專利名稱：電控可變傳動比轉(zhuǎn)向連接機構(gòu)、具有該連接機構(gòu)的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)向連接機構(gòu),尤其涉及一種電控可變傳動比轉(zhuǎn)向連接機構(gòu)，同時本發(fā)明還涉及了一種具有該電控可變傳動比轉(zhuǎn)向連接機構(gòu)的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著車輛越來越多地進(jìn)入到人們的生活中，消費者對車輛的安全性及操控的舒適性的要求不斷提高，為了滿足消費者日益增高的需要，各個汽車生產(chǎn)廠家投入了大量的人力及財力對車輛的安全性能及操控性能進(jìn)行研發(fā)，迄今為止也誕生了大量的車輛安全及操控發(fā)明的新技術(shù)。其中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為操控性能中最為核心的系統(tǒng)之一，同時也是車輛安全的重要因素之一，因此，對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研發(fā)成為了各個汽車生產(chǎn)廠家最為重視的系統(tǒng)研發(fā)。這其中就包括寶馬生產(chǎn)廠家研發(fā)的以兩組行星排實現(xiàn)轉(zhuǎn)向角疊加的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以及奧迪、豐田、日產(chǎn)等廠家采用的以諧波齒輪式減速機構(gòu)實現(xiàn)轉(zhuǎn)向角疊加的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，上述的兩種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)均是通過實現(xiàn)轉(zhuǎn)向角的疊加來控制車輛的轉(zhuǎn)向，即當(dāng)車輛處于低速行駛駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤對車輛進(jìn)行轉(zhuǎn)向時，方向盤通過中間轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)帶動轉(zhuǎn)向器驅(qū)動車輛轉(zhuǎn)向，由于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的作用，其會產(chǎn)生一與方向盤旋轉(zhuǎn)方向相同的轉(zhuǎn)向角，實際輸出給轉(zhuǎn)向器的旋轉(zhuǎn)角度是將方向盤的旋轉(zhuǎn)角度與中間轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)旋轉(zhuǎn)角度的疊加角，因此，在車輛低速行駛時，駕駛員只需旋轉(zhuǎn)方向盤一個小角度即可實現(xiàn)對車輛大角度的轉(zhuǎn)向，減少轉(zhuǎn)向力的需求，方便駕駛員的操作。當(dāng)車輛處于高速行駛，駕駛員旋轉(zhuǎn)方向盤對車輛進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作時，方向盤通過中間轉(zhuǎn)向傳動結(jié)構(gòu)帶動轉(zhuǎn)向器驅(qū)動車輛轉(zhuǎn)向，此時，由于中間轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的作用，會產(chǎn)生一與方向盤旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)向角，實際輸出給轉(zhuǎn)向器的旋轉(zhuǎn)角度同樣是將方向盤的旋轉(zhuǎn)的角度與中間轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)旋轉(zhuǎn)角度的疊加角，因此，車輛在高速行駛時，駕駛員需要旋轉(zhuǎn)一個大于其轉(zhuǎn)向意圖的轉(zhuǎn)向角，才能保證車輛按照駕駛員的意圖進(jìn)行轉(zhuǎn)向。這樣能夠保證車輛在高速行駛時的安全性。上述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)雖然既能夠滿足客戶需求的安全性和易操作性，但是由于采用雙行星齒輪組的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工困難，技術(shù)精度要求高，且成本也較高，運行時的噪音大；而采用諧波齒輪結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對材料及加工工藝的要求高，且同樣存在成本高的問題，因此，現(xiàn)有的轉(zhuǎn)型系統(tǒng)不利于普及。
