CN114954646A - 一种车辆转向***和转向方法 - Google Patents

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Abstract

一种车辆转向***和转向方法,转向***包括:前轮转向装置,后轮转向装置,转向域控制器以及车辆控制器,车辆控制器用于向转向域控制器输出零半径转向指令或四轮转向指令,当输出零半径转向指令时,转向域控制器可控制两个前轮转动传动组件和两个后轮转动传动组件均输出不同转向的旋转运动,当输出四轮转向指令时,转向域控制器可控制两个前轮转动传动组件均输出相同转向的旋转运动,控制两个后轮转动传动组件均输出相同转向的旋转运动。本车辆转向***能够实现零半径转向模式或者四轮转向模式等多模式、多功能的转向功能,以提高车辆行驶安全性。

Description

一种车辆转向***和转向方法
技术领域
本发明涉及车辆驾驶控制技术领域,具体涉及一种车辆转向***和转向方法。
背景技术
考虑到未来无人驾驶技术的多功能和高安全的转向需求,转向***需能满足辅助驾驶与智能驾驶技术下的主动转角控制。采用电机作为动力源转向的车辆发生电气故障无法实现转向的概率相对传统机械式转向发生故障的概率更高。转向***的响应速度、转向灵活性、高速时方向的稳定性等性能在传统前轮转向的基础上难以进一步提高,因此,四轮转向应用而生。四轮转向在汽车后轴上安装一套后轮转向***,对前后轮之间转角关系通过一定的比例控制,使汽车前后轮同时转向。为了最大限度地提高转向的灵活性,零半径转向的需求备受关注,独立转向的技术因能够实现单独的车轮转向,因此,能够实现零半径的转向功能。通常情况下,独立转向的技术是为车辆的每一个车轮配置一个转向电动机以使得各车轮相对于彼此被独立驱动而实现独立转向功能。
但考虑汽车高速行驶时,独立转向安全性及控制精度上堪忧,上述独立转向技术仅适用于低速园区车辆。为了实现独立转向与左右车轮高速时同步转向的可靠性,可采用离合器与传动啮合装置实现不同模式下的分离与同步,使得独立转向能够切换为整体转向,但结构过于复杂。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种车辆转向***和转向方法,能够实现零半径转向模式或者四轮转向模式等多模式、多功能的转向***和转向方法。
根据本申请的第一方面,本申请提供了一种车辆转向***,包括:
前轮转向装置,包括:前轮连接断开组件,两个前轮横移件,以及两个前轮独立转向机构;所述两个前轮横移件用于分别与两个前轮本体连接,所述两个前轮横移件均可沿横向方向移动,以带动前轮本体转向;所述前轮连接断开组件用于使两个前轮横移件连接,两个前轮横移件沿横向方向同向移动,或者,使两个前轮横移件断开,两个前轮横移件沿横向方向可同向或不同向移动;所述前轮独立转向机构包括:前轮转向电机以及前轮转动传动组件,所述前轮转向电机与所述前轮转动传动组件连接,所述前轮转动传动组件与所述前轮横移件连接;所述前轮转向电机用于驱动所述前轮转动传动组件输出旋转运动,所述前轮横移件用于将所述前轮转动传动组件所输出的旋转运动转化为沿横向方向的横向移动;
后轮转向装置,包括:后轮连接断开组件,两个后轮横移件,以及两个后轮独立转向机构;所述两个后轮横移件用于分别与两个后轮本体连接,所述两个后轮横移件均可沿横向方向移动,以带动后轮本体转向;所述后轮连接断开组件用于使两个后轮横移件连接,两个后轮横移件沿横向方向同向移动,或者,使两个后轮横移件断开,两个后轮横移件沿横向方向可同向或不同向移动;所述后轮独立转向机构包括:后轮转向电机以及后轮转动传动组件,所述后轮转向电机与所述后轮转动传动组件连接,所述后轮转动传动组件与所述后轮横移件连接;所述后轮转向电机用于驱动所述后轮转动传动组件输出旋转运动,所述后轮横移件用于将所述后轮转动传动组件所输出的旋转运动转化为沿横向方向的横向移动;
转向域控制器,所述转向域控制器与所述前轮转向电机、所述后轮转向电机、所述前轮连接断开组件、以及所述后轮连接断开组件均连接;
车辆控制器,所述车辆控制器与所述转向域控制器连接,所述车辆控制器用于向所述转向域控制器输出零半径转向指令或者四轮转向指令;
当所述车辆控制器输出零半径转向指令时,所述转向域控制器控制所述前轮连接断开组件使两个前轮横移件断开,两个所述前轮转向电机分别驱动两个前轮转动传动组件输出不同转向的旋转运动,以通过两个前轮横移件带动两个前轮本体不同向转向,控制所述后轮连接断开组件使两个后轮横移件断开,两个所述后轮转向电机分别驱动两个后轮转动传动组件输出不同转向的旋转运动,以通过两个后轮横移件带动两个后轮本体不同向转向;两个前轮本体与两个后轮本体转向至相切于同一圆周;
当所述车辆控制器输出四轮转向指令时,所述转向域控制器控制所述前轮连接断开组件使两个前轮横移件连接,两个所述前轮转向电机分别驱动两个前轮转动传动组件输出相同转向的旋转运动,以通过两个前轮横移件带动两个前轮本体同向转向,控制所述后轮连接断开组件使两个后轮横移件连接,两个所述后轮转向电机分别驱动两个后轮转动传动组件输出相同转向的旋转运动,以通过两个后轮横移件带动两个后轮本体同向转向;前轮本体转向的方向与后轮本体转向的方向相同或不相同。
一种实施例中,
在车辆处于第一行驶速度区间时,当所述车辆控制器输出四轮转向指令时,所述前轮转向电机通过前轮转动传动组件驱动前轮横移件沿横向方向同向移动的方向与所述后轮转向电机通过后轮转动传动组件驱动后轮横移件沿横向方向同向移动的方向相反;
在车辆处于第二行驶速度区间时,当所述车辆控制器输出四轮转向指令时,所述前轮转向电机通过前轮转动传动组件驱动前轮横移件沿横向方向同向移动的方向与所述后轮转向电机通过后轮转动传动组件驱动后轮横移件沿横向方向移动的方向相同;
所述第一行驶速度区间小于所述第二行驶速度区间。
一种实施例中,
所述前轮独立转向机构还包括:前轮转矩转角传感器,所述前轮转矩转角传感器与所述前轮转向电机的电子控制单元连接,所述前轮转矩转角传感器用于采集所述前轮转动传动组件所输出的转矩和转角;
所述后轮独立转向机构还包括:后轮转矩转角传感器,所述后轮转矩转角传感器与所述后轮转向电机的电子控制单元连接,所述后轮转矩转角传感器用于采集所述后轮转动传动组件所输出的转矩和转角;
