[发明专利]一种转向系统及方法和车辆

权利要求书

1.一种转向系统的控制方法，其特征在于，所述转向系统包括转向柱管、检测机构、转向电机（7）和电子控制单元（11）；所述转向柱管包括转向柱管主轴（12）、第一套筒电机（4）和第二套筒电机（5）；所述转向柱管主轴（12）的上端用于与方向盘（1）连接；所述第一套筒电机（4）的第一套筒电机转子（42）与转向柱管主轴（12）的下端啮合；

所述转向柱管还包括固定装置（2）和滚珠轴承（3），所述滚珠轴承（3）的外圈与固定装置（2）连接，内圈与电磁锁止装置（13）连接，所述电磁锁止装置（13）使转向柱管主轴（12）与固定装置（2）结合或者分离；

所述第一套筒电机（4）包括第一套筒电机定子线圈（41）、第一套筒电机转子（42）和直齿圈（43）；所述第一套筒电机转子（42）上设有直齿圈（43），所述直齿圈（43）与转向柱管主轴（12）上的直齿啮合；

所述第二套筒电机（5）的第二套筒电机转子（52）与转向柱管主轴（12）的下端螺纹连接；所述检测机构用于检测信号，所述信号包括模式选择信号、前轮转角信号、车速信号和方向盘力矩信号；所述转向电机（7）的输出轴与齿轮齿条转向器（6）连接，所述齿轮齿条转向器（6）用于驱动车轮转向；所述电子控制单元（11）分别与检测机构、转向电机（7）、电磁锁止装置（13）、第一套筒电机（4）和所述第二套筒电机（5）连接；

该方法包括以下步骤：

所述电子控制单元（11）根据检测机构检测到的信号包括模式选择信号、前轮转角信号、

车速信号和方向盘力矩信号，判断转向系统需要执行的模式是人工操纵模式或者自动驾驶模式，控制转向电机（7）、电磁锁止装置（13）、第一套筒电机（4）和所述第二套筒电机（5）的工作；

所述人工操纵模式的控制具体为：

当所述电子控制单元（11）检测到模式选择信号为人工操纵模式，控制电磁锁止装置（13）的线圈通电，所述转向柱管主轴（12）跟随滚珠轴承（3）旋转；

所述电子控制单元（11）根据检测机构检测到的方向盘力矩、车速以及前轮转角信号，控制第一套筒电机定子线圈（41）通电，线圈周围产生磁场，第一套筒电机转子（42）受到磁场力而旋转，与转子结合的直齿圈（43）绕转向柱管主轴（12）轴线旋转，并带动与转向柱管主轴（12）结合的直齿，把第一套筒电机（4）的力矩传递到转向柱管主轴（12），提供路感。

2.根据权利要求1所述的转向系统控制方法，其特征在于，所述自动驾驶

模式的控制具体为：

当所述电子控制单元（11）检测到模式选择信号为自动驾驶模式，控制电磁锁止装置（13）的线圈断电，所述转向柱管主轴（12）与固定装置（2）分离；

所述电子控制单元（11）控制第二套筒电机的定子线圈（51）通电，线圈周围产生磁场，第二套筒电机转子（52）受到磁场力而旋转，并带动转向柱管主轴旋转因此转向柱管主轴（12）受到轴向力而往下运动，带动方向盘（1）收缩。

3.根据权利要求1所述的转向系统控制方法，其特征在于，当所述电子控制单元（11）检测到模式选择信号为自动驾驶模式切换为人工操纵模式时，所述电子控制单元（11）首先控制第二套筒电机的定子线圈（51）通电，转向柱管主轴（12）受到轴向力而往上运动，带动方向盘（1），带动方向盘（1）上升至指定高度，再控制电磁锁止装置（13）通电，转向柱管主轴（12）与固定装置（2）结合，所述电子控制单元（11）控制第一套筒电机（4）通电，把第一套筒电机（4）的力矩传递到转向柱管主轴（12）。

4.根据权利要求1所述的转向系统控制方法，其特征在于，所述第二套筒电机（5）包括第二套筒电机定子线圈（51）、第二套筒电机转子（52）和螺纹（53）；

所述第二套筒电机转子（52）上设有螺纹（53），所述螺纹（53）与转向柱

管主轴（12）螺纹连接。

5.一种车辆包括转向系统，其特征在于，所述转向系统是由权利要求1所述控制方法控制的。