掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

转向机构、转向系统、车辆及控制方法

文献发布时间:2023-06-19 10:21:15


转向机构、转向系统、车辆及控制方法

技术领域

本申请涉及转向领域,并且更具体地,涉及转向机构、转向系统、车辆及控制方法。

背景技术

转向系统(steering system)用来改变或保持车辆行驶方向或倒退方向的一系列装置。车辆的转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿或者自动驾驶系统的控制指令,控制车辆的行驶方向或倒退方向,车辆的转向系统对车辆的行驶安全至关重要。

传统的转向系统设计中,一般通过转向梯形结构使得车辆在转向时车轮转角尽量符合阿克曼几何转角关系,这样,车辆在转向行驶过程中,每个车轮都绕着其瞬时转向中心旋转,此时,轮胎与地面无横向滑动摩擦,处于摩擦力最小的纯滚动状态,该状态下轮胎的磨损最低,车辆具有较高的操纵性和稳定性。为了实现转向梯形结构,通常在两个转向车轮之前安装有转向梯形杆系,包括转向横拉杆和左右转向梯形臂等机械构件,使得两个转向车轮之间通过机械结构耦合。然而,在这种通过机械机构将两个转向车轮耦合的结构中,无法对转向车轮进行独立的控制,限制了车辆的转向角度,难以满足目前对车辆的智能化需求。

目前,提出了一种独立转向技术以克服上述传统的转向系统中的弊端。在独立转向技术中,通过将转向过程中的内侧车轮和外侧车轮之间的机械结构进行解耦,这样,内侧车轮的转向功能可以通过第一驱动装置驱动第一转向机构实现,外侧车轮的转向功能可以通过第二驱动装置驱动第二转向机构实现。

然而,这种独立转向技术中,由于内外侧车轮的转向功能分别依赖于独立的转向机构实现,为了使得车辆在转向过程中满足阿克曼转向几何关系,需要每个车轮对应的转向机构之间相互配合,对转向机构的控制精度要求较高,提高了转向机构的成本。

发明内容

本申请提供一种转向机构、转向系统、车辆及控制方法,以降低实现独立转向技术的转向机构的成本。

第一方面,提供了一种转向机构,包括:第一转向器110,第一转向器110用于对获取的动力进行转化,以向转向时的外侧车轮114传递动力,控制施加于外侧车轮114的转向力;第二转向器120,第二转向器120用于对获取的动力进行转化,以向转向时的内侧车轮124传递动力,控制施加于内侧车轮124的转向力,其中,第一转向器110和第二转向器120之间通过第一离合器130连接,若第一离合器130处于分离状态,第一转向器110与第二转向器120之间不传递动力,若第一离合器130处于接合状态,第一转向器110与第二转向器120之间传递动力。

在本申请实施例中,通过第一离合器130连接第一转向器110和第二转向器120,并通过第一离合器130的状态,控制第一转向器110和第二转向器120之间是否传递动力,这样,在需要车轮对应的转向器相互配合的情况下,可以直接控制第一离合器130处于接合状态,以通过车轮对应的转向器之间的机械结构相互配合,有利于降低对转向机构的控制精度要求较高,从而转向机构的成本。

另一方面,现有技术中,通过液压系统控制第一转向器110和第二转向器120之间是否传递动力,而相比于液压系统而言,第一离合器130具有更紧凑的结构,有利于减少转向机构的体积。

在一种可能的实现方式中,第一转向器110包括传动连接的第一传动构件111和第二传动构件112,第一传动构件111用于将获取的第一动力通过第二传动构件112施加于外侧车轮114;第二转向器120包括传动连接的第三传动构件121和第四传动构件122,第三传动构件121用于将获取的第二动力通过第四传动构件122施加于内侧车轮124,其中,第一传动构件111和第三传动构件121之间通过第一离合器130连接。

在本申请实施例中,通过第一离合器130连接第一传动构件111和第三传动构件121,有利于控制两个转向器之间是否进行动力传递。

在一种可能的实现方式中,在第一离合器130处于接合状态的情况下,第一传动构件111获取的第一动力通过第一离合器130传递至第三传动构件121。

在本申请实施例中,第一离合器130处于接合状态的情况下,第一传动构件111获取的第一动力通过第一离合器130传递至第三传动构件121,以为内侧车轮124提供转向力,使得转向过程中的内外侧车轮可以通过耦合的机械结构满足阿克曼转向几何关系,从而无需过度依赖于控制器对转向机构的控制精度以满足阿克曼转向几何关系,有利于降低转向机构的成本。

在一种可能的实现方式中,转向机构包括第一驱动装置115,第一驱动装置115通过向第二传动构件112提供第三动力,以驱动第二传动构件112运动;第二传动构件112将第三动力传递至第一传动构件111,以使第一传动构件111获取第一动力;第一传动构件111将第一动力通过第一离合器130传递至第三传动构件121。

