針對(duì)單側(cè)電機(jī)故障的線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置及其操縱方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了針對(duì)單側(cè)電機(jī)故障的線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置及其操縱方法，該裝置包括轉(zhuǎn)向電機(jī)、離合器、行星齒輪、變速齒輪、聯(lián)動(dòng)撥叉和齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中離合器的兩端分別連接轉(zhuǎn)向電機(jī)的電機(jī)軸和行星齒輪太陽(yáng)輪的齒輪軸上；聯(lián)動(dòng)撥叉連接在第一結(jié)合套、第二結(jié)合套和第三結(jié)合套上，第一結(jié)合套和第三結(jié)合套套接在固定軸上，第二結(jié)合套套接在第三齒輪的齒輪軸上；第一齒輪和第二齒輪空套在第三齒輪的齒輪軸上，第一齒輪和行星架齒輪嚙合，第二齒輪和行星齒輪的齒圈嚙合。本發(fā)明通過改變傳動(dòng)比，使得后備功率一定的轉(zhuǎn)向電機(jī)在故障情況下能夠?yàn)閮蓚€(gè)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)提供足夠的轉(zhuǎn)向力，從而保障單側(cè)轉(zhuǎn)向電機(jī)故障的車輛具有足夠的轉(zhuǎn)向行駛自救能力。
【專利說明】
針對(duì)單側(cè)電機(jī)故障的線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置及其操縱方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于汽車線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及針對(duì)單側(cè)電機(jī)故障的線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置及其操縱方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著汽車電子技術(shù)的不斷發(fā)展和汽車系統(tǒng)的集成化，電子線控技術(shù)(X-by-wire) 得到日益廣泛的重視。線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向技術(shù)使得車輛多輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向成為可能，最大限度的提高了車輛的轉(zhuǎn)向操縱性能。相比于傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以加快系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向響應(yīng)，高速時(shí)保證車輛的穩(wěn)定性，低速時(shí)減小汽車的轉(zhuǎn)向半徑。但是，由于各線控轉(zhuǎn)向車輪彼此獨(dú)立，沒有通常意義上的機(jī)械連接，如果某一個(gè)車輪的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)出現(xiàn)故障而引起轉(zhuǎn)向失控，勢(shì)必會(huì)使整個(gè)線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)癱瘓。
[0003]中國(guó)專利“一種汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng)(CN 101559746 B)”公開了一種采用嵌入式分層架構(gòu)的汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于控制器局域網(wǎng)絡(luò) (Cont-roller Area Network,CAN)通訊，提供了故障判斷策略，從而判斷線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是否發(fā)生故障。中國(guó)專利“應(yīng)用于雙電機(jī)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的冗余容錯(cuò)控制方法(CN 102320325 B)”提供了應(yīng)用于雙電機(jī)的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的冗余容錯(cuò)控制方法。該方法主要是由中央控制器中的故障診斷程序監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)角電機(jī)與副主電機(jī)的工作狀態(tài)判斷是否存在故障。
[0004]相比于機(jī)械系統(tǒng)，電機(jī)出現(xiàn)故障的概率會(huì)大很多。針對(duì)電機(jī)的故障，中國(guó)專利“獨(dú)立轉(zhuǎn)向電機(jī)故障控制系統(tǒng)(CN100467327C)”公開了一種獨(dú)立轉(zhuǎn)向電機(jī)故障控制系統(tǒng)。當(dāng)轉(zhuǎn)向電機(jī)出現(xiàn)電氣故障時(shí)，該系統(tǒng)主要是通過控制電磁離合器，將其他轉(zhuǎn)向電機(jī)的動(dòng)力進(jìn)行重新分配，進(jìn)而恢復(fù)車輛的基本轉(zhuǎn)向行駛功能，從而保障車輛具有足夠的轉(zhuǎn)向行駛自救能力。但是，該專利技術(shù)方案中沒有變傳動(dòng)比的功能。實(shí)際應(yīng)用中選取電機(jī)需要考慮電機(jī)的后備功率。如果某個(gè)轉(zhuǎn)向電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，利用其它正常的電機(jī)分配出一部分功率驅(qū)動(dòng)故障的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，那么電機(jī)的后備功率需要選取的很大。然而，電機(jī)的成本基本和電機(jī)的功率成正比，也就是說過大的后備功率會(huì)提升電機(jī)的成本，同時(shí)也會(huì)增加電機(jī)的尺寸和重量。
