具有柔性冗余機(jī)構(gòu)的車用線控轉(zhuǎn)向裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有柔性冗余機(jī)構(gòu)的線控轉(zhuǎn)向裝置，旨在降低現(xiàn)有技術(shù)的復(fù)雜性，提高可靠性、安全性，該裝置包括：轉(zhuǎn)向輸入部分，包括轉(zhuǎn)向盤及轉(zhuǎn)向管柱；轉(zhuǎn)向輸出部分，包括齒輪齒條轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；柔性傳動(dòng)部分和模式控制器構(gòu)成的控制系統(tǒng)，通過(guò)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)SBW、C-EPS、P-EPS工作模式，當(dāng)機(jī)電系統(tǒng)或電源出現(xiàn)故障時(shí)，裝置自動(dòng)處于柔性傳動(dòng)轉(zhuǎn)向模式，可靠保證正常轉(zhuǎn)向功能。
【專利說(shuō)明】具有柔性冗余機(jī)構(gòu)的車用線控轉(zhuǎn)向裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種線控轉(zhuǎn)向裝置，尤其涉及一種具有可實(shí)現(xiàn)多模式柔性冗余的汽車線控轉(zhuǎn)向裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車線控轉(zhuǎn)向與傳統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比具有空間布置靈活、可以調(diào)控駕駛路感等優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)避撞、輔助駕駛等，極大程度上提高了操縱穩(wěn)定性和主動(dòng)安全性，代表了汽車安全、智能的發(fā)展方向。
[0003]但隨之而來(lái)的問(wèn)題是如何保證系統(tǒng)自身的可靠性，即當(dāng)機(jī)電系統(tǒng)、電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障下如何保證駕駛員通過(guò)轉(zhuǎn)向盤實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向控制。目前比較常用的做法是采用:1、電控系統(tǒng)冗余；2、傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)冗余；3、繩輪傳動(dòng)裝置冗余；方法I采用兩套或以上數(shù)量的電控系統(tǒng)，不能從根本上解決電子系統(tǒng)本身故障帶來(lái)的安全隱患，而且整個(gè)系統(tǒng)體積大、控制復(fù)雜、成本高、不易維護(hù)等；方法2—般在原有的機(jī)械連桿轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上增加離合裝置，空間布置上仍與機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一樣，無(wú)法體現(xiàn)線控系統(tǒng)布置靈活的特點(diǎn)；方法3采用鋼絲繩傳動(dòng)機(jī)構(gòu)替代方法2中機(jī)械連桿機(jī)構(gòu)，使其不受空間布置的限制，但鋼絲繩輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，繩輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，本身需要較大預(yù)緊力，增加了系統(tǒng)的摩擦，使轉(zhuǎn)向變得沉重。此外輪繩纏繞、鋼絲繩預(yù)緊不當(dāng)或旋轉(zhuǎn)速度快時(shí)易發(fā)生鋼絲繩磨損甚至脫輪故障，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法工作。