在助力转向功能下,当车辆控制器向转向域控制器输出零半径转向指令时,所述前轮转矩转角传感器采集与方向盘连接的前轮转动传动组件的第一前轮转矩和第一前轮转角并输出给对应的前轮转向电机的电子控制单元,所述转向域控制器控制另一所述前轮转向电机驱动与其对应的另一前轮转动传动组件输出相反于所述第一前轮转矩和第一前轮转角的转矩和转角,两个后轮转向电机分别驱动两个后轮转动传动组件输出不同转向的旋转运动,以使两个前轮本体与两个后轮本体转向至相切于同一圆周;当车辆控制器向转向域控制器输出四轮转向指令时,所述前轮转矩转角传感器采集与方向盘连接的前轮转动传动组件的第二前轮转矩和第二前轮转角并输出给对应的前轮转向电机的电子控制单元,所述转向域控制器控制另一所述前轮转向电机驱动与其对应的另一前轮转动传动组件输出与所述第二前轮转矩和第二前轮转角相同的转矩和转角;所述转向域控制器通过所述第二前轮转矩和第二前轮转角输出第一期望后轮转向角,所述转向域控制器根据所述第一期望后轮转向角控制两个后轮转向电机分别驱动两个后轮转动传动组件输出相同于所述第二前轮转矩和第二前轮转角的旋转运动,以使后轮本体的转向角为第一期望后轮转向角;
在主动转向功能下,当车辆控制器向转向域控制器输出零半径转向指令时,所述转向域控制器控制两个所述前轮转向电机分别驱动两个前轮转动传动组件输出不同转向的旋转运动,以通过两个前轮横移件带动两个前轮本体不同向转向,控制两个所述后轮转向电机分别驱动两个后轮转动传动组件输出不同转向的旋转运动,以通过两个后轮横移件带动两个后轮本体不同向转向,并使两个前轮本体与两个后轮本体转向至相切于同一圆周;当车辆控制器向转向域控制器输出四轮转向指令时,前轮转矩转角传感器采集前轮转动传动组件当前的转矩和转角并输出给对应的前轮转向电机的电子控制单元,转向域控制器根据当前的转矩和转角与期望的转矩和转角的差值控制前轮转向电机驱动前轮转动传动组件输出该差值的转矩和转角;所述转向域控制器根据期望的转矩和转角输出第二期望后轮转向角,所述转向域控制器根据所述第二期望后轮转向角控制两个后轮转向电机分别驱动两个后轮转动传动组件输出相同转向和转矩的旋转运动,以使后轮本体的转向角为第二期望后轮转向角。
一种实施例中,
所述转向域控制器还用于通过所述前轮转向电机的电子控制单元判断前轮独立转向机构是否故障,若一前轮独立转向机构故障,所述车辆控制器还用于向所述转向域控制器输出前轮冗余重构指令,所述转向域控制器根据所述前轮冗余重构指令增大另一前轮转向电机的输出功率;或者,所述转向域控制器用于通过所述后轮转向电机的电子控制单元判断后轮独立转向机构是否故障,若一后轮独立转向机构故障,所述车辆控制器还用于向所述转向域控制器输出后轮冗余重构指令,所述转向域控制器根据所述后轮冗余重构指令增大另一后轮转向电机的输出功率。
一种实施例中,
所述前轮独立转向机构还包括:前轮电机位置传感器,所述前轮电机位置传感器与所述前轮转向电机的电子控制单元连接,所述前轮电机位置传感器用于采集所述前轮转向电机中转子的位置,以控制前轮转向电机换相;
所述后轮独立转向机构还包括:后轮电机位置传感器,所述后轮电机位置传感器与所述后轮转向电机的电子控制单元连接,所述后轮电机位置传感器用于采集所述后轮转向电机中转子的位置,以控制后轮转向电机换相。
一种实施例中,
所述前轮独立转向机构还包括:前轮电流传感器,所述前轮电流传感器与所述前轮转向电机的电子控制单元连接,用于检测所述前轮转向电机的电流;
所述后轮独立转向机构还包括:后轮电流传感器,所述后轮电流传感器与所述后轮转向电机的电子控制单元连接,用于检测所述后轮转向电机的电流。
根据本申请的第二方面,本申请提供了一种车辆转向方法,包括如下步骤:
车辆控制器可向转向域控制器输出零半径转向指令或者四轮转向指令;
当车辆控制器输出零半径转向指令时,转向域控制器控制前轮连接断开组件使两个前轮横移件断开,两个前轮转向电机分别驱动两个前轮转动传动组件输出不同转向的旋转运动,以通过两个前轮横移件带动两个前轮本体不同向转向,控制所述后轮连接断开组件使两个后轮横移件断开,两个所述后轮转向电机分别驱动两个后轮转动传动组件输出不同转向的旋转运动,以通过两个后轮横移件带动两个后轮本体不同向转向;两个前轮本体与两个后轮本体转向至相切于同一圆周;
当车辆控制器输出四轮转向指令时,所述转向域控制器控制所述前轮连接断开组件使两个前轮横移件连接,两个前轮转向电机分别驱动两个前轮转动传动组件输出相同转向的旋转运动,以通过两个前轮横移件带动两个前轮本体同向转向,控制所述后轮连接断开组件使两个后轮横移件连接,两个所述后轮转向电机分别驱动两个后轮转动传动组件输出相同转向的旋转运动,以通过两个后轮横移件带动两个后轮本体同向转向;前轮本体转向的方向与后轮本体转向的方向相同或不相同。
一种实施例中,
在车辆处于第一行驶速度区间时,当所述车辆控制器输出四轮转向指令时,所述前轮转向电机通过前轮转动传动组件驱动前轮横移件沿横向方向同向移动的方向与所述后轮转向电机通过后轮转动传动组件驱动后轮横移件沿横向方向同向移动的方向相反;
在车辆处于第二行驶速度区间时,当所述车辆控制器输出四轮转向指令时,所述前轮转向电机通过前轮转动传动组件驱动前轮横移件沿横向方向同向移动的方向与所述后轮转向电机通过后轮转动传动组件驱动后轮横移件沿横向方向移动的方向相同;
所述第一行驶速度区间小于所述第二行驶速度区间。
一种实施例中,
在助力转向功能下,当车辆控制器向转向域控制器输出零半径转向指令时,所述前轮转矩转角传感器采集与方向盘连接的前轮转动传动组件的第一前轮转矩和第一前轮转角并输出给对应的前轮转向电机的电子控制单元,所述转向域控制器控制另一所述前轮转向电机驱动与其对应的另一前轮转动传动组件输出相反于所述第一前轮转矩和第一前轮转角的转矩和转角,两个后轮转向电机分别驱动两个后轮转动传动组件输出不同转向的旋转运动,以使两个前轮本体与两个后轮本体转向至相切于同一圆周;当车辆控制器向转向域控制器输出四轮转向指令时,所述前轮转矩转角传感器采集与方向盘连接的前轮转动传动组件的第二前轮转矩和第二前轮转角并输出给对应的前轮转向电机的电子控制单元,所述转向域控制器控制另一所述前轮转向电机驱动与其对应的另一前轮转动传动组件输出与所述第二前轮转矩和第二前轮转角相同的转矩和转角;所述转向域控制器通过所述第二前轮转矩和第二前轮转角输出第一期望后轮转向角,所述转向域控制器根据所述第一期望后轮转向角控制两个后轮转向电机分别驱动两个后轮转动传动组件输出相同于所述第二前轮转矩和第二前轮转角的旋转运动,以使后轮本体的转向角为第一期望后轮转向角;