在本申请实施例中,第一驱动装置115可以向第二传动构件112提供第三动力,并最终将动力通过第一传动构件111传递至第三传动构件121,以通过第四传动构件122为内侧车轮124提供转向力,有利于提高转向系统的冗余性能。

在一种可能的实现方式中,在第一离合器130处于接合状态的情况下,第三传动构件121获取的第二动力通过第一离合器130传递至第一传动构件111。

在本申请实施例中,第一离合器130处于接合状态的情况下,第三传动构件121获取的第二动力通过第一离合器130传递至第一传动构件111,以为外侧车轮114提供转向力,使得转向过程中的内外侧车轮可以通过耦合的机械结构满足阿克曼转向几何关系,从而无需过度依赖于控制器对转向机构的控制精度以满足阿克曼转向几何关系,有利于降低转向机构的成本。

在一种可能的实现方式中,转向机构包括第二驱动装置125,第二驱动装置125通过向第四传动构件122提供第四动力,以驱动第四传动构件122运动;第四传动构件122将第四动力传递至第三传动构件121,以使第三传动构件121获取第二动力;第三传动构件121将第二动力通过第一离合器130传递至第一传动构件111。

在本申请实施例中,第二驱动装置125通过向第四传动构件122提供第四动力,并最终将动力通过第一传动构件111传递至第二传动构件112,以为外侧车轮114提供转向力,有利于提高转向系统的冗余性能。

在一种可能的实现方式中,转向机构包括第一驱动装置115和第二驱动装置125,在第一离合器130处于分离状态的情况下,第一驱动装置115驱动第二传动构件112运动,以控制施加于外侧车轮114的转向力;和/或第二驱动装置125驱动第四传动构件122运动,以控制施加于内侧车轮124的转向力。

在本申请实施例中,当第一离合器130处于分离状态的情况下,第一驱动装置115和第二驱动装置125可以分别独立的驱动外侧车轮114和内侧车轮124,以实现外侧车轮114和内侧车轮124以任意角度的转向。

在一种可能的实现方式中,第一传动构件111为第一齿轮,第二传动构件112为第一齿条;或,第三传动构件121为第二齿轮,第四传动构件122为第二齿条。

在本申请实施例中,使用基于齿轮齿条的转向器,有利于简化转向器的结构。

第二方面,提供一种转向系统,包括内侧车轮124以及外侧车轮114,以及上述第一方面中的转向机构,转向机构用于控制内侧车轮124以及外侧车轮114转动。

在一种可能的实现方式中,转向系统还包括第一转向盘1,第一转向盘1通过第一转向直拉杆152与第一传动构件111相连,第一转向直拉杆152上设置有第二离合器150,若第二离合器150处于接合状态,第一转向盘1通过第一转向直拉杆152为第一传动构件111提供第一动力,若第二离合器150处于分离状态,第一转向盘1无法通过第一转向直拉杆152为第一传动构件111提供第一动力。

在本申请实施例中,通过在第一转向直拉杆152上设置有第二离合器150,通过控制第二离合器150的工作状态,改变转向系统工作在线控转向模式下或机械转向模式下。

在一种可能的实现方式中,转向系统还包括第二转向盘,第二转向盘通过第二转向直拉杆与第三传动构件121相连,第二转向直拉杆上设置有第三离合器,若第三离合器处于接合状态,第二转向盘通过第二转向直拉杆为第三传动构件121提供第二动力,若第三离合器处于分离状态,第二转向盘无法通过第二转向直拉杆为第三传动构件121提供第二动力。

在本申请实施例中,通过在第一转向直拉杆152上设置有第二离合器150,通过控制第二离合器150的工作状态,改变转向系统工作在线控转向模式下或机械转向模式下。

第三方面,提供一种转向系统的控制方法,转向系统包括:第一转向器110,第一转向器110用于对获取的动力进行转化,以向转向时的外侧车轮114传递动力,控制施加于外侧车轮114的转向力;第二转向器120,第二转向器120用于对获取的动力进行转化,以向转向时的内侧车轮124传递动力,控制施加于内侧车轮124的转向力,其中,第一转向器110和第二转向器120之间通过第一离合器130连接,该控制方法包括:控制器控制第一离合器130处于分离状态,第一转向器110与第二转向器120之间不传递动力;控制器控制第一离合器130处于接合状态,第一转向器110与第二转向器120之间传递动力。

在本申请实施例中,通过第一离合器130连接第一转向器110和第二转向器120,并通过第一离合器130的状态,控制第一转向器110和第二转向器120之间是否传递动力,这样,在需要车轮对应的转向器相互配合的情况下,可以直接控制第一离合器130处于接合状态,以通过车轮对应的转向器之间的机械结构相互配合,有利于降低对转向机构的控制精度要求较高,从而转向机构的成本。