[0004]在已公布的專利[JP2005-082099A]中公開了一種汽車轉(zhuǎn)向裝置。該裝置采用軟軸避免了上述輪繩結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，但該轉(zhuǎn)置采用電磁離合器直接控制軟軸轉(zhuǎn)矩的傳遞，需要較大功率的電磁離合器和軟軸，導(dǎo)致系統(tǒng)體積、質(zhì)量大，尤其軟軸直徑大，最小彎曲半徑增大，布置上受限。該裝置在冗余機(jī)構(gòu)發(fā)生作用時(shí)，軟軸需克服路感電機(jī)、執(zhí)行電機(jī)的磁場(chǎng)力，使轉(zhuǎn)向沉重，而在線控轉(zhuǎn)向模式下，執(zhí)行電機(jī)反拖軟軸旋轉(zhuǎn)，增加了軟軸的磨損、降低系統(tǒng)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種具有柔性冗余的車用線控轉(zhuǎn)向裝置，以提高可靠性為前提，實(shí)現(xiàn)冗余模式的高性能化，旨在故障發(fā)生時(shí)能最大程度提供可助力的冗余轉(zhuǎn)向模式，保持轉(zhuǎn)向操縱輕便性；在機(jī)電系統(tǒng)發(fā)生故障或電源斷電的極端情況下，裝置自動(dòng)轉(zhuǎn)為柔性轉(zhuǎn)向模式，從根本上確保安全性。
[0006]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:提供一種具有柔性冗余機(jī)構(gòu)的車用線控轉(zhuǎn)向裝置，其中包括一轉(zhuǎn)向輸入部分，該輸入部分至少具有一個(gè)轉(zhuǎn)向盤，轉(zhuǎn)向盤和一轉(zhuǎn)向柱的一端鍵連接，轉(zhuǎn)向輸入被施加到該轉(zhuǎn)向盤上；一轉(zhuǎn)向輸出部分，該轉(zhuǎn)向輸出部分至少具有一齒輪齒條機(jī)構(gòu)，齒條與左右轉(zhuǎn)向輪保持工作連接，由轉(zhuǎn)向輸入確定的轉(zhuǎn)向力矩被直接或間接的施加到該齒輪齒條上；一柔性傳動(dòng)部分，該柔性傳動(dòng)部分包括第一動(dòng)力機(jī)構(gòu)和第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)，第一動(dòng)力機(jī)構(gòu)輸入軸一端與轉(zhuǎn)向輸入部分的轉(zhuǎn)向柱一端經(jīng)第一力矩傳感器固連，第一動(dòng)力機(jī)構(gòu)輸入軸另一端連接第一轉(zhuǎn)角傳感器，第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)的蝸輪軸一端安裝第二力矩傳感器，并與轉(zhuǎn)向輸出齒輪一端固連，其蝸輪軸另一端安裝第二轉(zhuǎn)角傳感器。第一動(dòng)力機(jī)構(gòu)的輸出端與第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)的輸入端通過(guò)傳動(dòng)軟軸連接。
[0007]其中第一動(dòng)力機(jī)構(gòu)具有一蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)和第一換向轉(zhuǎn)置,蝸輪軸作為輸入軸，蝸桿作為輸出軸其一端與第一換向裝置的輸入軸一端鍵連接，第一換向裝置輸入軸的另一端與第一執(zhí)行電動(dòng)機(jī)輸出軸鍵連接。
[0008]其中第一換向裝置具有一錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一主動(dòng)錐齒輪、一從動(dòng)錐齒輪和一輸入軸，其輸入軸裝有第一離合裝置和第二離合裝置，其第一離合裝置包括一常接合電磁離合器，其第二離合裝置包括一常分離電磁離合器，錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于兩離合裝置之間。
[0009]其中第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)具有一蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)和第二轉(zhuǎn)向裝置，蝸輪軸作為輸入軸，蝸桿作為輸出軸其一端與第二換向裝置的輸入軸一端鍵連接，第二換向裝置輸入軸的另一端與第二執(zhí)行電動(dòng)機(jī)輸出軸鍵連接。
[0010]其中第二換向裝置具有一錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一主動(dòng)錐齒輪、一從動(dòng)錐齒輪和一輸入軸，其輸入軸裝有第三離合裝置和第四離合裝置，其第三離合裝置包括一常接合電磁離合器，其第四離合裝置包括一常分離電磁離合器，錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于兩離合裝置之間。
