一種用于線傳轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的雙驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別涉及一種用于線傳轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的由雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，為具有余度冗余的線傳轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供可靠的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)力。
【背景技術(shù)】
[0002]線傳轉(zhuǎn)向系統(tǒng)較傳統(tǒng)的機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)而言，取消了方向盤與轉(zhuǎn)向器之間的機(jī)械連接，通過電信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)。這一改變能夠提高汽車的操縱穩(wěn)定性、被動(dòng)安全性以及乘坐的舒適性，使得汽車在高速低速下都可以具有較好的轉(zhuǎn)向特性。然而相比于傳統(tǒng)的機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，線傳轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用電信號(hào)取代了機(jī)械連接，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向器執(zhí)行轉(zhuǎn)向操作，由于電氣系統(tǒng)的可靠性遠(yuǎn)不及機(jī)械系統(tǒng)，線傳轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可靠性將大大降低。
[0003]在線傳轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，方向盤、轉(zhuǎn)角傳感器、回正電機(jī)及控制器構(gòu)成方向機(jī)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)角傳感器及控制器構(gòu)成轉(zhuǎn)向機(jī)。方向機(jī)與轉(zhuǎn)向機(jī)協(xié)作以完成轉(zhuǎn)向操作。其中，由驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)向機(jī)主要具有以下作用:1.接收來自方向機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)角信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)執(zhí)行轉(zhuǎn)向操作；2.通過轉(zhuǎn)角傳感器測(cè)得齒輪齒條轉(zhuǎn)向器小齒輪的實(shí)際轉(zhuǎn)角，進(jìn)行反饋控制；3.通過轉(zhuǎn)向電機(jī)電流衡量轉(zhuǎn)向的回正力矩，回傳方向機(jī)。對(duì)于單電機(jī)驅(qū)動(dòng)的單余度轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)來說，一旦電機(jī)或者控制器、傳感器等電氣設(shè)備發(fā)生損壞，整個(gè)線傳轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將進(jìn)入癱瘓狀態(tài)，行駛中的汽車會(huì)因此發(fā)生安全事故。故需要通過余度冗余的手段提高線傳轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全可靠性。
[0004]將原有的機(jī)械式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)作為備用，一旦線傳轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)發(fā)生故障就切換為傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向模式，這是提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全可靠性的一個(gè)措施。但是這樣大大提高了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的成本及安裝空間，也使得線傳轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一些優(yōu)勢(shì)不復(fù)存在。相比之下。雙余度轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)能在單余度發(fā)生故障時(shí)采用另一余度進(jìn)行工作，大大提高了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全可靠性。在雙余度轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中往往用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)來執(zhí)行轉(zhuǎn)向操作。但是目前的雙驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)存在著以下問題:1.結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，成本較高；2.采用了電磁閥等電子設(shè)備作為余度切換的部件，一旦電磁閥發(fā)生故障，將無(wú)法進(jìn)行余度切換，實(shí)際上并沒有提升整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，設(shè)計(jì)了一種用于線傳轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的雙驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，對(duì)目前的雙驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，該結(jié)構(gòu)在正常工作情況下通過雙電機(jī)并聯(lián)耦合驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行，當(dāng)一路轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)故障時(shí)，另一路將繼續(xù)工作，以保證轉(zhuǎn)向操作的安全可靠進(jìn)行。
[0006]本發(fā)明的雙驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)功能執(zhí)行部分主要由兩路轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)與傳感器單元構(gòu)成。每一路轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均由轉(zhuǎn)向電機(jī)、驅(qū)動(dòng)軸、傳動(dòng)齒輪及軸承、軸端擋圈等軸系部件構(gòu)成，兩路轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過傳動(dòng)齒輪嚙合，共同傳遞轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)力。各路的轉(zhuǎn)向電機(jī)均有各自的控制器進(jìn)行控制，以達(dá)到余度冗余的需要。轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)串聯(lián)，以減小傳遞到蝸輪上的減速，同時(shí)增大傳遞到蝸輪上的扭矩，蝸輪與齒輪齒條轉(zhuǎn)向器上的小齒輪通過軸系部件串聯(lián)，以將電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力傳遞到小齒輪上，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向器執(zhí)行轉(zhuǎn)向操作。此外，小齒輪的轉(zhuǎn)角信息還通過傳感器單元傳遞到兩個(gè)相同并且串聯(lián)的轉(zhuǎn)角傳感器，從而能夠確保將轉(zhuǎn)角信息反饋給控制器。