在主动转向功能下,当车辆控制器向转向域控制器输出零半径转向指令时,所述转向域控制器控制两个所述前轮转向电机分别驱动两个前轮转动传动组件输出不同转向的旋转运动,以通过两个前轮横移件带动两个前轮本体不同向转向,控制两个所述后轮转向电机分别驱动两个后轮转动传动组件输出不同转向的旋转运动,以通过两个后轮横移件带动两个后轮本体不同向转向,并使两个前轮本体与两个后轮本体转向至相切于同一圆周;当车辆控制器向转向域控制器输出四轮转向指令时,前轮转矩转角传感器采集前轮转动传动组件当前的转矩和转角并输出给对应的前轮转向电机的电子控制单元,转向域控制器根据当前的转矩和转角与期望的转矩和转角的差值控制前轮转向电机驱动前轮转动传动组件输出该差值的转矩和转角;所述转向域控制器根据期望的转矩和转角输出第二期望后轮转向角,所述转向域控制器根据所述第二期望后轮转向角控制两个后轮转向电机分别驱动两个后轮转动传动组件输出相同转向和转矩的旋转运动,以使后轮本体的转向角为第二期望后轮转向角。
一种实施例中,转向域控制器还可通过前轮转向电机的电子控制单元判断前轮独立转向机构是否故障,若一前轮独立转向机构故障,所述车辆控制器还用于向所述转向域控制器输出前轮冗余重构指令,所述转向域控制器根据所述前轮冗余重构指令增大另一前轮转向电机的输出功率;或者,转向域控制器用于通过后轮转向电机的电子控制单元判断后轮独立转向机构是否故障,若一后轮独立转向机构故障,所述车辆控制器还用于向所述转向域控制器输出后轮冗余重构指令,所述转向域控制器根据所述后轮冗余重构指令增大另一后轮转向电机的输出功率。
依据上述实施例的转向***和转向方法,能够实现零半径转向模式或者四轮转向模式等多模式、多功能的转向功能,并能够在零半径转向模式与四轮转向模式下均实现助力转向功能或者主动转向功能,转向域控制器通过前轮转向电机的电子控制单元判断前轮独立转向机构是否故障,通过后轮转向电机的电子控制单元判断后轮独立转向机构是否故障,并在前轮独立转向机构故障时可输出前轮冗余重构指令,在后轮独立转向机构故障时可输出后轮冗余重构指令,实现高冗余的转向功能,以提高车辆行驶安全性。
附图说明
图1为本申请提供的车辆转向***的结构框图;
图2为本申请提供的车辆转向***中前轮转向装置的结构示意图;
图3为本申请提供的车辆转向***处于零半径转向模式的示意图;
图4为本申请提供的车辆转向***处于四轮转向模式的示意图一;
图5为本申请提供的车辆换向***处于四轮转向模式的示意图二;
图6为本申请提供的车辆转向方法的流程框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中,很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而,本领域技术人员可以毫不费力的认识到,其中部分特征在不同情况下是可以省略的,或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下,本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述,这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没,而对于本领域技术人员而言,详细描述这些相关操作并不是必要的,他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外,说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时,方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此,说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例,并不意味着是必须的顺序,除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于区分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”,如无特别说明,均包括直接和间接连接(联接)。
实施例一、
参见图1-图5所示,本实施例所提供车辆转向***包括:前轮转向装置10,后轮转向装置20,转向域控制器30以及车辆控制器40。
前轮转向装置10包括:前轮连接断开组件11,两个前轮横移件12,以及两个前轮独立转向机构。车辆100具有两个前轮本体101,按照车辆100的长度方向位于车辆100前侧的两个车轮为前轮本体101,本实施例中,该两个前轮本体101通过轮毂电机驱动其转动,以带动车辆100行驶。两个前轮横移件12用于分别与两个前轮本体101连接,两个前轮横移件12均可沿横向方向移动,该横向方向相同于车辆100的宽度方向。沿横向方向移动的两个前轮横移件12可带动前轮本体101转向。
前轮连接断开组件11用于使两个前轮横移件12连接,从而两个前轮横移件12沿横向方向同向移动,或者,前轮连接断开组件11用于使两个前轮横移件12断开,从而两个前轮横移件12沿横向方向可同向或不同向移动。具体而言,两个前轮横移件12沿横向方向同向移动,可同时带动两个前轮本体101向左转向或向右转向,两个前轮横移件12沿横向方向不同向移动,可分别带动两个前轮本体101向左转向或向右转向。更为具体的,以图1所示为例,两个前轮横移件12均沿横向方向向左移动,两个前轮本体101均向左转向;两个前轮横移件12均沿横向方向向右移动,两个前轮本体101均向右转向;两个前轮横移件12分别沿横向方向向左或向右移动,两个前轮本体101分别向左转向或向右转向。
两个前轮独立转向机构分别连接两个前轮横移件12,各前轮独立转向机构都包括:前轮转向电机13以及前轮转动传动组件14,前轮转向电机13与前轮转动传动组件14连接,前轮转动传动组件14与前轮横移件12连接。前轮转向电机13用于驱动前轮转动传动组件14输出旋转运动,前轮横移件12用于将前轮转动传动组件14所输出的旋转运动转化为沿横向方向的横向移动,从而通过前轮转向电机13为前轮横移件12沿横向方向的移动提供动力。前轮转向电机13具有电子控制单元15。
