專利名稱：整體主動(dòng)式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)械結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向，尤其涉及一種應(yīng)用于汽車四輪轉(zhuǎn)向的整體主動(dòng)式電動(dòng)助力 轉(zhuǎn)向機(jī)械結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在原有傳統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展起來(lái)的，傳統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn) 向系統(tǒng)的角傳動(dòng)比是固定不變的，目前電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向也不能改變轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比，而只 能減小轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)矩，因而在低速、原地泊車時(shí)不能用減小轉(zhuǎn)向行程(轉(zhuǎn)向角度)的方式來(lái)減 輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，在高速時(shí)不能滿足轉(zhuǎn)向穩(wěn)重(低靈敏度)的要求。換句話說(shuō)，不論是在市區(qū)窄小的街道緩行或是高速公路上奔馳，方向盤與前輪的 轉(zhuǎn)向角度比始終一成不變。如果采用直接轉(zhuǎn)向，駕駛者在過(guò)急彎時(shí)就不需要大幅轉(zhuǎn)動(dòng)方向 盤，但是在高速行駛時(shí)，方向盤細(xì)微的動(dòng)作都將會(huì)影響到行駛穩(wěn)定性；反過(guò)來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 越是間接，車輛在高速公路上的行駛穩(wěn)定性就越高，但是必須犧牲過(guò)彎時(shí)的操控性，所以， 傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)都必須在安全性與舒適性之間做出權(quán)衡。另外，當(dāng)前大部分汽車都是前輪轉(zhuǎn)向，當(dāng)轉(zhuǎn)向系變傳動(dòng)比技術(shù)應(yīng)用后能解決轉(zhuǎn)角 隨車速改變，大大地減少了轉(zhuǎn)向行程，減少了原地泊車和低速轉(zhuǎn)向時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度，但汽車轉(zhuǎn) 向的靈活性沒(méi)有得到大的提升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供了一種整體主動(dòng)式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)械結(jié)構(gòu)，徹 底改變了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向過(guò)程，使前車輪的轉(zhuǎn)向角度可以完全按照駕駛者的意愿進(jìn)行。本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)整體主動(dòng)式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)械結(jié)構(gòu)包括三部分電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系變速 比系統(tǒng)、后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系變速比系統(tǒng)由一轉(zhuǎn)向系變傳動(dòng)比的 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)則為一專門為后輪提供轉(zhuǎn)向力的裝置系統(tǒng)。所述轉(zhuǎn)向系變傳動(dòng)比的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，徹底改變了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向過(guò)程，使前車 輪的轉(zhuǎn)向角度可以完全按照駕駛者的意愿進(jìn)行。該系統(tǒng)中，在轉(zhuǎn)向盤和下傳動(dòng)軸之間裝有 一個(gè)電子控制的諧波齒輪變速器，其中的諧波齒輪變速器由波發(fā)生器(轉(zhuǎn)臂與滾輪)，柔性 齒輪，剛輪三個(gè)基本構(gòu)件組成。剛輪與蝸輪蝸桿相連，蝸輪蝸桿和轉(zhuǎn)角速比調(diào)節(jié)電機(jī)相連， 從而帶動(dòng)剛輪旋轉(zhuǎn)，波發(fā)生器與轉(zhuǎn)向管柱相連，也就是與轉(zhuǎn)向盤相連，柔性齒輪與下傳動(dòng)軸 相連輸出，轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)角速比調(diào)節(jié)電機(jī)為轉(zhuǎn)角輸入，通過(guò)控制器里變速比模塊控制轉(zhuǎn)角速比 調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以得出柔性齒輪變傳動(dòng)比的輸出。最終從下傳動(dòng)軸傳出的整體轉(zhuǎn)向角 度是由駕駛者輸入的轉(zhuǎn)向盤角度和轉(zhuǎn)角速比調(diào)節(jié)電機(jī)通過(guò)波齒輪變速器變速后疊加的角度。此外，轉(zhuǎn)向系變傳動(dòng)比的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的其他組成部件還包括判定當(dāng)前駕駛