[0007]本發(fā)明的雙驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)分為兩種工作模式。在正常工作情況下，由兩路電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過傳動(dòng)齒輪將電機(jī)輸出的驅(qū)動(dòng)力并聯(lián)耦合以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)執(zhí)行轉(zhuǎn)向操作，這是雙驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的雙驅(qū)動(dòng)工作模式；而當(dāng)一路驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)僅由一路無(wú)故障的轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供驅(qū)動(dòng)力，系統(tǒng)仍能正常執(zhí)行轉(zhuǎn)向操作，這是雙驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的單驅(qū)動(dòng)工作模式。這樣使得線傳轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在出現(xiàn)單路電氣故障時(shí)仍能正常工作，大大提高了其工作的安全可靠性。
[0008]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):相比于單余度的線傳轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其在單一故障下仍能正常工作，提高了線傳轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全可靠性；相比于其他具有雙余度或多余度的線傳轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其原理與結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且單余度與雙余度工作模式切換沒有用到多余的電氣系統(tǒng)，能夠真正保障系統(tǒng)的余度冗余，且整套雙驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)可以作為總成連接到一般轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器上，無(wú)需對(duì)轉(zhuǎn)向器進(jìn)行加工改造。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的雙驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的立體示意圖。
[0010]圖2為對(duì)應(yīng)于圖1的結(jié)構(gòu)縱向剖面圖。
[0011]圖3為對(duì)應(yīng)于圖1的雙驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的俯視剖面圖。
[0012]圖4為對(duì)應(yīng)于圖2的雙驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的正視局部剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)說明。
[0014]本發(fā)明的用于線傳轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的雙驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)主要包括兩路轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1、蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)2、傳感器單元3及固定安裝機(jī)構(gòu)4 ;如圖1及圖2所示。其中，兩路電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1通過兩路電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1末端的蝸桿與蝸輪減速機(jī)構(gòu)2的蝸輪配合傳動(dòng)，通過軸系部件安裝在固定安裝機(jī)構(gòu)4的箱體中；蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)2的蝸輪通過減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)桿與固定安裝機(jī)構(gòu)4的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器5上的小齒輪串聯(lián)，并通過由套筒、軸承組成的軸系部件安裝在固定安裝機(jī)構(gòu)4的箱體中，箱體蓋對(duì)軸系上部進(jìn)行定位；傳感器單元3通過傳感器單元傳動(dòng)桿的花鍵與蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)2的減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)桿串聯(lián)，并作為一個(gè)獨(dú)立的箱體安裝在箱體蓋上。各部分具體結(jié)構(gòu)分別說明如下:
[0015]本發(fā)明的固定安裝機(jī)構(gòu)4的組成如圖2所示，該機(jī)構(gòu)包括箱體4 - 2、箱體蓋4 - 1、箱體安裝板4 - 3、箱體安裝盤4 - 4以及圖1與圖2所示的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器5及其上的小齒輪，箱體4 - 1通過箱體安裝板4 - 3和箱體安裝盤4 - 4與齒輪齒條轉(zhuǎn)向器5外殼螺栓連接，齒輪齒條轉(zhuǎn)向器5上的小齒輪與蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)2的減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)桿2 -4通過花鍵連接傳動(dòng)。箱體4 - 1與箱體蓋4 - 2作為兩路轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1及蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)2的安裝部件，箱體蓋4 - 2則與傳感器單元3通過螺栓連接。
[0016]整個(gè)雙驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)通過固定安裝機(jī)構(gòu)4與汽車轉(zhuǎn)向系的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器5相連，并把整個(gè)雙驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的各部分整合在一起。
[0017]本發(fā)明的的兩路轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1的組成如圖3所示，包括由驅(qū)動(dòng)短軸1 -3、驅(qū)動(dòng)電機(jī)1 - 71、傳動(dòng)齒輪1 - 41及與固定安裝機(jī)構(gòu)4的箱體4 - 2連接的軸承1 - 21、1 - 61、軸端擋圈1 -11、套筒1 -51構(gòu)成一路轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；由驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)軸1 -8、驅(qū)動(dòng)電機(jī)1 -72、傳動(dòng)齒輪1 - 42及與固定安裝機(jī)構(gòu)4的箱體4 - 2連接的軸承1 - 22、1 - 62、1 - 9、軸端擋圈1 - 12、套筒1 - 52構(gòu)成第二路轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；其中，驅(qū)動(dòng)短軸1 - 3及驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)軸1 - 8與各自軸上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)1 - 71、1 - 72通過梅花聯(lián)軸器相連接，與傳動(dòng)齒輪1 - 41、1 - 42分別通過鍵連接，兩路轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過相互配合的一對(duì)傳動(dòng)齒輪1 -41、1 -42嚙合傳動(dòng)；驅(qū)動(dòng)短軸1 - 3通過軸左端的套筒1 - 51及軸承1 - 61和軸右端的軸承1 - 21及軸端擋圈1-11在固定安裝機(jī)構(gòu)4的箱體4 - 2中安裝定位；驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)軸1 - 8通過軸左端的套筒1 - 52及軸承1 - 62和軸中段的軸承1 - 22及軸端擋圈1 - 12以及軸右端的軸承1 - 9及端蓋在固定安裝機(jī)構(gòu)4的箱體4 - 2中安裝定位。驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)軸中后段的蝸桿與蝸輪蝸