[0005]針對(duì)電機(jī)的故障，可以每一個(gè)線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)多配置一個(gè)備用電機(jī)加電磁離合器作為冗余設(shè)計(jì)，同時(shí)也可以僅利用一個(gè)后備功率盡可能小的電機(jī)加上一個(gè)面向電機(jī)故障的線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置來實(shí)現(xiàn)故障的修復(fù)。針對(duì)多配置一個(gè)備用電機(jī)作為冗余設(shè)計(jì)方案，由于電機(jī)永磁材料稀缺，屬于戰(zhàn)略物質(zhì)，它的發(fā)展會(huì)受到一定的限制。針對(duì)僅使用一個(gè)電機(jī)加上一個(gè)面向電機(jī)故障的線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置方案，它會(huì)增加機(jī)械系統(tǒng)的復(fù)雜度。 這兩種方案都會(huì)增加系統(tǒng)的成本，具體哪種解決方案好，還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電機(jī)的故障，本發(fā)明提出了針對(duì)單側(cè)電機(jī)故障的線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置及其操縱方法，在實(shí)現(xiàn)電機(jī)到輸出端三級(jí)減速(行星齒輪減速、變速齒輪減速和齒輪齒條減速)的前提下，改變傳動(dòng)線路的傳動(dòng)比，進(jìn)而使轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)有足夠的轉(zhuǎn)向力，保障車輛具有足夠的轉(zhuǎn)向行駛自救能力。結(jié)合說明書附圖，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]針對(duì)單側(cè)電機(jī)故障的線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置，所述線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置由左、 右兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置對(duì)稱布置構(gòu)成;所述獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置由轉(zhuǎn)向電機(jī)、 離合器、行星齒輪系、變速齒輪機(jī)構(gòu)、聯(lián)動(dòng)撥叉以及齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成;所述行星齒輪系由太陽(yáng)輪、齒圈、行星輪和行星架齒輪組成;所述轉(zhuǎn)向電機(jī)、離合器以及太陽(yáng)輪依次同軸連接；
[0008]所述變速齒輪機(jī)構(gòu)由第一結(jié)合套、第一齒輪、第二結(jié)合套、第二齒輪以及第三結(jié)合套依次同軸布置組成;所述第一結(jié)合套和第三結(jié)合套均安裝在固定軸上，所述第一齒輪與所述行星架齒輪嚙合，所述第二結(jié)合套與齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的第三齒輪同軸連接，所述第二齒輪與所述齒圈嚙合；
[0009]所述聯(lián)動(dòng)撥叉與第一結(jié)合套、第二結(jié)合套和第三結(jié)合套固定連接，撥動(dòng)三個(gè)結(jié)合套沿軸向滑移；
[0010]左、右獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置之間通過兩側(cè)的行星架齒輪與中間的同步傳動(dòng)裝置傳動(dòng)連接。
[0011]針對(duì)單側(cè)電機(jī)故障的線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置，其中，所述同步傳動(dòng)裝置由同步帶和兩個(gè)第四齒輪組成，兩個(gè)第四齒輪分別與同步帶的兩個(gè)帶輪同軸連接，所述兩個(gè)第四齒輪分別與左、右兩側(cè)的行星架齒輪嚙合。
[0012]針對(duì)單側(cè)電機(jī)故障的線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置的操縱方法，所述操縱方法針對(duì)單側(cè)電機(jī)故障，通過操縱左、右兩個(gè)對(duì)稱布置且結(jié)構(gòu)相同的獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置的換擋撥叉與離合器，實(shí)現(xiàn)正常、左轉(zhuǎn)向電機(jī)故障過渡、左轉(zhuǎn)向電機(jī)故障工作、右轉(zhuǎn)向電機(jī)故障過渡和右轉(zhuǎn)向電機(jī)故障工作五種模式之間的切換，具體操縱方法如下:
[0013](1)正常模式下的具體操縱方法為:
[0014]左離合器結(jié)合，左聯(lián)動(dòng)撥叉撥至下位，左第一結(jié)合套將左第一齒輪固定，與左第一齒輪嚙合的左行星齒輪架被固定，與左行星齒輪架嚙合的左第四齒輪被固定，同步帶不動(dòng)， 左第二結(jié)合套將左第二齒輪和左第三齒輪同軸連接，動(dòng)力經(jīng)左轉(zhuǎn)向電機(jī)輸出，經(jīng)由左太陽(yáng)輪、左行星齒輪、左齒圈、左第二齒輪、左第二結(jié)合套、左第三齒輪和左齒條依次傳遞；
