CN112660234A - 一种商用车双电机线控转向系统 - Google Patents
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Abstract
一种商用车双电机线控转向系统,动力机构依次通过两级齿轮减速机构、丝杆传动机构、摇臂机构三个不同类型混合传动机构,先将旋转运动转换为方形螺母往复直线运动后又转换为转向摇臂的摆动,转向摇臂通过横拉杆转动车轮,实现该线控转向装置驱动车轮转向。本发明取消了复杂传统转向系统的机械结构,质量轻,易于维护保养,采用双电机控制,系统的容错能力更好,整车操纵稳定性和横摆响应高;可通过程序设置提高线控转向系统的匹配性,整车更为稳定,噪音低,传动效率高。
Description
技术领域
本发明涉及汽车转向系统,具体的,涉及一种具备冗余功能的商用车线控转向系统。
背景技术
汽车转向系统的基本性能是保证车辆在任何工况下转动转向盘时有较理想的操纵稳定性。随着汽车电子技术的不断发展和汽车系统的集成化。汽车转向控制系统先后经历了最原始的纯机械转向、液压助力转向、电控液压助力转向、电动液压动力转向和线控转向5个阶段。近年来,汽车线控转向技术(Steer-By-Wire,SBW)逐步成为国内外的研究热点。
线控转向系统与传统的转向系统不同的是它取消了从转向盘到转向执行器之间的机械连接,完全由电能实现转向,这样不仅摆脱了传统转向系统的各种限制,而且还可以自由设计汽车转向的力传递特性和角度传递特性。更方便与自动驾驶其他子系统实现集成,在改善汽车主动安全性能、驾驶特性、操纵性以及驾驶员路感方面具有优势。是汽车转向系统的重大革新。
随着汽车智能化的不断推进,线控转向系统是智能驾驶汽车的必备装置,它即可以响应来自总线的转向指令,还可以将方向盘隐匿,从而为自动驾驶车辆提供更充足的空间,提高乘员的舒适性。
线控转向系统由各种传感器、转向执行机构、控制器等组成。线控转向系统工作时,传感器检测到的信号会传入控制器,控制器会通过数据分析输出合适的电流信号给转向电机,转向电机接收到控制器输入的信号后,驱动转向执行机构,从而带动车轮转动实现汽车的转向。
在现有技术中,申请号为CN201910771779.X,发明名称为“一种新能源商用车无人驾驶的转向装置及其新能源商用车”的中国专利申请公开了一种转向系统,包括依次连接的转向管柱带中间轴总成、第一转向万向节、转向轴、第二转向万向节和电动助力循环球转向器,与电动助力循环球转向器连接的主电机,设置在转向管柱带中间轴总成与第一转向万向节之间、用于传递转动动能的减速机构,与减速机构连接、用于驱动转向管柱带中间轴总成和转向轴旋转的辅助电机,以及EPS控制器。本技术方案中的电动助力循环球转向器上的主电机和传感器通过线束与EPS控制器连接。当整车点火信号输入时,EPS控制器对整个转向系统信号自检,自检合格后转向系统进入准备状态,EPS控制器根据整车信号输入和传感器信号输入对主电机下达相关指令保证整车正常转向行驶,而辅助电机始终处于待机状态,当主电机或主传感器出现故障导致主电机停止工作时,EPS控制器下达指令给辅助电机,辅助电机工作并实现转向。
但该专利申请存在如下缺陷:还保留了机械结构,与线控转向系统方案相比整个系统质量大,安装不便;油壶、油管等装置可能漏油,污染环境;发生碰撞时,转向管柱存在安全隐患,不能保证驾驶员安全;成本高,稳定性等性能得不到明显改善。