后轮转向装置20包括:后轮连接断开组件21,两个后轮横移件22,以及两个后轮独立转向机构。车辆100还具有两个后轮本体102,按照车辆100的长度方向位于车辆100后侧的两个车辆为后轮本体102,本实施例中,该两个后轮本体102同样可通过轮毂电机驱动其转动,以带动车辆100行驶。两个后轮横移件22用于分别与两个后轮本体102连接,两个后轮横移件22均可沿横向方向移动,该横向方向同样相同于车辆100的宽度方向。沿横向方向移动的两个后轮横移件22可带动后轮本体102转向。
后轮连接断开组件21用于使两个后轮横移件22连接,从而两个后轮横移件22沿横向方向同向移动,或者,后轮连接断开组件21用于使两个后轮横移件22断开,从而两个后轮横移件22沿横向方向可同向或不同向移动。具体而言,两个后轮横移件22沿横向方向同向移动,可同时带动两个后轮本体102向左转向或向右转向,两个后轮横移件22沿横向方向不同向移动,可分别带动两个后轮本体102向左转向或向右转向。更为具体的,以图1所示为例,两个后轮横移件22均沿横向方向向左移动,两个后轮本体102均向左转向;两个后轮横移件22均沿横向方向向右移动,两个后轮本体102均向右转向;两个后轮横移件22分别沿横向方向向左或向右移动,两个后轮本体102分别向左转向或向右转向。
两个后轮独立转向机构分别连接两个后轮横移件22,各后轮独立转向机构都包括:后轮转向电机23以及后轮转动传动组件24,后轮转向电机23与后轮转动传动组件24连接,后轮转动传动组件24与后轮横移件22连接。后轮转向电机23用于驱动后轮转动传动组件24输出旋转运动,后轮横移件22用于将后轮转动传动组件24所输出的旋转运动转化为沿横向方向的横向移动,从而通过后轮转向电机23为后轮横移件22沿横向方向的横向移动提供动力。后轮转向电机23具有电子控制单元25。
转向域控制器30与两个前轮转向电机13的电子控制单元15、两个后轮转向电机23的电子控制单元25、前轮连接断开组件11、以及后轮连接断开组件21均连接。
在一实施例中,本实施例所提供的车辆转向***还可包括:温度传感器,该温度传感器用于检测转向域控制器30的工作温度,当工作温度高于预设额定工作温度时,可通过设置相应的风扇等降温机构对转向域控制器进行降温。
车辆控制器40与转向域控制器30连接,车辆控制器40用于向转向域控制器30输出零半径转向指令或者四轮转向指令。
当车辆控制器40向转向域控制器30输出零半径转向指令时,转向域控制器30控制前轮连接断开组件11使两个前轮横移件12断开,转向域控制器30通过前轮转向电机13的电子控制单元15控制两个前轮转向电机13分别驱动两个前轮转动传动组件14输出不同转向的旋转运动,进而可驱动两个前轮横移件12沿横向方向不同向横移,以通过两个前轮横移件12带动两个前轮本体101不同向转向,转向域控制器30控制后轮连接断开组件21使两个后轮横移件22断开,转向域控制器30通过后轮转向电机23的电子控制单元25控制两个后轮转向电机23分别驱动两个后轮转动传动组件24输出不同转向的旋转运动,进而可驱动两个后轮横移件22沿横向方向不同向横移,以通过两个后轮横移件22带动两个后轮本体102不同向转向。本实施方式中,两个前轮本体101与两个后轮本体102转向至相切于同一圆周。车辆控制器40控制各前轮本体101的轮毂电机驱动前轮本体101转动,控制后轮本体102的轮毂电机驱动后轮本体102转动,从而沿该圆周转动,实现零半径转向功能,即原地转向,以满足特殊转向需求。
当车辆控制器40向转向域控制器30输出四轮转向指令时,转向域控制器30控制前轮连接断开组件11使两个前轮横移件12连接,转向域控制器30通过前轮转向电机13的电子控制单元15控制两个前轮转向电机13分别驱动两个前轮转动传动组件14输出相同转向的旋转运动,进而可驱动两个后轮横移件22沿横向方向同向横移,以通过两个前轮横移件12带动两个前轮本体101同向转向,转向域控制器30控制后轮连接断开组件21使两个后轮横移件22连接,转向域控制器30通过后轮转向电机23的电子控制单元25控制两个后轮转向电机23分别驱动两个后轮转动传动组件24输出相同转向的旋转运动,进而可驱动两个后轮横移件22沿横向方向同向横移,以通过两个后轮横移件22带动两个后轮本体102同向转向。本实施例中,前轮本体101转向的方向与后轮本体102转向的方向相同或不相同,相同情况下,前轮本体101与后轮本体102都向左转向或向右转向,不相同情况下,前轮本体101向左转向、后轮本体102向右转向,或者,前轮本体101向右转向、后轮本体102向左转向,以满足高速行驶需求。
在车辆100处于第一行驶速度区间时,当车辆控制器40输出四轮转向指令时,前轮转向电机13通过前轮转动传动组件14驱动前轮横移件12沿横向方向同向移动的方向与后轮转向电机23通过后轮转动传动组件24驱动后轮横移件22沿横向方向同向移动的方向相反。也就是说,在车辆100处于第一行驶速度区间时,两个前轮本体101的转向方向与两个后轮本体102的转向方向相反。在车辆100处于第二行驶速度区间时,当车辆控制器40输出四轮转向指令时,前轮转向电机13通过前轮转动传动组件14驱动前轮横移件12沿横向方向同向移动的方向与后轮转向电机23通过后轮转动传动组件24驱动后轮横移件22沿横向方向移动的方向相同。也就是说,在车辆100处于第二行驶速度区间时,两个前轮本体101的转向方向与两个后轮本体102的转向方向相同。
本实施例中,第一行驶速度区间小于第二行驶速度区间。可以理解的是,第一行驶速度区间是车辆100处低速行驶状态,第二行驶速度区间是车辆100处于高速行驶状态。
本实施例中,前轮独立转向机构还包括:前轮转矩转角传感器,前轮转矩转角传感器与前轮转向电机13的电子控制单元15连接,前轮转矩转角传感器用于采集前轮转动传动组件14所输出的转矩和转角。后轮独立转向机构还包括:后轮转矩转角传感器,后轮转矩转角传感器与后轮转向电机23的电子控制单元25连接,后轮转矩转角传感器用于采集后轮转动传动组件24所输出的转矩和转角。