[0015]右離合器結(jié)合，右聯(lián)動(dòng)撥叉撥至下位，右第一結(jié)合套將右第一齒輪固定，與右第一齒輪相嚙合的右行星架齒輪被固定，與右行星架齒輪嚙合的右第四齒輪被固定，右第二結(jié)合套將右第二齒輪和右第三齒輪同軸連接，動(dòng)力經(jīng)右轉(zhuǎn)向電機(jī)輸出，經(jīng)由右太陽(yáng)輪、右行星齒輪、右齒圈、右第二齒輪、右第二結(jié)合套、右第三齒輪和右齒條依次傳遞；
[0016](2)右轉(zhuǎn)向電機(jī)故障過渡模式下的具體操縱方法為:
[0017]左離合器結(jié)合，左聯(lián)動(dòng)撥叉撥至下位，左第一結(jié)合套將左第一齒輪固定，與左第一齒輪嚙合的左行星齒輪架被固定，與左行星齒輪架嚙合的左第四齒輪被固定，同步帶不動(dòng)， 左第二結(jié)合套將左第二齒輪和左第三齒輪同軸連接，動(dòng)力經(jīng)左轉(zhuǎn)向電機(jī)輸出，經(jīng)由左太陽(yáng)輪、左行星齒輪、左齒圈、左第二齒輪、左第二結(jié)合套、左第三齒輪和左齒條依次傳遞；
[0018]右離合器分離，動(dòng)力無法經(jīng)右轉(zhuǎn)向電機(jī)輸出，右聯(lián)動(dòng)撥叉撥至上位，右第二結(jié)合套將右第一齒輪和右第三齒輪同軸連接，右第三結(jié)合套將右第二齒輪固定，與右第二齒輪嚙合的右齒圈被固定，右第三結(jié)合套、右第二齒輪、右齒圈依次鎖死;同步帶不動(dòng)，右第四齒輪與右行星架齒輪固定，與右行星架齒輪嚙合的右第一齒輪被固定，同步帶、右第四齒輪、右行星架齒輪、右第一齒輪、右第二結(jié)合套、右第三齒輪、右齒條依次鎖死；[0019 ](3)右轉(zhuǎn)向電機(jī)故障工作模式下的具體操縱方法為:
[0020]左離合器結(jié)合，左聯(lián)動(dòng)撥叉撥至上位，左第二結(jié)合套將左第一齒輪和左第三齒輪同軸連接，左第三結(jié)合套將左第二齒輪固定，與左第二齒輪嚙合的左齒圈被固定，動(dòng)力經(jīng)左轉(zhuǎn)向電機(jī)輸出，經(jīng)由左太陽(yáng)輪、左行星齒輪、左行星架齒輪、左第一齒輪、左第二結(jié)合套、左第三齒輪和左齒條依次傳遞；[0021 ]右離合器分離，右聯(lián)動(dòng)撥叉撥至上位，右第二結(jié)合套將右第一齒輪和右第三齒輪同軸連接，右第三結(jié)合套將右第二齒輪固定，與右第二齒輪嚙合的右齒圈被固定；
[0022]動(dòng)力經(jīng)左轉(zhuǎn)向電機(jī)輸出，經(jīng)由左太陽(yáng)輪、左行星齒輪、左行星架齒輪、左第四齒輪、 同步帶、右第四齒輪、右行星架齒輪、右第一齒輪、右第二結(jié)合套、右第三齒輪軸、右第三齒輪和右齒條依次傳遞，實(shí)現(xiàn)右轉(zhuǎn)向電機(jī)在故障狀態(tài)下工作；
[0023](4)左轉(zhuǎn)向電機(jī)故障過渡模式下的具體操縱方法為:
[0024]右離合器結(jié)合，右聯(lián)動(dòng)撥叉撥至下位，右第一結(jié)合套將右第一齒輪固定，與右第一齒輪嚙合的右行星齒輪架被固定，與右行星齒輪架嚙合的右第四齒輪被固定，同步帶不動(dòng)， 右第二結(jié)合套將右第二齒輪和右第三齒輪同軸連接，動(dòng)力經(jīng)右轉(zhuǎn)向電機(jī)輸出，經(jīng)由右太陽(yáng)輪、右行星齒輪、右齒圈、右第二齒輪、右第二結(jié)合套、右第三齒輪和右齒條依次傳遞；[〇〇25]左離合器分離，左聯(lián)動(dòng)撥叉撥至上位，左第二結(jié)合套將左第一齒輪和左第三齒輪同軸連接，左第三結(jié)合套將左第二齒輪固定，與左第二齒輪嚙合的左齒圈被固定住，左第三結(jié)合套、左第二齒輪、左齒圈依次鎖死；同步帶不動(dòng)，左第四齒輪與左行星架齒輪固定，與左行星架齒輪嚙合的左第一齒輪被固定，同步帶、左第四齒輪、左行星架齒輪、左第一齒輪、左第二結(jié)合套、左第三齒輪、左齒條依次鎖死；
[0026](5)左轉(zhuǎn)向電機(jī)故障工作模式下的具體操縱方法為:[〇〇27]右離合器結(jié)合，右聯(lián)動(dòng)撥叉撥至上位，右第二結(jié)合套將右第一齒輪和右第三齒輪同軸連接，右第三結(jié)合套將右第二齒輪固定，與右第二齒輪嚙合的右齒圈被固定，動(dòng)力經(jīng)右轉(zhuǎn)向電機(jī)輸出，經(jīng)由右太陽(yáng)輪、右行星齒輪、右行星架齒輪、右第一齒輪、右第二結(jié)合套、右第三齒輪和右齒條依次傳遞；[〇〇28]左離合器分離，左聯(lián)動(dòng)撥叉撥至上位，左第二結(jié)合套將左第一齒輪和左第三齒輪同軸連接，左第三結(jié)合套將左第二齒輪固定，與左第二齒輪嚙合的左齒圈被固定，動(dòng)力經(jīng)右轉(zhuǎn)向電機(jī)輸出，經(jīng)由右太陽(yáng)輪、右行星齒輪、右行星架齒輪、右第四齒輪、同步帶、左第四齒輪、左行星架齒輪、左第一齒輪、左第二結(jié)合套、左第三齒輪和左齒條依次傳遞。[〇〇29]本發(fā)明的有益效果在于:
