详情

原文传递一种主动式可变转向系统及其控制方法

专利名称：	一种主动式可变转向系统及其控制方法
摘要：	本发明公开了一种主动式可变转向系统，包括：第一箱体；输入轴，其一端可旋转支撑在所述第一箱体上，另一端连接转向盘，用于接受来自转向盘的转向动力；第一齿轮；输出轴；中间轴，其两端可旋转支撑在所述第一箱体上，并与所述输出轴平行设置，所述中间轴上依次设置有第四齿轮、第五齿轮和第六齿轮；第一拨叉机构；第二拨叉机构；驱动机构，其设置在所述第一箱体一侧，所述第一拨叉机构和所述第二拨叉机构的另一端设置在所述驱动机构内，通过所述驱动机构带动所述第一拨叉机构和所述第二拨叉机构轴向运动。本转向系统能够改变在不同车速下的传动比。本发明还提供一种主动式可变转向系统的控制方法。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	辽宁工业大学
发明人：	屈小贞;田国红;陈双;刘丛浩;冯浩轩;尚建宇;田旭东
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-08T00:00:00+0800
申请号：	CN201910812275.8
公开号：	CN110422227A
代理机构：	北京远大卓悦知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	周婷
分类号：	B62D3/12(2006.01);B;B62;B62D;B62D3
申请人地址：	121001 辽宁省锦州市古塔区士英街169号
主权项：	1.一种主动式可变转向系统，其特征在于，包括：第一箱体；输入轴，其一端可旋转支撑在所述第一箱体上，另一端连接转向盘，用于接受来自转向盘的转向动力；第一齿轮，其固套在所述输入轴的一端，并由所述输入轴驱动旋转；输出轴，其一端可旋转支撑在所述输入轴的一端上，另一端穿过所述第一箱体后连接转向器，所述输出轴上空套第二齿轮和第三齿轮；中间轴，其两端可旋转支撑在所述第一箱体上，并与所述输出轴平行设置，所述中间轴上依次固套有第四齿轮、第五齿轮和第六齿轮；其中，所述第四齿轮与所述第一齿轮啮合，所述第五齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第六齿轮与所述第三齿轮啮合；第一拨叉机构，其一端空套设在所述输出轴上，并位于所述第一齿轮与所述第二齿轮之间，所述第一拨叉机构能够沿着所述输出轴轴向运动，使所述第一拨叉机构选择性的与所述第一齿轮或所述第二齿轮啮合相结合；第二拨叉机构，其一端空套设在所述输出轴上，并位于所述第二齿轮和所述第三齿轮之间，所述第二拨叉机构能够沿着所述输出轴轴向运动，使所述第二拨叉机构与所述第三齿轮选择性的结合或分离；驱动机构，其设置在所述第一箱体一侧，所述第一拨叉机构和所述第二拨叉机构的另一端设置在所述驱动机构内，通过所述驱动机构带动所述第一拨叉机构和所述第二拨叉机构沿所述输出轴轴向运动。 2.根据权利要求1所述的主动式可变转向系统，其特征在于，所述驱动机构包括：第二箱体，其固定设置在所述第一箱体一侧；驱动电机，其动力输出端可旋转支撑在所述第二箱体上；换挡鼓，其可旋转支撑在所述第二箱体内部，并且所述换挡鼓同轴连接所述驱动电机的动力输出端；其中，所述换挡鼓为圆柱形结构，沿周向开设有折线形滑槽，所述第一拨叉机构和所述第二拨叉机构的另一端分别设置在所述滑槽内，通过所述换挡鼓转动带动所述第一拨叉机构和所述第二拨叉机构沿所述输出轴轴向运动。 3.根据权利要求2所述的主动式可变转向系统，其特征在于，所述驱动机构还包括：第七齿轮，其连接所述驱动电机的动力输出端：减速齿轮组，其与所述第七齿轮啮合，并由所述第七齿轮带动所述减速齿轮组转动；第八齿轮，其同轴支撑在所述换挡鼓上，并与所述减速齿轮组啮合，能够在所述减速齿轮组的带动下转动。 