一种防侧翻的电动助力转向系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种防侧翻的电动助力转向系统，包括传感器组、控制器和执行机构，传感器组与控制器连接，控制器与执行机构连接，转向系统包括方向盘、第一转向柱、第二转向柱，以及用于控制第一转向柱和第二转向柱离合的转向柱离合器，转向柱离合器设于第一转向柱和第二转向柱之间，执行机构包括用于控制转向柱离合器分离或结合的离合器驱动电机，该离合器驱动电机与转向柱离合器连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术改变转向柱的结构，通过分离转向柱能瞬间去除驾驶员在紧张情况下转动方向盘的巨大干扰转矩，再通过助力电机的调控，能有效降低LTR值，阻止汽车进一步侧翻。

An electric power steering system against rollover

【技术实现步骤摘要】
一种防侧翻的电动助力转向系统
本技术涉及一种转向系统，尤其是涉及一种防侧翻的电动助力转向系统。
技术介绍
由于汽车的大量普及，汽车侧翻问题日益凸显，防侧翻系统因此受到重视和发展并已经运用于实际，例如中国专利CN108674353A公开了一种基于车辆侧翻的安全辅助装置及方法，包括支撑架，支撑架前后两侧分别设有触发装置和蓄电池，所述触发装置包括动触发机构和与动触发机构相配合的静触发机构，动触发机构和静触发机构分别与设置在支撑架上的侧翻预警控制器的警示模块相连，所述侧翻预警控制器的警示模块还通过蓄电池与设置在机架上的声控装置和报警装置、以及设置在车箱底部棱边上的LED灯相连。其通过计算车辆的横向荷载转移率来判断发生侧翻的概率，一般的横向荷载转移率，即LTR超过0.8时即可以认为有较大的侧翻风险。在执行环节，目前市场上的防侧翻系统主要以预警和液压式为主，这种传统的防侧翻系统结构复杂，维护成本高，有油液污染而且在紧急情况下驾驶员接收到预警信号后很难及时作出反应。虽然现有技术中有通过制动力分配和提供转向阻尼来解决侧翻问题，但实际情况下，一些驾驶员尤其是新手驾驶员可能会因为紧张等原因通过方向盘进行误操作导致危害的发生。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的方向盘无法分离缺陷而提供一种具有转向柱离合器的防侧翻的电动助力转向系统。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种防侧翻的电动助力转向系统，包括传感器组、控制器和执行机构，所述传感器组与控制器连接，所述控制器与执行机构连接，转向系统包括方向盘、第一转向柱、第二转向柱，以及用于控制第一转向柱和第二转向柱离合的转向柱离合器，所述转向柱离合器设于第一转向柱和第二转向柱之间，所述执行机构包括用于控制所述转向柱离合器分离或结合的离合器驱动电机，该离合器驱动电机与所述转向柱离合器连接。所述转向柱离合器包括分离轴承、离合器盖、压盘、从动盘、飞轮和传动机构，所述飞轮和离合器盖连接并构成一内腔，所述分离轴承、压盘和从动盘均位于该内腔内，且所述分离轴承的一端连接第一转向柱，另一端与从动盘连接并带动从动盘转动，所述压盘的一面通过弹簧与离合器盖连接，另一面在压盘的作用下压紧从动盘至飞轮上使从动盘带动飞轮转动，所述飞轮与第二转向柱连接并同步转动，所述传动机构的一端与离合器驱动电机连接，另一端与分离轴承连接并在离合器驱动电机的驱动下抬升分离轴承和从动盘。所述传动机构包括分离叉、纵向推动轴和壳体，所述分离叉设于分离轴承上，所述纵向推动轴的一端与离合器驱动电机的输出轴连接，另一端在离合器驱动电机的驱动下顶升分离轴承，所述壳体设于纵向推动轴外侧。所述传感器组还包括第一转矩转向传感器，该第一转矩转向传感器设于第一转向柱上。所述传感器组还包括第二转矩转向传感器，该第二转矩转向传感器设于第二转向柱上。