發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種電控可變傳動比轉(zhuǎn)向連接機構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入轉(zhuǎn)向角度的縮放，應(yīng)用到車輛上時，可以根據(jù)車輛的運行狀況對車輛方向盤的轉(zhuǎn)角進(jìn)行相應(yīng)的放大或縮小后再傳送給轉(zhuǎn)向器，保證車輛的操作性能及安全性能，同時結(jié)構(gòu)簡單，成本低，易實現(xiàn)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的電控可變傳動比轉(zhuǎn)向連接機構(gòu)包括承載轉(zhuǎn)向意圖的轉(zhuǎn)向角度下旋轉(zhuǎn)動力的動力輸入軸，輸出旋轉(zhuǎn)動力的動力輸出軸，所述的動力輸入軸與動力輸出軸通過連接二者的傳動機構(gòu)傳輸動力，所述的傳動機構(gòu)包括:
輪徑可調(diào)的主動輪，與動力輸入軸同步轉(zhuǎn)動連接；
輪徑可調(diào)的從動輪，與動力輸出軸同步轉(zhuǎn)動連接，并通過連接帶與主動輪相連；
輪徑調(diào)整驅(qū)動機構(gòu)，在控制單元的控制下對主動輪和從動輪的輪徑進(jìn)行調(diào)整以使連接帶保證主動輪與從動輪之間的動力傳遞。作為對本發(fā)明的限定:還包括傳動機構(gòu)失效時、將轉(zhuǎn)向意圖的轉(zhuǎn)向角度下的旋轉(zhuǎn)動力直接傳遞給動力輸出軸的失效轉(zhuǎn)動連接機構(gòu)。作為對本發(fā)明的進(jìn)一步限定:所述的失效轉(zhuǎn)動連接機構(gòu)包括承載轉(zhuǎn)向意圖的轉(zhuǎn)向角度下旋轉(zhuǎn)動力、并將該旋轉(zhuǎn)動力分別傳遞給動力輸入軸和動力輸出軸的分動動力傳輸機構(gòu)、以及在控制單元的控制下將分動了傳輸機構(gòu)與動力輸出軸之間的動力傳輸切斷或連接的故障離合器。作為對本發(fā)明的更進(jìn)一步限定:所述分動力傳輸機構(gòu)包括同步轉(zhuǎn)動固連在動力輸出軸上的輸入齒輪、同步轉(zhuǎn)動固連在動力輸入軸上的與輸入齒輪嚙合相連的輸出齒輪，所述的故障離合器連接設(shè)置在輸入齒輪與從動輪之間的動力輸出軸上。作為對本發(fā)明的另一種限定:所述的主動輪包括與動力輸入軸同軸固連的主動固定錐輪，與主動固定錐輪相對設(shè)置的、在驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動下可在動力輸入軸上滑動的主動活動錐輪；所述的從動輪包括與動力輸出軸同軸固連的從動固定錐輪，與從動固定錐輪相對設(shè)置的、在驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動下可在動力輸出軸上滑動的從動活動錐輪，所述的主動固定錐輪與主動活動錐輪的錐形面構(gòu)成主動輪對連接帶的支撐，所述的從動固定錐輪與從動活動錐輪的錐形面構(gòu)成從動輪對連接帶的支撐。對于輪徑調(diào)整驅(qū)動機構(gòu)的限定:所述的輪徑調(diào)整驅(qū)動機構(gòu)包括在控制單元的控制下驅(qū)動主動活動錐輪沿動力輸入軸朝向或遠(yuǎn)離主動固定錐輪移動的第一驅(qū)動機構(gòu)，以及在控制單元的控制下驅(qū)動從動活動錐輪沿動力輸出軸朝向或遠(yuǎn)離從動固定錐輪移動的第二驅(qū)動機構(gòu)，所述的第一驅(qū)動機構(gòu)輸出的動力通過第一推桿傳遞給主動活動錐輪，第二驅(qū)動機構(gòu)輸出的動力通過第二推桿傳遞給從動活動錐輪。作為對輪徑調(diào)整機構(gòu)的進(jìn)一步限定:所述第一推桿與主動活動錐輪之間固定設(shè)有第一推力軸承，第二推桿與從動活動錐輪之間固定設(shè)有第二推力軸承。