本發(fā)明創(chuàng)造屬于汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域的一種轉(zhuǎn)向裝置，更具體地說，本發(fā)明涉及多模式汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車行駛系統(tǒng)的主要組成部分之一，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功用是在汽車行駛中，能夠使汽車按照駕駛員的意愿來控制行駛方向。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可按轉(zhuǎn)向能源的不同分為機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向時的全部動力源，由于其對駕駛員的負荷較大，容易降低駕駛員的舒適性，且其機械零件較多，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，故目前逐漸被其他轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所代替。

而動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要是指轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向時轉(zhuǎn)向動力源只有一小部分由駕駛員提供，大部分由液壓力或電機轉(zhuǎn)矩來提供,也就是助力式轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)。助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點是其轉(zhuǎn)向操縱能夠節(jié)省一部分駕駛員體力，并能獲得轉(zhuǎn)向時的轉(zhuǎn)向阻力反饋，使駕駛員能夠獲得轉(zhuǎn)向時的路面信息。目前動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛的是電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其在正常轉(zhuǎn)向工作時所需的能量，大部分由電機轉(zhuǎn)矩來提供，但是由于人們對無人駕駛技術(shù)的不斷探索，助力式轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)不能滿足未來智能車技術(shù)發(fā)展的需要。

為此，人們又提出了線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的概念，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)取消了轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向輪之間的機械連接，完全由電能實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，擺脫了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的各種限制，不但可以自由設(shè)計汽車轉(zhuǎn)向的力傳遞特性，而且可以設(shè)計汽車轉(zhuǎn)向的角傳遞特性，給汽車轉(zhuǎn)向特性的設(shè)計帶來無限的空間，是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的重大革新。目前的汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通常采取雙電機結(jié)構(gòu)，其主要由方向盤總成、轉(zhuǎn)向執(zhí)行總成和主控制器三個主要部分組成。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向動力源僅由轉(zhuǎn)向電機提供，其優(yōu)點是可以符合智能車無人駕駛及自動泊車的技術(shù)需要，且可以很好的節(jié)省駕駛員的體力，并且通過轉(zhuǎn)向路感模擬機構(gòu)獲得路感模擬，但其缺點是獲得較為逼真的轉(zhuǎn)向路感模擬所需成本較高，消耗電能較多，經(jīng)濟性不好，且轉(zhuǎn)向系統(tǒng)斷電失效時易造成轉(zhuǎn)向系統(tǒng)失靈，不利于行駛安全性。

由于傳統(tǒng)助力式轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)與目前探索中的線控轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，各有優(yōu)缺點，可以相互彌補。而目前的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)專利中的轉(zhuǎn)向動力源都較為單一，不能很好的同時達到上述兩種轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。

例如中國專利公開號cn103419835a，申請公布日2013年12月4日，發(fā)明專利的名稱為“一種汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法”，該發(fā)明專利公開了一種汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法，該系統(tǒng)采用路感電機來實現(xiàn)路感模擬，并通過轉(zhuǎn)向電機實現(xiàn)車輪的轉(zhuǎn)向。但該系統(tǒng)存在以下缺點：轉(zhuǎn)向動力源單一，在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)斷電失效時易造成轉(zhuǎn)向系統(tǒng)失靈，且轉(zhuǎn)向路感模擬所需路感電機控制復(fù)雜，對電機性能要求較高，不利于行駛經(jīng)濟性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服了現(xiàn)有線控轉(zhuǎn)向技術(shù)中的轉(zhuǎn)向動力源單一，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)斷電失效時安全性差，轉(zhuǎn)向路感模擬不夠逼真，轉(zhuǎn)向精度不高的問題，并將電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與電機動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相結(jié)合，提供了一種具有多模式的汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

所述的多模式汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向盤單元、轉(zhuǎn)向動力單元、電控單元與模式切換單元；

所述的轉(zhuǎn)向盤單元(a)包括轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器、第一錐齒輪、轉(zhuǎn)向軸、第一液壓缸、第一壓力傳感器、第一滾珠絲杠機構(gòu)、第二錐齒輪、第一軸、電磁阻尼器、第一齒輪、第二滾珠絲杠機構(gòu)、第二液壓缸、第二壓力傳感器、第一兩位三通電磁閥、第二齒輪、第二軸與第二兩位三通電磁閥；

所述的轉(zhuǎn)向盤固定安裝在轉(zhuǎn)向軸的上端，第一錐齒輪套裝在轉(zhuǎn)向軸的下端并為固定連接，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器套裝在轉(zhuǎn)向軸上，第一錐齒輪與套裝在第一軸左端上的第二錐齒輪嚙合連接，第一齒輪安裝在第一軸的右端并為固定連接，第二齒輪安裝在第二軸的右端，第一齒輪與第二齒輪嚙合連接，電磁阻尼器套裝在第二軸的左端，第一軸的左端與第一滾珠絲杠機構(gòu)內(nèi)的第一絲杠右端固定連接，第一軸的右端與第二滾珠絲杠機構(gòu)內(nèi)的第二絲杠左端固定連接，第一液壓缸安裝在第一滾珠絲杠機構(gòu)的左側(cè)，第二液壓缸安裝在第二滾珠絲杠機構(gòu)的右側(cè)，第一液壓缸上的第一液壓缸出油口與第一兩位三通電磁閥的p口管路連接，第一兩位三通電磁閥的a口與轉(zhuǎn)向動力單元中的轉(zhuǎn)向動力缸管路連接，第二液壓缸的第二液壓缸出油口與第二兩位三通電磁閥的p口管路連接，第二兩位三通電磁閥的a口與轉(zhuǎn)向動力單元中的轉(zhuǎn)向動力缸管路連接，第一壓力傳感器安裝在第一液壓缸中的第一液壓缸活塞桿的中間位置，第二壓力傳感器安裝在第二液壓缸中的第二液壓缸活塞桿的中間位置，電控單元分別和轉(zhuǎn)向盤單元、轉(zhuǎn)向動力單元、模式切換單元電線連接。

技術(shù)方案中所述的第二軸與第一軸相互平行，第一液壓缸、第一滾珠絲杠機構(gòu)、第一軸、第二滾珠絲杠機構(gòu)與第二液壓缸的回轉(zhuǎn)軸線共線；第一液壓缸中的第一液壓缸活塞桿的右端與第一滾珠絲杠機構(gòu)中的第一螺母的左端留有間隙s，間隙s取值范圍是1～2mm；第二液壓缸中的第二液壓缸活塞桿的左端與第二滾珠絲杠機構(gòu)中的第二螺母的右端留有間隙s，間隙s取值范圍是1～2mm。

技術(shù)方案中第一液壓缸包括第一液壓缸缸體、第一液壓缸活塞與第一液壓缸活塞桿；所述的第一液壓缸活塞安裝在第一液壓缸缸體內(nèi)，兩者之間為滑動連接，第一液壓缸活塞桿的左端與第一液壓缸活塞右端面的中心處固定連接，第一液壓缸缸體、第一液壓缸活塞與第一液壓缸活塞桿的回轉(zhuǎn)軸線共線，第一液壓缸活塞桿與第一液壓缸活塞和第一液壓缸缸體之間裝有密封圈；第一液壓缸活塞在第一液壓缸缸體內(nèi)的初始位置為第一液壓缸活塞距第一液壓缸缸體內(nèi)腔右極限位置有a距離，距離a取值范圍是50～100mm；

所述的第二液壓缸包括第二液壓缸缸體、第二液壓缸活塞與第二液壓缸活塞桿；所述的第二液壓缸活塞安裝在第二液壓缸缸體內(nèi)，兩者之間為滑動連接，第二液壓缸活塞桿的右端與第二液壓缸活塞左端面的中心處固定連接，第一液壓缸缸體、第二液壓缸活塞與第二液壓缸活塞桿的回轉(zhuǎn)軸線共線，第二液壓缸活塞桿與第二液壓缸活塞和第二液壓缸缸體之間裝有密封圈；第二液壓缸活塞在第一液壓缸缸體內(nèi)的初始位置為第二液壓缸活塞距第二液壓缸缸體內(nèi)腔左極限位置有a距離，距離a取值范圍是50～100mm。

