车辆转向装置
2020-01-15

车辆转向装置

本发明公开了一种车辆转向装置,其包括:一转向输入部分,其至少具有一个方向盘,转向输入动作被施加到该方向盘上;一转向输出部分,其具有至少一根转向齿条轴,并与左右两转向轮保持工作连接,以利用转向齿条轴的运动对转向轮执行转向,其中,转向齿条轴的运动是由一基于转向输入量确定出的转向力产生的,且该转向力被直接或间接地传递给转向齿条轴。转向齿条轴被分割成左右两段可动的齿条轴部分。还设置了一个转向角变换器,该变换器使得左右两可动齿条轴部分的左右齿条行程之间具有一差动行程量。转向角变换器是由变节距双齿条机构和缆索型备用机构中双锥形卷辊结构的至少之一构成的。

在图32所示笫十五改型的SBW转向装置中,还采用了双转向控制器系统,该系统是由两控制器构成的一即第一转向控制器19A(ECU1)和第二转向控制器19B(ECU2),两控制器都能执行算术运算和逻辑运算,两控制器的供电电源(即第一车用电池l和第二车用电池2)是相互独立的。

下面参见困33,困中表示了双力矩传感器系统30、30的纵向剖面结构。从困33的剖面图可看出,双力矩传感器系统30、30是由轴向延伸的扭力杆TB、笫一轴部分31(对应于笫一转向柱7)、一笫二轴部分32、一第一磁性体33、一笫二磁性体34、一第三磁性体35、以及一电磁线圉36构成的,第一轴部分31(笫一柱轴7)与扭力杆的一端相连接,且相对于扭力杆的轴线同轴地设置着。第二轴部分32与扭力杆的另一端相连接,且相对于扭力杆的轴线同轴地设置着.笫一磁性体33被固定连接到第一轴部分31上,且被分割成两个磁性体部分33。第二磁性体34被固定连接到第二轴部分32的外周面上。电磁线團36是由第一线围部分和第二线围部分36、36构成的,并被设置在第一磁性体部分33的外側,以使得第一、第二线围部分36能与对应的第一磁性体部分33正对,且与笫二磁性体34正对。第三磁性体35被分割成两个磁性体部分35,每个磁性体部分35都覆盖或包封着第一、第二线團部分36中的对应部分。笫一、第二、以及第三磁性体33、34、35与电磁线團36相配合而形成一磁路。在向扭力杆施加扭矩的情况下,第一、笫二磁性体33和34之间会产生相对位移,因而会改变磁路的感抗。结果就是,可利用基于感抗变化的输出信号而检测出所施加的力矩。

下面参照困30,困中表示了波頓软就(4c、4d、4d、4c)的细节结构。从图30可清楚地看出,波頓软就主要是由一内缆线40i和一外套管40m构成的.外套管40m是由一衬管401、多条金属丝41、一带状/条状或长条形的金属材料42、以及管状外层或外復材料43构成.衬管401的橫截面为环形,其是用低摩擦的合成树脂管材制成的.金属丝41在衬管401的圃周方向上等距布置,且被安装到衬管401的外周表面上,且相互接触,以使得两相邻金属丝的外周面在它们的纵长方向上为相互线接触的关系.以预定的束紧力矩将条带形金属材料42螺旋地缠绕到基本为圃筒形的金属丝阵列的外周面上,其中的金属丝阵列是由多条金属丝41构成的。管状的外覆材料43被用于復盖螺旋形缠绕的条带状金属材料42的外周面上,在另一方面,内缆线40i可滑动地插入或布置到外套管40m的衬管401中。尽管未在困30中清楚地表示出,但内缆线40i是由成股钢丝制成的成股钢缆构成的,例如为不锈钢丝股或铝丝股。从上文可领会到:作为外套管组成部件的多条金属丝41具有支撑和承受拉伸栽荷的作用,其中的拉伸栽荷作用在外套管的轴向或纵向上,从而能有效地防止外套管出现不利的延伸变形。螺旋形缠绕的条带状金属材料42实际上具有这样的作用:在内缆线40i被布置为弯曲状态时,有效地阻止在圓周方向上等距排列的金属丝41相互散开。并且,以预定的束紧力矩、螺旋缠绕在基本为圃筒形的金属丝阵列外周面上的条带状金属材料42,使外套管能产生适当的弯曲运动一即允许其具有适当的柔性,其中,金属丝阵列是由金属丝构成的。

