[发明专利]一种具有可调转向模式的电动汽车转向系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种转向系统及控制方法，特别涉及一种具有可调转向模式的电动汽车转向系统及控制方法。

背景技术

汽车转向系统与汽车主动安全性密切相关，被称为“高速车辆的生命线”和保安件。汽车转向系统经历机械转向系统、液压助力转向系统、电动助力转向系统（Electric Power Steering ,EPS）、线控转向（Steering –by- Wire ,SBW）系统等发展阶段。最初发展的是机械转向系统，对于质量大的车辆存在转向沉重的弊端。现阶段应用较广泛的液压助力转向系统转向轻便，但存在高速转向发飘、路感不能随着车速优化调整的缺点。

鉴于机械转向系统、液压助力转向系统存在上述弊端，近十年来发展的电动助力转向系统利用电机提供转向助力，不同车速下提供合适的助力大小，较好的满足了低速转向轻便、高速有一定的转向力感、整个车速范围内具有较好的路感等要求。但由于电动助力转向系统和传统的机械转向系统、液压助力转向系统等转向系统共同的缺点在于转向盘与转向轮之间存在机械连接，因而转向角传动比即转向盘转角与转向轮转角的比值基本是固定的，不能随车速灵活改变，因而存在转向“轻”与“灵”的矛盾。线控转向系统断开了转向盘与转向轮之间的机械连接，转向角传动比随车速灵活改变，圆满的解决了转向“轻”与“灵”的矛盾，是很有发展前途的转向系统。

已经公布的相关专利提出了单独的电动助力转向系统或线控转向系统的结构、控制方法，但没有同时将电动助力转向系统和线控转向系统应用于转向系统，具有线控转向模式、电动助力转向模式等多种转向模式。

例如，已经公布的专利《一种电动助力转向传动机构及电动助力转向系统》（中国专利公开号：CN102556146A）解决了现有蜗杆传动机构进行助力传动所带来的转向滞后且超时、方向盘手感过差的技术问题，从齿条输出的移动位移和速度减小，有利于减速增矩，解决了使驾驶员转向轻便的问题。缺点是转向角传动比不能随车速改变。本发明专利采用线控转向模式时，转向角传动比能随车速改变，实现主动转向控制，提高汽车操纵稳定性。

已经公布的专利《电动助力转向系统、线控助力转向系统以及包括其的车辆》（中国专利公开号：CN102774416A）发明的电动助力转向系统、线控助力转向系统均包括助力调节控制模块，用于设定驾驶转矩与电机助力转矩之间的比值、并根据该比值发送电机助力调节命令至所述电子控制单元。驾驶感觉好，适用不同路况和/或不同驾驶人员的驾驶感觉要求，驾驶安全性和驾驶舒适性等大大提高。但没有涉及电动助力转向、线控转向模式的转换。而本发明专利提出实现电动助力转向模式、线控转向模式等多种转向模式的新型转向系统，采用电动助力转向模式时具有电动助力转向系统助力特性好的优点；采用线控转向模式时，则具有转向特性可以随车速调整的优点。

已经公布的专利《融合主动转向功能的电动助力转向系统》（中国专利公开号：CN1749081）融合主动转向功能的电动助力转向系统能提高行驶在分离附着系数路面、受大侧向风作用、转弯制动或转弯加速的车辆的操纵稳定性，但转向轮转角的控制灵活性、方便性远不及线控转向系统。而本发明专利采用线控转向模式时，转向轮转角控制灵活、方便，并且断开了转向盘与转向轮之间的机械连接，可以通过电机向驾驶员提供可调的优化的路感。

已经公布的专利《用于汽车线控转向系统的控制方法》（中国专利公开号：CN102320326A）提出一种低速行驶转向轻便、灵敏；高速行驶稳定、路感清晰的用于汽车线控转向系统的控制方法。但没有提出线控转向模式失效时转向模式的切换。本发明专利提出了一种基于电控的转向系统失效时通过转向模式的切换来保持汽车转向能力的结构和控制方法。

总之，现有技术中无具有机械转向、线控转向、电动助力转向等三种可调转向模式的电动汽车转向系统及控制方法。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种具有可调转向模式的电动汽车转向系统及控制方法，驾驶员通过按键方便的实现机械转向、线控转向、电动助力转向等三种可调转向模式，同一辆汽车在具有简单结构的前提下具有高度控制灵活性，实现驾驶风格的切换。