[發明專利]一種用于線傳轉向系統的雙驅動方向機

在審

• 申請號: 201611030670.3
• 申請日: 2016-11-16
• 公開（公告）號: CN106585707A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 連小珉;王通
• 申請（專利權）人: 清華大學;清華大學蘇州汽車研究院（相城）
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D3/12
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 廖元秋

技術領域

本發明屬于汽車設備結構設計領域，特別涉及一種用于線傳轉向系統的由雙電機驅動的方向機設計。

背景技術

線傳轉向系統較傳統的機械式轉向系統而言，取消了方向盤與轉向器之間的機械連接，通過傳輸電信號進行轉向驅動。這一改變能夠提高汽車的操縱穩定性、被動安全性以及乘坐舒適性，使得汽車在高速低速下都可以具有較好的轉向特性。然而相比于傳統的機械式轉向系統，線傳轉向系統用電信號取代了機械連接，用轉向電機驅動轉向器執行轉向操作，由路感電機來提供路感，由于電氣系統的可靠性遠不及機械系統，所以線傳轉向系統可靠性大大降低。

在線傳轉向系統中，如圖1所示，傳統的單路方向機由方向盤01、轉角傳感器02、路感電機03、方向機控制器04和蝸輪蝸桿傳動機構05構成；方向盤01與路感電機03通過方向盤軸下端的蝸桿與路感電機輸出軸末端的蝸輪相嚙合進行傳動，轉角傳感器02套在方向盤01的軸上。其中，由路感反饋機構驅動的方向機主要具有以下作用：1.接收來自轉向機的目標轉矩信號，路感電機執行路感反饋；2.通過轉角傳感器測得方向盤實際轉角，為轉向機提供轉角指令；3.通過異形螺母機構對方向盤的轉角范圍進行限制，使方向盤總轉動圈數不超過3圈。對于單電機驅動的方向機來說，一旦電機或者控制器、傳感器等電氣設備發生損壞，整個方向機會發生故障，行駛中駕駛員會由于無法感受到路感而恐慌或誤操作，汽車會因此發生安全事故。故需要通過余度冗余的手段提高線傳轉向系統中的方向機的安全可靠性。

目前的單電機驅動的方向機存在著以下問題：1.沒有采用余度設計，無法保證整個系統的安全性；2.通過增大路感電機的輸出轉矩來進行方向盤轉動的限位，可能會由于駕駛員大力扭轉方向盤而導致路感電機過載，從而失去對方向盤的限位能力，導致方向盤轉動角度超出可控范圍，導致方向機出現故障，影響線傳轉向系統的安全性。

發明內容

本發明的目的是為克服已有技術的不足之處，設計了一種用于線傳轉向系統的雙驅動方向機。本發明在正常工作情況下通過雙路感電機并聯耦合驅動方向盤，為駕駛員提供路感，當一路路感電機驅動機構故障時，另一路將繼續工作，以保證路感反饋的安全可靠進行。

一種用于線傳轉向系統的雙驅動方向機，其特征在于，包括由兩臺路感電機組成的路感電機驅動機構、包含兩個同步齒輪及兩條傳動軸的同步齒輪機構、安裝在一帶有中心孔殼體內的多圈轉動限位機構、安裝在另一帶有中心孔殼體的傳感器單元和帶有雙通孔的箱體式固定安裝機構；其中，路感電機驅動機構通過兩臺路感電機輸出軸分別與同步齒輪機構的兩條傳動軸相連進行耦合傳動，構成兩路傳動軸系，同步齒輪機構安裝在固定安裝機構的箱體中；多圈轉動限位機構通過殼體的中心孔固定在一條傳動軸系上端，多圈轉動限位機構的殼體安裝在固定安裝機的箱體上，傳感器單元固定在另一條傳動軸系上端，傳感器單元的殼體安裝在固定安裝機構的箱體上；所述多圈轉動限位機構的殼體和傳感器單元的殼體分別對兩路傳動軸系上部進行定位。

本發明的特點在于：

本發明的雙驅動方向機功能執行部分主要包括路感電機驅動機構、同步齒輪機構、多圈轉動限位機構、傳感器單元及固定安裝機構。路感電機驅動機構由兩個相同的路感電機構成，同步齒輪機構由兩條傳動軸、兩個傳動齒輪及軸承、軸端擋圈等軸系部件構成，路感電機驅動機構通過同步齒輪機構中傳動軸上的兩同步齒輪相嚙合進行耦合傳動，共同向駕駛員傳遞路感。兩臺路感電機分別由各自的控制器進行控制，兩轉角傳感器輸出的信號分別傳輸到兩個控制器，以達到余度的需要。路感電機驅動機構與方向盤通過同步齒輪機構的傳動軸串聯，以將電機的路感反饋力傳遞到方向盤上，從而為駕駛員提供路感反饋，在方向盤與路感電機串聯的傳動軸上還安裝有多圈轉動限位機構，控制方向盤總轉動圈數不超過3圈。

本發明的雙驅動方向機分為兩種工作模式。在正常工作情況下，由路感電機驅動機構通過同步齒輪機構將兩臺路感電機輸出的路感驅動力并聯耦合后用來驅動方向盤，為駕駛員提供路感，這是雙驅動方向機的雙驅動工作模式；而當一臺路感電機發生故障時，整個方向機僅由另一臺無故障的路感電機提供路感驅動力，系統仍能正常為駕駛員提供路感，這是雙驅動方向機的單驅動工作模式。這樣使雙驅動方向機在出現單路電氣故障時仍能正常工作，大大提高了其工作的安全可靠性。

本發明的有益效果在于：