车辆100还具有方向盘103,方向盘103与其中一个前轮转向机构中的前轮转动传动组件14连接。在助力转向功能下,即车辆100处于人工驾驶的模式下,当车辆控制器40向转向域控制器30输出零半径转向指令时,前轮转矩转角传感器采集与方向盘103连接的前轮转动传动组件14的第一前轮转矩和第一前轮转角并输出给对应的前轮转向电机13的电子控制单元15,转向域控制器30控制另一前轮转向电机13驱动与该前轮转向电机13对应的另一前轮转动传动组件14输出相反于第一前轮转矩和第一前轮转角的转矩和转角,两个后轮转向电机23分别驱动两个后轮转动传动组件24输出不同转向的旋转运动,以使两个前轮本体101与两个后轮本体102转向至相切于同一圆周。当车辆控制器40向转向域控制器30输出四轮转向指令时,前轮转矩转角传感器采集与方向盘连接的前轮转动传动组件14的第二前轮转矩和第二前轮转角并输出给对应的前轮转向电机13的电子控制单元15,转向域控制器30控制另一前轮转向电机13驱动与其对应的另一前轮转动传动组件14输出与第二前轮转矩和第二前轮转角相同的转矩和转角,从而控制两个前轮本体101同向转向。转向域控制器30通过第二前轮转矩和第二前轮转角输出第一期望后轮转向角,转向域控制器30根据第一期望后轮转向角控制两个后轮转向电机23分别驱动两个后轮转动传动组件24输出相同于第二前轮转矩和第二前轮转角的旋转运动,以使后轮本体102的转向角为第一期望后轮转向角。
在主动转向功能下,当车辆控制器40向转向域控制器30输出零半径转向指令时,转向域控制器30控制两个前轮转向电机13分别驱动两个前轮转动传动组件14输出不同转向的旋转运动,以通过两个前轮横移件12带动两个前轮本体101不同向转向,转向域控制器30控制两个后轮转向电机23分别驱动两个后轮转动传动组件24输出不同转向的旋转运动,以通过两个后轮横移件22带动两个后轮本体102不同向转向,并使两个前轮本体101与两个后轮本体102转向至相切于同一圆周。当车辆控制器40向转向域控制器30输出四轮转向指令时,前轮转矩转角传感器采集前轮转动传动组件14当前的转矩和转角,并输出给对应的前轮转向电机13的电子控制单元15,转向域控制器30根据当前的转矩和转角与期望的转矩和转角的差值控制前轮转向电机13驱动前轮转动传动组件14输出该差值的转矩和转角,从而对两个前轮本体101的转向进行补偿。转向域控制器30根据期望的转矩和转角输出第二期望后轮转向角,转向域控制器30根据第二期望后轮转向角控制两个后轮转向电机23分别驱动两个后轮转动传动组件24输出相同转向和转矩的旋转运动,以使后轮本体102的转向角为第二期望后轮转向角。
在一实施例中,转向域控制器30还用于通过前轮转向电机13的电子控制单元15判断前轮独立转向机构是否故障,若一前轮独立转向机构故障,车辆控制器40还用于向转向域控制器30输出前轮冗余重构指令,转向域控制器30根据前轮冗余重构指令增大另一前轮转向电机的输出功率,从而通过另一前轮转向电机带动两个前轮本体转向,实现预期的前轮转向功能。或者,转向域控制器30用于通过后轮转向电机23的电子控制单元25判断后轮独立转向机构是否故障,若一后轮独立转向机构故障,车辆控制器40还用于向转向域控制器30输出后轮冗余重构指令,转向域控制器30根据后轮冗余重构指令增大另一后轮转向电机的输出功率,从而通过另一后轮转向电机带动两个前轮本体转向,实现预期的后轮转向功能。
本实施例中,当转向域控制器30判断两个前轮独立转向机构和两个后轮独立转向机构都发生故障时,且为零半径转向时,车辆熄火停车。
转向域控制器30通过前轮转向电机13的电子控制单元15对前轮转向机构是否故障进行判断,以在故障时将两个前轮横移件12进行连接,通过后轮转向电机23的电子控制单元25对后轮转向机构是否故障进行判断,以在故障时将两个后轮横移件22进行连接,从而提高本车辆转向***的安全性。
在一实施例中,前轮独立转向机构还包括:前轮电机位置传感器,前轮电机位置传感器与前轮转向电机13的电子控制单元15连接,前轮电机位置传感器用于采集前轮转向电机13中转子的位置,以控制前轮转向电机13换相,进而可控制两个前轮横移件12分别独立工作。后轮独立转向机构还包括:后轮电机位置传感器,后轮电机位置传感器与后轮转向电机23的电子控制单元25连接,后轮电机位置传感器用于采集后轮转向电机23中转子的位置,以控制后轮转向电机23换相,进而可控制两个横移件22分别独立工作。
在一实施例中,前轮独立转向机构还包括:前轮电流传感器,前轮电流传感器与前轮转向电机13的电子控制单元15连接,用于检测前轮转向电机13的电流,以控制前轮转向电机13的输出转矩,即控制前轮本体101的转动速度。后轮独立转向机构还包括:后轮电流传感器,后轮电流传感器与后轮转向电机23的电子控制单元25连接,用于检测后轮转向电机23的电流,以控制后轮转向电机23的输出转矩,即控制后轮本体102的转动速度。
本实施例中,前轮连接断开组件11与后轮连接断开组件21都为电磁锁销组件,以前轮连接断开组件11为例,如图1所示,前轮连接断开组件11包括:电磁模块111,弹性复位件112以及锁舌113,电磁模块111安装在其中一个前轮横移件12上,弹性复位件112安装在电磁模块111上,锁舌113安装在弹性复位件112上,在另一前轮横移件12上设置有锁孔,当锁孔与锁舌113的位置正对时,电磁模块111在断电状态下,锁舌113通过弹性复位件112移动到锁孔中,以将两个前轮横移件12连接,电磁模块111在接通电源状态下,对锁舌113产生电磁吸力,以使锁舌113克服弹性复位件112的弹性力,从而锁舌113移出锁孔,以将两个前轮横移件12断开。
本实施例中,两个前轮横移件12与两个后轮横移件22的结构相同,都为齿条,相应的,前轮转动传动组件14与后轮转动传动组件24都为齿轮组件。
实施例二、
参见图6所示,本实施例提供了一种车辆转向方法,包括如下步骤:
车辆点火上电启动,
车辆控制器40可向转向域控制器30输出零半径转向指令或者四轮转向指令。
当车辆控制器40向转向域控制器30输出零半径转向指令时,转向域控制器30控制前轮连接断开组件11使两个前轮横移件12断开,转向域控制器30通过前轮转向电机13的电子控制单元15控制两个前轮转向电机13分别驱动两个前轮转动传动组件14输出不同转向的旋转运动,进而可驱动两个前轮横移件12沿横向方向不同向横移,以通过两个前轮横移件12带动两个前轮本体101不同向转向,转向域控制器30控制后轮连接断开组件21使两个后轮横移件22断开,转向域控制器30通过后轮转向电机23的电子控制单元25控制两个后轮转向电机23分别驱动两个后轮转动传动组件24输出不同转向的旋转运动,进而可驱动两个后轮横移件22沿横向方向不同向横移,以通过两个后轮横移件22带动两个后轮本体102不同向转向。本实施方式中,两个前轮本体101与两个后轮本体102转向至相切于同一圆周。车辆控制器40控制各前轮本体101的轮毂电机驱动前轮本体101转动,控制后轮本体102的轮毂电机驱动后轮本体102转动,从而沿该圆周转动,实现零半径转向功能,即原地转向,以满足特殊转向需求。