技術(shù)方案中所述的電控單元分別和轉(zhuǎn)向盤單元、轉(zhuǎn)向動力單元電線連接是指：所述的電子控制單元分別和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器、第一拉壓力傳感器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、左轉(zhuǎn)向輪位置傳感器與右轉(zhuǎn)向輪位置傳感器電線連接；電機控制器與轉(zhuǎn)向電機電連接，電磁閥控制器分別與第一常閉電磁閥、第二常閉電磁閥、第一兩位三通電磁閥、第二兩位三通電磁閥電連接。

技術(shù)方案中所述的第一兩位三通電磁閥的a口與轉(zhuǎn)向動力單元中的轉(zhuǎn)向動力缸管路連接是指：所述的第一兩位三通電磁閥的a口與轉(zhuǎn)向動力單元中的轉(zhuǎn)向動力缸上的轉(zhuǎn)向動力缸第一進油口管路連接；

所述的第二兩位三通電磁閥的a口與轉(zhuǎn)向動力單元中的轉(zhuǎn)向動力缸管路連接是指：所述的第二兩位三通電磁閥的a口與轉(zhuǎn)向動力單元中的轉(zhuǎn)向動力缸上的轉(zhuǎn)向動力缸第二進油口管路連接。

技術(shù)方案中所述的第一滾珠絲杠機構(gòu)包括第一滾珠、第一螺母與第一絲杠；所述的第一螺母為圓筒式結(jié)構(gòu)件，第一螺母的內(nèi)表面加工有圓弧形螺旋槽，第一絲杠為直桿類結(jié)構(gòu)件，第一絲杠的外表面加工有圓弧形螺旋槽，第一螺母套裝在第一絲杠上，第一螺母內(nèi)表面上的圓弧形螺旋槽與第一絲杠外表面上的圓弧形螺旋槽合在一起形成橫截面為圓形的螺旋滾道，第一滾珠安裝在第一螺母與第一絲杠形成螺旋槽滾道內(nèi)。

所述的第一絲杠通過第一滾珠與第一螺母配合，形成滾珠絲杠螺母副，將第一絲杠的旋轉(zhuǎn)運動通過第一滾珠的滾動轉(zhuǎn)換為第一螺母的直線運動。

技術(shù)方案中所述的轉(zhuǎn)向動力單元包括轉(zhuǎn)向電機、電機傳動軸、齒條、第三齒輪、第一拉壓力傳感器、轉(zhuǎn)向動力缸、第一常閉電磁閥、第一單向閥、第二常閉電磁閥、第二單向閥、汽車左轉(zhuǎn)向輪、左轉(zhuǎn)向輪位置傳感器、右轉(zhuǎn)向輪位置傳感器、汽車右轉(zhuǎn)向輪、第一溢流閥、第二溢流閥與油箱(58)。

所述的轉(zhuǎn)向電機的輸出端與轉(zhuǎn)向傳動軸的一端固定連接，轉(zhuǎn)向傳動軸的另一端套裝有第三齒輪，第三齒輪與齒條嚙合連接，第三齒輪的回轉(zhuǎn)軸線與齒條的縱向?qū)ΨQ線垂直交叉；齒條的右端與第一拉壓力傳感器的左端固定連接，第一拉壓力傳感器的右端與轉(zhuǎn)向動力缸的左端固定連接，齒條的左端與左轉(zhuǎn)向輪總成連接，轉(zhuǎn)向動力缸的右端與右轉(zhuǎn)向輪總成連接；轉(zhuǎn)向動力缸中的第一進油口與第一兩位三通電磁閥的a口通過液壓管路連接，轉(zhuǎn)向動力缸中的第二進油口與第二兩位三通電磁閥的a口通過液壓管路連接。

所述的轉(zhuǎn)向動力缸中的第一出油口和第一常閉電磁閥的一端、第一溢流閥的進油端、第一單向閥的出油端通過液壓管路連接；轉(zhuǎn)向動力缸中的第二出油口分別和第二常閉電磁閥的一端、第二溢流閥的進油端、第二單向閥的出油端通過液壓管路連接；第一常閉電磁閥的另一端、第一溢流閥的出油端、第一單向閥的進油端、第二常閉電磁閥的另一端、第二溢流閥的出油端、第二單向閥的進油端分別通過液壓管路和油箱連接。

技術(shù)方案中所述的轉(zhuǎn)向動力缸包括轉(zhuǎn)向動力缸第一活塞桿、轉(zhuǎn)向動力缸活塞、轉(zhuǎn)向動力缸缸體與轉(zhuǎn)向動力缸第二活塞桿；所述的轉(zhuǎn)向動力缸活塞安裝在轉(zhuǎn)向動力缸缸體內(nèi)，轉(zhuǎn)向動力缸第一活塞桿的右端與轉(zhuǎn)向動力缸活塞的左端面的中心處固定連接，并在轉(zhuǎn)向動力缸第一活塞桿與轉(zhuǎn)向動力缸活塞和轉(zhuǎn)向動力缸缸體之間裝有密封圈，轉(zhuǎn)向動力缸第二活塞桿的左端與轉(zhuǎn)向動力缸活塞的右端面的中心處固定連接，并在轉(zhuǎn)向動力缸第二活塞桿與轉(zhuǎn)向動力缸活塞和轉(zhuǎn)向動力缸缸體之間裝有密封圈，轉(zhuǎn)向動力缸第一活塞桿、轉(zhuǎn)向動力缸活塞、轉(zhuǎn)向動力缸第二活塞桿與轉(zhuǎn)向動力缸缸體的回轉(zhuǎn)軸線共線。

技術(shù)方案中所述的電控單元包括電子控制單元、電機控制器與電磁閥控制器；所述的電子控制單元分別和電機控制器、電磁閥控制器電線連接,即：所述的電子控制單元的內(nèi)部電機控制接線端與電機控制器上的對應(yīng)通信端口電線連接；所述的電子控制單元的內(nèi)部電磁閥控制接線端與電磁閥控制器上的對應(yīng)通信端口電線連接。

技術(shù)方案中所述的模式切換單元包括電機全動力模式按鈕與電機助力模式調(diào)節(jié)旋鈕；所述的電機全動力模式按鈕與電機助力模式調(diào)節(jié)旋鈕分別和電子控制單元電線連接，即：所述的電機全動力模式按鈕的內(nèi)部開關(guān)接線端與電子控制單元上對應(yīng)i/o接口采用電線連接；所述的電機助力模式調(diào)節(jié)旋鈕為一個五檔旋鈕，其從左至右分為0、1、2、3、4五個擋位，最左端0擋位為初始擋位，電機助力模式調(diào)節(jié)旋鈕內(nèi)的每個檔位的開關(guān)端均與電子控制單元上的對應(yīng)i/o接口通過電線連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明所述的多模式汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其具有電機助力模式與電機全動力模式兩種工作模式。兩種模式優(yōu)點分別為：在電機助力模式下，駕駛員可以在轉(zhuǎn)向時節(jié)省電能，經(jīng)濟性較好，并通過轉(zhuǎn)向盤獲得實時的真實路面反饋信息；在電機全動力模式下，駕駛員在轉(zhuǎn)向時可以節(jié)省體力，并通過轉(zhuǎn)向盤獲得路感模擬。

2.本發(fā)明所述的多模式汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在電機助力模式下，駕駛員可以通過操縱轉(zhuǎn)向動力模式選擇按鈕，來設(shè)置電機助力的程度，以符合不同人群針對不同路況的駕駛需要。

3.本發(fā)明所述的多模式汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通過電機控制器對轉(zhuǎn)向電機作出精確快速控制，從而通過中間傳動件實現(xiàn)對轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向精度的精確控制，所以本系統(tǒng)在轉(zhuǎn)向時能夠保證轉(zhuǎn)向的快速性和精確性；并且在汽車左右兩轉(zhuǎn)向輪上分別安裝有一個轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角傳感器，其能實現(xiàn)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角的實時反饋控制，從而增加轉(zhuǎn)向精度。