3條件和駕駛者指令的穩(wěn)定控制單元和多個(gè)傳感器，另外，轉(zhuǎn)向系變傳動(dòng)比的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)始終通過(guò)車載網(wǎng)絡(luò)與動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制單元聯(lián)網(wǎng)。通常情況下，剛輪與轉(zhuǎn)角速比調(diào)節(jié)電機(jī)是共同工作的，車輪角度的轉(zhuǎn)動(dòng)是轉(zhuǎn)向盤 轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)角速比調(diào)節(jié)電機(jī)共同作用下產(chǎn)生的一個(gè)運(yùn)動(dòng)低速時(shí)，轉(zhuǎn)角速比調(diào)節(jié)電機(jī)驅(qū)動(dòng)剛 輪與轉(zhuǎn)向盤相反，疊加后增加了實(shí)際的轉(zhuǎn)向角度，可以減少轉(zhuǎn)向角度的需求；高速時(shí)，轉(zhuǎn)角 速比調(diào)節(jié)電機(jī)驅(qū)動(dòng)剛輪與轉(zhuǎn)向盤相同，疊加后減少了實(shí)際的轉(zhuǎn)向角度，汽車轉(zhuǎn)向靈敏度降 低，從而提高了汽車的穩(wěn)定性和安全性。由于轉(zhuǎn)角速比調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)大，電機(jī)輸出端采用蝸輪蝸桿減速，所述蝸輪蝸桿 具有自鎖功能。如果轉(zhuǎn)角速比調(diào)節(jié)電機(jī)出現(xiàn)故障，蝸輪蝸桿自鎖，剛輪將靜止固定，只有 轉(zhuǎn)向盤一個(gè)輸入，喪失轉(zhuǎn)向系變速功能，但轉(zhuǎn)向系同樣能工作，因而降低了整個(gè)系統(tǒng)的冗余 性。而所述后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是把齒輪齒條轉(zhuǎn)向器和電機(jī)集成一起的一個(gè)部件，它由支撐 軸環(huán)，外殼體，電機(jī)定子線圈，永磁轉(zhuǎn)子，電機(jī)角度傳感器，中心空心軸，循環(huán)滾珠式減速機(jī) 構(gòu)，鎖止套，齒條軸組成。當(dāng)控制器發(fā)出指令給電機(jī)，電機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于外殼體與車體 剛性連接，固定不動(dòng)，電機(jī)永磁轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，永磁轉(zhuǎn)子嵌入在中心空心軸上，制成一體。滾 珠絲杠和齒條軸做成一體，中心空心軸與齒條軸通過(guò)循環(huán)滾珠式減速裝置相連。采取了與 電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)殼配套的循環(huán)滾珠式減速裝置，是為了降低轉(zhuǎn)向電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以獲得更大的力 矩。另外，有小鋼珠在四個(gè)極光滑的槽內(nèi)循環(huán)滾動(dòng)減速，將動(dòng)力傳遞給齒條軸作直線 運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)兩個(gè)后輪左右擺動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)汽車進(jìn)行轉(zhuǎn)向。由于鋼珠較小，在精細(xì)加工的導(dǎo)槽內(nèi) 循環(huán)滾動(dòng)，故傳動(dòng)噪聲極微。電機(jī)角度傳感器屬于電磁感應(yīng)式傳感器，能將轉(zhuǎn)向電機(jī)的轉(zhuǎn)向 角度信號(hào)輸出到控制單元。這個(gè)傳感器轉(zhuǎn)子為凸極式，轉(zhuǎn)子與電機(jī)轉(zhuǎn)子是連成一體的。定 子線圈呈圓環(huán)狀，套在轉(zhuǎn)子外，通過(guò)電磁感應(yīng)原理，檢測(cè)出轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角。有益效果本發(fā)明可通過(guò)調(diào)整后輪的轉(zhuǎn)向角度來(lái)提高汽車的安全性、穩(wěn)定性和舒適性(對(duì)后 排乘客而言更是如此)。在高速變線和過(guò)彎時(shí)，它能確保舒適且優(yōu)異的路面響應(yīng)，在低速行 駛時(shí)，它可減小轉(zhuǎn)向半徑使車輛行動(dòng)更靈活敏捷。此外，主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還能在車輛制動(dòng)時(shí)帶 來(lái)更好的可控性和操控感。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)則是主動(dòng)地控制后輪的轉(zhuǎn)向角協(xié)助車輛改變行駛方向，采用電 動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方式，后輪與前輪偏轉(zhuǎn)方向同時(shí)稱為同相位轉(zhuǎn)向；當(dāng)后輪與前輪偏轉(zhuǎn)方向 相反時(shí)，稱為逆相位轉(zhuǎn)向。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)車輛同相位轉(zhuǎn)向時(shí)，車身方向與實(shí)際的行進(jìn)方向沒(méi)有很大的區(qū) 別，在高速行駛時(shí)具有穩(wěn)定感。