CN113942567A - 双电机驱动转向器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了双电机驱动转向器，涉及汽车转向技术领域，包括蜗轮、蜗杆、车速传感器、传动组件、输出轴、第一控制器、第二控制器、第一电机以及第二电机，其中：所述车速传感器分别与第一控制器的输入端和第二控制器的输入端连接；所述第一控制器的输出端和第一电机的输入端连接，所述第二控制器的输出端和第二电机的输入端连接；所述蜗杆与蜗轮连接，蜗杆一端与第一电机的输出端连接，蜗杆另一端与第二电机的输出端连接；所述蜗轮套设在传动组件上，所述传动组件与输出轴啮合；所述输出轴包括轴部和齿部，所述齿部设有与传动组件相互抵靠的鼓凸结构，所述轴部用于连接后轮驱动桥。

Description

双电机驱动转向器

技术领域

本发明涉及汽车转向技术领域，具体涉及双电机驱动转向器。

背景技术

为满足乘用车市场的大型车辆的载荷需求，现在越来越多的车辆开始从液压助力更换至电动助力，但是汽车转向，主要采用前轮转向，由于前轮转向技术比较成熟，价格也相对便宜，但是前轮转向的转弯半径较大，尤其是轴距较大的车辆，在狭窄的十字路口转弯或者在狭小空间泊车都比较困难，当车辆在高速急转弯时，车身容易漂移，具有非常大的安全隐患。

发明内容

1、发明要解决的技术问题

针对前轮转向转弯半径较大且车身容易漂移的技术问题，本发明提供了双电机驱动转向器，它确保后轮指向位置一致性，使车辆在低速转向时，转弯半径小，高速转向时，后轮稳定。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：一种双电机驱动转向器，包括蜗轮、蜗杆、车速传感器、传动组件、输出轴、第一控制器、第二控制器、第一电机以及第二电机，其中：所述车速传感器分别与第一控制器的输入端和第二控制器的输入端连接；所述第一控制器的输出端和第一电机的输入端连接，所述第二控制器的输出端和第二电机的输入端连接；所述蜗杆与蜗轮连接，蜗杆一端与第一电机的输出端连接，蜗杆另一端与第二电机的输出端连接；所述蜗轮套设在传动组件上，所述传动组件与输出轴啮合；所述输出轴包括轴部和齿部，所述齿部设有与传动组件相互抵靠的鼓凸结构，所述轴部用于连接后轮驱动桥。