4.本發(fā)明所述的多模式汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于其工作在電機全動力模式下時，轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)不再需要接受轉(zhuǎn)向盤控制，所以本發(fā)明能夠滿足智能車的das線控主動轉(zhuǎn)向及自動泊車工況時的轉(zhuǎn)向要求，能良好的適應(yīng)智能轉(zhuǎn)向的發(fā)展需要，應(yīng)用范圍較為廣泛，發(fā)展前景較好。

5.本發(fā)明所述的多模式汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)當其轉(zhuǎn)向系統(tǒng)斷電失效時，所有電磁閥由于彈簧力的作用回歸到原位，此時駕駛員能通過轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤來實現(xiàn)緊急情況下的失效轉(zhuǎn)向，提高行駛安全性。

6.本發(fā)明所述的多模式汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于用拉壓力傳感器與壓力傳感器代替了傳統(tǒng)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩傳感器，大大降低了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的生產(chǎn)成本，其經(jīng)濟性較好。

7.本發(fā)明所述的多模式汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于其轉(zhuǎn)向軸較短，汽車在撞擊后轉(zhuǎn)向軸對駕駛員的損傷較小，從而提高了對駕駛員的保護。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明：

圖1為本發(fā)明所述的多模式汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成的示意圖；

圖2為本發(fā)明所述的多模式汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中所采用的電控單元的結(jié)構(gòu)組成示意框圖；

圖3為本發(fā)明所述的多模式汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中所采用的模式切換單元的轉(zhuǎn)向動力模式按鈕示意圖；

圖4-1為本發(fā)明所述的多模式汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中所采用的第一兩位三通電磁閥的接口示意圖；

圖4-2為本發(fā)明所述的多模式汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中所采用的第二兩位三通電磁閥的接口示意圖；

圖5-1為本發(fā)明所述的多模式汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中所采用的第一滾珠絲杠機構(gòu)結(jié)構(gòu)組成的主視圖；

圖5-2為本發(fā)明所述的多模式汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中所采用的第二滾珠絲杠機構(gòu)結(jié)構(gòu)組成的主視圖；

圖6為本發(fā)明所述的多模式汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電機全動力模式下向左轉(zhuǎn)向工況示意圖；

圖7為本發(fā)明所述的多模式汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電機全動力模式下向左轉(zhuǎn)向完成后車輪回正工況示意圖；

圖8為本發(fā)明所述的多模式汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電機助力模式下向左轉(zhuǎn)向工況示意圖；

圖9為本發(fā)明所述的多模式汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電機助力模式下向左轉(zhuǎn)向完成后車輪回正工況示意圖；

圖10為本發(fā)明所述的多模式汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在系統(tǒng)斷電失效時緊急向左轉(zhuǎn)向工況示意圖。

圖中：1.轉(zhuǎn)向盤，2.轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器，3.第一錐齒輪，4.轉(zhuǎn)向軸，5.第一液壓缸，6.第一液壓缸缸體，7.第一液壓缸活塞，8.第一壓力傳感器，9.第一液壓缸活塞桿，10.第一滾珠絲杠機構(gòu)，11.第一滾珠,12.第一螺母,13.第一絲杠，14.第二錐齒輪，15.第一軸，16.電磁阻尼器，17.第一齒輪，18.第二滾珠絲杠機構(gòu)，19.第二絲杠，20.第二螺母，21.第二滾珠，22.第二液壓缸活塞桿，23.第二壓力傳感器，24.第二液壓缸活塞，25.第二液壓缸缸體,26.第二液壓缸，27.第一液壓缸出油口，28.第一兩位三通電磁閥，29.第二齒輪，30.第二軸，31.第二液壓缸出油口，32.第二兩位三通電磁閥，33.轉(zhuǎn)向電機，34.電機傳動軸，35.齒條，36.第三齒輪，37.第一拉壓力傳感器，38.轉(zhuǎn)向動力缸第一活塞桿，39.轉(zhuǎn)向動力缸第一進油口，40.轉(zhuǎn)向動力缸活塞，41.轉(zhuǎn)向動力缸第二進油口，42.轉(zhuǎn)向動力缸，43.轉(zhuǎn)向動力缸缸體，44.轉(zhuǎn)向動力缸第一出油口，45.轉(zhuǎn)向動力缸第二出油口，46.第一常閉電磁閥，47.第一單向閥，48.第二常閉電磁閥，49.第二單向閥，50.左轉(zhuǎn)向輪總成，51.左轉(zhuǎn)向輪位置傳感器，52.電機全動力模式按鈕，53.電機助力模式調(diào)節(jié)旋鈕，54.右轉(zhuǎn)向輪位置傳感器，55.右轉(zhuǎn)向輪總成，56.第一溢流閥，57.第二溢流閥，58.油箱，59.轉(zhuǎn)向動力缸第二活塞桿，60.電子控制單元(ecu)，61.電機控制器，62.電磁閥控制器，a.轉(zhuǎn)向盤單元，b.轉(zhuǎn)向動力單元，c.電控單元，d.模式切換單元。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細的描述：

本發(fā)明所述的多模式汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向盤單元a、轉(zhuǎn)向動力單元b、電控單元c與模式切換單元d。

所述的轉(zhuǎn)向盤單元a包括轉(zhuǎn)向盤1、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器2、第一錐齒輪3、轉(zhuǎn)向軸4、第一液壓缸5、第一壓力傳感器8、第一滾珠絲杠機構(gòu)10、第二錐齒輪14、第一軸15、電磁阻尼器16、第一齒輪17、第二滾珠絲杠機構(gòu)18、第二液壓缸26、第二壓力傳感器23、第一兩位三通電磁閥28、第二齒輪29、第二軸30、第二兩位三通電磁閥32。

所述的轉(zhuǎn)向盤1與轉(zhuǎn)向軸4上端固定連接，固定連接方式可采用鍵、花鍵或其它機械連接結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)向盤1帶動轉(zhuǎn)向軸4旋轉(zhuǎn)。第一錐齒輪3套裝在轉(zhuǎn)向軸4的下端，連接方式可采用鍵、花鍵或其它機械連接結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)向軸4帶動第一錐齒輪3旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器2采用光電編碼式轉(zhuǎn)角傳感器，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器2套裝在轉(zhuǎn)向軸4上。轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器2的功用是將轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角信號實時傳遞給電子控制單元(ecu)60。所述的第一錐齒輪3與第二錐齒輪14的齒輪旋向相反，第一錐齒輪3與第二錐齒輪14的齒輪在運動過程中保持嚙合狀態(tài)。第一錐齒輪3與第二錐齒輪14形成錐齒輪副，其目的是將轉(zhuǎn)向軸2的運動傳遞至第一軸15，實現(xiàn)兩垂直軸線的運動傳遞。第一軸15的軸線與轉(zhuǎn)向軸4的軸線相互垂直相交。第二錐齒輪14位于所述的第一軸15的左端位置，第一軸15與第二錐齒輪14的配合表面分別加工有鍵槽，上述二者的連接方式采用普通平鍵連接，使第一軸15與第二錐齒輪14能夠傳遞運動，第一齒輪17安裝在第一軸15的右端位置。第二齒輪29位于第二軸30的右端位置，第二軸30與第二齒輪29的配合表面分別加工有鍵槽，上述二者的連接方式采用普通平鍵連接，使第二軸30與第二齒輪29能夠傳遞運動，第二軸30與第一軸15相互平行。第一齒輪17為圓柱形斜齒輪。第二齒輪29為圓柱形斜齒輪。第一齒輪17與第二齒輪29的模數(shù)與壓力角均相同。第一齒輪17與第二齒輪29在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作時保持嚙合狀態(tài)。第一齒輪17的直徑大于第二齒輪29的直徑，以使電磁阻尼器16產(chǎn)生的阻礙力矩傳遞到第一軸15上時，由于第一軸15與第二軸30之間的通過第一齒輪17與第二齒輪29這一對齒輪副傳遞運動，由于第一齒輪17的直徑大于第二齒輪29，所以當阻礙轉(zhuǎn)矩傳遞到第一軸15上時會起到增矩作用，增強電磁阻尼器16所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向路感模擬效果。