因此,如何提高线控转向系统的安全性、稳定性,使得该线控系统传动更加精确平稳,成为现有技术亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种商用车双电机线控转向系统,能够使得该线控转向系统承载力更强大,传动更精确平稳,运动失效风险更低,且结构更加简单,安装方便,噪声小
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种商用车双电机线控转向系统,其特征在于,包括:动力机构、两级齿轮减速机构、丝杆传动机构、摇臂机构;
其中动力机构包括动力源转向电机和备份电机,其中动力转向电机和备份电机两电机同轴,当其中一个转向电机故障致使转向电机不能正常工作时,另一个转向电机仍能正常工作;
两级齿轮减速机构包括:第一级减速主动齿轮、第一级减速从动齿轮,第二级减速主动齿轮、第二级减速从动齿轮;
其中,动力源转向电机的输出轴上通过平键装配有第一级减速主动齿轮,第一级减速主动齿轮与第一级减速从动齿啮合,第一级减速从动齿轮和第二级减速主动齿轮同轴一体,安装在减速器中间轴上,第二级减速主动齿轮和第二级减速从动齿轮啮合;
所述丝杆传动机构包括滚珠丝杠、第一圆锥滚子轴承、第二圆锥滚子轴承、和方形螺母;
其中,第二级减速从动齿轮通过T形固定件与钢制的滚珠丝杠固定连接,第二级减速从动齿轮、T形固定件、滚珠丝杠三者同轴设置,在所述滚珠丝杠的两端分别具有第一圆锥滚子轴承和第二圆锥滚子轴承以实现滚珠丝杠与系统的壳体之间的装配连接,所述第一圆锥滚子轴承位于靠近所述第二级减速从动齿轮的一侧,所述第二圆锥滚子轴承位于远离所述第二级减速从动齿轮的一侧,在所述滚珠丝杆的中间部具有方形螺母;
所述摇臂机构包括转向摇臂、摇臂轴和齿条齿扇,
其中,所述摇臂轴和所述齿条齿扇一体成型,所述方形螺母的下端面具有齿条,所述方形螺母通过所述齿条与所述齿条齿扇啮合,在摇臂轴的一端固定有转向摇臂,所述转向摇臂的大端与所述摇臂轴连接,所述转向摇臂的小端与车辆的纵拉杆相连接。
可选的,第一级减速从动齿轮内部具有凹槽,用于装配滚珠轴承,利用所述滚珠轴承来装配连接第一级减速从动齿轮,第二级减速主动齿轮与减速器中间轴,所述滚珠轴承的外圈与第一级减速从动齿轮配合,内圈与减速器中间轴配合。
可选的,在第二级减速主动齿轮的前端具有卡簧,通过第一级减速从动齿轮后端的轴肩和第二级减速主动齿轮的前端的卡簧实现第一级从动齿轮和第二级主动齿轮的轴向限位。
可选的,在两级齿轮减速机构中,T形固定件的外圈与第二级减速从动齿轮配合,T形固定件内圈与滚珠丝杠轴配合,T形固定件与滚珠丝杠过盈配合,所述T形固定件的外端通过螺钉与第二级减速从动齿轮和滚珠丝杠固定连接。
可选的,滚珠丝杠在第二圆锥滚子轴承的一端具有一字孔,通过一字头螺丝刀插入所述一次孔能够使得所述滚珠丝杠发生转动。
可选的,所述滚珠丝杠和所述方形螺母间的螺纹制成半圆形凹槽,其间装有滚珠。
可选的,在所述摇臂轴的两端具有第一滑动轴承和第二滑动轴承以用于安装固定所述摇臂轴,所述摇臂轴和所述转向摇臂之间采用花键连接,把动力从摇臂轴传到转向摇臂上;
在摇臂轴与所述转向摇臂的连接端的外侧具有螺纹,在所述螺纹处安装一限位螺母对所述转向摇臂进行限位固定。
可选的,所述动力机构中的两个电机为12V低压电机,电机额定转速为2000rpm,输出扭矩为1.4Nm。
可选的,所述两级齿轮减速机构的齿轮材料采用塑料;
所述第一级减速从动齿轮和所述第二级减速主动齿轮均为斜齿轮,所述斜齿轮的旋向相同。
本发明进一步公开了一种商用车,包括:
方向盘、安装在转向轴上的转矩传感器、转角传感器和用于检测车轮转角的车轮转角传感器,
其特征在于,还具有上述的商用车双电机线控转向系统,