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的逆相位轉(zhuǎn)向時(shí)，可以轉(zhuǎn)小彎，起到了縮 短軸距的效果，以需要反復(fù)倒車轉(zhuǎn)彎多次才能通過(guò)的地方采用這種方式可以輕松通過(guò)。在低速時(shí)，控制器轉(zhuǎn)向模塊控制前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)逆相位轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)向力 矩補(bǔ)償，轉(zhuǎn)角變速比模塊控制適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向系傳動(dòng)比，從而獲得優(yōu)良的操控性能——輕便，轉(zhuǎn) 向直接，可減小轉(zhuǎn)向半徑使車輛行動(dòng)更靈活敏捷。在高速變線和過(guò)彎時(shí)，控制器轉(zhuǎn)向模塊控制前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，轉(zhuǎn)角變速比模塊控制 適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向系傳動(dòng)比、轉(zhuǎn)角補(bǔ)償，轉(zhuǎn)向穩(wěn)定模塊可通過(guò)調(diào)整后輪的轉(zhuǎn)向角度(同相位轉(zhuǎn)向時(shí))來(lái)提高汽車的安全性、穩(wěn)定性和舒適性(對(duì)后排乘客而言更是如此)。它能確保舒適且 優(yōu)異的路面響應(yīng)，在車輛制動(dòng)時(shí)帶來(lái)更好的可控性和操控感，即使在兩種不同的路面上行 駛也能自如的向車輛施加更大的制動(dòng)力，制動(dòng)距離更為縮短。該系統(tǒng)與汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)共同作用，可以自動(dòng)進(jìn)行車輛控制，但如果依靠 手動(dòng)掌握這種技巧，需駕駛員練習(xí)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。轉(zhuǎn)向系變傳動(dòng)比的主動(dòng)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系 統(tǒng)也有助于在多種路面共存的情況下完成減速。如果這時(shí)要制動(dòng)，即使裝備了 ABS，也必需 實(shí)施輕微的反轉(zhuǎn)向，才能保證車輛直線行駛，而現(xiàn)在轉(zhuǎn)向系變傳動(dòng)比的主動(dòng)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)可以通過(guò)電動(dòng)機(jī)調(diào)整車輛，代替駕駛員實(shí)施反轉(zhuǎn)向，可確保穩(wěn)定性。整體主動(dòng)式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)械結(jié)構(gòu)可以在車輛轉(zhuǎn)向過(guò)度時(shí)，主動(dòng)對(duì)后輪進(jìn)行反轉(zhuǎn) 向調(diào)整。除了更舒適、更靈活之外，整體主動(dòng)式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)械結(jié)構(gòu)還有很重要的一點(diǎn)就 是更安全，這一點(diǎn)主要體現(xiàn)在車輛高速行駛中的突然轉(zhuǎn)向。在公路上高速行駛時(shí)突然變線 以超越另一輛車然后回到車道時(shí)，或者高速行駛中突然發(fā)現(xiàn)前方有障礙物需要急轉(zhuǎn)彎時(shí)， 很容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足或者轉(zhuǎn)向過(guò)度，車輛將偏離自己預(yù)定的方向，可能失去控制。在這種情 況下，通常的汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)系統(tǒng)通過(guò)干預(yù)制動(dòng)過(guò)程控制車輛的穩(wěn)定，行車速度將 大幅度降低，增加能量的損耗。而轉(zhuǎn)向系變傳動(dòng)比的主動(dòng)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)從轉(zhuǎn)向一開始 就會(huì)判斷轉(zhuǎn)向后出現(xiàn)的情況，通過(guò)電子控制的諧波齒輪變速器自動(dòng)修正轉(zhuǎn)向角度，干預(yù)降 低偏航情況的發(fā)生。而汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)系統(tǒng)不必像在其他車輛中那樣干預(yù)駕駛，保 證車輛行駛的平穩(wěn)性。當(dāng)調(diào)整轉(zhuǎn)向系變傳動(dòng)比后無(wú)法完成對(duì)車輛的控制時(shí)(此時(shí)已經(jīng)發(fā)生輕微轉(zhuǎn)向過(guò) 度和轉(zhuǎn)向不足)，后輪反轉(zhuǎn)向調(diào)整，以確保汽車穩(wěn)定性要求。不過(guò)，當(dāng)轉(zhuǎn)向系變傳動(dòng)比的主動(dòng) 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無(wú)法完成對(duì)車輛的控制時(shí)，汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)系統(tǒng)將參與到工作中 來(lái)。因此，使用整體主動(dòng)式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)械結(jié)構(gòu)后，汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)系統(tǒng)開啟的頻 率將減少，大大提高了車輛行駛的平穩(wěn)性。


圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例的示意圖；圖2為本發(fā)明的諧波齒輪變速器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明的控制系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。參見(jiàn)圖1的整體主動(dòng)式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)械結(jié)構(gòu)，前輪電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由轉(zhuǎn)向盤 1、轉(zhuǎn)向盤角度傳感器2、轉(zhuǎn)向管柱3、力矩傳感器7、蝸輪蝸桿I 12、助力電機(jī)11、下傳動(dòng)軸 23、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器10、前輪9組成。轉(zhuǎn)向盤1和轉(zhuǎn)向盤角度傳感器2安裝在轉(zhuǎn)向管柱3的 上端，諧波齒輪變速器5安裝轉(zhuǎn)向管柱3的下端，轉(zhuǎn)向力矩和轉(zhuǎn)角由諧波齒輪變速器5傳遞 到下傳動(dòng)軸23，下傳動(dòng)軸23與齒輪齒條轉(zhuǎn)向器10相連，最后齒輪齒條轉(zhuǎn)向器10推動(dòng)前輪 9擺動(dòng)，完成汽車的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。力矩傳感器7安裝在齒輪齒條轉(zhuǎn)向器10上，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，力矩傳感器7和轉(zhuǎn)向盤角度傳感器2發(fā)送轉(zhuǎn)角信號(hào)17和力矩信號(hào)18到控制器6。轉(zhuǎn)向系變傳動(dòng)比系統(tǒng)由轉(zhuǎn)角速比調(diào)節(jié)電機(jī)4、蝸輪蝸桿22、諧波齒輪變速器5組 成，轉(zhuǎn)角速比調(diào)節(jié)電機(jī)4和蝸輪蝸桿22安裝在諧波齒輪變速器5的外殼體上，其中諧波齒 輪變速器5又由柔性齒輪25、波發(fā)生器28 (包括滾輪26、轉(zhuǎn)臂27)、剛輪24組成。在諧波齒 輪變速器中有兩個(gè)輸入，一個(gè)是方向盤1輸入到轉(zhuǎn)向管柱3，轉(zhuǎn)向管柱3和轉(zhuǎn)臂27剛性連 接，轉(zhuǎn)角速比調(diào)節(jié)電機(jī)4通過(guò)蝸輪蝸桿22與剛輪24相連，剛輪24和柔性齒輪25嚙 合，帶動(dòng)柔性齒輪25旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)角速比調(diào)節(jié)電機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)剛輪24，轉(zhuǎn)向盤1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng) 轉(zhuǎn)臂27轉(zhuǎn)動(dòng)，滾輪26繞諧波齒輪變速器5中心軸線自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，滾輪26與柔性齒輪25嚙 合，帶動(dòng)柔性齒輪25旋轉(zhuǎn)，最后由下傳動(dòng)軸23輸出前輪9，方向盤1和轉(zhuǎn)角速比調(diào)節(jié)電機(jī)4 轉(zhuǎn)速差異越大，轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比變化越大。后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)為一常規(guī)齒輪齒條轉(zhuǎn)向器內(nèi)嵌電機(jī)，再由變速機(jī)構(gòu)傳遞到 齒條軸37上，齒條軸37左右運(yùn)動(dòng)推動(dòng)后輪左右擺動(dòng)，完成轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。電機(jī)定子線圈35固定在后輪轉(zhuǎn)向器外殼體30上，永磁轉(zhuǎn)子33通過(guò)軸承也連接到 外殼體30上，兩者同軸，當(dāng)控制器6發(fā)出信號(hào)推動(dòng)永磁轉(zhuǎn)子33旋轉(zhuǎn)時(shí)，永磁轉(zhuǎn)子33通過(guò)循 環(huán)滾珠式減速機(jī)構(gòu)35帶動(dòng)齒條軸37左右移動(dòng)，支撐軸環(huán)29支撐齒條軸37左右移動(dòng)以免 產(chǎn)生間隙。鎖止套36防止循環(huán)滾珠式減速機(jī)構(gòu)35左右移動(dòng)，讓其只作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。后輪電 機(jī)轉(zhuǎn)角傳感器31記錄永磁轉(zhuǎn)子33旋轉(zhuǎn)的角度來(lái)控制齒條軸37左右行程。后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 在低速時(shí)由控制器6轉(zhuǎn)向控制模塊14控制，在高速時(shí)由控制器6中車身穩(wěn)定性控制模塊16 控制。