本發(fā)明還提供了一種車輛電控可變傳動比轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括用于駕駛員操作的方向盤，所述方向盤通過轉(zhuǎn)向傳動軸連接用于承接方向盤轉(zhuǎn)向意圖的轉(zhuǎn)向角度下的旋轉(zhuǎn)輸出動力的動力輸入軸，動力輸入軸通過電控可變傳動比轉(zhuǎn)向連接機構(gòu)連接用于輸出旋轉(zhuǎn)動力的動力輸出軸，所述動力輸出軸與車輛轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)轉(zhuǎn)向固連，所述電控可變傳動比轉(zhuǎn)向連接結(jié)構(gòu)具有上述所述的結(jié)構(gòu)。作為對車輛電控可變傳動比轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的限定；還包括用于檢測電控可變傳動比連接機構(gòu)失效的檢測機構(gòu)，其將檢測到的失效信號傳送給控制單元；
用于提醒駕駛員電控可變傳動比連接機構(gòu)失效的報警機構(gòu)，所其接收控制單元的發(fā)出的報警信號，發(fā)出聲光報警。作為對檢測機構(gòu)的限定:所述檢測機構(gòu)包括:
設(shè)于方向盤上的轉(zhuǎn)角傳感器，其檢測方向盤的轉(zhuǎn)向角度，并將檢測到的轉(zhuǎn)向角度傳給與其相連的控制單元；
設(shè)于轉(zhuǎn)向器上的角度累積傳感器，其用于檢測轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向角度，并將每次的轉(zhuǎn)向角度累積疊加，疊加后的結(jié)果傳遞給與其相連的控制單元；
以及設(shè)于輪徑調(diào)整驅(qū)動機構(gòu)上的電機位置傳感器，用于檢測第一驅(qū)動機構(gòu)與第二驅(qū)動機構(gòu)的位置信息，并將檢測的信息傳送給與其相連的控制單元。采用如上技術(shù)方案，可以達(dá)到如下的技術(shù)效果:
本發(fā)明動力輸入軸與動力輸出軸之間通過輪徑可調(diào)整才主動輪帶動輪徑可變的從動輪相連，從而將轉(zhuǎn)向輸入軸輸入的轉(zhuǎn)向意圖傳遞給轉(zhuǎn)向輸出軸帶動車輛進(jìn)行轉(zhuǎn)向，由于主動輪與從動輪的的輪徑均可以在控制單元的控制下進(jìn)行調(diào)整，因此可以調(diào)整動力輸入端到動力輸出端的傳動比，即不同的主動輪輪徑與不同的從動輪輪徑所傳送的比值也不同，通過此操作可以對調(diào)整車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的傳動比，在不同的車輛運行狀況下可選擇不同的傳動比，實現(xiàn)了客戶對車輛安全性和可操作性的雙重要求，且機構(gòu)簡單，成本低，利于廣泛應(yīng)用；
本發(fā)明還設(shè)有失效轉(zhuǎn)動連接機構(gòu)，當(dāng)本發(fā)明中的電控可變傳動比轉(zhuǎn)向連接機構(gòu)失效時，失效轉(zhuǎn)動連接結(jié)構(gòu)在控制單元的作用下直接將駕駛員輸入的旋轉(zhuǎn)動力傳輸給動力輸出軸，進(jìn)而可以控制車輛轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動車輛進(jìn)行轉(zhuǎn)向，保證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)繼續(xù)有效，進(jìn)而可以避免意外事故的發(fā)生，保證車內(nèi)乘客的人身安全；
此外，本發(fā)明提供的車輛電控可變傳動比轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還設(shè)置了檢測該電控可變傳動比連接機構(gòu)失效的檢測機構(gòu)，以及該連接機構(gòu)失效時發(fā)出聲光報警的報警裝置，因此，當(dāng)該連接機構(gòu)失效時，檢測機構(gòu)可以及時檢測到失效信息，通過報警機構(gòu)可以發(fā)出聲光報警，提醒駕駛員該傳動機構(gòu)失效，駕駛員可以通過調(diào)整操作避免意外事故的發(fā)生，保證車內(nèi)人員的人身安全。
下面結(jié)合附圖及具體實施方式