可选的，所述齿部包括依次沿轴部周向设置的第一齿牙、第二齿牙和第三齿牙，所述第二齿牙的两侧设有所述鼓凸结构。

可选的，所述传动组件包括螺杆和第一螺母，所述第一螺母具有对称设置的顶部和底部，所述底部与齿部啮合，所述螺杆偏心穿设于第一螺母，且螺杆靠近顶部。

可选的，所述螺杆上还套设有第二螺母，所述第一螺母套设在第二螺母的外周。

可选的，所述第一螺母和第二螺母之间具有缝隙。

可选的，还包括壳体，所述蜗轮和传动组件均设置在壳体内部，所述轴部靠近蜗轮的一侧设有第一限位块，所述壳体内侧壁设有与第一限位块活动接触的第一挡板。

可选的，所述轴部远离蜗轮的一侧设有第二限位块，所述壳体内侧壁设有与第二限位块活动接触的第二挡板。

可选的，还包括扭矩传感器，所述扭矩传感器分别与第一控制器的输入端和第二控制器的输入端连接。

可选的，所述传动组件具有依次设置的第一轮齿、第二轮齿、第三轮齿，所述第一轮齿与第一齿牙啮合，所述第二轮齿与第二齿牙啮合，所述第三轮齿与第三齿牙啮合。

可选的，所述螺杆与第二螺母之间设有滚珠。

3、有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本申请实施例提出的双电机驱动转向器，转向时，车速传感器将车速信号传输给第一控制器和第二控制器，第一控制器和第二控制器分别根据车速信息控制第一电机和第二电机对蜗杆施加不同的力，使蜗杆锁紧蜗轮，确保后轮指向位置一致性，使车辆在低速转向时，转弯半径小，高速转向时，后轮稳定。齿部上的鼓凸结构消除了齿部与传动组件之间缝隙，使齿部与传动组件紧密啮合，增大了齿部与传动组件之间的输出扭矩，进一步增加了后轮在转向过程中的稳定性。第一电机和第二电机也起到冗余的作用，当其中一个电机发生故障时，另一个电机可以替代工作，确保车辆行驶的安全性。

(2)本申请实施例提出的双电机驱动转向器，螺杆偏向顶部设置，保证了底部的啮合距离，又能减小第一螺母的体积，进而减少壳体的体积，达到减轻整个转向器体积及重量的目的。

(3)本申请实施例提出的双电机驱动转向器，蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮带动螺杆转动，套设在螺杆上的第一螺母沿螺杆做往复运动，当第一螺母向着螺杆套设有蜗轮的一端运动时，第一限位块抵靠在第一挡板上，防止第一螺母运动过度与蜗轮发生碰撞，确保方向机正常工作。

附图说明

图1为本发明实施例提出的双电机驱动转向器的结构示意图。

图2为本发明实施例提出的双电机驱动转向器的原理框图。

图3为本发明实施例提出的双电机驱动转向器的输出轴的示意图。

图4为图3中A的放大示意图。

各附图中的标记为：1、蜗轮；2、蜗杆；3、螺杆；4、第一螺母；401、顶部；402、底部；4021、第一轮齿；4022、第二轮齿；4023、第三轮齿；5、第二螺母；6、壳体；601、第一挡板；602、第二挡板；7、输出轴；701、轴部；702、齿部；7021、第一齿牙；7022、第二齿牙；7023、第三齿牙；7024、鼓凸结构；703、第一限位块；704、第二限位块；8、第一控制器；9、第二控制器；10、第一电机；11、第二电机；12、车速传感器；13、滚珠。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。

下面结合附图和实施例对本申请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相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。本发明中所述的第一、第二等词语，是为了描述本发明的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本发明的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在本发明要求保护的范围内。

实施例1

结合附图1-4，本实施例的双电机驱动转向器，包括蜗轮1、蜗杆2、车速传感器12、传动组件、输出轴7、第一控制器8、第二控制器9、第一电机10以及第二电机11，其中：所述车速传感器12分别与第一控制器8的输入端和第二控制器9的输入端连接；所述第一控制器8的输出端和第一电机10的输入端连接，所述第二控制器9的输出端和第二电机11的输入端连接；所述蜗杆2与蜗轮1连接，蜗杆2一端与第一电机10的输出端连接，蜗杆2另一端与第二电机11的输出端连接；所述蜗轮1套设在传动组件上，所述传动组件与输出轴7啮合；所述输出轴7包括轴部701和齿部702，所述齿部702设有与传动组件相互抵靠的鼓凸结构7024，所述轴部701用于连接后轮驱动桥。转向时，车速传感器12将车速信号传输给第一控制器8和第二控制器9，第一控制器8和第二控制器9分别根据车速信息控制第一电机10和第二电机11对蜗杆2施加不同的力，使蜗杆2锁紧蜗轮1，确保后轮指向位置一致性，使车辆在低速转向时，转弯半径小，高速转向时，后轮稳定。齿部702上的鼓凸结构7024消除了齿部702与传动组件之间缝隙，使齿部702与传动组件紧密啮合，增大了齿部702与传动组件之间的输出扭矩，进一步增加了后轮在转向过程中的稳定性。第一电机10和第二电机11也起到冗余的作用，当其中一个电机发生故障时，另一个电机可以替代工作，确保车辆行驶的安全性。