另一方面,现有技术中,通过液压系统控制第一转向器110和第二转向器120之间是否传递动力,而相比于液压系统而言,第一离合器130具有更紧凑的结构,有利于减少转向机构的体积。

在一种可能的实现方式中,第一转向器110包括传动连接的第一传动构件111和第二传动构件112,第一传动构件111用于将获取的第一动力通过第二传动构件112施加于外侧车轮114;第二转向器120包括传动连接的第三传动构件121和第四传动构件122,第三传动构件121用于将获取的第二动力通过第四传动构件122施加于内侧车轮124,其中,第一传动构件111和第三传动构件121之间通过第一离合器130连接。

在本申请实施例中,通过第一离合器130连接第一传动构件111和第三传动构件121,有利于控制两个转向器之间是否进行动力传递。

在一种可能的实现方式中,控制器控制第一离合器130处于接合状态,包括:控制器控制第一离合器130处于接合状态,第一传动构件111获取的第一动力通过第一离合器130传递至第三传动构件121。

在本申请实施例中,第一离合器130处于接合状态的情况下,第一传动构件111获取的第一动力通过第一离合器130传递至第三传动构件121,以为内侧车轮124提供转向力,使得转向过程中的内外侧车轮可以通过耦合的机械结构满足阿克曼转向几何关系,从而无需过度依赖于控制器对转向机构的控制精度以满足阿克曼转向几何关系,有利于降低转向机构的成本。

在一种可能的实现方式中,转向系统包括第一驱动装置115,方法还包括:控制器控制第一驱动装置115为第二传动件112提供第三动力,以驱动第二传动构件112运动,以便于第二传动构件112将第三动力传递至第一传动构件111,以使第一传动构件111获取第一动力。

在本申请实施例中,第一驱动装置115可以向第二传动构件112提供第三动力,并最终将动力通过第一传动构件111传递至第三传动构件121,以通过第四传动构件122为内侧车轮124提供转向力,有利于提高转向系统的冗余性能。

在一种可能的实现方式中,控制器控制第一离合器130处于接合状态,包括:控制器控制第一离合器130处于接合状态,第三传动构件121获取的第二动力通过第一离合器130传递至第一传动构件111。

在本申请实施例中,第一离合器130处于接合状态的情况下,第三传动构件121获取的第二动力通过第一离合器130传递至第一传动构件111,以为外侧车轮114提供转向力,使得转向过程中的内外侧车轮可以通过耦合的机械结构满足阿克曼转向几何关系,从而无需过度依赖于控制器对转向机构的控制精度以满足阿克曼转向几何关系,有利于降低转向机构的成本。

在一种可能的实现方式中,转向系统包括第二驱动装置125,该方法还包括:控制器控制第二驱动装置125向第四传动构件122提供第四动力,以驱动第四传动构件122运动,并将第四动力传递至第三传动构件121,以使第三传动构件121获取第二动力。

在本申请实施例中,第二驱动装置125通过向第四传动构件122提供第四动力,并最终将动力通过第一传动构件111传递至第二传动构件112,以为外侧车轮114提供转向力,有利于提高转向系统的冗余性能。

在一种可能的实现方式中,转向系统包括第一驱动装置115和第二驱动装置125,该方法还包括:在第一离合器130处于分离状态的情况下,控制器控制第一驱动装置115驱动第二传动构件112运动,以控制施加于外侧车轮114的转向力;和/或控制器控制第二驱动装置125驱动第四传动构件122运动,以控制施加于内侧车轮124的转向力。

在本申请实施例中,当第一离合器130处于分离状态的情况下,第一驱动装置115和第二驱动装置125可以分别独立的驱动外侧车轮114和内侧车轮124,以实现外侧车轮114和内侧车轮124以任意角度的转向。

在一种可能的实现方式中,第一传动构件111为第一齿轮,第二传动构件112为第一齿条;或,第三传动构件121为第二齿轮,第四传动构件122为第二齿条。

在本申请实施例中,使用基于齿轮齿条的转向器,有利于简化转向器的结构。

第四方面,提供一种车辆,包括上述第二方面中任意一种可能的实现方式的转向系统。

第五方面,提供一种控制装置,该控制装置包括处理单元和存储单元,其中存储单元用于存储指令,处理单元执行存储单元所存储的指令,以使控制装置执行第三方面中任一种可能的方法。

可选地,上述控制装置可以是车辆中独立的控制器,也可以是车辆中具有控制功能的芯片。上述处理单元可以是处理器,上述存储单元可以是存储器,其中存储器可以是芯片内的存储单元(例如,寄存器、缓存等),也可以是车辆内位于上述芯片外部的存储单元(例如,只读存储器、随机存取存储器等)。