[0030]本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)電機(jī)到輸出端三級(jí)減速(行星齒輪減速、變速齒輪減速和齒輪齒條減速)的前提下，改變傳動(dòng)線路的傳動(dòng)比，使得一個(gè)后備功率一定的轉(zhuǎn)向電機(jī)在故障情況下能夠?yàn)閮蓚€(gè)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)提供足夠的轉(zhuǎn)向力，利用故障過渡模式實(shí)現(xiàn)故障轉(zhuǎn)向輪的鎖止和非故障轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向角的修正，當(dāng)非故障轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向角與故障轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角相等時(shí)，切換到單側(cè)電機(jī)故障工作模式，保證車輛具有基本的轉(zhuǎn)向功能，從而保障車輛具有足夠的轉(zhuǎn)向行駛自救能力。【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明所述的針對(duì)單側(cè)電機(jī)故障的線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2為本發(fā)明所述的針對(duì)單側(cè)電機(jī)故障的線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置在正常工作模式下的動(dòng)力傳遞路線圖；
[0033]圖3為本發(fā)明所述的針對(duì)單側(cè)電機(jī)故障的線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置右轉(zhuǎn)向電機(jī)故障過渡模式下的動(dòng)力傳遞路線圖；
[0034]圖4為本發(fā)明所述的針對(duì)單側(cè)電機(jī)故障的線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置右轉(zhuǎn)向電機(jī)故障工作模式下的動(dòng)力傳遞路線圖；
[0035]圖5為本發(fā)明所述的針對(duì)單側(cè)電機(jī)故障的線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置左轉(zhuǎn)向電機(jī)故障過渡模式下的動(dòng)力傳遞路線圖；
[0036]圖6為本發(fā)明所述的針對(duì)單側(cè)電機(jī)故障的線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置左轉(zhuǎn)向電機(jī)故障工作模式下的動(dòng)力傳遞路線圖。
[0037]圖中:[〇〇38]1、左第四齒輪； 2、左太陽(yáng)輪；3、左齒圈；4、左行星輪；[〇〇39]5、左第二結(jié)合套；6、左第三結(jié)合套；7、左第三齒輪；8、左齒條；
[0040] 9、左第二齒輪；10、左聯(lián)動(dòng)撥叉；11、左第一齒輪；12、左第一結(jié)合套；
[0041]13、左移動(dòng)花鍵；14、左行星架齒輪；15、左轉(zhuǎn)向電機(jī)；16、左離合器；
[0042]17、同步帶；18、右行星架齒輪；19、右轉(zhuǎn)向電機(jī)；20、右離合器；
[0043] 21、右第一齒輪；22、右第一結(jié)合套；23、右移動(dòng)花鍵；24、右第二結(jié)合套；[〇〇44] 25、右聯(lián)動(dòng)撥叉；26、右齒條；27、右第三齒輪；28、右第三結(jié)合套；
[0045] 29、右第二齒輪；30、右太陽(yáng)輪； 31、右齒圈； 32、右行星輪；[〇〇46]33、右第四齒輪?！揪唧w實(shí)施方式】
[0047]為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案，結(jié)合說明書附圖，本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】如下:
[0048]參閱圖1，針對(duì)左右獨(dú)立轉(zhuǎn)向車輪其中一個(gè)出現(xiàn)故障的情況，本發(fā)明提供了針對(duì)單側(cè)電機(jī)故障的線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置，所述線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置由左、右兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置對(duì)稱布置構(gòu)成；
[0049]左獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置包括左轉(zhuǎn)向電機(jī)15、左離合器16、左行星齒輪、左變速齒輪組、左聯(lián)動(dòng)撥叉10、左齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；其中，左行星齒輪由左太陽(yáng)輪2、左齒圈3、左行星輪4和左行星架齒輪14組成，左變速齒輪組由左第一齒輪11和左第二齒輪9平行布置組成， 左齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由左第三齒輪7和左齒條8組成。
[0050]右獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置包括右轉(zhuǎn)向電機(jī)19、右離合器20、右行星齒輪、右變速齒輪、 右聯(lián)動(dòng)撥叉10、右齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu);其中，右行星齒輪由右太陽(yáng)輪30、右齒圈31、右行星輪 32和右行星架齒輪18組成，右齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由右第三齒輪27和右齒條26組成。
[0051]左獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置和右獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置是通過左第四齒輪1、同步帶17和右第四齒輪33傳動(dòng)連接，左第四齒輪1與同步帶17的左端帶輪同軸連接，右第四齒輪33與同步帶17的右端帶輪同軸連接，左第四齒輪1與左行星架齒輪14嚙合，右第四齒輪33與右行星架齒輪18嚙合。