所述的型號為興泰xt-06的電磁阻尼器16為環(huán)形結(jié)構(gòu)件，其軸線與第二軸30的軸線重合。電磁阻尼器16套裝在第二軸30左端的外側(cè)。電磁阻尼器16的作用是當其通上電流時會產(chǎn)生強大磁場，第二軸30在轉(zhuǎn)向盤1的帶動下旋轉(zhuǎn)時會切割上述磁場的磁感線，產(chǎn)生阻礙轉(zhuǎn)矩，該阻礙轉(zhuǎn)矩經(jīng)第一齒輪17與第二齒輪29這一對齒輪副的放大后，反饋給轉(zhuǎn)向盤1，以此產(chǎn)生轉(zhuǎn)向路感模擬作用。

所述的第一軸15的左端與第一滾珠絲杠機構(gòu)10內(nèi)的第一絲杠13右端相連接，連接方式可采用鍵、花鍵或其它機械連接結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)動力傳輸目的。

所述的第一滾珠絲杠螺母機構(gòu)10包括第一滾珠11、第一螺母12與第一絲杠13。第一滾珠絲杠機構(gòu)10可采用內(nèi)循環(huán)方式或外循環(huán)方式。

所述的第一螺母12為圓筒式結(jié)構(gòu)件，第一螺母12的內(nèi)表面加工有圓弧形螺旋槽。第一絲杠13為直桿類結(jié)構(gòu)件，第一絲杠13的外表面加工有圓弧形螺旋槽。第一螺母12套裝在第一絲杠13上，第一螺母12與第一絲杠13合在一起形成橫截面為圓形的螺旋槽滾道。第一滾珠11安裝在第一絲杠13與第一螺母12形成橫截面為圓形的的螺旋滾道內(nèi)，并沿著橫截面為圓形的螺旋滾道滾動。

所述的第一絲杠13通過第一滾珠11與第一螺母12配合，形成滾珠絲杠螺母副。通過該滾珠絲杠螺母副，可以將第一絲杠13的旋轉(zhuǎn)運動通過第一滾珠11的滾動轉(zhuǎn)換為第一螺母12的直線運動，實現(xiàn)動力形式的轉(zhuǎn)換與動力的傳遞。

所述的第一液壓缸5包括第一液壓缸缸體6，第一液壓缸活塞7與第一液壓缸活塞桿9。

所述的第一液壓缸活塞(7)安裝在第一液壓缸缸體(6)內(nèi)，兩者之間為滑動連接，第一液壓缸活塞桿(9)的左端與第一液壓缸活塞(7)右端面的中心處固定連接，第一液壓缸缸體(6)、第一液壓缸活塞(7)與第一液壓缸活塞桿(9)的回轉(zhuǎn)軸線共線；

所述的第一液壓缸5內(nèi)的第一液壓缸活塞7在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作前處于活塞原始位置，該活塞原始位置為第一液壓缸活塞7距第一液壓缸缸體6的內(nèi)腔右極限位置有a距離，距離a取值范圍是50-100mm，該距離a可以保證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在斷電失效的情況下轉(zhuǎn)向盤1轉(zhuǎn)至向左極限位置前，第一液壓缸活塞7能夠持續(xù)向右移動，以便第一液壓缸5的腔內(nèi)能夠容納由轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅰ腔內(nèi)由于失效向左轉(zhuǎn)向?qū)е铝鞒龅母邏阂簤河?，保證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)斷電失效時轉(zhuǎn)向系統(tǒng)正常工作。

所述的第一液壓缸活塞桿9的左端與第一液壓缸活塞7連接，兩者之間可采用法蘭連接、螺紋連接或其它常用機械連接結(jié)構(gòu)，并在第一液壓缸活塞桿9與第一液壓缸活塞7和第一液壓缸缸體6之間裝有若干密封圈，從而實現(xiàn)密封作用。

裝配時，所述的第一液壓缸活塞桿9的右端與第一螺母12的左端需留有間隙s，間隙s取值范圍是1-2mm，目的是避免轉(zhuǎn)向系統(tǒng)運動時，防止轉(zhuǎn)向電機33對轉(zhuǎn)向盤1產(chǎn)生運動干涉，從而使轉(zhuǎn)向盤1不受駕駛員控制。

所述的第一壓力傳感器8采用電阻應(yīng)變式壓力傳感器，第一壓力傳感器8安裝在第一液壓缸活塞桿9的中間位置。其目的是將第一液壓缸活塞桿9所受的第一壓力信號傳遞給電子控制單元(ecu)60，通過電子控制單元(ecu)60的分析計算，獲得實時的轉(zhuǎn)向軸4所受的汽車右轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)矩值大小，從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)矩傳感器，從而節(jié)約生產(chǎn)成本。

參閱圖4-1，所述的第一液壓缸缸體6上設(shè)置有第一液壓缸出油口27，該出油口通過液壓管路與第一兩位三通電磁閥28的p口相連接。第一兩位三通電磁閥28具有p、a、b三個油口。其在斷電的情況下，其p口與a口相連通，b口堵死；在通電的情況下，第一兩位三通電磁閥28的p口與b口相連通，a口堵死。

所述的第一兩位三通電磁閥28的a口通過液壓管路與轉(zhuǎn)向動力缸42上的轉(zhuǎn)向動力缸第一進油口39相連接。第一兩位三通電磁閥28的b口通過液壓管路與油箱58相連接。

所述的第一軸15的右端與第二滾珠絲杠機構(gòu)18內(nèi)的第二絲杠19的左端相連接，連接方式為采用鍵、花鍵或其它機械連接結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)動力傳輸目的。

所述的第二滾珠絲杠螺母機構(gòu)18包括第二滾珠21、第二螺母20與第二絲杠19。

所述的第二滾珠絲杠機構(gòu)18可采用內(nèi)循環(huán)方式或外循環(huán)方式。第二螺母20的內(nèi)表面加工有弧形螺旋槽。第二絲杠19的外表面加工有弧形螺旋槽。第二螺母20與第二絲杠19套裝在一起形成螺旋槽滾道。

第二滾珠21位于第二螺母20與第二絲杠19之間的弧形螺旋槽內(nèi)，并沿著螺旋槽滾道滾動。

所述的第二絲杠19通過第二滾珠21與第二螺母20配合，形成滾珠絲杠螺母副。通過該滾珠絲杠螺母副，可以將第二絲杠19的旋轉(zhuǎn)運動通過第二滾珠21的滾動轉(zhuǎn)換為第二螺母20的直線運動，實現(xiàn)動力形式的轉(zhuǎn)換與動力的傳遞。

所述的第二液壓缸26包括第二液壓缸缸體25、第二液壓缸活塞24與第二液壓缸活塞桿22。

所述的第二液壓缸26內(nèi)的第二液壓缸活塞24在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作前處于活塞原始位置，該活塞原始位置為第二液壓缸活塞24距第二液壓缸缸體25的內(nèi)腔左極限位置有a距離，距離a取值范圍是50-100mm，該距離a可以保證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在斷電失效的情況下轉(zhuǎn)向盤1轉(zhuǎn)至向右極限位置前，第二液壓缸活塞24能夠持續(xù)向左移動，以便第二液壓缸26的腔內(nèi)能夠容納由轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅱ腔內(nèi)由于失效向右轉(zhuǎn)向?qū)е铝鞒龅母邏阂簤河停ＷC轉(zhuǎn)向系統(tǒng)斷電失效時轉(zhuǎn)向系統(tǒng)正常工作。

所述的第二液壓缸活塞桿22的右端與第二液壓缸活塞24左端面的中心處相連接，連接方式可采用法蘭連接、螺紋連接或其它常用機械連接結(jié)構(gòu)，并在第二液壓缸活塞桿22與第二液壓缸活塞24和二液壓缸缸體25之間裝有若干密封圈，從而實現(xiàn)密封作用。

