一种具有冗余机构的车用线控转向装置及控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110001765A(43)申请公布日2019.07.12(21)申请号201910107498.4(22)申请日2019.02.02(71)申请人北京奥特尼克科技有限公司地址102308北京市门头沟区莲石湖西路98号院8号楼101室(72)发明人施国标王帅王歆鞠程赟(74)专利代理机构北京远创理想知识产权代理事务所(普通合伙)11513代理人卫安乐(51)Int.Cl.B62D5/04(2006.01)B62D6/00(2006.01)B62D119/00(2006.01)B62D113/00(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图4页(54)发明名称一种具有冗余机构的车用线控转向装置及控制方法(57)摘要本发明公开了一种具有冗余机构的车用线控转向装置及其控制方法，该车用线控转向装置包括：转向操纵机构，转向执行机构，第一离合装置，第一离合装置设置在所述转向盘管柱后端，用于将转向操作机构与转向执行机构连接或断开；控制器，所述控制器控制转向操纵机构，转向执行机构。转向执行机构包括主电机、与所述主电机连接的齿条助力转向传动机构，辅电机、与所述辅电机连接的小齿轮电动助力传动机构，本发明通过转向执行机构与转向操纵机构的机械断开，以及转向执行机构的冗余设计来提高高等级自动驾驶用转向系统的可靠性，实现线控转向系统的高安全性设计。CN110001765ACN110001765A权利要求书1/3页1.一种具有冗余机构的车用线控转向装置，其特征在于，包括：转向操纵机构，所述转向操纵机构包括路感电机、第一蜗轮蜗杆减速机构、转向管柱、与转向管柱连接的转向盘、及用于检测所述转向盘转矩转角的第一转矩转角传感器，所述路感电机通过所述蜗轮蜗杆减速机构与所述转向管柱连接；转向执行机构，所述转向执行机构包括主电机、与所述主电机连接的第一传动机构、辅电机，与所述辅电机连接的第二传动机构，第二离合装置、第二转矩转角传感器及转向齿条；所述第二离合装置设在所述辅电机与所述第二传动机构间，用于所述辅电机与所述第二传动机构进行动力传递的连接或断开；所述第二转矩转角传感器设置在所述第二传动机构上，用于采集所述转向执行机构的转矩转角信号；所述第一传动机构与所述第二传动机构同时与所述转向齿条连接；第一离合装置，所述第一离合装置设置在所述转向盘管柱后端，用于将所述转向盘管柱与所述第二传动机构连接或断开；控制器，所述控制器与所述第一转矩转角传感器、所述第二转矩转角传感器、所述路感电机、所述主电机及所述辅电机连接。2.根据权利要求1所述的一种具有冗余机构的车用线控转向装置，其特征在于，所述第一传动机构为滚珠丝杠机构，所述主电机的输出端刚性连接第一同步带轮，所述滚珠丝杠机构的螺母上刚性连接第二同步带轮，所述第一同步带轮和第二同步带轮通过传动带连接，所述滚珠丝杠机构的螺母的自由度被限定为仅存在转动自由度；所述滚珠丝杠机构的丝杠结构加工在所述转向齿条上。3.根据权利要求1所述的一种具有冗余机构的车用线控转向装置，其特征在于，所述第二传动机构包括第二蜗轮蜗杆减速机构和齿轮齿条传动机构，所述辅电机的输出端与第二蜗轮蜗杆机构的输入端连接，所述第二离合器装置设置在所述辅电机的输出端；所述第二蜗轮蜗杆机构的输出端与所述齿轮齿条传动机构的齿轮刚性连接；所述齿轮齿条传动机构的齿条固定在转向齿条10上，所述转向齿条两端通过转向拉杆连接转向节臂。4.根据权利要求3所述的一种具有冗余机构的车用线控转向装置，其特征在于，所述齿轮齿条传动机构的齿轮为斜齿轮，所述齿轮齿条传动机构的齿条为斜齿条。5.根据权利要求3所述的一种具有冗余机构的车用线控转向装置，其特征在于，所述转向齿条包括中间轴、及与所述中间轴两端球铰接的短轴且铰接处设置球铰套密封，两个所述短轴的两端连接转向节臂。6.根据权利要求5所述的一种具有冗余机构的车用线控转向装置，其特征在于，两个所述短轴的端部均设置转向臂铰，通过所述转向臂铰分别与两个所述转向臂铰接；所述转向臂铰前设置前轮前束调节螺母，用于调节前轮前束。7.根据权利要求1至6任一项所述的一种具有冗余机构的车用线控转向装置，其特征在于，所述控制器包括路感控制器和执行控制器，均用于采集所述第一转矩转角传感器信号、所述第二转矩转角传感器信号、所述主电机电流信号、主电机控制器信号、辅电机控制器信号及汽车车速；所述路感控制器控制所述路感电机给驾驶员提供阻力实现路感模拟或控制所述路感电机为所述转向管柱转向提供助力；2CN110001765A权利要求书2/3页所述执行控制器控制所述主电机与所述辅电机的输出转矩。8.权利要求1-7任一项所述具有冗余机构的车用线控转向装置的控制方法，其特征在于，根据所述控制器采集的所述主电机与所述辅