汽车防过度自转向电控限位装置及限位控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车转向控制技术领域，具体涉及用于防止路面干扰引起的汽车过度 自转向的电控限位装置及限位控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着汽车的普及，由于汽车转向失控而引起的交通事故逐年增加。汽车转向失控 主要有以下几个原因汽车转向系统的机械结构老化；2轮胎爆裂；3车轮受到路面的干 扰而发生转动。
[0003] 对于第一种、第二种情况，一般可以通过汽车的合理保养尽可能避免，而第三种情 况往往由于汽车的转向系统突然受到路面干扰而引起转向，例如汽车偏离道路行驶导致轮 胎撞击路肩引起的突发转向、汽车驶入积雪压实的车辙时导致的突发转向、汽车在非公路 道路行驶时路面严重崎岖不平导致的突发转向等，此时由于事发突然，驾驶员来不及控制 转向最终导致发生与对向行驶汽车碰撞、驶入路边沟壑、侧滑甩尾等交通事故。这种情况对 于转向系统拟效率较高的车辆更易发生。
[0004] 现有的汽车辅助驾驶技术大多基于电动助力转向系统，利用先进视觉感知或雷达 技术，通过转向干预避免道路行驶轨迹偏移造成的潜在事故发生。此类技术系统复杂，造价 高昂，且对于驾驶员疏忽大意，放松对转向盘把持力度时路面干扰引起的突发自转向由于 判断处理时间长，控制效果不甚理想。
【发明内容】
[0005] 本发明设计开发了一种汽车防过度自转向电控限位装置，避免因车轮受地面冲击 出现意外大角度偏转，提高了汽车行驶安全性。
[0006] 本发明提供的技术方案为：
[0007] -种汽车防过度自转向电控限位装置，包括：
[0008] 限位装置，其配置在方向盘与车轮之间，选择性的限制方向盘的转向角度；
[0009] 传感器，其用于获取方向盘转向角度和车轮与方向盘间传递的扭矩；
[0010] 控制器，其配置成根据所述传感器获取的转向角度与扭矩，控制所述限位装置限 制方向盘的转向角度。
[0011] 优选的是，所述限位装置包括：
[0012] 转向轴，用于传递方向盘与车轮间的转向力，所述转向轴周向方向上设置有限位 槽；
[0013] 限位销，其可选择性的与所述限位槽配合，限制所述转向轴的转动角度；
[0014] 移动机构，其与所述限位销连接，驱动所述限位销上下移动，完成与所述限位槽的 配合或分离。
[0015] 优选的是，所述移动机构包括：
[0016] 壳体；
[0017] 电磁铁，其通电后产生的磁力推动所述限位销向前移动，使所述限位销插入到所 述限位槽内；
[0018] 回位弹簧，其与所述限位销和壳体相连接，在所述电磁体断电后所述回位弹簧使 所述限位销受到弹簧力从所述限位槽内拔出。
[0019] 优选的是，在所述壳体和限位销之间设置有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧用于降低所 述限位销和壳体间的碰撞力。
[0020] 优选的是，所述限位槽设置在所述转向轴沿其周向设置的圆柱形凸台上，所述限 位槽的深度小于所述圆柱形凸台与所述转向轴的半径之差。
[0021] 优选的是，所述限位槽长度不大于所述圆柱形凸台周长的四分之一。
[0022] 优选的是，所述限位销与所述限位槽的配合部为圆柱体，并且所述限位销前端设 置有圆角。
[0023] 优选的是，其特征在于，还包括转向柱，所述转向轴从所述转向柱中穿过，所述壳 体固定在所述转向柱上，所述转向柱在所述限位销的移动路径上开设有通孔以使所述限位 销通过。
[0024] 一种汽车防过度自转向限位控制方法，使用上述的电控限位装置，并包括以下步 骤：