裝配時，所述的第二液壓缸活塞桿22的左端與第二螺母20的右端需留有間隙s，間隙s取值范圍是1-2mm，目的是避免轉(zhuǎn)向系統(tǒng)運動時，防止轉(zhuǎn)向電機33對轉(zhuǎn)向盤1產(chǎn)生運動干涉，從而使轉(zhuǎn)向盤1不受駕駛員控制。

所述的第二壓力傳感器23采用電阻應(yīng)變式壓力傳感器，第二壓力傳感器23布置在第二液壓缸活塞桿22的中間位置。其目的是將第二液壓缸活塞桿22所受的第二壓力信號傳遞給電子控制單元(ecu)60，通過電子控制單元(ecu)60的分析計算，獲得實時的轉(zhuǎn)向軸4所受的汽車左轉(zhuǎn)時矩值大小，從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)矩傳感器，從而節(jié)約生產(chǎn)成本。

參閱4-2，所述的第二液壓缸缸體25上設(shè)置有第二液壓缸出油口31，該出油口通過液壓管路與第二兩位三通電磁閥32的p口相連接。第二兩位三通電磁閥32具有p、a、b三個油口，其在斷電的情況下，其p口與a口相連通，b口堵死；在通電的情況下，其p口與b口相連通，a口堵死；第二兩位三通電磁閥32的a口通過液壓管路與轉(zhuǎn)向動力缸42上的轉(zhuǎn)向動力缸第二進油口41相連接。第二兩位三通電磁閥32的b口通過液壓管路與油箱58相連接。

所述的轉(zhuǎn)向動力單元b包括轉(zhuǎn)向電機33、電機傳動軸34、齒條35、第三齒輪36、第一拉壓力傳感器37、轉(zhuǎn)向動力缸42、第一常閉電磁閥46、第一單向閥47、第二常閉電磁閥48、第二單向閥49、汽車左轉(zhuǎn)向輪50、左轉(zhuǎn)向輪位置傳感器51、右轉(zhuǎn)向輪位置傳感器54、汽車右轉(zhuǎn)向輪55、第一溢流閥56、第二溢流閥57與油箱58，

所述的轉(zhuǎn)向電機33的輸出端與轉(zhuǎn)向傳動軸34的一端相連接，連接方式可采用鍵、花鍵或其它機械連接結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)動力傳輸目的。轉(zhuǎn)向傳動軸34的另一端套裝有第三齒輪36，連接方式可采用鍵、花鍵或其他機械連接結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)動力傳輸目的。第三齒輪36與齒條35之間為嚙合連接，第三齒輪36的回轉(zhuǎn)軸線與齒條35的縱向?qū)ΨQ線垂直交叉；齒條35的右端與電阻應(yīng)變式的第一拉壓力傳感器37的左端固定連接，確保齒條35所受的力能傳遞到第一拉壓力傳感器37上，并且齒條35能帶動第一拉壓力傳感器37進行左右運動；第一拉壓力傳感器37的右端與轉(zhuǎn)向動力缸42中的轉(zhuǎn)向動力缸活塞桿38的左端固定連接，確保第一拉壓力傳感器27能夠帶動轉(zhuǎn)向動力缸第一活塞桿38進行左右運動。

所述的第一拉壓力傳感器37采用電阻應(yīng)變式傳感器。第一拉壓力傳感器37的功用是將齒條35與轉(zhuǎn)向動力缸第一活塞桿38所受的作用力信號傳遞給電子控制單元(ecu)60，通過電子控制單元(ecu)60的內(nèi)部計算，從而獲得轉(zhuǎn)向時轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所受的實際作用力數(shù)值，電子控制單元(ecu)41通過該實際作用力數(shù)值，可以計算得到轉(zhuǎn)向時實際轉(zhuǎn)向阻力數(shù)值，用于實現(xiàn)轉(zhuǎn)向時轉(zhuǎn)向盤的精確路感模擬。

所述的轉(zhuǎn)向動力缸42包括轉(zhuǎn)向動力缸第一活塞桿38、轉(zhuǎn)向動力缸活塞40、轉(zhuǎn)向動力缸缸體43與轉(zhuǎn)向動力缸第二活塞桿59。

所述的轉(zhuǎn)向動力缸活塞40安裝在轉(zhuǎn)向動力缸缸體43內(nèi)，轉(zhuǎn)向動力缸活塞40與轉(zhuǎn)向動力缸缸體43回轉(zhuǎn)軸線共線，轉(zhuǎn)向動力缸第一活塞桿38的右端與轉(zhuǎn)向動力缸活塞40的左端面的中心處相連接，連接方式可采用法蘭連接、螺紋連接或其它常用機械連接結(jié)構(gòu)，并在轉(zhuǎn)向動力缸第一活塞桿38與轉(zhuǎn)向動力缸活塞40和轉(zhuǎn)向動力缸缸體43之間裝有若干密封圈，從而實現(xiàn)密封作用。轉(zhuǎn)向動力缸第二活塞桿59的左端與轉(zhuǎn)向動力缸活塞40的右端面的中心處相連接，連接方式可采用法蘭連接、螺紋連接或其它常用機械連接結(jié)構(gòu)，并在轉(zhuǎn)向動力缸第二活塞桿59與轉(zhuǎn)向動力缸活塞40和轉(zhuǎn)向動力缸缸體43之間裝有若干密封圈，從而實現(xiàn)密封作用，轉(zhuǎn)向動力缸第一活塞桿38、轉(zhuǎn)向動力缸活塞40、轉(zhuǎn)向動力缸第二活塞桿59與轉(zhuǎn)向動力缸缸體43的回轉(zhuǎn)軸線共線。

所述的轉(zhuǎn)向動力缸42被位于轉(zhuǎn)向動力缸42中的轉(zhuǎn)向動力缸活塞40從左至右分為ⅰ腔、ⅱ腔。

所述的轉(zhuǎn)向動力缸第一活塞桿38位于轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅰ腔內(nèi)，轉(zhuǎn)向動力缸第二活塞桿59位于轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅱ腔內(nèi)。轉(zhuǎn)向動力缸第一活塞桿38與轉(zhuǎn)向動力缸第二活塞桿59的截面尺寸完全相同。轉(zhuǎn)向動力缸42中的轉(zhuǎn)向動力缸缸體43上有兩個進油口即第一進油口39與第二進油口41，第一進油口39位于轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅰ腔的缸體上，第二進油口41位于轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅱ腔缸體上。轉(zhuǎn)向動力缸42中的第一進油口39與第一兩位三通電磁閥28的a口通過液壓管路連接，轉(zhuǎn)向動力缸42中的第二進油口41與第二兩位三通電磁閥32的a口通過液壓管路連接。

所述的轉(zhuǎn)向動力缸42中的轉(zhuǎn)向動力缸缸體43上設(shè)置有兩個出油口即第一出油口44和第二出油口45，第一出油口44位于轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅰ腔缸體中，第二出油口45位于轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅱ腔缸體中。轉(zhuǎn)向動力缸42中的第一出油口44分別與第一常閉電磁閥46的一端、第一溢流閥56的進油端、第一單向閥47的出油端通過液壓管路連接。轉(zhuǎn)向動力缸42中的第二出油口45分別和第二常閉電磁閥48的一端、第二溢流閥57的進油端、第二單向閥49的出油端通過液壓管路連接。第一常閉電磁閥46的另一端、第一溢流閥56的出油端、第一單向閥47的進油端、第二常閉電磁閥48的另一端、第二溢流閥57的出油端、第二單向閥49的進油端分別通過液壓管路與油箱58相連。

所述的第一常閉電磁閥46與第二常閉電磁閥48分別作為轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅰ、ⅱ兩腔的卸荷閥；第一溢流閥56與第二溢流閥57分別作為轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅰ、ⅱ兩腔的安全閥。當轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅰ腔壓力超過一定限值時，第一溢流閥56開啟，使液壓油流入油箱58中，防止轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅰ腔內(nèi)液壓油的壓力過大；當轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅱ腔壓力超過一定限值時，第二溢流閥57開啟，使液壓油流入油箱58中，防止轉(zhuǎn)向動力缸42ⅱ腔內(nèi)液壓油的壓力過大。