[0011]還包括一模式控制器，該模式控制器與柔性傳動(dòng)部分構(gòu)成控制系統(tǒng)，與故障診斷單元通過(guò)車載總線通信，根據(jù)所接受的信息選擇性地接合或分離離合裝置實(shí)現(xiàn)不同的工作模式:當(dāng)系統(tǒng)正常時(shí)，模式控制器控制離合裝置使系統(tǒng)處于SBW工作模式；當(dāng)?shù)谝粍?dòng)力機(jī)構(gòu)故障時(shí)，執(zhí)行P-EPS工作模式；當(dāng)?shù)诙?dòng)力機(jī)構(gòu)故障時(shí)，執(zhí)行C-EPS工作模式；當(dāng)?shù)谝?、第二?dòng)力機(jī)構(gòu)均發(fā)生故障或系統(tǒng)發(fā)生掉電故障時(shí)，執(zhí)行柔性傳動(dòng)模式。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是:
[0013](I)可與現(xiàn)有電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向產(chǎn)品進(jìn)行連接，組合形成線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便靈活的特點(diǎn)；
[0014](2)可根據(jù)系統(tǒng)故障情況實(shí)現(xiàn)3種冗余轉(zhuǎn)向方式，具有可靠性高、轉(zhuǎn)向輕便的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]參照下面附圖的優(yōu)選實(shí)施形式的說(shuō)明，會(huì)更清楚地理解本發(fā)明。但是，實(shí)施形式和附圖用于單純的圖示和說(shuō)明，不應(yīng)用于限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書確定。
[0016]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)分解示意圖。
[0017]圖2A為本發(fā)明第一動(dòng)力機(jī)構(gòu)剖視示意圖。
[0018]圖2B為本發(fā)明第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)剖視示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明控制系統(tǒng)原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]根據(jù)圖1?圖3對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0021]圖1表示本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)分解示意圖。由轉(zhuǎn)向盤I和轉(zhuǎn)向柱2構(gòu)成輸入部分，轉(zhuǎn)向盤I和轉(zhuǎn)向柱2的一端鍵連接，轉(zhuǎn)向輸入被施加到該轉(zhuǎn)向盤I上；由齒輪齒條轉(zhuǎn)向機(jī)4構(gòu)成的輸出部分，齒條與左右轉(zhuǎn)向輪保持工作連接，由轉(zhuǎn)向輸入確定的轉(zhuǎn)向力矩被直接或間接的施加到該齒輪齒條轉(zhuǎn)向機(jī)4上；連接輸入輸出的柔性傳動(dòng)部分,該柔性傳動(dòng)部分包括第一動(dòng)力機(jī)構(gòu)和第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)，第一動(dòng)力機(jī)構(gòu)的輸出端與第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)的輸入端通過(guò)傳動(dòng)軟軸3連接。第一動(dòng)力機(jī)構(gòu)主要包括蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)5、第一換向裝置6、第一執(zhí)行電動(dòng)機(jī)7，并在其蝸輪輸入軸與轉(zhuǎn)向柱之間安裝第一力矩傳感器15，在蝸輪輸入軸另一端連接第一轉(zhuǎn)角傳感器14。