對本發(fā)明作更進(jìn)一步詳細(xì)說明:
圖1是本發(fā)明實施例一的結(jié)構(gòu)示意 圖2時本發(fā)明實施例一中第一驅(qū)動機構(gòu)61的結(jié)構(gòu)不意 圖3是本發(fā)明實施例二的結(jié)構(gòu)示意 圖4是本發(fā)明實施例二中對電控可變傳動比連接機構(gòu)失效檢測、報警的系統(tǒng)原理框
圖5是本發(fā)明實施例中車輛處于不同模式時，轉(zhuǎn)向傳動比與車速關(guān)系的曲線圖。圖中:1、動力輸入軸；2、動力輸出軸；3、主動輪；31、主動固定錐輪；32、主動活動錐輪；4、從動輪；41、從動固定錐輪；42、從動活動錐輪；5、連接帶；6、故障離合器；7換向齒輪；71、輸入齒輪；72、輸出齒輪；81、第一驅(qū)動機構(gòu)；82、第二驅(qū)動機構(gòu)；91第一推桿；92、第二推桿；101、第一推力軸承；102、第二推力軸承；11、方向盤；12、轉(zhuǎn)向傳動軸；13、轉(zhuǎn)向器；14、轉(zhuǎn)角傳感器；15、轉(zhuǎn)角累積傳感器；16、電機位置傳感器；17、聲光報警器。
具體實施例方式實施例一 本實施例涉及的一種電控可變傳動比轉(zhuǎn)向連接機構(gòu)包括:承載轉(zhuǎn)向意圖的轉(zhuǎn)向角度下旋轉(zhuǎn)動力的動力輸入軸1，輸出旋轉(zhuǎn)動力的動力輸出軸2，所述的動力輸入軸I與動力輸出軸2通過連接二者的傳動機構(gòu)傳輸動力。其中,所述的傳動機構(gòu)包括:
輪徑可調(diào)的主動輪3，與動力輸入軸I同步轉(zhuǎn)動連接，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括:主動固定錐輪31，所述的主動固定錐輪31與動力輸入軸I同軸固連，可隨動力輸入軸31的帶動下與動力輸入軸I同步轉(zhuǎn)動；主動活動錐輪32，與主動固定錐輪31相對設(shè)置，即主動固定錐輪31的錐面與主動活動錐輪32的錐面相對設(shè)置，同時，主動活動錐輪32在驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動下可在動力輸入軸I上滑動，以朝向或遠(yuǎn)離主動固定錐輪31移動。輪徑可調(diào)的從動輪4，與動力輸出軸2同步轉(zhuǎn)動連接，并通過連接帶5與主動輪3相連，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括:從動固定錐輪41，與動力輸出軸2同軸固連，可與動力輸出軸2同步轉(zhuǎn)動，將動力輸出給后續(xù)的執(zhí)行機構(gòu)；從動活動錐輪42，與從動固定錐輪41相對設(shè)置，即從動固定錐輪41的錐面與從動活動錐輪42的錐面相對設(shè)置，同時，從動活動錐輪42在驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動下可在動力輸出軸2上滑動，以朝向或遠(yuǎn)離從動固定錐輪41移動。為了令主動輪3接受的旋轉(zhuǎn)動力傳遞給從動輪4,進(jìn)而令動力輸入軸I的旋轉(zhuǎn)動力傳遞給動力輸出軸2，所述的主動輪3與從動輪4之間通過連接帶5進(jìn)行動力傳遞，其中為了保證連接帶5對動力的傳遞效果，本實施例中主動固定錐輪31與主動活動錐輪32的錐形面構(gòu)成主動輪3對連接帶5的支撐，從動固定錐輪41與從動活動錐輪42的錐形面構(gòu)成從動輪4對連接帶5的支撐。正是基于上述主動輪3與從動輪4對連接帶5的支撐原理，以及主動固定錐輪31與主動活動錐輪32之間、從動固定錐輪41與從動活動錐輪42之間的位置關(guān)系，可以調(diào)整主動輪3與從動輪4之間的動力輸出比。同時，從本實施例的結(jié)構(gòu)以及強度方面考慮，連接帶5采用鋼帶。本實施例還包括輪徑調(diào)整驅(qū)動機構(gòu)，其可以在控制單元的控制下對主動輪3和從動輪4的輪徑進(jìn)行調(diào)整，以使連接帶5始終與主動輪3與從動輪4貼合，保證主動輪3與從動輪4之間的動力傳遞。其結(jié)構(gòu)如圖2所示:包括第一驅(qū)動機構(gòu)81,其在控制單元的控制下可以實現(xiàn)對主動活動錐輪31的驅(qū)動，以使主動活動錐輪32沿動力輸入軸I朝向或遠(yuǎn)離主動固定錐輪31移動；第二驅(qū)動機構(gòu)82，其在控制單元的控制下可以實現(xiàn)對從動活動錐輪42的驅(qū)動，以使從動活動錐輪42沿動力輸出軸2朝向或遠(yuǎn)離從動固定錐輪41移動。