需要说明的是,上述控制器中存储器与处理器耦合。存储器与处理器耦合,可以理解为,存储器位于处理器内部,或者存储器位于处理器外部,从而独立于处理器。

第六方面,提供了一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括:计算机程序代码,当所述计算机程序代码在计算机上运行时,使得计算机执行上述各方面中的方法。

需要说明的是,上述计算机程序代码可以全部或者部分存储在第一存储介质上,其中第一存储介质可以与处理器封装在一起的,也可以与处理器单独封装,本申请实施例对此不作具体限定。

第七方面,提供了一种计算机可读介质,所述计算机可读介质存储有程序代码,当所述计算机程序代码在计算机上运行时,使得计算机执行上述各方面中的方法。

附图说明

图1是本申请实施例的转向机构100的示意图。

图2是本申请另一实施例的转向机构200的示意图。

图3是本申请实施例的转向系统的示意图。

图4是本申请实施例的控制方法的流程图。

图5是本申请实施例的控制装置的示意图。

图6是本申请实施例的控制器的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图,对本申请中的技术方案进行描述。

如上文所述,在现有的独立转向技术中,通过将转向过程中的内侧车轮和外侧车轮之间的机械结构进行解耦,这样,内侧车轮的转向功能可以通过第一驱动装置驱动第一转向机构实现,外侧车轮的转向功能可以通过第二驱动装置驱动第二转向机构实现。然而,这种独立转向技术中,由于内外侧车轮的转向功能分别依赖于独立的转向机构实现,为了使得车辆在转向过程中满足阿克曼转向几何关系,需要每个车轮对应的转向机构之间相互配合,对转向机构的控制精度要求较高,提高了转向机构的成本。

为了降低实现独立转向技术的转向机构的成本,本申请提供了一种新的转向机构,通过第一离合器130将为外侧车轮114提供第一转向力的第一传动件111与为内侧车轮124提供第二转向力的第三传动件121相连接,如此,可以通过控制第一离合器130处于接合状态或分离状态,以控制第一传动件111和第三传动件121之间机械耦合或机械解耦。这样,在需要每个车轮对应的转向机构之间相互配合时,可以控制第一离合器130处于接合状态,以通过机械耦合控制内外侧车轮的转向,以降低对转向机构的控制精度的要求,有利于降低转向机构的成本。

下文结合图1介绍本申请实施例的转向机构。图1是本申请实施例的转向机构100的示意图。图1所示的转向机构100包括第一转向器110、第二转向器120以及第一离合器130。

其中,第一转向器110用于对获取的动力进行转化,以向转向时的外侧车轮114传递动力,控制施加于外侧车轮114的转向力;

第二转向器120用于对获取的动力进行转化,以向转向时的内侧车轮124传递动力,控制施加于内侧车轮124的转向力,

其中,第一转向器110和第二转向器120之间通过第一离合器130连接,若第一离合器130处于分离状态,第一转向器110与第二转向器120之间不传递动力,若第一离合器130处于接合状态,第一转向器110与第二转向器120之间传递动力。

上述若第一离合器130处于分离状态,第一转向器110与第二转向器120之间不传递动力,可以理解为,第一离合器130处于分离状态时,第一转向器110和第二转向器120之间机械解耦,上述第一转向器110和第二转向器120之间独立地为对应的车轮114、124提供转向力。

在本申请实施例中,当第一离合器130处于分离状态时,由于第一转向器110和第二转向器120之间机械解耦,因此,第一转向器110和第二转向器120可以独立控制对应的车轮进行转向。

上述若第一离合器130处于接合状态,第一转向器110与第二转向器120之间传递动力,可以理解为,第一离合器130处于接合状态时,第一转向器110和第二转向器120之间机械耦合,此时,第一传动构件111获取的第一转向力,可以通过第一离合器130传递至第三传动构件121。或者,第三传动构件121获取的第二转向力,可以通过第一离合器130传递至第一传动构件111。

在本申请实施例中,当第一离合器130处于接合状态时,由于第一转向器110和第二转向器120之间机械耦合,因此,转向过程中的内外侧车轮可以通过耦合的机械结构满足阿克曼转向几何关系,从而无需过度依赖于控制器对转向机构的控制精度以满足阿克曼转向几何关系,有利于降低转向机构的成本。

上述转向时的外侧车轮114和内侧车轮124是针对车辆的转向方向而言的,例如,在车辆向车辆的行驶方向的右侧转向时,上述外侧车轮114可以是车辆的左前轮,相应地,上述内侧车轮124可以是车辆的右前轮。又例如,在车辆向行驶方向的左侧转向时,上述外侧车轮114可以是车辆的右前轮,相应地,上述内侧车轮124可以是车辆的左前轮。当然,上述内侧车轮和外侧车轮还可以是车辆的后轮,本申请实施例对此不作限定。