第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)主要包括蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)11、第二換向裝置10、第二執(zhí)行電動(dòng)機(jī)9，并在其蝸輪輸出軸與轉(zhuǎn)向機(jī)的小齒輪軸之間安裝第二力矩傳感器12，蝸輪輸入軸另一端安裝第二轉(zhuǎn)角傳感器13。模式控制器8根據(jù)檢測(cè)到總線上的故障信息，選擇性地接合或分離離合裝置實(shí)現(xiàn)不同的工作模式。當(dāng)系統(tǒng)正常時(shí)，執(zhí)行SBW工作模式，此模式下第一動(dòng)力機(jī)構(gòu)執(zhí)行路感模擬，第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)執(zhí)行線控轉(zhuǎn)向；當(dāng)?shù)谝粍?dòng)力機(jī)構(gòu)故障時(shí)，執(zhí)行P-EPS工作模式，此時(shí)第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)執(zhí)行轉(zhuǎn)向助力；當(dāng)?shù)诙?dòng)力機(jī)構(gòu)故障時(shí)，執(zhí)行C-EPS工作模式，此時(shí)第一動(dòng)力機(jī)構(gòu)執(zhí)行轉(zhuǎn)向助力；當(dāng)?shù)谝?、第二?dòng)力機(jī)構(gòu)均發(fā)生故障或系統(tǒng)斷電時(shí)，執(zhí)行柔性傳動(dòng)模式，此時(shí)第一離合裝置16接合，第二離合裝置17分離，第三離合裝置18接合，第四離合裝置19分離。
[0022]圖2A為本發(fā)明第一動(dòng)力機(jī)構(gòu)剖視示意圖。其中轉(zhuǎn)向柱13與蝸輪軸之間裝有第一轉(zhuǎn)矩傳感器11a，在蝸輪軸的下部安裝有第一轉(zhuǎn)角傳感器11b，該部分可采用現(xiàn)有的C-EPS轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)總成，具體做法是將其蝸輪軸下部的萬(wàn)向傳動(dòng)裝置拆除，并在蝸輪軸下端安裝上轉(zhuǎn)角傳感器，然后將電動(dòng)機(jī)拆除備用，再需測(cè)量蝸桿的連接法蘭、蝸桿輸出端外花鍵機(jī)電機(jī)連接法蘭的尺寸作為后繼連接件設(shè)計(jì)的依據(jù)。作為動(dòng)力輸入的蝸桿12與第一動(dòng)力機(jī)構(gòu)輸入軸14的通過(guò)花鍵連接，輸入軸14與第一離合裝置15的制動(dòng)盤15a通過(guò)平鍵連接，為保證同軸，在此將第一離合裝置的磁軛15b與輸入軸14間加裝滾針軸承15d，錐齒輪17a、17b嚙合構(gòu)成換向傳動(dòng)。其安裝方式為:主動(dòng)錐齒輪17a內(nèi)孔通過(guò)輸入軸14，并保持一定間隙，與連接件16a通過(guò)沉頭螺釘連接，連接件16a通過(guò)沉頭螺釘固定安裝在第一離合裝置的磁軛15b上，從動(dòng)錐齒輪17b通過(guò)滾針軸承安裝在連接件16b安裝孔內(nèi)，連接件16b通過(guò)螺釘固連在連接件16a上。輸入軸14另一端與第二離合裝置18的從動(dòng)盤18a通過(guò)平鍵連接，第一執(zhí)行電機(jī)19的輸出軸通過(guò)平鍵與第二離合裝置18的轉(zhuǎn)子18b相連。第一執(zhí)行電機(jī)19的連接盤經(jīng)外殼110與蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)外殼連接法蘭通過(guò)長(zhǎng)螺桿111連接。系統(tǒng)通過(guò)錐齒輪17a與軟軸連接。系統(tǒng)的動(dòng)力傳動(dòng)路徑有兩種:一是第一離合裝置15處于分離狀態(tài)，第二離合裝置18處于接合狀態(tài)，此時(shí)動(dòng)力由第一執(zhí)行電機(jī)19經(jīng)第二離合裝置18、輸入軸14傳遞給蝸桿12，蝸桿帶動(dòng)蝸輪傳遞扭轉(zhuǎn)力矩；二是第一離合裝置15處于接合狀態(tài)，第二離合裝置18處于分離狀態(tài)，此時(shí)動(dòng)力由轉(zhuǎn)向盤經(jīng)轉(zhuǎn)向柱13，經(jīng)蝸輪蝸桿、第一離合裝置15傳遞到錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)17，從動(dòng)錐齒輪17b帶動(dòng)軟軸產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩。第一執(zhí)行電機(jī)19經(jīng)第二離合裝置18、輸入軸14傳遞給蝸桿12，蝸桿帶動(dòng)蝸輪傳遞扭轉(zhuǎn)力矩。作為優(yōu)選，第一動(dòng)力機(jī)構(gòu)的主要部件選型計(jì)算可參考如下流程:
[0023](I)確定蝸輪蝸桿傳動(dòng)比
[0024]其中，Tlpwmax為最大助力力矩，T16為第一執(zhí)行電機(jī)額定功率，
Tlpwmax≥Twhmax-TdA。其中，Twhmax為作用在轉(zhuǎn)向柱上的汽車滿載轉(zhuǎn)向阻力矩，可取30~50Nm,Tdril為駕駛員轉(zhuǎn)向操縱力矩，為使轉(zhuǎn)向輕便可取lONm。上述參數(shù)中，為了減小電機(jī)體積，一般Tle取為2Nm為宜。
[0025](2)確定第一執(zhí)行電機(jī)額定功率
[0026]第一執(zhí)行電機(jī)可選取直流有刷電機(jī)或直流無(wú)刷電機(jī)，其額定功率計(jì)算為:
[0027]A其中，反?為轉(zhuǎn)向盤平均轉(zhuǎn)速，一般可取400°~500° /s。
[0028](3)確定第一、第二離合裝置
[0029]第一離合轉(zhuǎn)置采用電磁摩擦通電分離型，第二離合裝置采用電磁摩擦通電接合型。離合裝置的電壓取24V，IrtSTle,TrtS離合器靜摩擦轉(zhuǎn)矩?？筛鶕?jù)電壓和靜摩擦轉(zhuǎn)矩進(jìn)行初選，離合器安裝孔徑與鍵槽的大小，有標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格，特殊的規(guī)格需要跟電磁離合器生產(chǎn)廠家進(jìn)行協(xié)商。
[0030](4)確定錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比
[0031]錐齒輪主要起改變傳動(dòng)方向，目的是避免布置上對(duì)軟軸最小彎曲半徑的限制。故在此取1:1。齒數(shù)模數(shù)及齒形可在滿足上述所選的離合器尺寸規(guī)格的基礎(chǔ)上確定。
[0032]圖2B為本發(fā)明第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)剖視示意圖。其中23為齒輪齒條轉(zhuǎn)向機(jī)，轉(zhuǎn)向機(jī)小齒輪23b與蝸輪軸之間裝有第二轉(zhuǎn)矩傳感器21a，在蝸輪軸的下部安裝有第二轉(zhuǎn)角傳感器21b，該部分可采用現(xiàn)有的P-EPS轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)總成，具體做法是將其蝸輪軸上部的萬(wàn)向傳動(dòng)裝置拆除，并在蝸輪軸下端安裝上轉(zhuǎn)角傳感器，然后將電動(dòng)機(jī)拆除備用，再需測(cè)量蝸桿的連接法蘭、蝸桿輸出端外花鍵及電機(jī)連接法蘭的尺寸作為后繼連接件設(shè)計(jì)的依據(jù)。作為動(dòng)力輸入的蝸桿22與第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)輸入軸24的通過(guò)花鍵連接，輸入軸24與第三離合裝置25的制動(dòng)盤25a通過(guò)平鍵連接，為保證同軸，在此將第三離合裝置的磁軛25b與輸入軸24間加裝滾針軸承25d，錐齒輪27a、27b嚙合構(gòu)成換向傳動(dòng)。具體安裝方式為:主動(dòng)錐齒輪27a內(nèi)孔通過(guò)輸入軸24，并保持一定間隙，與連接件26a通過(guò)沉頭螺釘連接，連接件26a通過(guò)沉頭螺釘固定安裝在第三離合裝置的磁軛25b上，從動(dòng)錐齒輪27b通過(guò)滾針軸承安裝在連接件26b安裝孔內(nèi)，連接件26b通過(guò)螺釘固連在連接件26a上。輸入軸24另一端與第四離合裝置28的從動(dòng)盤28a通過(guò)平鍵連接，第二執(zhí)行電機(jī)29的輸出軸通過(guò)平鍵與第四離合裝置28的轉(zhuǎn)子28b相連。第二執(zhí)行電機(jī)29的連接盤經(jīng)外殼210與蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)外殼連接法蘭通過(guò)長(zhǎng)螺桿211連接。系統(tǒng)通過(guò)錐齒輪27a與軟軸連接。