整體主動(dòng)式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)械結(jié)構(gòu)是這樣工作的汽車點(diǎn)火發(fā)動(dòng)后，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤1時(shí)，轉(zhuǎn)角信號(hào)38、轉(zhuǎn)矩信號(hào)18、輪速信號(hào)19、陀螺儀 信號(hào)13(橫擺角速度信號(hào)、車身質(zhì)心側(cè)偏角信號(hào)、側(cè)向加速度信號(hào))、當(dāng)前轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比信 號(hào)(由轉(zhuǎn)角速比調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速40和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)17獲得)傳輸?shù)娇刂破?。其中轉(zhuǎn)角 信號(hào)38、轉(zhuǎn)矩信號(hào)18、輪速信號(hào)19、后輪電機(jī)轉(zhuǎn)角信號(hào)38傳遞給轉(zhuǎn)向控制模塊14，從而控 制助力電機(jī)進(jìn)行助力、回正、阻尼、前后輪轉(zhuǎn)向控制。輪速信號(hào)19和陀螺儀信號(hào)13傳遞給 轉(zhuǎn)向系變速比模塊15，根據(jù)汽車的輪速信號(hào)19控制轉(zhuǎn)角速比調(diào)節(jié)電機(jī)4，調(diào)整至合適的轉(zhuǎn) 向系傳動(dòng)比，以獲得最佳手感，其次根據(jù)陀螺儀信號(hào)13判斷汽車是否有失穩(wěn)趨勢(shì)，適當(dāng)?shù)?調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比，使得轉(zhuǎn)向在保持汽車穩(wěn)定的情況下獲得最大的傳動(dòng)比，同時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)角進(jìn) 行補(bǔ)償，使轉(zhuǎn)向更靈活、精確。當(dāng)改變轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比后，轉(zhuǎn)向力矩會(huì)發(fā)生變化，這時(shí)轉(zhuǎn)向系變 速比模塊15會(huì)向轉(zhuǎn)向控制模塊14發(fā)送信號(hào)，請(qǐng)求轉(zhuǎn)向控制模塊14對(duì)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行補(bǔ)償。當(dāng)轉(zhuǎn) 角信號(hào)38和陀螺儀信號(hào)13傳遞給轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性模塊14，控制器6接受轉(zhuǎn)角速比調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn) 速40確認(rèn)當(dāng)前傳動(dòng)比，通過(guò)輪速19和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)17能判斷汽車?yán)碚撥壽E，通過(guò)陀螺 儀信號(hào)13能得出汽車實(shí)際行駛軌跡，把理論軌跡與實(shí)際軌跡相比較，從而使汽車調(diào)整到穩(wěn) 定狀態(tài)。在實(shí)施例一中汽車在低速行駛狀態(tài)控制器6中轉(zhuǎn)向控制模塊14驅(qū)動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)21逆相位轉(zhuǎn)向，由 于在低速時(shí)轉(zhuǎn)向系變速比模塊15提供小的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比，故轉(zhuǎn)向力矩增大，控制器6中轉(zhuǎn)向 控制模塊6必須對(duì)助力電機(jī)11施加轉(zhuǎn)向力矩補(bǔ)償，從而獲得優(yōu)良的操控性能——輕便，轉(zhuǎn)
6向直接，可減小轉(zhuǎn)向半徑使車輛行動(dòng)更靈活敏捷。在實(shí)施例二中汽車處于高速變線行駛狀態(tài)，并進(jìn)行過(guò)彎操作控制器6轉(zhuǎn)向控制模塊14前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，轉(zhuǎn)角變速比模塊15提供大的轉(zhuǎn)向傳動(dòng) 比、轉(zhuǎn)向遲鈍，進(jìn)而控制器6轉(zhuǎn)向控制模塊14進(jìn)行轉(zhuǎn)角補(bǔ)償，車身穩(wěn)定性控制模塊16可通 過(guò)調(diào)整后輪的轉(zhuǎn)向角度(同相位轉(zhuǎn)向時(shí))來(lái)提高汽車的安全性、穩(wěn)定性和舒適性。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等效物界定。
權(quán)利要求
整體主動(dòng)式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)械結(jié)構(gòu)，包括電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系變速比系統(tǒng)、后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系變速比系統(tǒng)由一轉(zhuǎn)向系變傳動(dòng)比的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)則為一專門為后輪提供轉(zhuǎn)向力的裝置系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)向系變傳動(dòng)比的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，在轉(zhuǎn)向盤和下傳動(dòng)軸之間裝有一個(gè)電子控制的諧波齒輪變速器，轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