上述第一转向器110和/或第二转向器120用于对获取的动力进行转化,可以理解为转向器用于将来自转向盘或驱动装置的转向力矩和转向角进行适当的变换。例如,减速增矩,再将变换后的转向力矩和转向角施加于对应的车轮。

通常,转向器中可以包含传动构件用于传递动力。可选地,第一转向器110包括传动连接的第一传动构件111和第二传动构件112,第一传动构件111用于将获取的第一动力通过第二传动构件112施加于外侧车轮114。第二转向器120包括传动连接的第三传动构件121和第四传动构件122,第三传动构件121用于将获取的第二动力通过第四传动构件122施加于内侧车轮124。

上述第一转向器110和第二转向器120之间通过第一离合器130连接的方式可以包含很多种,本申请实施例对此不作具体限定。例如,第一传动构件111和第三传动构件121之间通过第一离合器130连接。又例如,第一传动构件111和第四传动构件122之间通过第一离合器130连接。又例如,第三传动构件121和第二传动构件112之间通过第一离合器130连接。

通常,基于不同的传动构件,转向器可以被划分为不同的类型。目前,常见的转向器包括齿轮齿条式转向器、蜗杆曲柄式转向器等,本申请实施例对第一转向器110和第二转向器120的具体类型不做限定。另外,上述第一转向器110和第二转向器120可以是相同类型的转向器,也可以是不同类型的转向器,本申请实施例对此不作限定。

若上述第一转向器110和第二转向器120为齿轮齿条转向器,则对于第一转向器110而言,第一传动构件111可以是齿轮,且第二传动构件112可以是齿条。对于第二转向器120而言,第三传动构件121可以是齿轮,且第四传动构件122可以是齿条。

在第一离合器130处于接合状态的情况下,第一传动构件111和第三传动构件121之间的动力传动可以分为两种情况。

情况一、第一传动构件111获取的第一动力通过第一离合器130传递至第三传动构件121,以使第三传动构件121获取第二动力,并将第二动力传递至第四传动构件122,以控制施加于内侧车轮的转向力。

需要说明的是,上述第一传动构件111获取的第一动力可以是转向盘通过转向杆系提供的,也可以是转向系统中的驱动装置提供的。

若上述第一动力是驱动装置提供的,则第一动力可以由驱动装置直接提供,或者第一动力可以是驱动装置驱动第二传动构件112运动,以传递至第一传动构件111。即,转向机构包括第一驱动装置115,第一驱动装置115通过向第二传动构件112提供第三动力,以驱动第二传动构件112运动;第二传动构件112将第三动力传递至第一传动构件111,以使第一传动构件111获取第一动力;第一传动构件111将第一动力通过第一离合器130传递至第三传动构件121。

情况二、第三传动构件121获取的第二动力通过第一离合器130传递至第一传动构件111,以使第一传动构件111获取第一动力,并将第一动力传递至第二传动构件112,以控制施加于外侧车轮的转向力。

需要说明的是,上述第二动力可以是转向盘通过转向杆系直接提供给第三传动构件121的,也可以是由驱动装置提供给第三传动构件121的。

若上述第二动力是驱动装置提供的,则第二动力可以由驱动装置直接提供,或者第二动力可以是驱动装置驱动第四传动构件122运动,以传递至第二传动构件121。即,转向机构包括第二驱动装置125,第二驱动装置125通过向第四传动构件122提供第四动力,以驱动第四传动构件122运动;第四传动构件122将第四动力传递至第三传动构件121,以使第三传动构件121获取第二动力;第三传动构件121将第二动力通过第一离合器130传递至第一传动构件111。

在第一离合器130处于分离状态的情况下,第一驱动装置115驱动第二传动构件112运动,以控制施加于外侧车轮114的转向力;第二驱动装置125驱动第四传动构件122运动,以控制施加于内侧车轮124的转向力。

可选地,上述第一转向器110可以通过第一转向横拉杆113与外侧车轮114连接,第一转向器110通过带动第一转向横拉杆113运动,以控制施加于外侧车轮114的转向力。相应地,上述第二转向器120可以通过第二转向横拉杆123与内侧车轮124连接,第二转向器120通过带动第二转向横拉杆123运动,以控制施加于内侧车轮124的转向力。

通常,为了保护上述转向机构中各个部件的工作状态,可以在第一转向器110、第二转向器120以及第一离合器130的外部设置套筒140,其具体结构可以参见图2所示的转向机构200。