所述的齒條35的左端與左轉(zhuǎn)向輪總成50的轉(zhuǎn)向系相連接，使齒條35通過中間的轉(zhuǎn)向傳動件能夠帶動左轉(zhuǎn)向輪完成轉(zhuǎn)向；轉(zhuǎn)向動力缸第二活塞桿59的右端與右轉(zhuǎn)向輪總成55的轉(zhuǎn)向系相連接，使轉(zhuǎn)向動力缸第二活塞桿59通過中間的轉(zhuǎn)向傳動件能夠帶動右轉(zhuǎn)向輪完成轉(zhuǎn)向。

所述的右轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角傳感器54采用光電編碼式轉(zhuǎn)角傳感器，其位于右轉(zhuǎn)向輪總成55中，其功用是實時監(jiān)測實際右轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角值，并將右轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角信號傳遞給電子控制單元(ecu)60，用以校正電子控制單元(ecu)60所給出的目標轉(zhuǎn)角值，實現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向時右轉(zhuǎn)向輪的精確控制。

所述的左轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角傳感器51采用光電編碼式轉(zhuǎn)角傳感器，其位于左轉(zhuǎn)向輪總成50中，其功用是實時監(jiān)測實際左轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角值，并將左轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角信號傳遞給電子控制單元(ecu)60，用以校正電子控制單元(ecu)60所給出的目標轉(zhuǎn)角值，實現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向時左轉(zhuǎn)向輪的精確控制。

所述的電控單元c包括電子控制單元(ecu)60、電機控制器61與電磁閥控制器62。電子控制單元(ecu)60選用bosch公司生產(chǎn)的edc17cp14系列產(chǎn)品。參閱圖2，電子控制單元(ecu)60上的對應(yīng)接線端分別和電機控制器61、電磁閥控制器62上的相應(yīng)接線端口電線連接，以實現(xiàn)電子控制單元(ecu)60對電機控制器61、電磁閥控制器62的實時控制。

電子控制單元(ecu)60分別和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器2、第一拉壓力傳感器37、第一壓力傳感器8、第二壓力傳感器23、左轉(zhuǎn)向輪位置傳感器51與右轉(zhuǎn)向輪位置傳感器54電線連接。電子控制單元(ecu)60上相應(yīng)接線端口與電磁阻尼器16的相應(yīng)電控端口通過電線連接。

電機控制器61的電控輸出端與轉(zhuǎn)向電機33的電控端口電連接，使電機控制器61實現(xiàn)對轉(zhuǎn)向電機33的實時精確控制。

電磁閥控制器62上對應(yīng)控制輸出端分別與第一常閉電磁閥46、第二常閉電磁閥48、第一兩位三通電磁閥28、第二兩位三通電磁閥32的電磁鐵電控接線端電連接，電磁閥控制器62在收到電子控制單元(ecu)60的控制信號后，分別對上述電磁閥給出不同的控制信號，保證四個電磁閥正常工作。

參閱圖3，所述的模式切換單元d包括電機全動力模式按鈕52，電機助力模式調(diào)節(jié)旋鈕53，外形如圖中所示。

所述的電機全動力模式按鈕52為一個正方形按鈕。電機全動力模式按鈕52內(nèi)部開關(guān)接線端與電子控制單元(ecu)60上對應(yīng)i/o接口通過電線連接，以便使電子控制單元(ecu)60能夠獲得電機全動力模式按鈕52的通斷狀態(tài)，以便做出模式判斷。

所述的電機助力模式調(diào)節(jié)旋鈕53為一個五檔旋鈕，可以通過旋轉(zhuǎn)該按鈕，實現(xiàn)電機助力的強弱變化，其從左至右分為0、1、2、3、4五個擋位，最左端0擋位為初始擋位，位于該擋位時，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)會停止工作。電機助力模式調(diào)節(jié)旋鈕53內(nèi)的每個檔位的開關(guān)端均與與電子控制單元(ecu)60上的對應(yīng)i/o接口通過電線連接，以便電子控制單元(ecu)60能夠獲得電機助力模式調(diào)節(jié)旋鈕53內(nèi)各檔位開關(guān)通斷狀態(tài)，以便做出模式判斷。

本發(fā)明所述的多模式汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有兩種動力模式，具體如下：

1、電機全動力模式：

當按下電機全動力模式按鈕52時，會向電子控制單元(ecu)60發(fā)送開啟全動力模式的信號，電子控制單元(ecu)60會向電機控制器61和電磁閥控制器62發(fā)送控制信號，電磁閥控制器62會控制第一兩位三通電磁閥28和第二兩位三通電磁閥32通電，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向車輪之間的解耦；同時電子控制單元(ecu)會控制電磁阻尼器16開始工作，產(chǎn)生路感模擬；同時電機控制器61會控制轉(zhuǎn)向電機33按照電機全動力模式的轉(zhuǎn)向策略旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)汽車的線控轉(zhuǎn)向。

電機助力模式：

當電機全動力模式按鈕52未被按下時，且電機助力模式調(diào)節(jié)旋鈕53轉(zhuǎn)到除0擋位外的其余擋位時，會向電子控制單元(ecu)60發(fā)送相應(yīng)強度的助力模式信號，電子控制單元(ecu)60會向電機控制器61和電磁閥控制器62發(fā)送控制信號，電磁閥控制器62會控制第一兩位三通電磁閥28和第二兩位三通電磁閥32斷電，使轉(zhuǎn)向盤1與轉(zhuǎn)向車輪之間能夠通過液壓系統(tǒng)傳遞動力，并且可以通過液壓力將轉(zhuǎn)向時的路面信息反饋給駕駛員；同時電機控制器61會控制轉(zhuǎn)向電機33按照相應(yīng)強度的電機助力模式的轉(zhuǎn)向策略旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)汽車的助力轉(zhuǎn)向。

具體各種模式下的工作過程如下：

本實施例以每種轉(zhuǎn)向模式下的向左轉(zhuǎn)向與向左轉(zhuǎn)向完成后回正兩種工況進行闡述，向右轉(zhuǎn)向與向右轉(zhuǎn)向完成后回正兩種工況的工作過程與其類似。

1.電機全動力模式下向左轉(zhuǎn)向工況:

參閱圖6，此時電機全動力模式按鈕52被按下，駕駛員向左轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤1，轉(zhuǎn)向盤1帶動轉(zhuǎn)向軸4旋轉(zhuǎn)。

轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器2將轉(zhuǎn)向盤1的向左轉(zhuǎn)角信號實時傳遞給電子控制單元(ecu)60，電子控制單元(ecu)60向電磁阻尼器16發(fā)出控制信號，控制其產(chǎn)生相應(yīng)的阻尼特性；電子控制單元(ecu)60向電機控制器61發(fā)出控制信號，電機控制器61控制轉(zhuǎn)向電機33開始按照電機全動力模式工作；電子控制單元(ecu)60向電磁閥控制器62發(fā)出控制信號，電磁閥控制器62控制第二兩位三通電磁閥32通電，使其p口和b口相連，同時控制第二常閉電磁閥46通電，使其處于打開狀態(tài)。

轉(zhuǎn)向軸4經(jīng)過第一錐齒輪3和第二錐齒輪14組成的錐齒輪副傳動，帶動第一軸15轉(zhuǎn)動。第一軸15帶動第一齒輪17轉(zhuǎn)動，通過第一齒輪17和第二齒輪29的齒輪副傳動，帶動第二軸30轉(zhuǎn)動，由于第二軸左端位于電磁阻尼器16內(nèi)，電磁阻尼器16會提供阻礙轉(zhuǎn)矩，阻礙第二軸30轉(zhuǎn)動，該阻礙轉(zhuǎn)矩傳遞到轉(zhuǎn)向盤1上為駕駛員提供實時路感模擬。