实施例2

结合附图1-4，本实施例的双电机驱动转向器，与实施例1的技术方案相比，可改进如下：所述齿部702包括依次沿轴部701周向设置的第一齿牙7021、第二齿牙7022和第三齿牙7023，所述第二齿牙7022的两侧设有所述鼓凸结构7024。当传动组件带动齿部702反复运动时，位于齿部702中间位置的第二齿牙7022与传动组件上的轮齿紧密接触，鼓凸结构7024弥补了第二齿牙7022与传动组件之间缝隙，使第二齿牙7022与传动组件之间紧密啮合，增大了传动组件与输出轴7的输出力矩。三个齿牙设置在尽可能简化齿部702的结构，又能完成齿部702与传动组件的啮合作用。于其他实施例中，第一齿牙7021、第二齿牙7022和第三齿牙7023均可设有鼓凸结构7024。

实施例3

结合附图1-4，本实施例的双电机驱动转向器，与实施例1或2的技术方案相比，可改进如下：所述传动组件包括螺杆3和第一螺母4，所述第一螺母4具有对称设置的顶部401和底部402，所述底部402与齿部702啮合，所述螺杆3偏心穿设于第一螺母4，且螺杆3靠近顶部401。螺杆3偏向顶部401设置，保证了底部402的啮合距离，又能减小第一螺母4的体积，进而减少壳体6的体积，达到减轻整个转向器体积及重量的目的。

实施例4

结合附图1-4，本实施例的双电机驱动转向器，与实施例1-3任一项技术方案相比，可改进如下：所述螺杆3上还套设有第二螺母5，所述第一螺母4套设在第二螺母5的外周。

实施例5

结合附图1-4，本实施例的双电机驱动转向器，与实施例1-4任一项技术方案相比，可改进如下：所述第一螺母4和第二螺母5之间具有缝隙。当输出轴7对第一螺母4施加反作用力，第一螺母4受力朝着径向方向运动，由于第一螺母4与第二螺母5之间具有空腔，使设置在第一螺母4内部的第二螺母5不会受到径向力的作用，避免使螺杆3受力变形。

实施例6

结合附图1-4，本实施例的双电机驱动转向器，与实施例1-5任一项技术方案相比，可改进如下：所述蜗轮1和传动组件均设置在壳体6内部，所述轴部701靠近蜗轮1的一侧设有第一限位块703，所述壳体6内侧壁设有与第一限位块703活动接触的第一挡板601。蜗杆2带动蜗轮1转动，蜗轮1带动螺杆3转动，套设在螺杆3上的第一螺母4沿螺杆3做往复运动，当第一螺母4向着螺杆3套设有蜗轮1的一端运动时，第一限位块703抵靠在第一挡板601上，防止第一螺母4运动过度与蜗轮1发生碰撞，确保方向机正常工作。

实施例7

结合附图1-4，本实施例的双电机驱动转向器，与实施例1-6任一项技术方案相比，可改进如下：所述轴部701远离蜗轮1的一侧设有第二限位块704，所述壳体6内侧壁设有与第二限位块704活动接触的第二挡板602。螺杆3的一端至另一端依次套设有第一轴承、蜗轮1、转向螺母以及第二轴承，蜗轮1位于第一轴承和第二轴承之间，增加了蜗轮1的承力能力，使蜗轮1具有更好的刚性。扇齿远离蜗轮1的一侧靠近第二轴承，当转向螺母向着螺杆3套设有第二轴承的一端运动时，第二限位块704抵靠在第二挡板602上，防止转向螺母运动过度与第二轴承发生碰撞，确保方向机正常工作。

实施例8

结合附图1-4，本实施例的双电机驱动转向器，与实施例1-7任一项技术方案相比，可改进如下：还包括扭矩传感器，所述扭矩传感器分别与第一控制器8的输入端和第二控制器9的输入端连接。扭矩传感器将转角扭矩信息传输给第一控制器8和第二控制器9，第一控制器8和第二控制器9分别根据车速信息控制第一电机10和第二电机11对蜗杆2施加不同的力，完成助力转向工作。

