述转向连杆用于传递转向力矩至车轮；
8、所述控制单元与所述电磁离合器、所述回正及路感电机以及所述电液转向助力机构连接，所述控制单元用于根据车辆行驶状态和驾驶模式控制所述电磁离合器的接合与分离，以及，控制所述回正及路感电机和所述电液转向助力机构的工作状态。
9、根据本专利技术提供的商用车电控助力转向系统，所述驾驶模式包括：驾驶员驾驶模式、主动控制模式、底盘域控模式、驾驶员接管模式以及系统电控失效模式；
10、在驾驶员驾驶模式下，所述控制单元用于控制所述电磁离合器接合，所述上转向管柱与所述下转向管柱之间的机械连接，以使驾驶员的转向力矩通过机械连接传递至所述下转向管柱；所述电液转向助力机构用于提供助力；
11、在主动控制模式下，所述控制单元用于控制所述电磁离合器分离，切断所述上转向管柱与所述下转向管柱之间的机械连接；所述电液转向助力机构用于独立控制所述车轮的转向；所述回正及路感电机用于提供路感反馈；
12、在底盘域控模式下，所述控制单元用于当检测到对开路面工况时，控制所述电磁离合器分离，切断所述上转向管柱与所述下转向管柱之间的机械连接；所述电液转向助力机构用于根据车辆行驶状态主动调整所述车轮的转向角度，以维持车辆方向稳定；
13、在驾驶员接管模式下，所述控制单元用于当检测到驾驶员主动转动所述方向盘且所述方向盘的转角超过设定阈值时，控制所述电磁离合器从分离状态转化为接合状态，恢复所述上转向管柱与所述下转向管柱之间的机械连接，以使驾驶员的转向力矩通过机械连接传递至所述下转向管柱；所述电液转向助力机构用于根据驾驶员的操作意图提供助力，实现驾驶员的目标角度，并确保从所述主动控制模式或者所述底盘域控模式平稳切换至驾驶员驾驶模式；
14、在电控失效模式下，所述电磁离合器在机械弹簧机构的作用下自动保持接合状态，以维持所述上转向管柱与所述下转向管柱之间的机械连接，以使驾驶员的转向力矩通过机械连接传递至所述下转向管柱；所述电液转向助力机构用于提供基本的液压助力，以保证应急转向能力。
15、根据本专利技术提供的商用车电控助力转向系统，在所述主动控制模式、所述底盘域控模式下和所述驾驶员接管模式下，所述回正及路感电机，用于提供路感反馈，并辅助驾驶员的转向操作，提供必要的转向力矩支持；
16、在所述驾驶员驾驶模式下和所述电控系统失效模式下，所述回正及路感电机停止工作，所述转向系统通过机械连接和液压助力维持基本功能。
17、根据本专利技术提供的商用车电控助力转向系统，所述商用车电控助力转向系统还包括转向角度传感器；
18、所述转向角度传感器用于实时监测所述上转向管柱的转向角度，并将所述上转向管柱的转向角度反馈至所述控制单元；
19、所述控制单元，还用于根据所述上转向管柱的转向角度，判断驾驶员接管意图和控制模式的切换。
20、根据本专利技术提供的商用车电控助力转向系统，所述控制单元用于根据车辆行驶状态和驾驶模式控制所述电磁离合器的接合与分离时，具体用于：
21、在所述主动控制模式下、所述底盘域控模式下或者所述驾驶员接管模式下，向所述电磁离合器输出电控信号；以及，在所述驾驶员驾驶模式下，不向所述电磁离合器输出电控信号；
22、所述电磁离合器，具体用于：
23、若接收到所述控制单元输出的电控信号，则响应于所述电控信号，处于分离状态，以切断所述上转向管柱和所述下转向管柱之间的机械连接；否则，则处于接合状态，以通过自身弹簧机构保持所述上转向管柱和所述下转向管柱之间的机械连接；在所述电控失效模式下，在机械弹簧机构的作用下自动保持接合状态。
24、本专利技术还提供一种商用车电控助力转向系统的控制方法，应用于商用车电控助力转向系统，所述系统包括：方向盘、上转向管柱、回正及路感电机、电磁离合器、下转向管柱、电液转向助力机构、转向连杆、车轮以及控制单元；
25、所述方法包括：
26、所述控制单元确定车辆行驶状态和驾驶模式；
27、所述控制单元根据车辆行驶状态和驾驶模式控制所述电磁离合器的接合与分离，以及，控制所述回正及路感电机和所述电液转向助力机构的工作状态；
28、其中，所述上转向管柱与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种商用车电控助力转向系统，其特征在于，包括：方向盘、上转向管柱、回正及路感电机、电磁离合器、下转向管柱、电液转向助力机构、转向连杆、车轮以及控制单元；
2.根据权利要求1所述的商用车电控助力转向系统，其特征在于，所述驾驶模式包括：驾驶员驾驶模式、主动控制模式、底盘域控模式、驾驶员接管模式以及系统电控失效模式；
3.根据权利要求2所述的商用车电控助力转向系统，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的商用车电控助力转向系统，其特征在于，所述商用车电控助力转向系统还包括转向角度传感器；
5.根据权利要2-4任一项所述的商用车电控助力转向系统，其特征在于，
6.一种商用车电控助力转向系统的控制方法，其特征在于，应用于商用车电控助力转向系统，所述系统包括：方向盘、上转向管柱、回正及路感电机、电磁离合器、下转向管柱、电液转向助力机构、转向连杆、车轮以及控制单元；
7.根据权利要求6所述的商用车电控助力转向系统的控制方法，其特征在于，所述驾驶模式包括：驾驶员驾驶模式、主动控制模式、底盘域控模式、驾驶员接管模式以及系统电
8.根据权利要求7所述的商用车电控助力转向系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
9.根据权利要求7所述的的商用车电控助力转向系统的控制方法，其特征在于，所述商用车电控助力转向系统还包括转向角度传感器；
10.根据权利要求7-9任一项所述的的商用车电控助力转向系统的控制方法，其特征在于，所述控制单元根据车辆行驶状态和驾驶模式控制所述电磁离合器的接合与分离，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种商用车电控助力转向系统，其特征在于，包括：方向盘、上转向管柱、回正及路感电机、电磁离合器、下转向管柱、电液转向助力机构、转向连杆、车轮以及控制单元；
2.根据权利要求1所述的商用车电控助力转向系统，其特征在于，所述驾驶模式包括：驾驶员驾驶模式、主动控制模式、底盘域控模式、驾驶员接管模式以及系统电控失效模式；
3.根据权利要求2所述的商用车电控助力转向系统，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的商用车电控助力转向系统，其特征在于，所述商用车电控助力转向系统还包括转向角度传感器；
5.根据权利要2-4任一项所述的商用车电控助力转向系统，其特征在于，
6.一种商用车电控助力转向系统的控制方法，其特征在于，应用于商用车电控助力转向系统，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔令兴，翟霄雁，朱汉卿，于江涛，
申请(专利权)人：中国重汽集团济南动力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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