[0025] 步骤一、使用传感器测量方向盘转向角度a并换算为转向速度《，和车轮与方向 盘间传递的扭矩M;
[0026]步骤二、控制器判断方向盘转向速度《是否大于预设的转向速度阀值％，若结果 为否，则返回步骤一；若结果为是，则进行下一步；
[0027] 步骤三、控制器判断车轮与方向盘间传递的扭矩M是否小于预设的扭矩阀值M。，若 结果为否，则返回步骤一；若结果为是，则进行下一步；
[0028] 步骤四、控制器给限位装置发送信号，限制方向盘的转向角度；
[0029]步骤五、控制器判断方向盘转向角度a是否小于预设的角度阀值aC1，若结果为是 则立即控制限位装置解除对方向盘转向的限制；若结果为否，则在经过时间t后解除对方 向盘转向的限制。
[0030] 一种汽车，包括上述汽车防过度自转向电控限位装置。
[0031] 本发明所述的有益效果：本发明通过在转向轴上加装电控限位装置实现了防止车 轮受地面冲击出现意外大角度偏转、提高汽车行驶安全性的目的。结构简单可靠，降低开发 和改装难度；利用现今汽车普遍配备的转向盘转角转矩传感器测得的信号判断路面引起的 突发自转向，相比较当今在主动安全技术领域广泛使用的通过汽车行驶轨迹变化的先进被 动测量方式，本发明的技术方案相对判断迅速且造价成本低，避免当驾驶员疏忽大意降低 把握转向盘的力矩时，路面干扰造成的汽车大角度自转向现象。当驾驶员能够或重新恢复 控制转向时，该装置主动退出介入，避免干扰驾驶员的转向控制。
【附图说明】
[0032] 图1是本发明所述的汽车防过度自转向电控限位装置的限位动作机构安装位置 示意图。
[0033] 图2是本发明所述的汽车防过度自转向电控限位装置的结构爆炸图。
[0034] 图3是本发明所述的汽车防过度自转向电控限位装置的限位槽示意图。
[0035] 图4是本发明所述的汽车防过度自转向电控限位装置的移动机构剖视图。
[0036] 图5为本发明所述的汽车防过度自转向电控限位装置的控制系统电气原理图。
[0037] 图6为本发明所述的汽车防过度自转向控制流程图。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文 字能够据以实施。
[0039] 本发明提供一种汽车防过度自转向电控限位装置，能够在当车轮受地面冲击出现 意外大角度偏转时，限制方向盘的转动角度，进行控制车辆行驶的方向，避免出现安全事 故。
[0040] 本发明包括限位装置，传感器，控制器。限位装置配置在方向盘与车轮之间，选择 性的限制方向盘的转向角度；传感器用于获取方向盘转向角度和车轮与方向盘间传递的扭 矩；控制器配置成根据传感器获取的转向角度与扭矩，控制限位装置限制方向盘的转向。本 发明利用传感器测量出房向盘转角大小、方向以及转向力矩大小，判断路面引起的突发自 转向，进行启动限位装置对方向盘转角进行限制，从而提高行驶稳定性避免事故发生。
[0041] 如图1、图2所示，限位装置包括转向轴11、限位销6、以及移动机构。转向轴11连 接于方向盘与车轮之间，用于传递方向盘与车轮间的转向力。转向轴11沿其周向设置有圆 柱形凸台，该圆柱形凸台的直径大于转向轴11的直径，在圆柱形凸台周向方向上设置有限 位槽10。限位槽10的宽度略大于限位销6直径，限位销6的头部做出2mm的倒圆角。移动 机构能够带动限位销6插入到限位槽10内，从而实现限制转向轴11的转动角度。一并参 阅图3,限位槽10的深度小于圆柱形凸台与转向轴11的半径之差，这样可使限位槽10不影 响转向轴11的强度。限位槽10的长度占转向轴11凸台周长的四分之一，这样将转向轴的 活动范围限制在了 90°范围之内。
[0042] -并参阅图4,壳体2上部为一内部中空的圆柱体，顶部通孔内壁加工有螺纹，壳 体端盖12通过