[0052] 左離合器16的一端與左轉(zhuǎn)向電機(jī)15的電機(jī)軸同軸連接，左離合器16的另一端與左太陽(yáng)輪2的齒輪軸同軸連接。右離合器20的一端與右轉(zhuǎn)向電機(jī)19的電機(jī)軸同軸連接，右離合器20的另一端與左太陽(yáng)輪30的齒輪軸同軸連接。[〇〇53]左第一齒輪11和左行星架齒輪14嚙合組成具有一個(gè)固定傳動(dòng)比的齒輪對(duì);左第二齒輪9和左齒圈3組成具有另一個(gè)固定傳動(dòng)比的齒輪對(duì)。左第一結(jié)合套12和左第三結(jié)合套6 套接在固定軸上，無法轉(zhuǎn)動(dòng)。左第二結(jié)合套5套接在左第三齒輪7的齒輪軸上。左聯(lián)動(dòng)撥叉10 連接在左第一結(jié)合套12、左第二結(jié)合套5和左第三結(jié)合套6上，左聯(lián)動(dòng)撥叉10可以處于兩個(gè)位置狀態(tài)，即上位和下位。
[0054]右第一齒輪21和右行星架齒輪18嚙合組成具有一個(gè)固定傳動(dòng)比的齒輪對(duì);右第二齒輪29和右齒圈31組成具有另一個(gè)固定傳動(dòng)比的齒輪對(duì)。右第一結(jié)合套22和右第三結(jié)合套 28套接在固定軸上，無法轉(zhuǎn)動(dòng)。右第二結(jié)合套24套接在右第三齒輪27的齒輪軸上。右聯(lián)動(dòng)撥叉25連接在右第一結(jié)合套22、右第二結(jié)合套24和右第三結(jié)合套28上，右聯(lián)動(dòng)撥叉25可以處于兩個(gè)位置狀態(tài)，即上位和下位。
[0055]本發(fā)明還提供了針對(duì)單側(cè)電機(jī)故障的線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置的操縱方法，所述操縱方法針對(duì)單側(cè)電機(jī)故障，通過操縱左、右兩個(gè)對(duì)稱布置且結(jié)構(gòu)相同的獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置的換擋撥叉與離合器，實(shí)現(xiàn)正常、左轉(zhuǎn)向電機(jī)故障過渡、左轉(zhuǎn)向電機(jī)故障工作、右轉(zhuǎn)向電機(jī)故障過渡和右轉(zhuǎn)向電機(jī)故障工作五種模式之間的切換。[〇〇56] 一、參閱圖2，正常模式下，即當(dāng)左、右兩個(gè)轉(zhuǎn)向電機(jī)都正常工作時(shí)，具體操縱過程如下；[〇〇57] 左離合器16和右離合器20均處于結(jié)合狀態(tài)，左轉(zhuǎn)向電機(jī)15的電機(jī)軸連接到左太陽(yáng)輪2的齒輪軸上，右轉(zhuǎn)向電機(jī)19的電機(jī)軸連接到右太陽(yáng)輪30的齒輪軸上；[〇〇58]此時(shí)，左聯(lián)動(dòng)撥叉10撥動(dòng)至下位，左第一結(jié)合套12將左第一齒輪11固定在軸上，與左第一齒輪11相嚙合的左行星齒輪架14被固定住，進(jìn)而與左行星齒輪架14相嚙合的左第四齒輪1被固定住，同步帶17處于不動(dòng)狀態(tài)，左第二結(jié)合套5將左第二齒輪9和左第三齒輪7的軸連接；
[0059]右聯(lián)動(dòng)撥叉25處于下位，右第一結(jié)合套22將右第一齒輪21固定在軸上，與右第一齒輪21相嚙合的右行星架齒輪18被固定住，進(jìn)而與右行星架齒輪18相嚙合的右第四齒輪33 被固定住，右第二結(jié)合套24將右第二齒輪29和右第三齒輪27同軸連接；
[0060]該模式下左獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置的動(dòng)力傳動(dòng)路線為:由左轉(zhuǎn)向電機(jī)15輸出的動(dòng)力， 依次經(jīng)過左太陽(yáng)輪2的齒輪軸、左太陽(yáng)輪2、左行星齒輪4、左齒圈3、左第二齒輪9、左第二結(jié)合套5、左第三齒輪7軸、左第三齒輪7、左齒條8;[〇〇611該模式下右獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置的動(dòng)力傳動(dòng)路線為:由右轉(zhuǎn)向電機(jī)19輸出的動(dòng)力， 依次經(jīng)過右太陽(yáng)輪30的齒輪軸、右太陽(yáng)輪30、右行星齒輪32、右齒圈31、右第二齒輪29、右第二結(jié)合套24、右第三齒輪27軸、右第三齒輪27、右齒條26。[〇〇62]二、參閱圖3和圖4，當(dāng)左轉(zhuǎn)向電機(jī)都正常工作，右轉(zhuǎn)向電機(jī)故障時(shí)，具體操縱過程如下；
[0063] 1、參閱圖3,右轉(zhuǎn)向電機(jī)故障過渡模式下:[〇〇64] 左離合器16結(jié)合，右離合器20分離，操縱左聯(lián)動(dòng)撥叉10使之處于下位，操縱右聯(lián)動(dòng)撥叉25使之處于上位，此時(shí)左獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置正常使用，右獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置(故障側(cè))被鎖止，整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)處于右轉(zhuǎn)向電機(jī)故障過渡模式。
