[发明专利]一种智能辅助转向系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种智能辅助转向系统及其控制方法，智能辅助转向系统包含方向盘、转角传感器、车速传感器、侧向加速度传感器、上转向柱、下转向柱、双行星齿轮机构、蜗轮蜗杆机构、减速机构、齿轮齿条转向器、前轴、两个制动轮、第一离合器、第二离合器、第一电机、第二电机、ECU、上转向柱电磁锁和行星架电磁锁。工作时，根据不同的工作模式及车辆状态，第一、第二电机发挥不同的功能。本发明能够实现自动转向和人为转向，拓展了转向系统的功能，改善驾驶员路感，提高了汽车的操纵稳定性。

技术领域

本发明涉及汽车转向系统技术领域，特别是涉及一种智能辅助转向系统及其控制方法。

背景技术

随着科学技术的进步、生活水平进一步提高，对车辆的性能有了更高层次的要求，在满足传统驾驶的基础上，更多的关注车辆的智能化，如全自动泊车、智能驾驶、自适应巡航等功能。智能驾驶作为转向系统智能化控制的重要部分，可实现更加智能化的车辆驾驶方式。

在现有转向系统中，传统的机械转向系统无法实现助力转向和主动转向功能，液压助力转向、电动液压助力转向和电动助力转向仅可实现助力转向功能，主动转向系统只可实现主动转向功能，线控转向系统虽然可以实现助力转向和主动转向功能，但由于去除了机械结构，当系统出现故障时无法保证正常的转向功能，可靠性较差。上述助力转向结构只能在驾驶员转动方向盘时才会输出助力矩，智能化程度不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种智能辅助转向系统及其控制方法，通过安全锁的锁止和解锁，实现了人为转向与自动转向的模式切换。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种智能辅助转向系统，包含方向盘、转角传感器、车速传感器、侧向加速度传感器、上转向柱、下转向柱、双行星齿轮机构、蜗轮蜗杆机构、减速机构、齿轮齿条转向器、前轴、两个制动轮、第一离合器、第二离合器、第一电机、第二电机、ECU、上转向柱电磁锁和行星架电磁锁；

所述双行星齿轮机构包含上齿圈、下齿圈、上太阳轮、下太阳轮、行星架、上行星轮组和下行星轮组，其中，上行星轮组、下行星轮组均设置在所述行星架上；上太阳轮通过上行星轮组和上齿圈的内圈啮合；下太阳轮通过下行星轮组和下齿圈的内圈啮合；上齿圈和汽车车架固连；

所述上转向柱一端和汽车的方向盘固定相连，另一端与双行星齿轮机构的上太阳轮同轴固连；

所述下转向柱一端与双行星齿轮机构的下太阳轮同轴固连，另一端通过所述齿轮齿条转向器和所述前轴相连；

所述前轴两端分别与汽车的左前轮、右前轮相连；

所述转角传感器设置在所述上转向柱上，用于获取方向盘的转角；

所述车速传感器和侧向加速度传感器均设置在汽车上，分别用于获取汽车的车速和侧向加速度；

所述蜗轮蜗杆机构的输入端通过离合器与第二电机的输出轴相连，输出端与双行星齿轮机构下齿圈的外圈啮合；

所述第一电机的输出轴通过离合器与减速机构输入端相连，用于提供转向助力；

所述减速机构的输出端设置在所述下转向柱上；

所述上转向柱电磁锁用于根据ECU的命令锁定上转向柱使其不能转动、或根据ECU的命令松开上转向柱使其能够转动；

所述行星架电磁锁用于根据ECU的命令锁定双行星齿轮机构的行星架使其不能相对上双行星齿轮机构的太阳轮转动、或根据ECU的命令松开双行星齿轮机构的行星架使其能够相对上双行星齿轮机构的太阳轮转动；