实施例9

结合附图1-4，本实施例的双电机驱动转向器，与实施例1-8任一项技术方案相比，可改进如下：所述传动组件即底部402具有依次设置的第一轮齿4021、第二轮齿4022、第三轮齿4023，所述第一轮齿4021与第一齿牙7021啮合，所述第二轮齿4022与第二齿牙7022啮合，所述第三轮齿4023与第三齿牙7023啮合。位于齿部702中间位置的第二齿牙7022始终与第二轮齿4022相接触，鼓凸结构7024弥补了第二齿牙7022与第二轮齿4022之间缝隙，使第二齿牙7022与第二轮齿4022之间紧密啮合，增大了传动组件与输出轴7的输出力矩。

实施例10

结合附图1-4，本实施例的双电机驱动转向器，与实施例1-9任一项技术方案相比，可改进如下：所述螺杆3与第二螺母5之间设有滚珠13。滚珠13使螺杆3与第二螺母5之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，减小运动阻力。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种双电机驱动转向器，其特征在于，包括蜗轮、蜗杆、车速传感器、传动组件、输出轴、第一控制器、第二控制器、第一电机以及第二电机，其中：

所述车速传感器分别与第一控制器的输入端和第二控制器的输入端连接；

所述第一控制器的输出端和第一电机的输入端连接，所述第二控制器的输出端和第二电机的输入端连接；

所述蜗杆与蜗轮连接，蜗杆一端与第一电机的输出端连接，蜗杆另一端与第二电机的输出端连接；所述蜗轮套设在传动组件上，所述传动组件与输出轴啮合；

所述输出轴包括轴部和齿部，所述齿部设有与传动组件相互抵靠的鼓凸结构，所述轴部用于连接后轮驱动桥。

2.根据权利要求1所述的双电机驱动转向器，其特征在于，所述齿部包括依次沿轴部周向设置的第一齿牙、第二齿牙和第三齿牙，所述第二齿牙的两侧设有所述鼓凸结构。

3.根据权利要求1所述的双电机驱动转向器，其特征在于，所述传动组件包括螺杆和第一螺母，所述第一螺母具有对称设置的顶部和底部，所述底部与齿部啮合，所述螺杆偏心穿设于第一螺母，且螺杆靠近顶部。

4.根据权利要求3所述的双电机驱动转向器，其特征在于，所述螺杆上还套设有第二螺母，所述第一螺母套设在第二螺母的外周。

5.根据权利要求4所述的双电机驱动转向器，其特征在于，所述第一螺母和第二螺母之间具有缝隙。

6.根据权利要求1所述的双电机驱动转向器，其特征在于，还包括壳体，所述蜗轮和传动组件均设置在壳体内部，所述轴部靠近蜗轮的一侧设有第一限位块，所述壳体内侧壁设有与第一限位块活动接触的第一挡板。

7.根据权利要求6所述的双电机驱动转向器，其特征在于，所述轴部远离蜗轮的一侧设有第二限位块，所述壳体内侧壁设有与第二限位块活动接触的第二挡板。

8.根据权利要求1所述的双电机驱动转向器，其特征在于，还包括扭矩传感器，所述扭矩传感器分别与第一控制器的输入端和第二控制器的输入端连接。

9.根据权利要求2所述的双电机驱动转向器，其特征在于，所述传动组件具有依次设置的第一轮齿、第二轮齿、第三轮齿，所述第一轮齿与第一齿牙啮合，所述第二轮齿与第二齿牙啮合，所述第三轮齿与第三齿牙啮合。

10.根据权利要求4所述的双电机驱动转向器，其特征在于，所述螺杆与第二螺母之间设有滚珠。

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