[0065]左離合器16處于結(jié)合狀態(tài)，左轉(zhuǎn)向電機(jī)15的電機(jī)軸連接到左太陽(yáng)輪2的齒輪軸上， 動(dòng)力由左轉(zhuǎn)向電機(jī)15提供。右離合器20處于分離狀態(tài)，右轉(zhuǎn)向電機(jī)19的電機(jī)軸與右太陽(yáng)輪 30的齒輪軸分離，防止由于電機(jī)內(nèi)部卡死所產(chǎn)生的不利影響。[〇〇66]左聯(lián)動(dòng)撥叉10處于下位，左第一結(jié)合套12將左第一齒輪11連接在固定軸上，與左第一齒輪11相嚙合的左行星齒輪架14被固定住，進(jìn)而與左行星齒輪架14相嚙合的左第四齒輪1被固定住，同步帶17處于不動(dòng)狀態(tài)，左第二結(jié)合套5將左第二齒輪9和左第三齒輪7同軸連接，左獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置正常使用。[〇〇67]右聯(lián)動(dòng)撥叉25處于上位，右第二結(jié)合套24將右第一齒輪21和右第三齒輪27的軸連接，右第三結(jié)合套28將右第二齒輪29連接到固定的軸上，與右第二齒輪29相嚙合的右齒圈 31被固定住，右獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置(故障側(cè))被鎖止。[〇〇68]此時(shí)左獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置的動(dòng)力傳動(dòng)路線為:由左轉(zhuǎn)向電機(jī)15輸出的動(dòng)力，經(jīng)過左太陽(yáng)輪2的齒輪軸、左太陽(yáng)輪2、左行星齒輪4、左齒圈3、左第二齒輪9、左第二結(jié)合套5、左第三齒輪7軸、左第三齒輪7、左齒條8;
[0069]此時(shí)右獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置的動(dòng)力傳動(dòng)路線為:處于不動(dòng)狀態(tài)同步帶17經(jīng)由右第四齒輪33將右行星架齒輪18固定住，與右行星架齒輪18相嚙合的右第一齒輪21被固定住，右齒圈31被右第三結(jié)合套28連接到固定的軸上，與右齒圈31相嚙合的右第二齒輪29被固定住，右齒條26被鎖止。
[0070]在此模式下，控制左轉(zhuǎn)向電機(jī)15使得左轉(zhuǎn)向輪(無故障側(cè))的轉(zhuǎn)向角追蹤上被鎖止的右轉(zhuǎn)向輪(故障側(cè))的轉(zhuǎn)向角。左右轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向角相同，雖然不能嚴(yán)格的滿足理論轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向幾何學(xué)，根據(jù)中國(guó)專利“獨(dú)立轉(zhuǎn)向電機(jī)故障控制系統(tǒng)(CN100467327C)”，對(duì)于恢復(fù)車輛基本的轉(zhuǎn)向行駛能力，是可以接受的。
[0071]當(dāng)左轉(zhuǎn)向輪(非故障側(cè))的轉(zhuǎn)向角追蹤上被鎖止的右轉(zhuǎn)向輪(故障側(cè))的轉(zhuǎn)向角，即左右轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向角相同，此時(shí)將左聯(lián)動(dòng)撥叉10撥到上位，如圖4所示，整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)處于右轉(zhuǎn)向電機(jī)故障工作模式。在右轉(zhuǎn)向電機(jī)故障工作模式下，從左轉(zhuǎn)向電機(jī)15到左齒條8和右齒條26的傳動(dòng)比相比于正常工作模式下的傳動(dòng)比大，使得一個(gè)后備功率一定的左轉(zhuǎn)向電機(jī)15 在右轉(zhuǎn)向電機(jī)19故障的情況下能夠?yàn)閮蓚€(gè)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)提供足夠的轉(zhuǎn)向力，但是需要指出的是，這種電機(jī)故障模式下，電機(jī)需要在較大的電流下工作，屬于輕過載工作，不能長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，但是可以為駕駛員提供就近修理的轉(zhuǎn)向能力。
[0072]2、參閱圖4,右轉(zhuǎn)向電機(jī)故障工作模式下:
[0073]左離合器16處于結(jié)合狀態(tài)，左轉(zhuǎn)向電機(jī)15的電機(jī)軸連接到左太陽(yáng)輪2的齒輪軸上，，動(dòng)力由左轉(zhuǎn)向電機(jī)15提供；[〇〇74]右離合器20處于分離狀態(tài)，右轉(zhuǎn)向電機(jī)19的電機(jī)軸與左太陽(yáng)輪30的齒輪軸分離， 防止由于電機(jī)內(nèi)部卡死所產(chǎn)生的不利影響；[〇〇75]左聯(lián)動(dòng)撥叉10處于上位，左第二結(jié)合套5將左第一齒輪11和左第三齒輪7同軸連接，左第三結(jié)合套6將左第二齒輪9連接到固定的軸上，與左第二齒輪9相嚙合的左齒圈3被固定??；[〇〇76]右聯(lián)動(dòng)撥叉25處于上位，右第二結(jié)合套24將右第一齒輪21和右第三齒輪27同軸連接，右第三結(jié)合套28將右第二齒輪29連接到固定的軸上，與右第二齒輪29相嚙合的右齒圈31被固定??；[〇〇77]此時(shí)左獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置的動(dòng)力傳動(dòng)路線為:由左轉(zhuǎn)向電機(jī)15輸出的動(dòng)力，依次經(jīng)過左太陽(yáng)輪2的齒輪軸、左太陽(yáng)輪2、左行星齒輪4、左行星架齒輪14、左第一齒輪11、左第二結(jié)合套5、左第三齒輪7軸、左第三齒輪7、左齒條8;[〇〇78]此時(shí)右獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置的動(dòng)力傳動(dòng)路線為:由左轉(zhuǎn)向電機(jī)15輸出的動(dòng)力，依次經(jīng)過左太陽(yáng)輪2的齒輪軸、左太陽(yáng)輪2、左行星齒輪4、左行星架齒輪14、左第四齒輪1、同步帶 17、右第四齒輪33、右行星架齒輪18、右第一齒輪21、右第二結(jié)合套24、右第三齒輪27軸、右第三齒輪27、右齒條26。[〇〇79]三、參閱圖5和圖6,當(dāng)右轉(zhuǎn)向電機(jī)都正常工作，左轉(zhuǎn)向電機(jī)故障時(shí)，具體操縱過程如下；