当车辆控制器40向转向域控制器30输出四轮转向指令时,转向域控制器30控制前轮连接断开组件11使两个前轮横移件12连接,转向域控制器30通过前轮转向电机13的电子控制单元15控制两个前轮转向电机13分别驱动两个前轮转动传动组件14输出相同转向的旋转运动,进而可驱动两个后轮横移件22沿横向方向同向横移,以通过两个前轮横移件12带动两个前轮本体101同向转向,转向域控制器30控制后轮连接断开组件21使两个后轮横移件22连接,转向域控制器30通过后轮转向电机23的电子控制单元25控制两个后轮转向电机23分别驱动两个后轮转动传动组件24输出相同转向的旋转运动,进而可驱动两个后轮横移件22沿横向方向同向横移,以通过两个后轮横移件22带动两个后轮本体102同向转向。本实施例中,前轮本体101转向的方向与后轮本体102转向的方向相同或不相同,相同情况下,前轮本体101与后轮本体102都向左转向或向右转向,不相同情况下,前轮本体101向左转向、后轮本体102向右转向,或者,前轮本体101向右转向、后轮本体102向左转向,以满足高速行驶需求。
在车辆100处于第一行驶速度区间时,当车辆控制器40输出四轮转向指令时,前轮转向电机13通过前轮转动传动组件14驱动前轮横移件12沿横向方向同向移动的方向与后轮转向电机23通过后轮转动传动组件24驱动后轮横移件22沿横向方向同向移动的方向相反。也就是说,在车辆100处于第一行驶速度区间时,两个前轮本体101的转向方向与两个后轮本体102的转向方向相反。在车辆100处于第二行驶速度区间时,当车辆控制器40输出四轮转向指令时,前轮转向电机13通过前轮转动传动组件14驱动前轮横移件12沿横向方向同向移动的方向与后轮转向电机23通过后轮转动传动组件24驱动后轮横移件22沿横向方向移动的方向相同。也就是说,在车辆100处于第二行驶速度区间时,两个前轮本体101的转向方向与两个后轮本体102的转向方向相同。
本实施例中,第一行驶速度区间小于第二行驶速度区间。可以理解的是,第一行驶速度区间是车辆100处低速行驶状态,第二行驶速度区间是车辆100处于高速行驶状态。
在助力转向功能下,即车辆100处于人工驾驶的模式下,当车辆控制器40向转向域控制器30输出零半径转向指令时,前轮转矩转角传感器采集与方向盘103连接的前轮转动传动组件14的第一前轮转矩和第一前轮转角并输出给对应的前轮转向电机13的电子控制单元15,转向域控制器30控制另一前轮转向电机13驱动与该前轮转向电机13对应的另一前轮转动传动组件14输出相反于第一前轮转矩和第一前轮转角的转矩和转角,两个后轮转向电机23分别驱动两个后轮转动传动组件24输出不同转向的旋转运动,以使两个前轮本体101与两个后轮本体102转向至相切于同一圆周。当车辆控制器40向转向域控制器30输出四轮转向指令时,前轮转矩转角传感器采集与方向盘连接的前轮转动传动组件14的第二前轮转矩和第二前轮转角并输出给对应的前轮转向电机13的电子控制单元15,转向域控制器30控制另一前轮转向电机13驱动与其对应的另一前轮转动传动组件14输出与第二前轮转矩和第二前轮转角相同的转矩和转角,从而控制两个前轮本体101同向转向。转向域控制器30通过第二前轮转矩和第二前轮转角输出第一期望后轮转向角,转向域控制器30根据第一期望后轮转向角控制两个后轮转向电机23分别驱动两个后轮转动传动组件24输出相同于第二前轮转矩和第二前轮转角的旋转运动,以使后轮本体102的转向角为第一期望后轮转向角。
在主动转向功能下,当车辆控制器40向转向域控制器30输出零半径转向指令时,转向域控制器30控制两个前轮转向电机13分别驱动两个前轮转动传动组件14输出不同转向的旋转运动,以通过两个前轮横移件12带动两个前轮本体101不同向转向,转向域控制器30控制两个后轮转向电机23分别驱动两个后轮转动传动组件24输出不同转向的旋转运动,以通过两个后轮横移件22带动两个后轮本体102不同向转向,并使两个前轮本体101与两个后轮本体102转向至相切于同一圆周。当车辆控制器40向转向域控制器30输出四轮转向指令时,前轮转矩转角传感器采集前轮转动传动组件14当前的转矩和转角,并输出给对应的前轮转向电机13的电子控制单元15,转向域控制器30根据当前的转矩和转角与期望的转矩和转角的差值控制前轮转向电机13驱动前轮转动传动组件14输出该差值的转矩和转角,从而对两个前轮本体101的转向进行补偿。转向域控制器30根据期望的转矩和转角输出第二期望后轮转向角,转向域控制器30根据第二期望后轮转向角控制两个后轮转向电机23分别驱动两个后轮转动传动组件24输出相同转向和转矩的旋转运动,以使后轮本体102的转向角为第二期望后轮转向角。
本实施例中,转向域控制器30还用于通过前轮转向电机13的电子控制单元15判断前轮独立转向机构是否故障,若一前轮独立转向机构故障,车辆控制器40还用于向转向域控制器30输出前轮冗余重构指令,转向域控制器30根据前轮冗余重构指令增大另一前轮转向电机的输出功率,从而通过另一前轮转向电机带动两个前轮本体转向,实现预期的前轮转向功能。或者,转向域控制器30用于通过后轮转向电机23的电子控制单元25判断后轮独立转向机构是否故障,若一后轮独立转向机构故障,车辆控制器40还用于向转向域控制器30输出后轮冗余重构指令,转向域控制器30根据后轮冗余重构指令增大另一后轮转向电机的输出功率,从而通过另一后轮转向电机带动两个前轮本体转向,实现预期的后轮转向功能。
本实施例中,当转向域控制器30判断两个前轮独立转向机构和两个后轮独立转向机构都发生故障时,且为零半径转向时,车辆熄火停车。
转向域控制器30通过前轮转向电机13的电子控制单元15对前轮转向机构是否故障进行判断,以在故障时将两个前轮横移件12进行连接,通过后轮转向电机23的电子控制单元25对后轮转向机构是否故障进行判断,以在故障时将两个后轮横移件22进行连接,从而提高本车辆转向***的安全性。
综上所述,本申请所提供的车辆转向***和转向方法,能够实现零半径转向模式或者四轮转向模式等多模式、多功能的转向功能,并能够在零半径转向模式与四轮转向模式下均实现助力转向功能或者主动转向功能,转向域控制器通过前轮转向电机的电子控制单元判断前轮独立转向机构是否故障,通过后轮转向电机的电子控制单元判断后轮独立转向机构是否故障,并在前轮独立转向机构故障时可输出前轮冗余重构指令,在后轮独立转向机构故障时可输出后轮冗余重构指令,实现高冗余的转向功能,以提高车辆行驶安全性。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述,只是用于帮助理解本发明,并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员,依据本发明的思想,还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种车辆转向***,其特征在于,包括:
前轮转向装置,包括:前轮连接断开组件,两个前轮横移件,以及两个前轮独立转向机构;所述两个前轮横移件用于分别与两个前轮本体连接,所述两个前轮横移件均可沿横向方向移动,以带动前轮本体转向;所述前轮连接断开组件用于使两个前轮横移件连接,两个前轮横移件沿横向方向同向移动,或者,使两个前轮横移件断开,两个前轮横移件沿横向方向可同向或不同向移动;所述前轮独立转向机构包括:前轮转向电机以及前轮转动传动组件,所述前轮转向电机与所述前轮转动传动组件连接,所述前轮转动传动组件与所述前轮横移件连接;所述前轮转向电机用于驱动所述前轮转动传动组件输出旋转运动,所述前轮横移件用于将所述前轮转动传动组件所输出的旋转运动转化为沿横向方向的横向移动;
后轮转向装置,包括:后轮连接断开组件,两个后轮横移件,以及两个后轮独立转向机构;所述两个后轮横移件用于分别与两个后轮本体连接,所述两个后轮横移件均可沿横向方向移动,以带动后轮本体转向;所述后轮连接断开组件用于使两个后轮横移件连接,两个后轮横移件沿横向方向同向移动,或者,使两个后轮横移件断开,两个后轮横移件沿横向方向可同向或不同向移动;所述后轮独立转向机构包括:后轮转向电机以及后轮转动传动组件,所述后轮转向电机与所述后轮转动传动组件连接,所述后轮转动传动组件与所述后轮横移件连接;所述后轮转向电机用于驱动所述后轮转动传动组件输出旋转运动,所述后轮横移件用于将所述后轮转动传动组件所输出的旋转运动转化为沿横向方向的横向移动;
转向域控制器,所述转向域控制器与所述前轮转向电机、所述后轮转向电机、所述前轮连接断开组件、以及所述后轮连接断开组件均连接;
车辆控制器,所述车辆控制器与所述转向域控制器连接,所述车辆控制器用于向所述转向域控制器输出零半径转向指令或者四轮转向指令;
当所述车辆控制器输出零半径转向指令时,所述转向域控制器控制所述前轮连接断开组件使两个前轮横移件断开,两个所述前轮转向电机分别驱动两个前轮转动传动组件输出不同转向的旋转运动,以通过两个前轮横移件带动两个前轮本体不同向转向,控制所述后轮连接断开组件使两个后轮横移件断开,两个所述后轮转向电机分别驱动两个后轮转动传动组件输出不同转向的旋转运动,以通过两个后轮横移件带动两个后轮本体不同向转向;两个前轮本体与两个后轮本体转向至相切于同一圆周;
当所述车辆控制器输出四轮转向指令时,所述转向域控制器控制所述前轮连接断开组件使两个前轮横移件连接,两个所述前轮转向电机分别驱动两个前轮转动传动组件输出相同转向的旋转运动,以通过两个前轮横移件带动两个前轮本体同向转向,控制所述后轮连接断开组件使两个后轮横移件连接,两个所述后轮转向电机分别驱动两个后轮转动传动组件输出相同转向的旋转运动,以通过两个后轮横移件带动两个后轮本体同向转向;前轮本体转向的方向与后轮本体转向的方向相同或不相同。
2.如权利要求1所述的车辆转向***,其特征在于,
在车辆处于第一行驶速度区间时,当所述车辆控制器输出四轮转向指令时,所述前轮转向电机通过前轮转动传动组件驱动前轮横移件沿横向方向同向移动的方向与所述后轮转向电机通过后轮转动传动组件驱动后轮横移件沿横向方向同向移动的方向相反;
在车辆处于第二行驶速度区间时,当所述车辆控制器输出四轮转向指令时,所述前轮转向电机通过前轮转动传动组件驱动前轮横移件沿横向方向同向移动的方向与所述后轮转向电机通过后轮转动传动组件驱动后轮横移件沿横向方向移动的方向相同;
所述第一行驶速度区间小于所述第二行驶速度区间。
3.如权利要求1所述的车辆转向***,其特征在于,
所述前轮独立转向机构还包括:前轮转矩转角传感器,所述前轮转矩转角传感器与所述前轮转向电机的电子控制单元连接,所述前轮转矩转角传感器用于采集所述前轮转动传动组件所输出的转矩和转角;
所述后轮独立转向机构还包括:后轮转矩转角传感器,所述后轮转矩转角传感器与所述后轮转向电机的电子控制单元连接,所述后轮转矩转角传感器用于采集所述后轮转动传动组件所输出的转矩和转角;
在助力转向功能下,当车辆控制器向转向域控制器输出零半径转向指令时,所述前轮转矩转角传感器采集与方向盘连接的前轮转动传动组件的第一前轮转矩和第一前轮转角并输出给对应的前轮转向电机的电子控制单元,所述转向域控制器控制另一所述前轮转向电机驱动与其对应的另一前轮转动传动组件输出相反于所述第一前轮转矩和第一前轮转角的转矩和转角,两个后轮转向电机分别驱动两个后轮转动传动组件输出不同转向的旋转运动,以使两个前轮本体与两个后轮本体转向至相切于同一圆周;当车辆控制器向转向域控制器输出四轮转向指令时,所述前轮转矩转角传感器采集与方向盘连接的前轮转动传动组件的第二前轮转矩和第二前轮转角并输出给对应的前轮转向电机的电子控制单元,所述转向域控制器控制另一所述前轮转向电机驱动与其对应的另一前轮转动传动组件输出与所述第二前轮转矩和第二前轮转角相同的转矩和转角;所述转向域控制器通过所述第二前轮转矩和第二前轮转角输出第一期望后轮转向角,所述转向域控制器根据所述第一期望后轮转向角控制两个后轮转向电机分别驱动两个后轮转动传动组件输出相同于所述第二前轮转矩和第二前轮转角的旋转运动,以使后轮本体的转向角为第一期望后轮转向角;
在主动转向功能下,当车辆控制器向转向域控制器输出零半径转向指令时,所述转向域控制器控制两个所述前轮转向电机分别驱动两个前轮转动传动组件输出不同转向的旋转运动,以通过两个前轮横移件带动两个前轮本体不同向转向,控制两个所述后轮转向电机分别驱动两个后轮转动传动组件输出不同转向的旋转运动,以通过两个后轮横移件带动两个后轮本体不同向转向,并使两个前轮本体与两个后轮本体转向至相切于同一圆周;当车辆控制器向转向域控制器输出四轮转向指令时,前轮转矩转角传感器采集前轮转动传动组件当前的转矩和转角并输出给对应的前轮转向电机的电子控制单元,转向域控制器根据当前的转矩和转角与期望的转矩和转角的差值控制前轮转向电机驱动前轮转动传动组件输出该差值的转矩和转角;所述转向域控制器根据期望的转矩和转角输出第二期望后轮转向角,所述转向域控制器根据所述第二期望后轮转向角控制两个后轮转向电机分别驱动两个后轮转动传动组件输出相同转向和转矩的旋转运动,以使后轮本体的转向角为第二期望后轮转向角。