三个传感器的信号被一起输入整车控制器(VCU),整车控制器接受信号后通过控制算法输出转矩需求给电机控制器(MCU),电机控制器控制输出电流到动力机构,所述动力机构接收到电机控制器输入的信号后,会输出力矩驱动该动力机构,通过每一步的动力传递,最终实现汽车的转向。
本发明具有如下优点:
1.线控转向系统由电机直接提供转向力,取消了复杂传统转向系统的机械结构,省去了液压助力转向系统所必需的转向油泵、油罐、软管、液压油等装置,使得整个转向系统结构紧凑,质量轻,进而降低油耗、节省能源,并且装配性好,节省装配时间,易于维护保养。更灵活的布置方式,由于不存在液压动力转向系统的燃油泄漏问题,通过电控系统控制,对环境几乎没有污染。
2.采用双电机控制,当转向电机出现失效时,备用电机正常工作可依然实现转向功能,实现双电机硬件冗余,系统的容错能力更好。保证行车安全,此外整车操纵稳定性和横摆响应都得到提升。双电机控制,保证一个电机出现故障时,线控转向系统仍然可以正常工作。保证行车安全。
3.匹配型号,通过对程序的设置,线控转向系统容易与不同车型匹配,可以缩短生产和开发的周期。
4.舒适性好:转向系统没有机械的转向管柱,碰撞时管柱侵入的可能性降低,安全性进而得到提高。而且节省空间,改善乘坐的舒适性;采用滚珠丝杠结构,减小磨损,精度高,无间隙,噪音低,传动效率高,采用双级齿轮减速器,相比于现有方案的带传动,可使系统的传动比更加稳定,整个系统的稳定性提高。使用寿命变长。
5.可以获得比EPS更快的响应速度,可以滤除路面激震信号。使得汽车行驶的路面冲击不会直接传给转向盘反馈给驾驶员,降低了驾驶员的驾驶负担。SBW系统在转向的过程中,电子传感器采集汽车的行驶状态,通过转向控制器迅速准确地控制车辆转向,提高了车辆行驶的稳定性。加速汽车智能化发展。
附图说明
图1为根据本发明具体实施例的双电机线控转向系统的立体结构示意图;
图2为根据本发明具体实施例的双电机线控转向系统的正面视图;
图3为根据本发明具体实施例的双电机线控转向系统的左视图;
图4为根据本发明具体实施例的双电机线控转向系统的右视图;
图5为根据本发明具体实施例的双电机线控转向系统的控制框图。
图中的附图标记所分别指代的技术特征为:
1、第二级减速从动齿轮;2、T形固定件;3、螺钉;4、减速器中间轴;5、滚珠轴承;6、卡簧;7第二级减速主动齿轮;8、第一级减速从动齿轮;9、第一圆锥滚子轴承;10、滚珠丝杠;11、转向摇臂;12、摇臂轴;13、第一滑动轴承;14、齿条齿扇;15、方形螺母;16、第二圆锥滚子轴承;17、备份电机;18、动力源转向电机;19、平键;20、第一级减速主动齿轮;21、限位螺母;22、第二滑动轴承;23、一字孔;100、方向盘;101、方向盘转角传感器;102、转矩传感器;103、车轮转角传感器;200、整车控制器;300、电机控制器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
本发明在于采用电机直接提供转动力,通过双电机控制提高线控转向系统的稳定性,利用两级齿轮传动、丝杠螺母、齿条齿扇三个不同类型混合传动机构,先将旋转运动转换为方形螺母的往复直线运动后又转换为转向摇臂的摆动,转向摇臂的大端是与摇臂轴连接的,转向摇臂的小端则与车辆的纵拉杆相连接,转向摇臂的摆动将拉动纵拉杆,纵拉杆再将往复运动传递给转向节臂,从而形成线控转向系统。