為了令本實施例的結(jié)構(gòu)更加簡單，所述第一驅(qū)動機構(gòu)81與第二驅(qū)動機構(gòu)82采用同軸電機，且電機采用滾珠絲杠傳動技術(shù)輸出動力，分別驅(qū)動主動活動錐輪32與從動活動錐輪42，其具體結(jié)構(gòu)為圖2所示:所述的第一驅(qū)動機構(gòu)81的電機轉(zhuǎn)子81-1設(shè)有內(nèi)螺紋，一根帶有與內(nèi)螺紋相嚙合的外螺紋的第一推桿91設(shè)于電機轉(zhuǎn)子81-1內(nèi)，且所述的外螺紋與電機轉(zhuǎn)子81-1的內(nèi)螺紋之間設(shè)有循環(huán)球81-2，電機在運轉(zhuǎn)時電機轉(zhuǎn)子81-1旋轉(zhuǎn)，通過循環(huán)球81-2帶動第一推桿91旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而令第一推桿91左右移動。第二驅(qū)動機構(gòu)82的機構(gòu)與上述第一驅(qū)動機構(gòu)81的結(jié)構(gòu)完全相同。而在主動活動錐輪32上固設(shè)有第一推力軸承101，從動活動錐輪42上固設(shè)有第二推力軸承102，第一推桿91通過第一推力軸承101驅(qū)動主動活動錐輪32沿動力輸入軸I移動；第二推桿92通過第二推力軸承102驅(qū)動從動活動錐輪42沿動力輸出軸移動。為了進(jìn)一步完善本實施例,還包括失效轉(zhuǎn)動連接機構(gòu)，當(dāng)傳動機構(gòu)失效時,所述的失效轉(zhuǎn)動連接機構(gòu)可以將轉(zhuǎn)向意圖的轉(zhuǎn)向角度下的旋轉(zhuǎn)動力直接傳遞給動力輸出軸。其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括:分動動力傳輸機構(gòu)，其可以承載轉(zhuǎn)向意圖的轉(zhuǎn)向角度下旋轉(zhuǎn)動力，并將該旋轉(zhuǎn)動力分別傳遞給動力輸入軸I和動力輸出軸2。本實施例中的分動力傳輸機構(gòu)采用換向齒輪7，其包括輸入齒輪71與輸出齒輪72，其中所述的輸入齒輪71同步轉(zhuǎn)動固連在動力輸出軸2上，輸出齒輪72同步轉(zhuǎn)動固連在動力輸入軸I上，并與輸入齒輪71嚙合相連。所述失效轉(zhuǎn)動連接機構(gòu)還包括故障離合器6，其在控制單元的控制下可以將分動力傳輸機構(gòu)與動力輸出軸2之間的動力傳輸切斷或連接。所述的故障離合器6連接設(shè)置在輸入齒輪71與從動輪3之間的動力輸出軸2上。實施例二
本實施例涉及一種車輛電控可變傳動比轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖3所示:包括用于駕駛員操作的方向盤11，所述方向盤11通過轉(zhuǎn)向傳動軸12連動力輸入軸1，動力輸入軸I通過實施例一中所述的電控可變傳動比轉(zhuǎn)向連接機構(gòu)連接用于輸出旋轉(zhuǎn)動力的動力輸出軸2，所述動力輸出軸2與車輛轉(zhuǎn)向器13轉(zhuǎn)向固連。由于本實施例中所采用的電控可變傳動比連接機構(gòu)為實施例一中的結(jié)構(gòu)，因此，再次不再贅述該連接機構(gòu)的結(jié)構(gòu)。此外，本實施例為了還設(shè)置了連接機構(gòu)失效時的檢測報警系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖4所示，包括:失效的檢測機構(gòu)，用于檢測電控可變傳動比連接機構(gòu)是否失效，并檢測到的信號傳送給控制單元。本實施例中的失效檢測機構(gòu)采用轉(zhuǎn)向角傳感器14、角度累積傳感器15以及電機位置傳感器16。