[发明专利]一种全解耦线控转向系统

说明书

本发明公开了一种全解耦线控转向系统，目的是解决传统EPS中电机噪声大、且无法实现智能汽车所需的转向全解耦的功能；解决部分线控转向系统中取消方向盘与转向车轮之间的机械连接致使系统断电失效时无法完成失效转向；解决部分线控制动系统采用电机作为线控转向动力源时存在噪声大、响应速度慢等问题；解决部分线控制动系统采用液体或气体作为转向介质时存在泄漏、故障率增加、维护困难等问题。本发明采用电磁力来驱动转向杆运动使汽车快速精准地完成转向动作的线控转向系统，该线控转向系统能实现驾驶员与转向系统的全解耦，具有失效保护的功能，摆脱了电机、液体、气体的束缚，结构简单，集成度高。

技术领域

本发明涉及一种全解耦线控转向系统。

背景技术

随着智能汽车的发展，传统EPS(电子助力转向)系统已经不能满足智能汽车对转向系统的新要求，主要体现在传统EPS是由人来主导，而智能汽车希望在考虑驾驶员意图的前提下综合考虑路面状况、车辆本身运行状态等多方面的信息来完成转向。另一方面，传统EPS系统无法实现驾驶员与转向系统的全解耦，故此时发生主动转向后方向盘会随着发生移动，造成驾驶员恐慌。故急需开发一套适用于智能汽车的全解耦线控转向系统。

总结世界范围内各转向厂家及国内外学者的专利可发现，线控转向系统作为最新一代的转向系统，与传统转向系统相比，具有明显的技术优势也存在一定的问题。中国专利公布号为CN102085878A，公布日为2011年6月8日，发明名称为“线控转向装置”，申请人为现代自动车株式会社，该专利取消了方向盘与转向系统之间的机械连接，采用电机带动拉杆完成转向动作，该结构减少了路面的冲击、消除了碰撞时方向柱对驾驶员的伤害、增大了驾驶员腿部活动空间、提高了驾驶舒适度。但由于电子部件还没有达到机械部件那样可靠的程度，在电子部件出现故障后，系统无法完成最基本的转向功能，即无法保证电子转向系统的稳定可靠、安全工作，这也是电子转向系统目前最为突出的问题，也是阻挠线控转向系统普及的一个重要因素；因此开发一套具有失效保护功能的线控转向系统是目前迫切需要的。

中国专利公布号为CN107150718A，公布日为2017年9月12日，发明名称为“多模式汽车线控转向系统”，申请人为吉林大学，该专利采用电机驱动液压系统实现了线控转向系统的全解耦，并使线控转向系统具有失效保护的功能，但该系统采用复杂的液压构型，使得转向系统结构复杂，管路失效概率大，且电机噪声大，系统质量较大，且很难避免漏油的情况。故开发一套不含油液、气体的线控转向系统同样具有重要意义。

综上所述，开发一种不采用电机作为转向助力形式、不采用液体或气体作为转向介质、能实现转向全解耦和失效保护的功能、具有主动转向快速、角度调节精确的线控转向系统，具有现实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：第一，解决了传统EPS中电机噪声大、且无法实现智能汽车所需的转向全解耦的功能；第二，解决了部分线控转向系统中取消方向盘与转向车轮之间的机械连接致使系统断电失效时无法完成失效转向；第三，解决了部分线控制动系统采用电机作为线控转向动力源时存在噪声大、响应速度慢等问题；第四，解决了部分线控制动系统采用液体或气体作为转向介质时存在泄漏、故障率增加、维护困难等问题。提出一种采用电磁力来驱动转向杆运动使汽车快速精准地完成转向动作的线控转向系统，该线控转向系统能实现驾驶员与转向系统的全解耦，具有失效保护的功能，摆脱了电机、液体、气体的束缚，结构简单，集成度高。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：

一种全解耦线控转向系统，其特征在于，该系统由方向盘1、转向管柱2、解耦式转向模拟器3、换向机构4、电磁助力机构7和车轮组成；方向盘1依次与转向管柱2、解耦式转向模拟器3和换向机构4同轴连接，换向机构4安装在转向拉杆20上，转向拉杆20两端安装电磁助力机构7，电磁助力机构7上与转向拉杆20同轴安装车轮转向推杆28，车轮转向推杆28端部通过转向节臂连接到车轮；