因此,本发明的线控转向系统具有冗余功能,去掉了传统转向系统中从转向盘到转向执行器间的机械连接,由转向执行总成、控制器以及相关传感器组成。本发明的转向执行总成由转向电机、转向器和转向拉杆等部件组成。该部分工作原理为驱动转向电机快速、准确地执行控制器给出的转向角指令,实现车辆的转向功能。该发明设计了双电机,两电机同轴,实现硬件冗余,保证系统的故障容错性能。提高安全性和可靠性。
具体的,参见图1-图4,分别示出了双电机线控转向系统的立体结构示意图、正面、左视和右视图。
该商用车双电机线控转向系统包括:动力机构、两级齿轮减速机构、丝杆传动机构、摇臂机构;
其中动力机构包括同轴的动力源转向电机18和备份电机17;动力转向电机18和备份电机17两电机同轴,能够实现硬件冗余,当其中一个转向电机故障致使转向电机不能正常工作时,另一个转向电机仍能正常工作,从而保证汽车能在有效电机的驱动下进行正常转向。保证系统的故障容错性能。解决电机出现故障时的安全性问题。
两级齿轮减速机构包括:第一级减速主动齿轮20、第一级减速从动齿轮8,第二级减速主动齿轮7、第二级减速从动齿轮1;
其中,动力源转向电机18的输出轴上通过平键19装配有第一级减速主动齿轮20,第一级减速主动齿轮20与第一级减速从动齿8啮合,第一级减速从动齿轮8和第二级减速主动齿轮7同轴一体,安装在减速器中间轴4上,第二级减速主动齿轮7和第二级减速从动齿轮1啮合。
所述丝杆传动机构包括滚珠丝杠10、第一圆锥滚子轴承9、第二圆锥滚子轴承16、和方形螺母15;
其中,第二级减速从动齿轮1通过T形固定件2与钢制的滚珠丝杠10实现动力传递,第二级减速从动齿轮1、T形固定件2、滚珠丝杠10三者同轴设置,同步转动,在所述滚珠轴承10的两端分别具有第一圆锥滚子轴承9和第二圆锥滚子轴承16以实现滚珠丝杠10与系统的壳体之间的装配连接,其中所述第一圆锥滚子轴承9位于靠近所述第二级减速从动齿轮1的一侧,所述第二圆锥滚子轴承16位于远离所述第二级减速从动齿轮1的一侧,在所述滚珠丝杆10的中间部具有方形螺母15;第一和第二圆锥滚子轴承适用于重载和有冲击载荷的机构,可以同时承受轴向和径向载荷,并且成对使用,可抵消其轴向分力,第二级减速从动齿轮1转动将通过所述T形固定件2同时带动滚珠丝杠10转动,滚珠丝杠10转动将带动滚珠丝杠10上的方形螺母15在丝杠上做直线运动。
所述摇臂机构包括转向摇臂11、摇臂轴12和齿条齿扇14,
其中,所述摇臂轴12和所述齿条齿扇14一体成型,所述方形螺母15的下端面具有齿条,所述方形螺母15通过所述齿条与所述齿条齿扇14啮合,在摇臂轴12的另外一端固定有转向摇臂11,所述转向摇臂11的大端与所述摇臂轴12连接的,所述转向摇臂11的小端与车辆的纵拉杆相连接。
因为齿条齿扇和摇臂轴一体成型,因此当方形螺母在带动齿扇转动时,摇臂轴也会转动,进而带动摇臂转动。
本发明具有冗余功能的商用车线控转向系统,工作原理如下:
当系统无转向需求时,所有运动机构均处于初始位置,当有转向需求时,系统的控制器将接收到传感器发来的转向信号,车上的电源将为转向电机(包括动力源转向电机和备份电机)提供电力,控制器控制电机,转向电机输出扭矩。电机将电能转换为旋转运动的机械能,电机输出轴为减速器输入轴,把动力传递到两级齿轮减速机构,再经过两级齿轮减速机构传动后减速增扭。把电机输出的动力传递到丝杆传动机构的滚珠丝杠和齿条齿扇,最终通过带动与摇臂轴制成一体的齿扇转动来实现转向摇臂的转动。最终使摇臂转动拉动拉杆实现转向。