[0080]本發(fā)明提供的左轉(zhuǎn)向電機(jī)故障情況下的過渡和工作模式與前述右轉(zhuǎn)向電機(jī)故障情況下的過渡和工作模式原理相同，此處不再贅述，現(xiàn)將左轉(zhuǎn)向電機(jī)故障過渡模式和左轉(zhuǎn)向電機(jī)故障工作模式的實(shí)現(xiàn)過程做如下闡述。[0081 ]1、參閱圖5，左轉(zhuǎn)向電機(jī)故障過渡模式下:[〇〇82]右離合器20結(jié)合，右聯(lián)動(dòng)撥叉25撥至下位，右第一結(jié)合套22將右第一齒輪21固定， 與右第一齒輪21嚙合的右行星架齒輪18被固定，與右行星架齒輪18嚙合的右第四齒輪33被固定，同步帶17不動(dòng)，右第二結(jié)合套24將右第二齒輪29和右第三齒輪27同軸連接，動(dòng)力經(jīng)右轉(zhuǎn)向電機(jī)19輸出，經(jīng)由右太陽(yáng)輪30、右行星齒輪32、右齒圈31、右第二齒輪29、右第二結(jié)合套 24、右第三齒輪27和右齒條26依次傳遞；
[0083]左離合器16分離，左聯(lián)動(dòng)撥叉10撥至上位，左第二結(jié)合套5將左第一齒輪11和左第三齒輪7同軸連接，左第三結(jié)合套6將左第二齒輪9固定，與左第二齒輪9嚙合的左齒圈3被固定住，左第三結(jié)合套5、左第二齒輪9、左齒圈3依次鎖死；同步帶17不動(dòng)，左第四齒輪1與左行星架齒輪14固定，與左行星架齒輪14嚙合的左第一齒輪1被固定，同步帶17、左第四齒輪1、 左行星架齒輪14、左第一齒輪11、左第二結(jié)合套5、左第三齒輪7、左齒條8依次鎖死。[〇〇84]2、參閱圖6,左轉(zhuǎn)向電機(jī)故障工作模式下:[〇〇85]右離合器20結(jié)合，右聯(lián)動(dòng)撥叉25撥至上位，右第二結(jié)合套24將右第一齒輪21和右第三齒輪27同軸連接，右第三結(jié)合套28將右第二齒輪29固定，與右第二齒輪29嚙合的右齒圈31被固定，動(dòng)力經(jīng)右轉(zhuǎn)向電機(jī)19輸出，經(jīng)由右太陽(yáng)輪30、右行星齒輪32、右行星架齒輪18、 右第一齒輪21、右第二結(jié)合套24、右第三齒輪27和右齒條26依次傳遞；
[0086]左離合器16分離，左聯(lián)動(dòng)撥叉10撥至上位，左第二結(jié)合套5將左第一齒輪11和左第三齒輪7同軸連接，左第三結(jié)合套6將左第二齒輪9固定，與左第二齒輪9嚙合的左齒圈3被固定，動(dòng)力經(jīng)右轉(zhuǎn)向電機(jī)19輸出，經(jīng)由右太陽(yáng)輪30、右行星齒輪32、右行星架齒輪18、右第四齒輪33、同步帶17、左第四齒輪1、左行星架齒輪14、左第一齒輪11、左第二結(jié)合套5、左第三齒輪7和左齒條8依次傳遞。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.針對(duì)單側(cè)電機(jī)故障的線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置，其特征在于:所述線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱 裝置由左、右兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置對(duì)稱布置構(gòu)成；所述獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置由轉(zhuǎn)向電機(jī)、離合器、行星齒輪系、變速齒輪機(jī)構(gòu)、聯(lián)動(dòng)撥叉以 及齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成；所述行星齒輪系由太陽(yáng)輪、齒圈、行星輪和行星架齒輪組成；所述轉(zhuǎn)向電機(jī)、離合器以及太陽(yáng)輪依次同軸連接；所述變速齒輪機(jī)構(gòu)由第一結(jié)合套、第一齒輪、第二結(jié)合套、第二齒輪以及第三結(jié)合套依 次同軸布置組成;所述第一結(jié)合套和第三結(jié)合套均安裝在固定軸上，所述第一齒輪與所述 行星架齒輪嚙合，所述第二結(jié)合套與齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的第三齒輪同軸連接，所述第二 齒輪與所述齒圈嚙合；所述聯(lián)動(dòng)撥叉與第一結(jié)合套、第二結(jié)合套和第三結(jié)合套固定連接，撥動(dòng)三個(gè)結(jié)合套沿 軸向滑移；左、右獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置之間通過兩側(cè)的行星架齒輪與中間的同步傳動(dòng)裝置傳動(dòng)連接。2.如權(quán)利要求1所述針對(duì)單側(cè)電機(jī)故障的線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置，其特征在于:所述同步傳動(dòng)裝置由同步帶和兩個(gè)第四齒輪組成，兩個(gè)第四齒輪分別與同步帶的兩個(gè)帶輪同軸連接，所述兩個(gè)第四齒輪分別與左、右兩側(cè)的行星架齒輪嚙合。3.