其中轉(zhuǎn)向角傳感器14固設(shè)于方向盤I上,角度累積傳感器15固設(shè)于轉(zhuǎn)向器13上，這兩者配合用于檢測主動輪3與從動輪4之間的連接帶是否正常傳送動力，一旦發(fā)生連接帶斷裂的情況，控制單元可以根據(jù)轉(zhuǎn)角傳感器14與角度累積傳感器15檢測到的信號判斷出主動輪3與從動輪4之間的連接帶是否斷裂，具體檢測為:當(dāng)駕駛員旋轉(zhuǎn)方向盤11時，角度傳感器14可以感測到該旋轉(zhuǎn)信息，并肩檢測到的轉(zhuǎn)角信息傳送與其信號輸出端相連的給控制單元；角度累積傳感器15固設(shè)在轉(zhuǎn)向器13的的小齒輪端，當(dāng)駕駛員旋轉(zhuǎn)方向盤I而帶動轉(zhuǎn)向器13轉(zhuǎn)動時，其可以感測到轉(zhuǎn)向器13的旋轉(zhuǎn)的角度，并將每次感測的到旋轉(zhuǎn)角度疊加，同時將疊加得到的信息傳送給與其信號輸出端相連的控制單元，控制單元不僅要同時接收到轉(zhuǎn)角傳感器14與角度累積傳感器15共同傳送的信息，同時每接收一次轉(zhuǎn)角傳感器14傳遞的角度信息時，角度累積傳感器15傳遞的角度信息必須相對上一次傳遞的角度信息有累加才能判斷錐輪鋼帶傳動機構(gòu)工作時正常的，一旦連接帶5出現(xiàn)斷裂的情況，控制單元接收到轉(zhuǎn)角傳感器14檢測的信息，角度累積傳感器15檢測到的信息相對上一次的信息卻沒有累積，此時，控制單元判連接帶5發(fā)生斷裂。而電機位置傳感器16用于檢測電機的運行狀態(tài)，并將檢測到的信息傳遞給控制單元，一旦控制單元發(fā)現(xiàn)該信號異常時，判斷電機出現(xiàn)故障。所述檢測報警系統(tǒng)還包括用于提醒駕駛員電控可變傳動比連接機構(gòu)失效的報警機構(gòu)，本實施例采用聲光報警器17，一旦電機出現(xiàn)故障，或者連接帶發(fā)生斷裂，所述的聲光報警器17就會接收控制單元的發(fā)出的報警信號，發(fā)出聲光報警，提醒駕駛員電磁可變傳動比連接機構(gòu)發(fā)生故障，同時控制單元會發(fā)出信號給故障離合器6，令其閉合，直接將轉(zhuǎn)向傳動軸12的動力輸出給動力輸出軸2，令車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)繼續(xù)有效，保證車內(nèi)乘客的人身安全。本實施例的車輛在運行時，可以將車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分為三種模式:(O固定傳動比模式:該模式下車速與傳動比的關(guān)系如圖5中的Kl曲線所示:第一電機61與第二電機62分別驅(qū)動第一推桿71與第二推桿72調(diào)整為初始位置，即方向盤I與轉(zhuǎn)向器14小齒輪輸入端的傳動比為1:1，隨著車速的變化，傳動比始終不變。(2)舒適模式:該模式下車速與轉(zhuǎn)向傳動比的關(guān)系如圖5中的K2曲線所示:控制單元根據(jù)選擇的模式自動調(diào)整控制策略，控制單元將采集車速信號、方向盤11的轉(zhuǎn)角信號、以及橫擺角加速度信號進(jìn)行分析，在控制單元內(nèi)部存儲有根據(jù)車速，方向盤轉(zhuǎn)角、及橫擺角加速度計算得到傳動比的相應(yīng)程序，因此，根據(jù)上述的信息，控制單元可以根據(jù)實際情況改變傳動比，具體調(diào)節(jié)如下:車輛低速行駛時，需要較小的轉(zhuǎn)向傳動比才能令駕駛員的操作更為簡便，轉(zhuǎn)向更為靈活，此時第一驅(qū)動機構(gòu)81與第二驅(qū)動機構(gòu)82在控制單元的控制下，分別推動第一推桿91與第二推桿92，改變主動固定錐輪31與主動活動錐輪32、以及從動固定錐輪41與從動活動錐輪42之間的間隙，進(jìn)而改變連接帶5的滾動半徑，令轉(zhuǎn)向傳動比隨著車速的增大而增大，此過程中轉(zhuǎn)向傳動比的變化率也增大；
車輛中速行駛時，為了保證車輛的操縱輕便，轉(zhuǎn)向傳動比隨車速的增大而增大。具體也是通過控制單元控制第一驅(qū)動機構(gòu)81與第二驅(qū)動機構(gòu)82，進(jìn)而控制改變主動固定錐輪31與主動活動錐輪32、以及從動固定錐輪41與從動活動錐輪42之間的間隙來實現(xiàn)的，此過程中轉(zhuǎn)向傳動比的變化率開始減??；車輛中高速行駛時，為了保證車輛行駛的平穩(wěn)性即安全性，隨著轉(zhuǎn)向傳動比變化率的減小，車輛趨于平穩(wěn)運行；