本发明提供的线控转向装置依次通过两级齿轮传动(1、7、8、20)、丝杠螺母(10、15)、齿条齿扇(14)三个不同类型混合传动机构,先将旋转运动转换为方形螺母15往复直线运动后又转换为转向摇臂11的摆动,如前所述,转向摇臂的大端是与摇臂轴连接的,转向摇臂的小端则与车辆的纵拉杆相连接,转向摇臂的摆动将拉动纵拉杆,纵拉杆再将往复运动传递给转向节臂。最后,转向节臂再通过横拉杆转动车轮,实现该线控转向装置驱动车轮转向,形成该线控转向系统。
参见图5,本发明进一步公开了一种汽车,该汽车具有方向盘100、安装在转向轴上的转矩传感器101、转角传感器102和用于检测车轮转角的车轮转角传感器103以及本发明公开的商用车双电机线控转向系统,三个传感器的信号被一起输入整车控制器200(VCU),整车控制器200接受信号后通过控制算法输出转矩需求给电机控制器300(MCU),电机控制器300控制输出电流到动力源转向电机,动力源转向电机接收到电机控制器300输入的信号后,会输出力矩驱动该转向机构,通过每一步的动力传递,最终实现汽车的转向。
本发明中,根据电机的输出扭矩和满足转向需求的原地转向阻力矩,可确定整套系统所需要的传动比。由此采用双级齿轮减速器减速增扭,减速比可以设计成更大,单个齿轮的径向尺寸相对较小,与电机的选型更加匹配,减速效果更好。且可以避免滚珠丝杠的导程过小。
动力转向电机18的动力输出轴即为双级齿轮减速机构的输入轴。减速机构的齿轮均采用斜齿轮传动,斜齿轮传动具有啮合性能好,重合度大的优点。且两级齿轮减速机构中的齿轮材料采用塑料,可以实现齿轮减重,减少转动惯量。减速器中每对相互啮合的斜齿轮应旋向相反,本发明提供的结构中把第一级减速从动齿轮8和第二级减速主动齿轮7的斜齿轮旋向设计成相同,这样有利于抵消斜齿轮的轴向力,且两齿轮设置为同轴一体的齿轮,同步转动。
在一个具体的实施例中,两个电机为12V低压电机,电机额定转速为2000rpm,输出扭矩为1.4Nm。因此,该电机能够看到明显快速转向,机额定扭矩太小,减速器的传动比会比较大,丝杠导程也会选得过小,转向响应慢;扭矩太大,电机在低压平台上,电流会非常大,堵转性能很差,尺寸和功率也会不合适。
在一个具体的实施例中,在两级齿轮减速机构中,第一级减速从动齿轮8内部具有凹槽,用于装配滚珠轴承5,利用所述滚珠轴承5来装配连接第一级减速从动齿轮8,第二级减速主动齿轮7与减速器中间轴4,所述滚珠轴承5的外圈与第一级减速从动齿轮8配合,内圈与减速器中间轴4配合。由于第一级减速从动齿轮与第二级减速主动齿轮是同轴一体的齿轮,两齿轮是做成一体的,因此,滚珠轴承5通过与第一级减速从动齿轮8配合,同时驱动第一级减速从动齿轮8和第二级减速主动齿轮7。
当系统工作时,减速器中间轴是固定在系统外壳上的,并不转动。固定在上面的齿轮和轴承同轴转动,实现动力传递。在第二级减速主动齿轮7的前端具有卡簧6,第一级减速从动齿轮8后端的轴肩和第二级减速主动齿轮7的前端的卡簧6实现第一级从动齿轮和第二级主动齿轮的轴向限位。
在一个具体的实施例中,在两级齿轮减速机构中,T形固定件2的外圈与第二级减速从动齿轮1配合,T形固定件内圈与滚珠丝杠10轴配合,T形固定件与滚珠丝杠10过盈配合,所述T形固定件的外端通过螺钉3与第二级减速从动齿轮1和滚珠丝杠10固定连接。因此,在通过内外圈固定的基础上,T形件的外端平面再与齿轮的端面和丝杠的端面通过螺钉固定连接,如图2图3所示,进一步提升它们之间动力传递的平稳性,相比于在齿轮和轴之间采用平键连接来传递运动的方式来说更好。该方式可以更好的保证齿轮,固定件和丝杠之间传动没有间隙,保证它们之间传动的平稳性。