同時，第二軸15旋轉(zhuǎn)帶動第二絲杠19旋轉(zhuǎn)，通過第二滾珠21的滾動，使第二螺母20向右移動。第二螺母20向右移動，移動過s距離后第二螺母20與第二液壓缸活塞桿22相接觸，并推動第二液壓缸活塞桿22向右運動，第二液壓缸活塞桿22推動第二液壓缸活塞24向右移動，第二液壓缸26腔內(nèi)的容積減小，壓強升高，液壓油經(jīng)過第二液壓缸出油口31流入第二兩位三通電磁閥32的p口，由于其通電，p口與b口連通，液壓油通過b口流入油箱58。位于第二液壓缸活塞桿22上的第二壓力傳感器23實時監(jiān)測汽車向左轉(zhuǎn)向過程中的第二液壓缸活塞桿22所受的壓力值，并將其值作為第二壓力信號傳遞給電子控制單元(ecu)60，用以分析計算出轉(zhuǎn)向盤1所獲得的路感模擬狀態(tài)，用以校正路感模擬的真實度，使轉(zhuǎn)向路感模擬更加逼真。

同時，電動機33開始旋轉(zhuǎn)，帶動第三軸34旋轉(zhuǎn)，進而帶動第三軸34上的第三齒輪36旋轉(zhuǎn)，通過第三齒輪36和齒條35組成的齒輪齒條副的傳動，帶動齒條35向左移動。齒條35帶動第一拉壓力傳感器37向左移動，進而帶動轉(zhuǎn)向動力缸第一活塞桿38向左移動。第一拉壓力傳感器37用來檢測齒條35與轉(zhuǎn)向動力缸第一活塞桿38之間所受的作用力數(shù)值，并將作用力信號傳遞給電子控制單元(ecu)60，通過分析計算可以得到轉(zhuǎn)向時實時路面轉(zhuǎn)向阻力數(shù)值，用于實現(xiàn)轉(zhuǎn)向路感的精確模擬。

轉(zhuǎn)向動力缸第一活塞桿38帶動與其相連的轉(zhuǎn)向動力缸活塞40向左移動。此時轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅰ腔容積減小，其內(nèi)液壓油經(jīng)過第一常閉電磁閥46進入油箱；轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅱ腔容積增大，壓力降低，油箱58內(nèi)的液壓油經(jīng)過第二單向閥49進入ⅱ腔，實現(xiàn)補液。齒條35帶動與其相連的左轉(zhuǎn)向輪總成50完成左轉(zhuǎn)向輪的向左轉(zhuǎn)向，同時轉(zhuǎn)向動力缸第二活塞桿59帶動與其相連的右轉(zhuǎn)向輪總成55完成右轉(zhuǎn)向輪的向左轉(zhuǎn)向。

液壓流如圖6中粗線所示。

電子控制單元(ecu)60通過接收左轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角傳感器51、右轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角傳感器55傳遞來的實際左、右轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角信號，并與轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器2傳遞來的目標轉(zhuǎn)角信號相比較差異，并通過電子控制單元(ecu)60繼續(xù)對轉(zhuǎn)向電機33進行校正控制，直到消除兩者之間的差異，以達到較高的轉(zhuǎn)向精度。

2.電機全動力模式下向左轉(zhuǎn)向完成后回正工況:

參閱圖7，此時電機全動力模式按鈕52被按下，駕駛員向左轉(zhuǎn)向完成后向右轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向盤1，轉(zhuǎn)向盤1帶動轉(zhuǎn)向軸4旋轉(zhuǎn)。

轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器2將轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角方向改變信號實時傳遞給電子控制單元(ecu)60，電子控制單元(ecu)60向電磁阻尼器16發(fā)出控制信號，控制其產(chǎn)生相應(yīng)的阻尼特性；電子控制單元(ecu)60向電機控制器61發(fā)出控制信號，電機控制器61控制轉(zhuǎn)向電機33開始按照電機全動力模式工作；電子控制單元(ecu)60向電磁閥控制器62發(fā)出控制信號，電磁閥控制器62控制所有電磁閥斷電。

電動機33開始旋轉(zhuǎn)，帶動第三軸34旋轉(zhuǎn)，進而帶動第三軸34上的第三齒輪36旋轉(zhuǎn)，通過第三齒輪36和齒條35組成的齒輪齒條副的傳動，帶動齒條35向右移動。齒條35帶動第一拉壓力傳感器37向右移動，進而帶動轉(zhuǎn)向動力缸第一活塞桿38向右移動。

轉(zhuǎn)向動力缸第一活塞桿38帶動與其相連的轉(zhuǎn)向動力缸活塞40向右移動。此時轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅰ腔容積增加，壓力降低，油箱58內(nèi)的液壓油經(jīng)過第一單向閥47進入ⅰ腔，實現(xiàn)補液。齒條35帶動與其相連的左轉(zhuǎn)向輪總成50完成左轉(zhuǎn)向輪的向右回正，同時轉(zhuǎn)向動力缸第二活塞桿59帶動與其相連的右轉(zhuǎn)向輪總成55完成右轉(zhuǎn)向輪的向右回正。

轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅱ腔容積減小，液壓油經(jīng)過第二兩位三通電磁閥32進入第二液壓缸26中，第二液壓缸活塞24在液壓力作用下向左移動，推動第二液壓缸活塞桿22向左移動，進而推動第二螺母20向左運動，經(jīng)過第二滾珠絲杠機構(gòu)18、第一錐齒輪3和第二錐齒輪14組成的錐齒輪副的傳動，帶動轉(zhuǎn)向軸4向右轉(zhuǎn)動，從而使轉(zhuǎn)向盤1進行向右回正，使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有自動回正功能，節(jié)省駕駛員的體力消耗。

液壓流如圖7中粗線所示。

3.電機助力模式下向左轉(zhuǎn)向工況:

參閱圖8，此時電機全動力模式按鈕52未被按下，且電機助力模式調(diào)節(jié)旋鈕53轉(zhuǎn)到除0擋位外的其余擋位時，會向電子控制單元(ecu)60發(fā)送相應(yīng)強度的助力模式信號，駕駛員向左轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤1，轉(zhuǎn)向盤1帶動轉(zhuǎn)向軸4旋轉(zhuǎn)。

轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器2將轉(zhuǎn)向盤的向左轉(zhuǎn)角信號實時傳遞給電子控制單元(ecu)60，電子控制單元(ecu)60向電磁阻尼器16發(fā)出控制信號，控制其產(chǎn)生相應(yīng)的阻尼特性；電子控制單元(ecu)60向電機控制器61發(fā)出控制信號，電機控制器61控制轉(zhuǎn)向電機33開始按照電機助力模式工作；電子控制單元(ecu)60向電磁閥控制器62發(fā)出控制信號，電磁閥控制器62控制第二常閉電磁閥46通電，使其處于打開狀態(tài)。

轉(zhuǎn)向軸4經(jīng)過第一錐齒輪3和第二錐齒輪14組成的錐齒輪副傳動，帶動第一軸15轉(zhuǎn)動。第一軸15旋轉(zhuǎn)帶動第二絲杠19旋轉(zhuǎn)，通過第二滾珠21的滾動，使第二螺母20向右移動。第二螺母20向右移動，移動過s距離后第二螺母20與第二液壓缸活塞桿22相接觸，并推動第二液壓缸活塞桿22向右運動，第二液壓缸活塞桿22推動第二液壓缸活塞24向右移動，第二液壓缸26腔內(nèi)的容積減小，壓強升高，液壓油經(jīng)過第二液壓缸出油口31流入第二兩位三通電磁閥32的p口，由于其斷電，p口與a口連通，液壓油通過a口流入轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅱ腔，使ⅱ腔壓力升高，推動轉(zhuǎn)向動力缸活塞40向左移動，從而推動齒條35和轉(zhuǎn)向動力缸第二活塞桿59向左移動。通過第二液壓缸26與轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅱ腔內(nèi)液壓油的液壓力反饋，實現(xiàn)對駕駛員的真實路感反饋。