在笫一、第二柱轴7、8之间.困44所示第十七改型的SBW转向装置的其余结构与困32-38第十五改型的结构相同.由困44所示笫十七改型的SBW转向装置中的故障诊断部分19a执行的算术运算和逻辑运算与图39-43笫十六改型中执行的相同。因而上文已作了清楚的描述,此处略去对困44所示第十七改型的SBW转向装置的转向控制系统、反作用控制系统、EPS控制系统的详细描述。

下面参见图28,图中表示了SBW车辆转向装置的第十四种改型。如下文介绍的那样,图28所示第十四改型的转向装置采用一种转向致动器单元,在外观上,该单元表现为单个转向致动器,但却具有双转向致动器的功能。如图28所示,分别连接到齿轮轴9L和9R上的第一、第二转向致动器单元5A和5B都是由一种单转子、双定子电机构成的,这种电机的单个转子可由两个定子进行驱动。从困28的系统困可看出,图28所示第十四改型的转向装置采用了一个回馈致动器单元,该单元在外观上表现为单个回馈致动器,但却具有双回馈致动器的功能。也就是说,连接到柱轴7上的回馈致动器单元2A也是由单转子、双定子电机构成的,该电机的单个转子可由两个定子进行驱动。围28所示第十四改型的其余结构与闺19中笫九改型相同。围28所示第十四改型中转向装置的工作过程如下.在图28所示第十四改型的转向装置中,使用了一种单转子、双定

除了困19所示第九改型的转向装置所获得的效果(13)—(16)之外,图28所示第十四改型的SBW车辆转向装置还具有如下的效果(21),

(26)用于检测转向轮转向角es的传感器22被设置在机械备用系统4与转向输出系统的力矩传感器系统60、60之间。因而,可精确地检测转向角0s,而不会受到转向输出系统中力矩传感器系统60、60组成部件的扭力杆TB的扭转角的影响.

下面参见困33,困中表示了双力矩传感器系统30、30的纵向剖面结构。从困33的剖面图可看出,双力矩传感器系统30、30是由轴向延伸的扭力杆TB、笫一轴部分31(对应于笫一转向柱7)、一笫二轴部分32、一第一磁性体33、一笫二磁性体34、一第三磁性体35、以及一电磁线圉36构成的,第一轴部分31(笫一柱轴7)与扭力杆的一端相连接,且相对于扭力杆的轴线同轴地设置着。第二轴部分32与扭力杆的另一端相连接,且相对于扭力杆的轴线同轴地设置着.笫一磁性体33被固定连接到第一轴部分31上,且被分割成两个磁性体部分33。第二磁性体34被固定连接到第二轴部分32的外周面上。电磁线團36是由第一线围部分和第二线围部分36、36构成的,并被设置在第一磁性体部分33的外側,以使得第一、第二线围部分36能与对应的第一磁性体部分33正对,且与笫二磁性体34正对。第三磁性体35被分割成两个磁性体部分35,每个磁性体部分35都覆盖或包封着第一、第二线團部分36中的对应部分。笫一、第二、以及第三磁性体33、34、35与电磁线團36相配合而形成一磁路。在向扭力杆施加扭矩的情况下,第一、笫二磁性体33和34之间会产生相对位移,因而会改变磁路的感抗。结果就是,可利用基于感抗变化的输出信号而检测出所施加的力矩。

向轮16L与16R之间产生大的转角差,换言之,左右齿条6L和6R之间需要有大的行程差,因而,在预定的大搮纵转角范围内,离合器3A、3B被分离开,以便于使方向盘1与左右齿条6L、6R在机械上分离开,且利用两转向致动器5A和5B对左右齿条执行独立控制,以使得左右转向轮16L和16R之间出现大的转角差,由此,利用左右转向致动器的独立控制而保证了合适的阿克更比值,

除了故陣诊断部分19a之外,笫一转向控制器19A还包括一反作用指令运算部分19b、一反作用电机驱动部分19c、一反作用控制系统电流传感器19d、一转向输出指令几何计算部分19e、一转向电机驱动部分19f、一对转向输出系统电流传感器19g(确切来讲,应当是第一、第二转向输出系统的电流传感器19gl和19g2)、以及一控制器诊断部分19h。为了在相互之间执行通信,笫一转向控制器19A与第二转向控制器19B通过双向通讯链路19LINK互通.如下文所采用的描述方式,第一、第二转向控制器19A和19B被统称为转向控制器19.

的故陣诊断部分执行的反作用控制故陣诊断程序;以及