4.根据权利要求3所述的主动式可变转向系统，其特征在于，还包括：第一啮合齿圈，其固定设置在所述第一齿轮上，靠近所述第一拨叉机构一侧；第二啮合齿圈，其固定设置在所述第二齿轮上，靠近所述第一拨叉机构另一侧；第三啮合齿圈，其固定设置在所述第三齿轮上，靠近所述第二拨叉机构。 5.根据权利要求4所述的主动式可变转向系统，其特征在于，所述第一拨叉机构包括：第一花键毂，其固套设在所述输出轴上；两个第一锁环，其分别设置在所述第一花键毂两端；第一啮合套，其可移动套设在所述第一花键毂外部，能够沿着所述第一花键毂轴向运动；第一拨叉，其一端固定在设置所述第一啮合套上；第一拨叉轴，其一端固定设置在所述第一拨叉的另一端；第一拨叉销，其一端固定设置在所述第一拨叉轴的另一端，另一端设置在所述滑槽内；其中，通过所述换挡鼓带动所述第一拨叉销沿所述滑槽运动，使所述第一啮合套轴向运动，进而推动所述第一锁环选择性的与所述第一啮合齿圈或第二啮合齿圈相结合。 6.根据权利要求5所述的主动式可变转向系统，其特征在于，所述第二拨叉机构包括：第二花键毂，其固套设在所述输出轴上；两个第二锁环，其分别设置在所述二花键毂的两端；第二啮合套，其可移动套设在所述第二花键毂外部，能够沿着所述第二花键毂轴向运动；第二拨叉，其一端固定设置在所述第二啮合套上；第二拨叉轴，其一端固定设置在所述第二拨叉的另一端，另一端设置在所述滑槽内；其中，通过所述换挡鼓带动所述第二拨叉销沿所述滑槽运动，使所述第二啮合套轴向运动，进而推动所述第二锁环选择性的与所述第三啮合齿圈相结合或分离。 7.根据权利要求6所述的主动式可变转向系统，其特征在于，所述第一锁环和所述第二锁环均为环形结构，所述锁环的内表面为内锥面结构，所述第一啮合齿圈、第二啮合齿圈以及所述第三啮合齿圈外表面均为外锥面结构，能够与所述第一锁环和所述第二锁环的内锥面结构相接合，用于实现同步转动。 8.一种主动式可变转向系统的控制方法，使用权利要求1-7任意一项所述的主动式可转向系统，其特征在于，在汽车行驶过程中，通过驱动电机控制第一拨叉销和第二拨叉销的移动方向，进而控制在不同档位和不同车速下的传动比；主动式可变转向系统的传动比的经验公式为：i＝iw1×iw2×iw3；式中，iw1为转向器角传动比，iw2为转向传动机构角传动比，iw3为第一箱体内的传动比，且iw3根据车辆行驶速度变化需满足如下关系式：其中，i低速档＝1，式中，Z181为第四齿轮的齿数，Z131为第一齿轮的齿数，Z133为第三齿轮的齿数，Z183为第六齿轮的齿数，Z132为第二齿轮的齿数，Z182为第五齿轮的齿数，u为车辆行驶速度，umin为车辆行驶最低临界车速值，umax为车辆行驶最高临界车速值。 9.根据权利要求8所述的主动式可变转向系统的控制方法，其特征在于，所述主动转向系统的理想传动比经验公式满足：当车辆行驶车速不大于最低车速临界值时，转向系统传动比保持为imin，此时转向传动比imin＝iw1×iw2×i低速挡；当车辆行驶车速不低于最高车速临界值时，转向系统传动比保持为imax，此时转向传动比imax＝iw1×iw2×i高速档；当在最低、最高临界车速二者之间时，在保障汽车稳定横摆角速度增益的同时，取转向传动比i＝iw1×iw2×i中速档，其中中的齿轮参数比值选择需接近的均值以满足中速档齿轮组传动比的设计要求；式中，Ks＝wr/δ为期望横摆角速度增益，wr为横摆角速度，δ为前轮转角，u为车辆行驶速度，L为轴距，m为整车质量，a、b分别为车辆质心到前、后轴的距离，k1、k2分别为前后轮侧偏刚度。
所属类别：	发明专利