)角速比調(diào)節(jié)電機(jī)為轉(zhuǎn)角輸入，通過(guò)控制器里變速比模塊控制轉(zhuǎn)角速比調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；所述后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由支撐軸環(huán)，外殼體，電機(jī)定子線圈，永磁轉(zhuǎn)子，電機(jī)角度傳感器，中心空心軸，循環(huán)滾珠式減速機(jī)構(gòu)，鎖止套，齒條軸組成，其中外殼體與車體剛性連接，固定不動(dòng)，永磁轉(zhuǎn)子嵌入在中心空心軸上，制成一體，同時(shí)滾珠絲杠和齒條軸做成一體，中心空心軸與齒條軸通過(guò)循環(huán)滾珠式減速裝置相連，并且，電機(jī)角度傳感器屬于電磁感應(yīng)式傳感器，能將轉(zhuǎn)向電機(jī)的轉(zhuǎn)向角度信號(hào)輸出到控制單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體主動(dòng)式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)械結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述諧波 齒輪變速器由波發(fā)生器，柔性齒輪，剛輪三個(gè)基本構(gòu)件組成，剛輪與蝸輪蝸桿相連，蝸輪蝸 桿和轉(zhuǎn)角速比調(diào)節(jié)電機(jī)相連，波發(fā)生器與轉(zhuǎn)向管柱相連，柔性齒輪與下傳動(dòng)軸相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體主動(dòng)式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)械結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向 系變傳動(dòng)比的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括穩(wěn)定控制單元和多個(gè)傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體主動(dòng)式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)械結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向 系變傳動(dòng)比的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)始終通過(guò)車載網(wǎng)絡(luò)與動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制單元聯(lián)網(wǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體主動(dòng)式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)械結(jié)構(gòu)，其特征在于，剛輪與轉(zhuǎn) 角速比調(diào)節(jié)電機(jī)是共同工作的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體主動(dòng)式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)械結(jié)構(gòu)，其特征在于，電機(jī)輸出 端采用具有自鎖功能蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)。全文摘要
整體主動(dòng)式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)械結(jié)構(gòu)，包括電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系變速比系統(tǒng)、后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系變速比系統(tǒng)由一轉(zhuǎn)向系變傳動(dòng)比的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)則為一專門為后輪提供轉(zhuǎn)向力的裝置系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)向系變傳動(dòng)比的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，在轉(zhuǎn)向盤和下傳動(dòng)軸之間裝有一個(gè)電子控制的諧波齒輪變速器來(lái)實(shí)現(xiàn)，后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由支撐軸環(huán)，外殼體，電機(jī)定子線圈，永磁轉(zhuǎn)子，電機(jī)角度傳感器，中心空心軸，循環(huán)滾珠式減速機(jī)構(gòu)，鎖止套，齒條軸組成。本發(fā)明在轉(zhuǎn)向過(guò)程中調(diào)節(jié)電機(jī)與助力電機(jī)柔性控制，相互補(bǔ)償，從而將轉(zhuǎn)向的靈敏性、輕便性和操縱穩(wěn)定性完美結(jié)合，提高了操縱性能和安全性能。
文檔編號(hào)B62D3/04GK101973311SQ20101050544
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月13日
發(fā)明者仇知生, 周廷明, 楊玲, 石廣林, 高明 申請(qǐng)人:株洲易力達(dá)機(jī)電有限公司