同時，電動機33開始旋轉(zhuǎn)，帶動第三軸34旋轉(zhuǎn)，進而帶動第三軸34上的第三齒輪36旋轉(zhuǎn)，通過第三齒輪36和齒條35組成的齒輪齒條副的傳動，帶動齒條35向左移動。齒條35帶動第一拉壓力傳感器37向左移動，進而帶動轉(zhuǎn)向動力缸第一活塞桿38向左移動。轉(zhuǎn)向動力缸第一活塞桿38帶動與其相連的轉(zhuǎn)向動力缸活塞40向左移動。從而推動轉(zhuǎn)向動力缸第二活塞桿59向左移動。

此時轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅰ腔容積減小，ⅰ腔內(nèi)的液壓油經(jīng)過第一常閉電磁閥46進入油箱，實現(xiàn)卸荷。

液壓流如圖8中粗線所示。

在此模式下，由轉(zhuǎn)向電機33與轉(zhuǎn)向盤1的共同作用下，推動齒條35和轉(zhuǎn)向動力缸第二活塞桿59向左移動，齒條35帶動與其相連的左轉(zhuǎn)向輪總成50完成左轉(zhuǎn)向輪的向左轉(zhuǎn)向，同時轉(zhuǎn)向動力缸第二活塞桿59帶動與其相連的右轉(zhuǎn)向輪總成55完成右轉(zhuǎn)向輪的向左轉(zhuǎn)向。此時的轉(zhuǎn)向動力源為駕駛員體力和電機轉(zhuǎn)矩，并且通過調(diào)整機助力模式調(diào)節(jié)旋鈕53可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)向動力源各自占比程度，以實現(xiàn)不同的路感反饋程度。

電子控制單元(ecu)60通過接收左轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角傳感器51、右轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角傳感器55傳遞來的實際左、右轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角信號，并與轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器2傳遞來的目標轉(zhuǎn)角信號相比較差異，并通過電子控制單元(ecu)60繼續(xù)對轉(zhuǎn)向電機33進行校正控制，直到消除兩者之間的差異，以達到較高的轉(zhuǎn)向精度。

4.電機助力模式下向左轉(zhuǎn)向完成后回正工況:

參閱圖9，此時電機全動力模式按鈕52未被按下，且電機助力模式調(diào)節(jié)旋鈕53轉(zhuǎn)到除0擋位外的其余擋位時，駕駛員向左轉(zhuǎn)向完成后向右轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向盤1，轉(zhuǎn)向盤1帶動轉(zhuǎn)向軸4旋轉(zhuǎn)。

轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器2將轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角方向改變信號實時傳遞給電子控制單元(ecu)60，電子控制單元(ecu)60向電磁阻尼器16發(fā)出控制信號，控制其產(chǎn)生相應(yīng)的阻尼特性；電子控制單元(ecu)60向電機控制器61發(fā)出控制信號，電機控制器61控制轉(zhuǎn)向電機33開始按照電機助力模式工作；電子控制單元(ecu)60向電磁閥控制器62發(fā)出控制信號，電磁閥控制器62控制所有電磁閥斷電。

電動機33開始旋轉(zhuǎn)，帶動第三軸34旋轉(zhuǎn)，進而帶動第三軸34上的第三齒輪36旋轉(zhuǎn)，通過第三齒輪36和齒條35組成的齒輪齒條副的傳動，帶動齒條35向右移動。齒條35帶動第一拉壓力傳感器37向右移動，進而帶動轉(zhuǎn)向動力缸第一活塞桿38向右移動。

轉(zhuǎn)向動力缸第一活塞桿38帶動與其相連的轉(zhuǎn)向動力缸活塞40向右移動。此時轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅰ腔容積增加，壓力降低，油箱58內(nèi)的液壓油經(jīng)過第一單向閥47進入ⅰ腔，實現(xiàn)補液。齒條35帶動與其相連的左轉(zhuǎn)向輪總成50完成左轉(zhuǎn)向輪的向右回正，同時轉(zhuǎn)向動力缸第二活塞桿59帶動與其相連的右轉(zhuǎn)向輪總成55完成右轉(zhuǎn)向輪的向右回正。

轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅱ腔容積減小，液壓油經(jīng)過第二兩位三通電磁閥32進入第二液壓缸26中，第二液壓缸活塞24在液壓力作用下向左移動，推動第二液壓缸活塞桿22向左移動，進而推動第二螺母20向左運動，經(jīng)過第二滾珠絲杠機構(gòu)18、第一錐齒輪3和第二錐齒輪14組成的錐齒輪副的傳動，帶動轉(zhuǎn)向軸4向右轉(zhuǎn)動，從而使轉(zhuǎn)向盤1進行向右回正，使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有自動回正功能，節(jié)省駕駛員的體力消耗。

液壓流如圖9中粗線所示。

5.系統(tǒng)斷電失效時向左轉(zhuǎn)向工況：

參閱圖10，當本實施例系統(tǒng)斷電失效時，所有電磁閥均斷電，電磁阻尼器16和轉(zhuǎn)向電機33停止工作。此時轉(zhuǎn)向系統(tǒng)會在中控臺相應(yīng)位置報警。

此時駕駛員向左轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤1，轉(zhuǎn)向盤1帶動轉(zhuǎn)向軸4旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向軸4經(jīng)過第一錐齒輪3和第二錐齒輪14組成的錐齒輪副傳動，帶動第一軸15轉(zhuǎn)動。第一軸15旋轉(zhuǎn)帶動第二絲杠19旋轉(zhuǎn)，通過第二滾珠21的滾動，使第二螺母20向右移動。第二螺母20向右移動，移動過s距離后第二螺母20與第二液壓缸活塞桿22相接觸，并推動第二液壓缸活塞桿22向右運動，第二液壓缸活塞桿22推動第二液壓缸活塞24向右移動，第二液壓缸26腔內(nèi)的容積減小，壓強升高，液壓油經(jīng)過第二液壓缸出油口31流入第二兩位三通電磁閥32的p口，由于其斷電，p口與a口連通，液壓油通過a口流入轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅱ腔，使ⅱ腔壓力升高，推動轉(zhuǎn)向動力缸活塞40向左移動。由于轉(zhuǎn)向動力缸活塞40向左移動，轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅰ腔容積減小，壓力升高，位于轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅰ腔內(nèi)的高壓液壓油經(jīng)過第一兩位三通電磁閥28進入第一液壓缸5的腔內(nèi)。由于此時第一液壓缸5內(nèi)的第一液壓缸活塞7處于原始位置，第一液壓缸活塞7距第一液壓缸缸體6的內(nèi)腔右極限位置有a距離，該距離a可以保證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在斷電失效的情況下轉(zhuǎn)向盤1轉(zhuǎn)至向左極限位置前，第一液壓缸活塞7能夠持續(xù)向右移動，以便第一液壓缸5的腔內(nèi)能夠容納由轉(zhuǎn)向動力缸42的ⅰ腔內(nèi)流出的高壓液壓油，保證向左轉(zhuǎn)向過程的正常工作。轉(zhuǎn)向動力缸活塞40帶動與其相連的轉(zhuǎn)向動力缸第一活塞桿38向左移動。推動齒條35和轉(zhuǎn)向動力缸第二活塞桿59向左移動，齒條35帶動與其相連的左轉(zhuǎn)向輪總成50完成左轉(zhuǎn)向輪的向左轉(zhuǎn)向，同時轉(zhuǎn)向動力缸第二活塞桿59帶動與其相連的右轉(zhuǎn)向輪總成55完成右轉(zhuǎn)向輪的向左轉(zhuǎn)向。

第一液壓缸活塞7在高壓液壓油的推動下向右移動，從而推動第一液壓缸活塞桿9向右移動，由于第一螺母12通過中間機械傳動件也隨著轉(zhuǎn)向盤1的向左轉(zhuǎn)動而向右移動，故第一液壓缸活塞桿9與第一螺母12始終保持距離s，防止二者產(chǎn)生運動干涉。

液壓流如圖10中粗線所示。