[发明专利]一种商用汽车自适应主动前轮转向传动系统

说明书

一种商用汽车自适应主动前轮转向传动系统，包括方向盘、输入轴与行星锥齿轮机构；方向盘与输入轴一端相连，行星锥齿轮机构设置在输入轴上，输入轴另一端与第一排行星齿轮机构，第一排行星齿轮机构与第二排行星齿轮机构相连，第二排行星齿轮机构与输出轴一端相连；输入轴上设置有传感器；蜗轮与第一排行星齿轮机构与第二排行星齿轮机构相连；转向电机与蜗杆相连；传感器、转向电机与电动液压助力转向装置均与电控单元ECU相连。本发明在主动前轮转向传动系统正常工作时具有变传动比功能，能够增加商用车在低速行驶时转向的灵敏性和商用车高速行驶时的稳定性以及可以省力、减小驾驶员的驾驶疲劳，从而改善驾驶员的驾驶路感。

技术领域

本发明属于商用汽车转向技术领域，具体涉及一种商用汽车自适应主动前轮转向传动系统。

背景技术

传统机械转向系统从转向盘到前轮的角传动比一般情况近似是个定值，传统商用车的转向系统在低速转向时，驾驶员的转向力度大，转向手感和舒适性差；当商用车高速转向时，驾驶员的操作反应时间短，商用车辆的质量惯性较大，因此安全性和稳定性较低。另外，驾驶员的疲劳驾驶是发生交通事故的原因之一。如何改善汽车的行驶安全性、稳定性和可操作性，以及驾驶员在疲劳驾驶时，避免或者减少交通事故的发生，保障人们的生命财产安全，成为了科研人员急需解决的重要问题。

近年来，国内外对主动前轮转向系统的研究得到了很大的发展，很多研究机构和汽车厂商开发了不同结构的主动前轮转向系统。宝马与采埃孚公司联合开发了一种机械式的主动前轮转向系统由一套双行星轮系构成，并已装备于宝马3系和5系乘用汽车上，德国采埃孚公司和博世公司合作开发了一种主动前轮转向系统，由谐波齿轮与伺服电机组成，已成功装配到商用汽车上，美国福特汽车公司研发的主动前轮转向系统由一个伺服电机、蜗轮蜗杆减速器、滚针轴承和控制器组成。在双行星轮机构中，双行星轮机构传动比为1的时候，机构的效率低下，提升转向效率是需要解决的一个重要问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种商用汽车自适应主动前轮转向传动系统，该系统能够实现位移控制电机及双行星轮传动机构用于提供附加转向角，进行变传动比的控制和自适应的主动转向干预，从而实现主动前轮转向功能。当自适应主动转向系统正常工作的时候，转向传动比根据车速的变化而改变，转向效率也很高，商用车辆在高速行驶时转向传动比变大，防止转向角度过大可能会使汽车发生侧向偏移运动，保障商用汽车行驶稳定性；商用车辆在高速行驶时转向传动比变小，能保障商用车在转急弯或者泊车时的灵敏性。当自适应主动转向系统发生故障的时候，蜗轮蜗杆机构会自锁，此时的机构为定轴轮系，输入轴到输出轴的传动比为1，这时的转向系统和传统的汽车转向系统的传动比一样。当转向盘被锁死时，该主动转向系统为单自由度的行星轮系，由转向电机输入主动转向干预控制，实现智能驾驶。

为实现上述目的，本发明是通过下述技术方案实现的：

一种商用汽车自适应主动前轮转向传动系统，包括方向盘、输入轴、行星锥齿轮机构、第一排行星齿轮机构、第二排行星齿轮机构、蜗轮、蜗杆、转向电机、输出轴、齿条、齿扇、电动液压助力转向装置以及电控单元ECU；

其中，方向盘与输入轴一端相连，行星锥齿轮机构设置在输入轴上，输入轴另一端与第一排行星齿轮机构相连，第一排行星齿轮机构与第二排行星齿轮机构相连，第二排行星齿轮机构与输出轴一端相连，输出轴上设置有电动液压助力转向装置，输出轴的另一端与齿条相连，齿条与齿扇啮合；

输入轴上设置有传感器；

蜗轮与第一排行星齿轮机构以及第二排行星齿轮机构连接；

转向电机与蜗杆相连，蜗轮与蜗杆啮合；

传感器、转向电机与电动液压助力转向装置均与电控单元ECU相连。

本发明进一步的改进在于，方向盘一端和转向柱一端相连，转向柱另一端通过万向节和输入轴一端相连。