在一个具体的实施例中,滚珠丝杠10在第二圆锥滚子轴承的一端具有一字孔23,通过一字头螺丝刀插入所述一字孔23能够使得所述滚珠丝杠发生转动,滚珠丝杠发生转动便会带动方形螺母沿丝杠做直线移动,所以通过转动丝杠可以用来调节方形螺母在丝杠上的具体位置,从而解决当方形螺母和下端的齿扇啮合安装时的对中问题,即一字孔是用来调整方形螺母的位置的。
更进一步的,所述滚珠丝杠10和所述方形螺母15间的螺纹制成半圆形凹槽,并不直接接触,其间装有滚珠,借助滚珠的滚动,减小所述滚珠丝杠10和所述方形螺母15之间的摩擦阻力,从而构成了滚动摩擦传动副。
更进一步的,在所述摇臂轴12的两端具有第一滑动轴承13和第二滑动轴承22以用于安装固定所述摇臂轴12,所述摇臂轴12和所述转向摇臂11之间采用花键连接,把动力从摇臂轴12传到转向摇臂11上。在摇臂轴12与所述转向摇臂11的连接端的外侧具有螺纹,在所述螺纹处安装一限位螺母21对所述转向摇臂11进行限位固定。滑动轴承具有工作平稳、可靠、无噪声以及能减少摩擦损失的优点。
本发明具有如下优点:
1.线控转向系统由电机直接提供转向力,取消了复杂传统转向系统的机械结构,省去了液压助力转向系统所必需的转向油泵、油罐、软管、液压油等装置,使得整个转向系统结构紧凑,质量轻,进而降低油耗、节省能源,并且装配性好,节省装配时间,易于维护保养。更灵活的布置方式,由于不存在液压动力转向系统的燃油泄漏问题,通过电控系统控制,对环境几乎没有污染。
2.采用双电机控制,当转向电机出现失效时,备用电机正常工作可依然实现转向功能,实现双电机硬件冗余,系统的容错能力更好。保证行车安全,此外整车操纵稳定性和横摆响应都得到提升。双电机控制,保证一个电机出现故障时,线控转向系统仍然可以正常工作。保证行车安全。
3.匹配型号,通过对程序的设置,线控转向系统容易与不同车型匹配,可以缩短生产和开发的周期。
4.舒适性好:转向系统没有机械的转向管柱,碰撞时管柱侵入的可能性降低,安全性进而得到提高。而且节省空间,改善乘坐的舒适性;采用滚珠丝杠结构,减小磨损,精度高,无间隙,噪音低,传动效率高,采用双级齿轮减速器,相比于现有方案的带传动,可使系统的传动比更加稳定,整个系统的稳定性提高。使用寿命变长。
5.可以获得比EPS更快的响应速度,可以滤除路面激震信号。使得汽车行驶的路面冲击不会直接传给转向盘反馈给驾驶员,降低了驾驶员的驾驶负担。SBW系统在转向的过程中,电子传感器采集汽车的行驶状态,通过转向控制器迅速准确地控制车辆转向,提高了车辆行驶的稳定性。加速汽车智能化发展。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施方式仅限于此,对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单的推演或替换,都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定保护范围。
Claims (10)
1.一种商用车双电机线控转向系统,其特征在于,包括:动力机构、两级齿轮减速机构、丝杆传动机构、摇臂机构;
其中动力机构包括动力源转向电机和备份电机,其中动力转向电机和备份电机两电机同轴,当其中一个转向电机故障致使转向电机不能正常工作时,另一个转向电机仍能正常工作;
两级齿轮减速机构包括:第一级减速主动齿轮、第一级减速从动齿轮,第二级减速主动齿轮、第二级减速从动齿轮;
其中,动力源转向电机的输出轴上通过平键装配有第一级减速主动齿轮,第一级减速主动齿轮与第一级减速从动齿啮合,第一级减速从动齿轮和第二级减速主动齿轮同轴一体,安装在减速器中间轴上,第二级减速主动齿轮和第二级减速从动齿轮啮合;