如權(quán)利要求1所述針對(duì)單側(cè)電機(jī)故障的線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向操縱裝置的操縱方法，其特征 在于，所述操縱方法針對(duì)單側(cè)電機(jī)故障，通過操縱左、右兩個(gè)對(duì)稱布置且結(jié)構(gòu)相同的獨(dú)立轉(zhuǎn) 向操縱裝置的換擋撥叉與離合器，實(shí)現(xiàn)正常、左轉(zhuǎn)向電機(jī)故障過渡、左轉(zhuǎn)向電機(jī)故障工作、 右轉(zhuǎn)向電機(jī)故障過渡和右轉(zhuǎn)向電機(jī)故障工作五種模式之間的切換，具體操縱方法如下:(1)正常模式下的具體操縱方法為:左離合器結(jié)合，左聯(lián)動(dòng)撥叉撥至下位，左第一結(jié)合套將左第一齒輪固定，與左第一齒輪 嚙合的左行星齒輪架被固定，與左行星齒輪架嚙合的左第四齒輪被固定，同步帶不動(dòng)，左第 二結(jié)合套將左第二齒輪和左第三齒輪同軸連接，動(dòng)力經(jīng)左轉(zhuǎn)向電機(jī)輸出，經(jīng)由左太陽(yáng)輪、左 行星齒輪、左齒圈、左第二齒輪、左第二結(jié)合套、左第三齒輪和左齒條依次傳遞；右離合器結(jié)合，右聯(lián)動(dòng)撥叉撥至下位，右第一結(jié)合套將右第一齒輪固定，與右第一齒輪 相嚙合的右行星架齒輪被固定，與右行星架齒輪嚙合的右第四齒輪被固定，右第二結(jié)合套 將右第二齒輪和右第三齒輪同軸連接，動(dòng)力經(jīng)右轉(zhuǎn)向電機(jī)輸出，經(jīng)由右太陽(yáng)輪、右行星齒 輪、右齒圈、右第二齒輪、右第二結(jié)合套、右第三齒輪和右齒條依次傳遞；(2)右轉(zhuǎn)向電機(jī)故障過渡模式下的具體操縱方法為:左離合器結(jié)合，左聯(lián)動(dòng)撥叉撥至下位，左第一結(jié)合套將左第一齒輪固定，與左第一齒輪 嚙合的左行星齒輪架被固定，與左行星齒輪架嚙合的左第四齒輪被固定，同步帶不動(dòng)，左第 二結(jié)合套將左第二齒輪和左第三齒輪同軸連接，動(dòng)力經(jīng)左轉(zhuǎn)向電機(jī)輸出，經(jīng)由左太陽(yáng)輪、左 行星齒輪、左齒圈、左第二齒輪、左第二結(jié)合套、左第三齒輪和左齒條依次傳遞；右離合器分離，動(dòng)力無法經(jīng)右轉(zhuǎn)向電機(jī)輸出，右聯(lián)動(dòng)撥叉撥至上位，右第二結(jié)合套將右 第一齒輪和右第三齒輪同軸連接，右第三結(jié)合套將右第二齒輪固定，與右第二齒輪嚙合的 右齒圈被固定，右第三結(jié)合套、右第二齒輪、右齒圈依次鎖死；同步帶不動(dòng)，右第四齒輪與右 行星架齒輪固定，與右行星架齒輪嚙合的右第一齒輪被固定，同步帶、右第四齒輪、右行星架齒輪、右第一齒輪、右第二結(jié)合套、右第三齒輪、右齒條依次鎖死；(3)右轉(zhuǎn)向電機(jī)故障工作模式下的具體操縱方法為:左離合器結(jié)合，左聯(lián)動(dòng)撥叉撥至上位，左第二結(jié)合套將左第一齒輪和左第三齒輪同軸 連接，左第三結(jié)合套將左第二齒輪固定，與左第二齒輪嚙合的左齒圈被固定，動(dòng)力經(jīng)左轉(zhuǎn)向 電機(jī)輸出，經(jīng)由左太陽(yáng)輪、左行星齒輪、左行星架齒輪、左第一齒輪、左第二結(jié)合套、左第三 齒輪和左齒條依次傳遞；右離合器分離，右聯(lián)動(dòng)撥叉撥至上位，右第二結(jié)合套將右第一齒輪和右第三齒輪同軸 連接，右第三結(jié)合套將右第二齒輪固定，與右第二齒輪嚙合的右齒圈被固定；動(dòng)力經(jīng)左轉(zhuǎn)向電機(jī)輸出，經(jīng)由左太陽(yáng)輪、左行星齒輪、左行星架齒輪、左第四齒輪、同步 帶、右第四齒輪、右行星架齒輪、右第一齒輪、右第二結(jié)合套、右第三齒輪軸、右第三齒輪和 右齒條依次傳遞，實(shí)現(xiàn)右轉(zhuǎn)向電機(jī)在故障狀態(tài)下工作；(4)左轉(zhuǎn)向電機(jī)故障過渡模式下的具體操縱方法為:右離合器結(jié)合，右聯(lián)動(dòng)撥叉撥至下位，右第一結(jié)合套將右第一齒輪固定，與右第一齒輪 嚙合的右行星齒輪架被固定，與右行星齒輪架嚙合的右第四齒輪被固定，同步帶不動(dòng)，右第 二結(jié)合套將右第二齒輪和右第三齒輪同軸連接，動(dòng)力經(jīng)右轉(zhuǎn)向電機(jī)輸出，經(jīng)由右太陽(yáng)輪、右 行星齒輪、右齒圈、右第二齒輪、右第二結(jié)合套、右第三齒輪和右齒條依次傳遞；左離合器分離，左聯(lián)動(dòng)撥叉撥至上位，左第二結(jié)合套將左第一齒輪和左第三齒輪同軸 連接，左第三結(jié)合套將左第二齒輪固定，與左第二齒輪嚙合的左齒圈被固定住，左第三結(jié)合 套、左第二齒輪、左齒圈依次鎖死；同步帶不動(dòng)，左第四齒輪與左行星架齒輪固定，與左行星 架齒輪嚙合的左第一齒輪被固定，同步帶、左第四齒輪、左行星架齒輪、左第一齒輪、左第二 結(jié)合套、左第三齒輪、左齒條依次鎖死；(5)左轉(zhuǎn)向電機(jī)故障工作模式下的具體操縱方法為:右離合器結(jié)合，右聯(lián)動(dòng)撥叉撥至上位，右第二結(jié)合套將右第一齒輪和右第三齒輪同軸 連接，右第三結(jié)合套將右第二齒輪固定，與右第二齒輪嚙合的右齒圈被固定，動(dòng)力經(jīng)右轉(zhuǎn)向 電機(jī)輸出，經(jīng)由右太陽(yáng)輪、右行星齒輪、右行星架齒輪、右第一齒輪、右第二結(jié)合套、右第三 齒輪和右齒條依次傳遞；左離合器分離，左聯(lián)動(dòng)撥叉撥至上位，左第二結(jié)合套將左第一齒輪和左第三齒輪同軸 連接，左第三結(jié)合套將左第二齒輪固定，與左第二齒輪嚙合的左齒圈被固定，動(dòng)力經(jīng)右轉(zhuǎn)向 電機(jī)輸出，經(jīng)由右太陽(yáng)輪、右行星齒輪、右行星架齒輪、右第四齒輪、同步帶、左第四齒輪、左 行星架齒輪、左第一齒輪、左第二結(jié)合套、左第三齒輪和左齒條依次傳遞。
【文檔編號(hào)】B62D5/04GK106080754SQ201610532548
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月7日
【發(fā)明人】姜玉瑤, 鄧偉文, 張素民, 蘇琛, 李建平, 王國(guó)軍
【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)