4.如权利要求1所述的车辆转向***,其特征在于,所述转向域控制器还用于通过所述前轮转向电机的电子控制单元判断前轮独立转向机构是否故障,若一前轮独立转向机构故障,所述车辆控制器还用于向所述转向域控制器输出前轮冗余重构指令,所述转向域控制器根据所述前轮冗余重构指令增大另一前轮转向电机的输出功率;或者,所述转向域控制器用于通过所述后轮转向电机的电子控制单元判断后轮独立转向机构是否故障,若一后轮独立转向机构故障,所述车辆控制器还用于向所述转向域控制器输出后轮冗余重构指令,所述转向域控制器根据所述后轮冗余重构指令增大另一后轮转向电机的输出功率。
5.如权利要求1所述的车辆转向***,其特征在于,
所述前轮独立转向机构还包括:前轮电机位置传感器,所述前轮电机位置传感器与所述前轮转向电机的电子控制单元连接,所述前轮电机位置传感器用于采集所述前轮转向电机中转子的位置,以控制前轮转向电机换相;
所述后轮独立转向机构还包括:后轮电机位置传感器,所述后轮电机位置传感器与所述后轮转向电机的电子控制单元连接,所述后轮电机位置传感器用于采集所述后轮转向电机中转子的位置,以控制后轮转向电机换相。
6.如权利要求1所述的车辆转向***,其特征在于,
所述前轮独立转向机构还包括:前轮电流传感器,所述前轮电流传感器与所述前轮转向电机的电子控制单元连接,用于检测所述前轮转向电机的电流;
所述后轮独立转向机构还包括:后轮电流传感器,所述后轮电流传感器与所述后轮转向电机的电子控制单元连接,用于检测所述后轮转向电机的电流。
7.一种车辆转向方法,其特征在于,包括如下步骤:
车辆控制器可向转向域控制器输出零半径转向指令或者四轮转向指令;
当车辆控制器输出零半径转向指令时,转向域控制器控制前轮连接断开组件使两个前轮横移件断开,两个前轮转向电机分别驱动两个前轮转动传动组件输出不同转向的旋转运动,以通过两个前轮横移件带动两个前轮本体不同向转向,控制所述后轮连接断开组件使两个后轮横移件断开,两个所述后轮转向电机分别驱动两个后轮转动传动组件输出不同转向的旋转运动,以通过两个后轮横移件带动两个后轮本体不同向转向;两个前轮本体与两个后轮本体转向至相切于同一圆周;
当车辆控制器输出四轮转向指令时,所述转向域控制器控制所述前轮连接断开组件使两个前轮横移件连接,两个前轮转向电机分别驱动两个前轮转动传动组件输出相同转向的旋转运动,以通过两个前轮横移件带动两个前轮本体同向转向,控制所述后轮连接断开组件使两个后轮横移件连接,两个所述后轮转向电机分别驱动两个后轮转动传动组件输出相同转向的旋转运动,以通过两个后轮横移件带动两个后轮本体同向转向;前轮本体转向的方向与后轮本体转向的方向相同或不相同。
8.如权利要求7所述的车辆转向方法,其特征在于,
在车辆处于第一行驶速度区间时,当所述车辆控制器输出四轮转向指令时,所述前轮转向电机通过前轮转动传动组件驱动前轮横移件沿横向方向同向移动的方向与所述后轮转向电机通过后轮转动传动组件驱动后轮横移件沿横向方向同向移动的方向相反;
在车辆处于第二行驶速度区间时,当所述车辆控制器输出四轮转向指令时,所述前轮转向电机通过前轮转动传动组件驱动前轮横移件沿横向方向同向移动的方向与所述后轮转向电机通过后轮转动传动组件驱动后轮横移件沿横向方向移动的方向相同;
所述第一行驶速度区间小于所述第二行驶速度区间。
9.如权利要求7所述的车轮转向方法,其特征在于,
在助力转向功能下,当车辆控制器向转向域控制器输出零半径转向指令时,所述前轮转矩转角传感器采集与方向盘连接的前轮转动传动组件的第一前轮转矩和第一前轮转角并输出给对应的前轮转向电机的电子控制单元,所述转向域控制器控制另一所述前轮转向电机驱动与其对应的另一前轮转动传动组件输出相反于所述第一前轮转矩和第一前轮转角的转矩和转角,两个后轮转向电机分别驱动两个后轮转动传动组件输出不同转向的旋转运动,以使两个前轮本体与两个后轮本体转向至相切于同一圆周;当车辆控制器向转向域控制器输出四轮转向指令时,所述前轮转矩转角传感器采集与方向盘连接的前轮转动传动组件的第二前轮转矩和第二前轮转角并输出给对应的前轮转向电机的电子控制单元,所述转向域控制器控制另一所述前轮转向电机驱动与其对应的另一前轮转动传动组件输出与所述第二前轮转矩和第二前轮转角相同的转矩和转角;所述转向域控制器通过所述第二前轮转矩和第二前轮转角输出第一期望后轮转向角,所述转向域控制器根据所述第一期望后轮转向角控制两个后轮转向电机分别驱动两个后轮转动传动组件输出相同于所述第二前轮转矩和第二前轮转角的旋转运动,以使后轮本体的转向角为第一期望后轮转向角;
在主动转向功能下,当车辆控制器向转向域控制器输出零半径转向指令时,所述转向域控制器控制两个所述前轮转向电机分别驱动两个前轮转动传动组件输出不同转向的旋转运动,以通过两个前轮横移件带动两个前轮本体不同向转向,控制两个所述后轮转向电机分别驱动两个后轮转动传动组件输出不同转向的旋转运动,以通过两个后轮横移件带动两个后轮本体不同向转向,并使两个前轮本体与两个后轮本体转向至相切于同一圆周;当车辆控制器向转向域控制器输出四轮转向指令时,前轮转矩转角传感器采集前轮转动传动组件当前的转矩和转角并输出给对应的前轮转向电机的电子控制单元,转向域控制器根据当前的转矩和转角与期望的转矩和转角的差值控制前轮转向电机驱动前轮转动传动组件输出该差值的转矩和转角;所述转向域控制器根据期望的转矩和转角输出第二期望后轮转向角,所述转向域控制器根据所述第二期望后轮转向角控制两个后轮转向电机分别驱动两个后轮转动传动组件输出相同转向和转矩的旋转运动,以使后轮本体的转向角为第二期望后轮转向角。
10.如权利要求7所述的车辆转向控制方法,其特征在于,转向域控制器通过前轮转向电机的电子控制单元判断前轮独立转向机构是否故障,若一前轮独立转向机构故障,所述车辆控制器还用于向所述转向域控制器输出前轮冗余重构指令,所述转向域控制器根据所述前轮冗余重构指令增大另一前轮转向电机的输出功率;或者,转向域控制器通过后轮转向电机的电子控制单元判断后轮独立转向机构是否故障,若一后轮独立转向机构故障,所述车辆控制器还用于向所述转向域控制器输出后轮冗余重构指令,所述转向域控制器根据所述后轮冗余重构指令增大另一后轮转向电机的输出功率。
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