[发明专利]一种用于重型商用车的线控转向系统

说明书

本发明公开了一种用于重型商用车的线控转向系统，包括转向盘、转向管柱、路感电机、转矩/转角传感器、电磁离合器、涡轮蜗杆减速机构、循环球式转向器、转向电机和控制单元,其特征在于，方向盘装配在转向管柱顶端，转矩/转角传感器、路感电机和电磁离合器依次装配在转向管柱上，循环球式转向器上端装配在转向中间轴底端，循环球式转向器下端通过行星齿轮减速器与转向电机连接。有益效果：取消了液压泵和油罐，无复杂的油路及油路附件需要组装；采用了比蜗轮蜗杆减速器传动效率更高的行星齿轮减速器；通过在转向管柱上安装电磁离合器，保留转向系统的机械转向能力，提高转向系统的容错性；可满足辅助驾驶和自动驾驶的转向功能需求。

技术领域

本发明涉及一种用于重型商用车的线控转向系统，属汽车转向器领域。

背景技术

目前，对于重型商用车主要使用循环球式液压助力转向器。传统的液压动力转向器具有诸多不足：(1)车速提高，流量提升影响手感。存在高速稳定性和低速轻便性的矛盾；(2)发动机怠速时输出额定流量，对于常流式系统，不转向时油泵也工作，附加燃油消耗大。

授权公告号为CN108820035A发明专利公开了一种商用车线控液压转向系统的转向控制方法，系统包括转向盘模块、机械转向模块、液压传动模块及控制模块。控制模块中的ECU输出信号控制液压泵驱动电机和电磁换向阀工作，通过改变液压缸活塞两侧油压，驱动连杆机构以改变车轮的转角；ECU还输出电流信号，通过路感电机反馈给驾驶员对应路感，完成线控液压转向。

授权公告号为CN105501293A发明专利公开了一种用于商用车的电动液压转向系统，它由循环球转向器、中间轴、芯轴、蜗轮、蜗杆、传感器、支撑座、电机和控制器构成；循环球转向器的连接阀体一侧通过连接螺钉固装有中间壳体，中间壳体内通过轴承A装有芯轴，芯轴的一端与循环球转向器的输入轴键连接，芯轴的另一端延伸至中间壳体外端，中间壳体内的芯轴上活动套装有中间轴，中间轴与循环球转向器的转向螺杆连接。

上述两种发明专利通过增设电机对传统液压动力转向器进行了优化，第一个发明专利通过电机为液压泵提供动力一定程度上减少了燃油消耗，并且可以通过控制电机实现线控转向，但是该设计中转向器转向速度较慢；第二个发明专利通过电机和液压助力共同工作，使转向时所需液压助力减小，达到了节能目的，但是该设计中液压助力与电动助力的耦合令转向器的控制系统更加复杂，也增加了成本，此外上述两种设计都没有改变液压助力系统的油泵、油罐、油管等零部件以及复杂的管路布置和液压油的使用，仍然存在漏油问题，造成环境污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于商用车的线控转向系统,该线控转向系统能使转向系统去除转向泵和液压油,提高传动效率，从而降低能量损耗和减少环境污染,同时本发明可以由控制器根据车辆的行驶工况实时设置可变传动比，增加驾驶舒适性和减少安全隐患。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种用于重型商用车的线控转向系统，包括包括路感模拟装置、控制器和主动转向装置，所述路感模拟装置包括转向盘、转向管柱、转矩转角传感器、蜗轮蜗杆减速装置和路感电机，所述路感模拟装置的底部设置有电磁离合器，所述转向管柱底端通过万向节与转向中间轴相连接，所述转向中间轴底端通过万向节与主动转向装置相连接，所述主动转向装置包括循环球式转向器，行星齿轮减速器和转向电机，所述循环球式转向器内部设置有转角传感器。

本发明所述转向盘的底部固定连接有转向管柱(8)，所述转向管柱的中部设置有蜗轮，所述转向管柱的一侧设置有路感电机，所述路感电机的输出轴固定安装有蜗杆，所述蜗杆与蜗轮传动连接，所述转向盘与蜗轮之间的转向管柱上安装有转矩转角传感器，转矩转角传感器为双通道转角传感器。

本发明所述控制器与转向电机、路感电机、电慈离合器电连接并控制工作，所述控制器与转矩转角传感器和循环球式转向器内部转角传感器电连接和信号连接。