上文结合图1和图2介绍了本申请实施例的转向机构,下文结合图3,以包含转向机构200的转向系统为例进行介绍。需要说明的是,图3所示的转向系统中与上述转向机构中功能相同的元件使用的编号相同,为了简洁,上述转向机构中已经涉及的元件下文不再具体介绍。另外,本申请实施例的转向系统也可以直接包含转向机构100,由于元件之间的连接关系与功能,与包含转向机构200的转向系统类似,下文也不再具体赘述。

图3是本申请实施例的转向系统的示意图。图3所示的转向系统300包括内侧车轮124、外侧车轮114以及转向机构200。

可选地,转向系统还包括第一转向盘1,第一转向盘1通过第一转向杆系与第一传动构件111相连,以为第一传动构件111提供第一动力。

相应地,若第一离合器130处于接合状态,第一传动件111获取的第一动力可以通过第一离合器130传递至第三传动件121,以为第三传动件121提供第二动力。

为了适应自动驾驶技术对转向系统的需求,转向系统需要可以工作在线控转向模式下或者机械转向模式下,也就是说,可以在转向系统中的转向直拉杆上设置离合器,这样,若离合器处于分离状态,转向系统可以工作在线控转向模式下,若离合器处于接合状态,转向系统可以工作在机械转向模式下。

参见图3,第一转向盘1通过第一转向直拉杆152与第一传动构件111相连,第一转向直拉杆152上设置有第二离合器150,若第二离合器150处于接合状态,第一转向盘1通过第一转向直拉杆152为第一传动构件111提供第一动力,若第二离合器处于分离状态,第一转向盘1无法通过第一转向直拉杆152为第一传动构件111提供第一动力。

当然,转向盘也可以通过第二转向直拉杆与第三传动构件121相连,即第二转向盘通过第二转向直拉杆与第三传动构件121相连,第二转向直拉杆上设置有第三离合器,若第三离合器处于接合状态,第二转向盘通过第二转向直拉杆为第三传动构件121提供第二动力,若第三离合器处于分离状态,第二转向盘无法通过第二转向直拉杆为第三传动构件121提供第二动力。

在本申请实施例中,可以通过控制第二离合器150的接合程度,控制内侧车轮以及外侧车轮向转向盘反馈的力的大小,以适应不同的驾驶员的驾驶习惯,提高驾驶体验。

可选地,上述转向系统还可以包括驱动装置151,若转向系统工作在线控转向模式下,驱动装置151可以实现转向盘的路感模拟或角度跟随等功能。若转向系统工作在机械转向模式下,上述驱动装置151还可以用于助力转向,即基于驾驶员通过转向盘输入的转向需求,为转向直拉杆提供转向力。

上文介绍了本申请实施例的转向系统的结构,下文结合图3介绍转向系统300支持的工作模式。其中,转向系统300支持的工作模式包括机械转向模式、转角独立控制模式以及线控转向模式中的一种或多种。

机械转向模式下,控制第一离合器130、第二离合器150处于接合状态。驾驶员转动转向盘1时,转向盘1产生的转向力矩或转角通过第二离合器150传动至第一传动构件111,为第一传动构件111提供第一动力,第一传动构件111将第一动力分别传递至第二传动构件112以及第三传动构件121。相应地,第二传动构件112在第一动力的作用下,控制施加于外侧车轮114的转向力。相应地,第三传动构件121将第二动力传递至第四传动构件122,以使得第四传动构件122在第二动力的作用下,控制施加于内侧车轮124的转向力。

需要说明的是,在上述机械转向模式下,内侧车轮和外侧车轮之间的转角关系由预先设定的转向梯形的参数决定。

另外,控制器410可以基于控制需求,控制第一驱动装置115、第二驱动装置125均处于转向助力模式。当然,控制器410还可以将其中一个驱动装置处于助力模式,控制另一驱动装置处于冗余模式,当处于助力模式的驱动装置故障后,可以控制处于冗余模式的驱动装置处于助力模式,以提高转向系统的安全性。

如上文介绍,在机械转向模式下,转向盘与内侧车轮、外侧车轮之间处于机械连接状态,驾驶员可通过转向盘获取真实路感,因此,驱动装置151可处于非工作状态或转向助力工作模式,以减小转向系统的能耗。

转角独立控制模式下,控制第一离合器130处于分离状态。第一驱动装置115驱动第二传动构件121运动,第二传动构件121基于获取的驱动力带动第一转向横拉杆113运动,并通过第一转向横拉杆113控制施加于外侧车轮114的转向力。第二驱动装置125驱动第四传动构件122运动,第四传动构件122基于获取的驱动力带动第二转向横拉杆123运动,并通过第二转向横拉杆123控制施加于内侧车轮124的转向力。

需要说明的是,在上述转角独立控制模式下,内侧车轮、外侧车轮在机械上实现解耦,内侧车轮、外侧车轮的转角可以由控制器根据控制需求决定。例如,控制器可以根据车辆运行工况确定内侧车轮、外侧车轮的转角。