車輛在高速行駛時，為了保證車輛行駛的平穩(wěn)性和安全性，在控制單元的控制下，轉(zhuǎn)向比趨于平穩(wěn)。(3)運動模式:該模式下，車速與轉(zhuǎn)向傳動比的關(guān)系如圖5中K3曲線所示:在車輛低速行駛時，為了令轉(zhuǎn)向輕便靈活，所需要的轉(zhuǎn)向傳動比較小，此時控制單元控制電控可變傳動比連接機構(gòu)的傳動比隨車速的增大而增大，此過程中轉(zhuǎn)向傳動比的變化率不大；車輛中速行駛時，為了保證車輛操控的輕便性，在控制單元的控制下，轉(zhuǎn)向傳動比隨車速的增大而增大，此過程中轉(zhuǎn)向傳動比的變化率也增大；當(dāng)車輛中高速行駛時，為了保證車輛行駛的安全性和平穩(wěn)性，轉(zhuǎn)向傳動比隨車速的增大繼續(xù)增大，且車輛趨于平穩(wěn)運行；當(dāng)車輛高速行駛時，為了保證車輛行駛的安全，轉(zhuǎn)向傳動比趨于平穩(wěn)。此外，從結(jié)構(gòu)的簡單以及成本的方面考慮，本實施例中以及實施例一中的控制單元均直接采用車輛ECU。
權(quán)利要求
1.一種電控可變傳動比轉(zhuǎn)向連接機構(gòu)，包括承載轉(zhuǎn)向意圖的轉(zhuǎn)向角度下旋轉(zhuǎn)動力的動力輸入軸(I )，輸出旋轉(zhuǎn)動力的動力輸出軸(2 ),所述的動力輸入軸(I)與動力輸出軸(2 )通過連接二者的傳動機構(gòu)傳輸動力，其特征在于所述的傳動機構(gòu)包括: 輪徑可調(diào)的主動輪(3)，與動力輸入軸(I)同步轉(zhuǎn)動連接； 輪徑可調(diào)的從動輪(4)，與動力輸出軸(2 )同步轉(zhuǎn)動連接，并通過連接帶(5 )與主動輪(3)相連； 輪徑調(diào)整驅(qū)動機構(gòu)，在控制單元的控制下對主動輪(3)和從動輪(4)的輪徑進(jìn)行調(diào)整以使連接帶(5)保證主動輪(3)與從動輪(4)之間的動力傳遞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控可變傳動比轉(zhuǎn)向連接機構(gòu)，其特征在于:還包括傳動機構(gòu)失效時、將轉(zhuǎn)向意圖的轉(zhuǎn)向角度下的旋轉(zhuǎn)動力直接傳遞給動力輸出軸的失效轉(zhuǎn)動連接機構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電控可變傳動比轉(zhuǎn)向連接機構(gòu)，其特征在于:所述的失效轉(zhuǎn)動連接機構(gòu)包括承載轉(zhuǎn)向意圖的轉(zhuǎn)向角度下旋轉(zhuǎn)動力、并將該旋轉(zhuǎn)動力分別傳遞給動力輸入軸(I)和動力輸出軸(2)的分動動力傳輸機構(gòu)、以及在控制單兀的控制下將分動了傳輸機構(gòu)與動力輸出軸(2)之間的動力傳輸切斷或連接的故障離合器(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電控可變傳動比轉(zhuǎn)向連接機構(gòu)，其特征在于:所述分動力傳輸機構(gòu)包括同步轉(zhuǎn)動固連在動力輸出軸(2 )上的輸入齒輪(71 )、同步轉(zhuǎn)動固連在動力輸入軸(I)上的與輸入齒輪(71)哨合相連的輸出齒輪(72),所述的故障離合器(6)連接設(shè)置在輸入齒輪(71)與從動輪(4)之間的動力輸出軸(2)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的電控可變傳動比轉(zhuǎn)向連接機構(gòu)，其特征在于:所述的主動輪(3)包括與動力 輸入軸(I)同軸固連的主動固定錐輪(31)，與主動固定錐輪(31)相對設(shè)置的、在驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動下可在動力輸入軸(I)上滑動的主動活動錐輪(32);所述的從動輪(4)包括與動力輸出軸(2)同軸固連的從動固定錐輪(41)，與從動固定錐(41)輪相對設(shè)置的、在驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動下可在動力輸出軸(2)上滑動的從動活動錐輪(42)，所述的主動固定錐輪(31)與主動活動錐輪(32)的錐形面構(gòu)成主動輪(3)對連接帶(5)的支撐，所述的從動固定錐輪(41)與從動活動錐輪(42)的錐形面構(gòu)成從動輪(4)對連接帶(5)的支撐。