[發明專利]一種帶中位自鎖功能的后輪線控轉向器及其控制方法

在審

• 申請號: 201911288306.0
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN110901753A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 王帥;施國標
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種帶中位自鎖功能的后輪線控轉向器及其控制方法，其特征在于：后輪線控轉向器由電機及其控制器、自鎖式蝸輪蝸桿減速機構、滾珠絲杠減速機構組成。所述電機及其控制器集成在一起，控制器在電機尾部。所述自鎖式蝸輪蝸桿減速機構作為電機輸出力矩的第一級減速機構，對電機降速增扭。所述滾珠絲杠減速機構作為第二級減速機構，變轉動為絲杠的直線運動，產生推動力帶動左右拉桿進而帶動轉向節使車輪產生轉向。

2.根據權利要求1所述的帶中位自鎖功能的后輪線控轉向器，其特征還在于，蝸輪蝸桿所構成的減速機構具備自鎖性，蝸桿9的展開螺旋角≤4°，小于蝸輪蝸桿接觸摩擦角，蝸桿9的材料為40Cr，蝸輪11的材料為錫青銅。蝸輪過盈壓在蝸輪法蘭13上，為了進一步保持動力的穩定傳遞可設置平鍵連接，蝸輪法蘭13通過螺栓固定在絲杠螺母5上。蝸輪蝸桿減速機構的反向自鎖決定了運動傳遞的單向性，即當電機停止工作時，絲杠軸的位置即被鎖定，以達到無需后輪轉向時后輪轉向線控轉向器處于鎖止狀態的目的。

3.根據權利要求2所述的自鎖式蝸輪蝸桿減速機構，其特征在于，蝸桿9一端與電機16通過聯軸器17連接，另一端伸出電動裝置殼體15外且加工成六角螺帽形狀，用于系統故障的人工歸位，保證系統在非零位發生故障時可以通過手動轉動螺母使系統工作位置調整至零位。

4.根據權利要求2所述的自鎖式蝸輪蝸桿減速機構，其特征還在于，蝸桿9一端與電機1601通過聯軸器17連接，另一端可以布置另外一套帶離合器的有刷電機1602，用于系統的冗余，當電機1601及其控制器故障時，通過帶離合器有刷電機1602的離合器結合，其控制器控制帶離合器的有刷電機1602實現后輪轉向功能。

5.根據權利要求1所述的帶中位自鎖功能的后輪用線控轉向器，其特征在于，滾珠絲杠減速機構中，螺母5上蝸輪法蘭13內孔處設計有鋼導管保證循環鋼球10的循環流動，螺母5遠離蝸輪法蘭13的一側，裝配有軸承7，軸承7內圈靠牙腹鎖緊螺母6鎖緊，軸承7外圈設計有軸肩靠開槽外螺紋螺母8鎖緊在轉向器左殼體4上，從而使螺母5的軸向位置固定，以保證螺母5的旋轉運動可使絲杠軸2進行軸向直線運動，絲杠軸2兩端加工有鉸球頭1，與轉向拉桿連接。

6.根據權利要求1所述的帶中位自鎖功能的后輪線控轉向器控制方法，其特征在于，左右后車輪主銷上端各裝有角度傳感器，角度傳感器中的中心轉軸與主銷軸剛性連接，所述兩個角度傳感器互相冗余，將車輪轉動角度實時反饋給控制器。所述控制器在四輪工作模式下，上層通過前輪轉角和車速信號查表獲得后輪轉向的目標轉角。下層則控制線控轉向器的電機伺服上層得到的目標轉角，通過控制執行電動機的電機電流、電機轉速和位置來伺服目標角度，進而驅動轉向輪實現轉角的控制。所述控制器在兩輪轉向模式下待機，僅檢測角度傳感器是否處于零位，如果與零位偏差較大則驅動電機回中位；無需后輪轉向時，處于鎖止狀態，無能耗產生。