通常,转角独立控制模式可以适用于自适应调节、大转角转向、90度转向等场景。在自适应调节场景下,转向盘可以处于零位,第一离合器130和第二离合器150均处于分离状态,第一驱动装置115和第二驱动装置125基于车辆载荷、胎压等车辆状态分别驱动第二传动构件112和第四传动构件122,自适应调节内侧车轮以及外侧车轮的转角。

在大转角转向、90度转向等场景下,第一离合器130和第二离合器150均处于分离状态,控制器可以根据目标转向角以及允许的转向空间包络,控制第一驱动装置115和第二驱动装置125驱动第二传动构件112和第四传动构件122产生同向或反向运动,进而带动内侧车轮以及外侧车轮产生大角度转向运动。可以实现车辆的横行、斜行、原地绕行等功能,提高车辆的机动性能,降低自动泊车、小半径转向等场景对场地空间要求的限制。

线控转向模式下,第二离合器150处于分离状态,转向盘无法通过机械连接直接驱动内侧车轮、外侧车轮转向。此时,第一离合器130的状态可以分为处于结合状态或分离状态两种情况。

第一离合器130处于分离状态时,转向系统的中的动力传递方式与上述转角独立控制模式下的动力传递方式相似,即由两个驱动装置分别驱动第二传动构件112和第四传动构件122。为了简洁,在此不再赘述。

第一离合器130处于结合状态时,转向系统的中的动力传递方式与上述机械转向模式下动力传递的方式类似,为了简洁,在此不再赘述。另外,第一驱动装置115、第二驱动装置125的工作方式也可以如上文机械转向模式下第一驱动装置115、第二驱动装置125的工作方式所述。

可选地,在线控转向模式下,由于第二离合器150处于分离状态,转向盘无法通过机械连接直接驱动内侧车轮、外侧车轮转向,也就是说,驾驶员无法从转向盘处获取控制内侧车轮、外侧车轮转向时的真实的路感,因此,为了提高驾驶员的驾驶感受,可以控制驱动装置151工作,模拟路感并通过转向盘1反馈给驾驶员。

上文结合图1至图3介绍了本申请实施例的转向机构和转向系统,下文结合图4介绍本申请实施例的控制方法。需要说明的是,图4所示的方法可以与本申请实施例中的任意一种转向机构、转向系统配合。

图4是本申请实施例的控制方法的流程图。应理解,图4所示方法可以由转向系统中的控制器410执行,例如,由转向系统中的电子控制单元(electronic control unit,ECU),或者可以由其他具有控制功能的装置执行,本申请实施例对此不作限定。图4所示的方法包括步骤410和步骤420。

410,控制器控制第一离合器130处于分离状态,第一转向器110与第二转向器120之间不传递动力。

420,控制器控制第一离合器130处于接合状态,第一转向器110与第二转向器120之间传递动力。

可选地,上述控制器控制第一离合器130处于分离状态,或者控制器控制第一离合器130处于接合状态,可以是控制器通过向第一离合器130发送控制指令执行的。

可选地,作为一个实施例,第一转向器110包括传动连接的第一传动构件111和第二传动构件112,第一传动构件111用于将获取的第一动力通过第二传动构件112施加于外侧车轮114;第二转向器120包括传动连接的第三传动构件121和第四传动构件122,第三传动构件121用于将获取的第二动力通过第四传动构件122施加于内侧车轮124,其中,第一传动构件111和第三传动构件121之间通过第一离合器130连接。

可选地,作为一个实施例,上述步骤420包括:控制器控制第一离合器130处于接合状态,第一传动构件111获取的第一动力通过第一离合器130传递至第三传动构件121。

可选地,作为一个实施例,上述转向机构包括第一驱动装置115,上述方法还包括:控制器控制第一驱动装置115为第二传动件112提供第三动力,以驱动第二传动构件112运动,以便于第二传动构件112将第三动力传递至第一传动构件111,以使第一传动构件111获取第一动力。

可选地,作为一个实施例,上述步骤420包括:控制器控制第一离合器130处于接合状态,第三传动构件121获取的第二动力通过第一离合器130传递至第一传动构件111。

可选地,作为一个实施例,转向系统还包括第二驱动装置125,上述方法还包括:控制器控制第二驱动装置125向第四传动构件122提供第四动力,以驱动第四传动构件122运动,并将第四动力传递至第三传动构件121,以使第三传动构件121获取第二动力。

可选地,作为一个实施例,转向系统包括第一驱动装置115和第二驱动装置125,上述方法还包括:在第一离合器130处于分离状态的情况下,控制器控制第一驱动装置115驱动第二传动构件112运动,以控制施加于外侧车轮114的转向力;和/或控制器控制第二驱动装置125驱动第四传动构件122运动,以控制施加于内侧车轮124的转向力。