系統(tǒng)的動(dòng)力傳動(dòng)路徑有兩種:一是第三離合裝置25處于分離狀態(tài)，第四離合裝置28處于接合狀態(tài)，此時(shí)動(dòng)力由第二執(zhí)行電機(jī)29經(jīng)第四離合裝置28、輸入軸24傳遞給蝸桿22，蝸桿帶動(dòng)蝸輪傳遞扭轉(zhuǎn)力矩；二是第三離合裝置25處于接合狀態(tài)，第四離合裝置28處于分離狀態(tài)，此時(shí)動(dòng)力由軟軸經(jīng)錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)17，通過(guò)第三離合裝置25、輸入軸24傳遞給蝸桿22，蝸桿帶動(dòng)蝸輪，蝸輪帶動(dòng)齒輪齒條機(jī)傳遞力矩。作為優(yōu)選，第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)的主要部件選型計(jì)算可參考如下流程:
[0033](I)確定蝸輪蝸桿傳動(dòng)比
[0034]/2g=%^。其中，T2pwmax為最大助力力矩，T26為第二執(zhí)行電機(jī)額定功率，
T2pwmax≥Twhmax-TdA。其中，Twhmax為作用在轉(zhuǎn)向柱上的汽車滿載轉(zhuǎn)向阻力矩，可取30~50Nm，Tdril為駕駛員轉(zhuǎn)向操縱力矩，為使轉(zhuǎn)向輕便可取lONm。上述參數(shù)中，為了減小電機(jī)體積，一般T2e取為2Nm為宜。
[0035](2)確定第二執(zhí)行電機(jī)額定功率[0036]第二執(zhí)行電機(jī)可選取直流有刷電機(jī)或直流無(wú)刷電機(jī)，其額定功率計(jì)算為:
[0037]P2e > TleIaJ2g。其中，ωηΙ,為轉(zhuǎn)向盤平均轉(zhuǎn)速，一般可取400°~500° /s。
[0038](3)確定第三、第四離合裝置
[0039]第三離合轉(zhuǎn)置采用電磁摩擦通電分離型，第四離合裝置采用電磁摩擦通電接合型。離合裝置的電壓取24V，Irt≥T2e,TrtS離合器靜摩擦轉(zhuǎn)矩?？筛鶕?jù)電壓和靜摩擦轉(zhuǎn)矩進(jìn)行初選，離合器安裝孔徑與鍵槽規(guī)格的大小，有標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格，特殊的規(guī)格需要跟電磁離合器生產(chǎn)廠家進(jìn)行協(xié)商。
[0040](4)確定錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比
[0041]錐齒輪主要起改變傳動(dòng)方向，目的是避免布置上對(duì)軟軸最小彎曲半徑的限制。故在此取1:1。齒數(shù)模數(shù)及齒形可在滿足上述所選的離合器尺寸規(guī)格的基礎(chǔ)上確定。
[0042]軟軸的選型主要依據(jù)所傳遞的轉(zhuǎn)矩和彎曲半徑，傳遞的轉(zhuǎn)矩可根據(jù)如下經(jīng)驗(yàn)公式確定，彎曲半徑則根據(jù)實(shí)際布置空間確定。由計(jì)算得到轉(zhuǎn)矩和彎曲半徑即可進(jìn)行選型。
[0043]
【權(quán)利要求】
1.一種具有柔性冗余機(jī)構(gòu)的車用線控轉(zhuǎn)向裝置，其包括: 一轉(zhuǎn)向輸入部分，其包括一個(gè)轉(zhuǎn)向盤，轉(zhuǎn)向盤和一轉(zhuǎn)向柱的一端固接，轉(zhuǎn)向輸入被施加到該轉(zhuǎn)向盤上； 一轉(zhuǎn)向輸出部分，其包括一齒輪齒條轉(zhuǎn)向機(jī)，齒條與左右轉(zhuǎn)向輪保持工作連接，由轉(zhuǎn)向輸入確定的轉(zhuǎn)向力矩被直接或間接的施加到該齒輪齒條上； 其特征在于還包括: 一柔性傳動(dòng)部分，該柔性傳動(dòng)部分包括第一動(dòng)力機(jī)構(gòu)和第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)，第一動(dòng)力機(jī)構(gòu)輸入軸一端與轉(zhuǎn)向輸入部分的轉(zhuǎn)向柱一端經(jīng)第一力矩傳感器固接，第一動(dòng)力機(jī)構(gòu)輸入軸另一端連接第一轉(zhuǎn)角傳感器，第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)的蝸輪軸一端安裝第二力矩傳感器并與轉(zhuǎn)向輸出部分的齒輪軸一端固接，其蝸輪軸另一端安裝第二轉(zhuǎn)角傳感器，第一動(dòng)力機(jī)構(gòu)的輸出端與第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)的輸入端通過(guò)傳動(dòng)軟軸連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有柔性冗余機(jī)構(gòu)的車用線控轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于:所述的第一動(dòng)力機(jī)構(gòu)具有一蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，蝸輪軸作為輸入軸，蝸桿作為輸出軸其一端與第一換向裝置的輸入軸一端固接，第一換向裝置輸入軸的另一端與第一執(zhí)行電動(dòng)機(jī)輸出軸固接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有柔性冗余機(jī)構(gòu)的車用線控轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于:所述的第一換向裝置具有一錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一主動(dòng)錐齒輪、一從動(dòng)錐齒輪和一輸入軸，其輸入軸裝有第一離合裝置和第二離合裝置，其第一離合裝置包括一常接合電磁離合器，其 第二離合裝置包括一常分離電磁離合器，錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于兩離合裝置之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有柔性冗余機(jī)構(gòu)的車用線控轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于:所述的第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)具有一蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，蝸輪軸作為輸入軸，蝸桿作為輸出軸其一端與第二換向裝置的輸入軸一端固接，第二換向裝置輸入軸的另一端與第二執(zhí)行電動(dòng)機(jī)輸出軸固接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有柔性冗余機(jī)構(gòu)的車用線控轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于:所述的第二換向裝置具有一錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一主動(dòng)錐齒輪、一從動(dòng)錐齒輪和一輸入軸，其輸入軸裝有第三離合裝置和第四離合裝置，其第三離合裝置包括一常接合電磁離合器，其第四離合裝置包括一常分離電磁離合器，錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于兩離合裝置之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有柔性冗余機(jī)構(gòu)的車用線控轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于:還包括一模式控制器，該模式控制器與柔性傳動(dòng)部分構(gòu)成控制系統(tǒng)，與故障診斷單元通過(guò)車載總線通信，根據(jù)接收到的狀態(tài)指令選擇性地接合或分離離合裝置實(shí)現(xiàn)不同的工作模式:當(dāng)系統(tǒng)正常時(shí)，模式控制器控制離合裝置使系統(tǒng)處于SBW工作模式；當(dāng)?shù)谝粍?dòng)力機(jī)構(gòu)故障時(shí)，執(zhí)行P-EPS工作模式；當(dāng)?shù)诙?dòng)力機(jī)構(gòu)故障時(shí)，執(zhí)行C-EPS工作模式；當(dāng)?shù)谝弧⒌诙?dòng)力機(jī)構(gòu)均發(fā)生故障或系統(tǒng)突然斷電時(shí)，執(zhí)行柔性傳動(dòng)模式。
【文檔編號(hào)】B62D3/04GK104015781SQ201410270724
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】宗長(zhǎng)富, 李貴遠(yuǎn), 麥莉, 鄭宏宇, 何磊, 陳國(guó)迎, 張澤星, 張東, 宗欣怡, 顧興劍 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)