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電控可變傳動比轉(zhuǎn)向連接機構(gòu)，其特征在于:所述的輪徑調(diào)整驅(qū)動機構(gòu)包括在控制單元的控制下驅(qū)動主動活動錐輪(32)沿動力輸入軸(I)朝向或遠(yuǎn)離主動固定錐輪(31)移動的第一驅(qū)動機構(gòu)(81)，以及在控制單元的控制下驅(qū)動從動活動錐輪(42 )沿動力輸出軸(2 )朝向或遠(yuǎn)離從動固定錐輪(41)移動的第二驅(qū)動機構(gòu)(82 )，所述的第一驅(qū)動機構(gòu)(81)輸出的動力通過第一推桿(91)傳遞給主動活動錐輪(32)，第二驅(qū)動機構(gòu)(82)輸出的動力通過第二推桿(92)傳遞給從動活動錐輪(42)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電控可變傳動比轉(zhuǎn)向連接機構(gòu)，其特征在于:所述第一推桿(91)與主動活動錐輪(32)之間固定設(shè)有第一推力軸承(101 )，第二推桿(92)與從動活動錐輪(42 )之間固定設(shè)有第二推力軸承(102 )。
8.—種車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括用于駕駛員操作的方向盤(11)，所述方向盤(11)通過轉(zhuǎn)向傳動軸(12)連接用于承接方向盤(11)轉(zhuǎn)向意圖的轉(zhuǎn)向角度下的旋轉(zhuǎn)輸出動力的動力輸入軸(1)，動力輸入軸(I)通過電控可變傳動比轉(zhuǎn)向連接機構(gòu)連接用于輸出旋轉(zhuǎn)動力的動力輸出軸(2)，所述動力輸出軸(2)與車輛轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)轉(zhuǎn)向固連，其特征在于:所述電控可變傳動比轉(zhuǎn)向連接結(jié)構(gòu)具有如權(quán)利要求1至7任一項所述的結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于:還包括用于檢測電控可變傳動比連接機構(gòu)失效的檢測機構(gòu)，其將檢測到的失效信號傳送給控制單元； 用于提醒駕駛員電控可變傳動比連接機構(gòu)失效的報警機構(gòu)，所其接收控制單元的發(fā)出的報警信號，發(fā)出聲光報警。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于:所述檢測機構(gòu)包括: 設(shè)于方向盤(11)上的轉(zhuǎn)角傳感器(14 )，其檢測方向盤(11)的轉(zhuǎn)向角度，并將檢測到的轉(zhuǎn)向角度傳給與其相連的控制單元； 設(shè)于轉(zhuǎn)向器(13)上的角度累積傳感器(15),其用于檢測轉(zhuǎn)向器(13)的轉(zhuǎn)向角度,并將每次的轉(zhuǎn)向角度累積疊加，疊加后的結(jié)果傳遞給與其相連的控制單元； 以及設(shè)于輪徑調(diào)整驅(qū)動機構(gòu)上的電機位置傳感器(16)，用于檢測第一驅(qū)動機構(gòu)(61)與第二驅(qū)動機構(gòu)(62)的位置信息 ，并將檢測的信息傳送給與其相連的控制單元。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電控可變傳動比轉(zhuǎn)向連接機構(gòu)，包括承載轉(zhuǎn)向意圖的轉(zhuǎn)向角度下旋轉(zhuǎn)動力的動力輸入軸，輸出旋轉(zhuǎn)動力的動力輸出軸，所述的動力輸入軸與動力輸出軸通過連接二者的傳動機構(gòu)傳輸動力，其特征在于所述的傳動機構(gòu)包括輪徑可調(diào)的主動輪，與動力輸入軸同步轉(zhuǎn)動連接；輪徑可調(diào)的從動輪，與動力輸出軸同步轉(zhuǎn)動連接，并通過連接帶與主動輪相連；輪徑調(diào)整驅(qū)動機構(gòu)，在控制單元的控制下對主動輪和從動輪的輪徑進(jìn)行調(diào)整以使連接帶保證主動輪與從動輪之間的都給力傳遞。同時，本發(fā)明還提供了一種具有上述電控可變傳動比連接機構(gòu)的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本低，易實現(xiàn)，同時設(shè)有故障檢測處理系統(tǒng)，可以保證車輛行駛時的安全。
文檔編號B62D3/02GK103171611SQ20131009462
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者黃勇, 李明, 宋力強 申請人:長城汽車股份有限公司