所述丝杆传动机构包括滚珠丝杠、第一圆锥滚子轴承、第二圆锥滚子轴承、和方形螺母;
其中,第二级减速从动齿轮通过T形固定件与钢制的滚珠丝杠固定连接,第二级减速从动齿轮、T形固定件、滚珠丝杠三者同轴设置,在所述滚珠丝杠的两端分别具有第一圆锥滚子轴承和第二圆锥滚子轴承以实现滚珠丝杠与系统的壳体之间的装配连接,所述第一圆锥滚子轴承位于靠近所述第二级减速从动齿轮的一侧,所述第二圆锥滚子轴承位于远离所述第二级减速从动齿轮的一侧,在所述滚珠丝杆的中间部位具有方形螺母;
所述摇臂机构包括转向摇臂、摇臂轴和齿条齿扇,
其中,所述摇臂轴和所述齿条齿扇一体成型,所述方形螺母的下端面具有齿条,所述方形螺母通过所述齿条与所述齿条齿扇啮合,在摇臂轴的一端固定有转向摇臂,所述转向摇臂的大端与所述摇臂轴连接,所述转向摇臂的小端与车辆的纵拉杆相连接。
2.根据权利要求1所述的商用车双电机线控转向系统,其特征在于,
第一级减速从动齿轮内部具有凹槽,用于装配滚珠轴承,利用所述滚珠轴承来装配连接第一级减速从动齿轮,第二级减速主动齿轮与减速器中间轴,所述滚珠轴承的外圈与第一级减速从动齿轮配合,内圈与减速器中间轴配合。
3.根据权利要求1所述的商用车双电机线控转向系统,其特征在于,
在第二级减速主动齿轮的前端具有卡簧,通过第一级减速从动齿轮后端的轴肩和第二级减速主动齿轮的前端的卡簧实现第一级从动齿轮和第二级主动齿轮的轴向限位。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的商用车双电机线控转向系统,其特征在于,
在两级齿轮减速机构中,T形固定件的外圈与第二级减速从动齿轮配合,T形固定件内圈与滚珠丝杠轴配合,T形固定件与滚珠丝杠过盈配合,所述T形固定件的外端通过螺钉与第二级减速从动齿轮和滚珠丝杠固定连接。
5.根据权利要求4所述的商用车双电机线控转向系统,其特征在于,
滚珠丝杠在第二圆锥滚子轴承的一端具有一字孔,通过一字头螺丝刀插入所述一次孔能够使得所述滚珠丝杠发生转动。
6.根据权利要求4所述的商用车双电机线控转向系统,其特征在于,
所述滚珠丝杠和所述方形螺母间的螺纹制成半圆形凹槽,其间装有滚珠。
7.根据权利要求4所述的商用车双电机线控转向系统,其特征在于,
在所述摇臂轴的两端具有第一滑动轴承和第二滑动轴承以用于安装固定所述摇臂轴,所述摇臂轴和所述转向摇臂之间采用花键连接,把动力从摇臂轴传到转向摇臂上;
在摇臂轴与所述转向摇臂的连接端的外侧具有螺纹,在所述螺纹处安装一限位螺母对所述转向摇臂进行限位固定。
8.根据权利要求4所述的商用车双电机线控转向系统,其特征在于,
所述动力机构中的两个电机为12V低压电机,电机额定转速为2000rpm,输出扭矩为1.4Nm。
9.根据权利要求4所述的商用车双电机线控转向系统,其特征在于,
所述两级齿轮减速机构的齿轮材料采用塑料;
所述第一级减速从动齿轮和所述第二级减速主动齿轮均为斜齿轮,所述斜齿轮的旋向相同。
10.一种商用车,包括:
方向盘、安装在转向轴上的转矩传感器、转角传感器和用于检测车轮转角的车轮转角传感器,
其特征在于,还具有权利要求1-9中任意一项所述的商用车双电机线控转向系统,
三个传感器的信号被一起输入整车控制器(VCU),整车控制器接受信号后通过控制算法输出转矩需求给电机控制器(MCU),电机控制器控制输出电流到动力机构,所述动力机构接收到电机控制器输入的信号后,会输出力矩驱动该动力机构,通过每一步的动力传递,最终实现汽车的转向。
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