上文结合图4介绍了本申请实施例的控制方法,下文结合图5至图6介绍本申请实施例的装置。应理解,需要说明的是,图5至图6所示的装置可以实现上述方法中各个步骤,为了简洁,在此不再赘述。

图5是本申请实施例的控制装置的示意图。图5所示的控制装置500包括:获取单元510和处理单元520,其中,获取单元510用于获取信息,以判断控制第一离合器130处于分离状态还是处于结合状态。可选地,上述信息可以是其他处理器发送给控制装置的离合器工作状态的控制指令,上述信息还可以是当前转向系统的工作状态,本申请实施例对此不作限定。

处理单元520,用于控制第一离合器130处于分离状态,第一转向器110与第二转向器120之间不传递动力;

处理单元520,还用于控制第一离合器130处于接合状态,第一转向器110与第二转向器120之间传递动力。

可选地,作为一个实施例,第一转向器110包括传动连接的第一传动构件111和第二传动构件112,第一传动构件111用于将获取的第一动力通过第二传动构件112施加于外侧车轮114;第二转向器120包括传动连接的第三传动构件121和第四传动构件122,第三传动构件121用于将获取的第二动力通过第四传动构件122施加于内侧车轮124,其中,第一传动构件111和第三传动构件121之间通过第一离合器130连接。

可选地,作为一个实施例,处理单元520,还用于控制第一离合器130处于接合状态,第一传动构件111获取的第一动力通过第一离合器130传递至第三传动构件121。

可选地,作为一个实施例,转向系统包括第一驱动装置115,处理单元520,还用于控制第一驱动装置115为第二传动件112提供第三动力,以驱动第二传动构件112运动,以便于第二传动构件112将第三动力传递至第一传动构件111,以使第一传动构件111获取第一动力。

可选地,作为一个实施例,处理单元520,还用于控制第一离合器130处于接合状态,第三传动构件121获取的第二动力通过第一离合器130传递至第一传动构件111。

可选地,作为一个实施例,转向系统包括第二驱动装置125,处理单元520,还用于控制第二驱动装置125向第四传动构件122提供第四动力,以驱动第四传动构件122运动,并将第四动力传递至第三传动构件121,以使第三传动构件121获取第二动力。

可选地,作为一个实施例,转向系统包括第一驱动装置115和第二驱动装置125,处理单元520,还用于在第一离合器130处于分离状态的情况下,控制第一驱动装置115驱动第二传动构件112运动,以控制施加于外侧车轮114的转向力;和/或控制第二驱动装置125驱动第四传动构件122运动,以控制施加于内侧车轮124的转向力。

可选地,作为一个实施例,第一传动构件111为第一齿轮,第二传动构件112为第一齿条;或,第三传动构件121为第二齿轮,第四传动构件122为第二齿条。

在可选的实施例中,所述处理单元510可以为处理器620,获取单元620可以为通信接口630,所述控制器还可以包括存储器610,具体如图6所示。应理解,图6所示的控制器600还可以是上述控制器410。

图6是本申请另一实施例的控制器的示意性框图。图6所示的控制器600可以包括:存储器610、处理器620、以及通信接口630。其中,存储器610、处理器620,通信接口630通过内部连接通路相连,该存储器610用于存储指令,该处理器620用于执行该存储器620存储的指令,以控制输入/输出接口630接收/发送第二信道模型的至少部分参数。可选地,存储器610既可以和处理器620通过接口耦合,也可以和处理器620集成在一起。

需要说明的是,上述通信接口630使用例如但不限于收发器一类的收发装置,来实现通信设备600与其他设备或通信网络之间的通信。上述通信接口630还可以包括输入/输出接口(input/output interface)。

在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器1320中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本申请实施例所公开的方法可以直接体现为硬件处理器执行完成,或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器1310,处理器1320读取存储器1310中的信息,结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复,这里不再详细描述。

应理解,本申请实施例中,该处理器可以为中央处理单元(central processingunit,CPU),该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signalprocessor,DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

应理解,本申请实施例中,该存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器,并向处理器提供指令和数据。处理器的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如,处理器还可以存储设备类型的信息。

应理解,本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应理解,在本申请的各种实施例中,上述接合状态可以包括完全接合状态以及半接合状态。

应理解,在本申请的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

应理解,在本申请的各种实施例中的驱动装置可以是电机或其他可以提供动力的装置,本申请实施例对此不作限定。

本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory,ROM)、随机存取存储器(random access memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

相关技术
  • 直拉杆、转向机构、车辆及转向机构的控制方法
  • 转向机构、转向系统、车辆及控制方法
技术分类

06120112516179