所述转向系统还包括助力电机，该助力电机与第二转向柱连接。所述转向系统包括调整调整第一转向柱角度的转向柱矫正电机，该转向柱矫正电机与第一转向柱连接。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：1)改变转向柱的结构，通过分离转向柱能瞬间去除驾驶员在紧张情况下转动方向盘的巨大干扰转矩，再通过助力电机的调控，能有效降低LTR值，阻止汽车进一步侧翻。2)配有转向柱矫正电机，对分离后的上下转向柱能实施精准矫正，不会再出现方向盘矫正问题。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为转向柱离合器部分的结构示意图；图3为本技术应用时的逻辑示意图；其中：1、方向盘，2、第一转向柱，3、第一转矩转向传感器，4、机壳，5、转向柱矫正电机，6、转向柱离合器，7、第二转矩转向传感器，8、助力电机、9、第二转向柱，10、离合器驱动电机，61、分离轴承，62、离合器盖，63、压盘，64、从动盘，65、飞轮，66、分离叉，67、纵向推动轴，68、壳体，69、弹簧。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。本实施例以本技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。一种防侧翻的电动助力转向系统，如图1和图2所示，包括传感器组、控制器和执行机构，传感器组与控制器连接，控制器与执行机构连接，转向系统包括方向盘1、第一转向柱2、第二转向柱9，以及用于控制第一转向柱2和第二转向柱9离合的转向柱离合器6，转向柱离合器6设于第一转向柱2和第二转向柱9之间，执行机构包括用于控制转向柱离合器6分离或结合的离合器驱动电机10，该离合器驱动电机10与转向柱离合器6连接。如图2所示，转向柱离合器6包括分离轴承61、离合器盖62、压盘63、从动盘64、飞轮65和传动机构，飞轮65和离合器盖62连接并构成一内腔，分离轴承61、压盘63和从动盘64均位于该内腔内，且分离轴承61的一端连接第一转向柱2，另一端与从动盘64连接并带动从动盘64转动，压盘63的一面通过弹簧69与离合器盖62连接，另一面在压盘的作用下压紧从动盘64至飞轮65上使从动盘64带动飞轮65转动，飞轮与第二转向柱9连接并同步转动，传动机构的一端与离合器驱动电机10连接，另一端与分离轴承61连接并在离合器驱动电机10的驱动下抬升分离轴承61和从动盘64。传动机构包括分离叉66、纵向推动轴67和壳体68，分离叉66设于分离轴承61上，纵向推动轴67的一端与离合器驱动电机10的输出轴连接，另一端在离合器驱动电机10的驱动下顶升分离轴承61，壳体68设于纵向推动轴67外侧。传感器组还包括第一转矩转向传感器3，该第一转矩转向传感器3设于第一转向柱2上。传感器组还包括第二转矩转向传感器7，该第二转矩转向传感器7设于第二转向柱9上。转向系统还包括助力电机8，该助力电机8与第二转向柱9连接。转向系统包括调整调整第一转向柱2角度的转向柱矫正电机5，该转向柱矫正电机5与第一转向柱2连接。传感器组还包括汽车纵向和侧向加速度传感器、侧倾角传感器、前轮转角传感器，根据车轮动力学模型和车轮垂直载荷模型，输入控制器采集汽车纵向加速度，侧向加速度、侧倾角、前轮转角的四个参数，计算出LTR值。如图3所示，输入LTR信号，ECU判断LTR值是否大于0.9，如果是就启动转向柱离合器6，分离转向柱，接着启动助力电机8提供反向助力，防止车轮过度转向，甚至车轮可以略微向反向旋转，快速降低LTR值，防止汽车侧翻，与此同时启动制动器，使汽车停止，然后启动矫正电机使方向盘角度与车轮角度匹配，最后合上转向柱离合器，通过驾驶员脚踩制动器来关闭系统启动的制动器。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防侧翻的电动助力转向系统，包括传感器组、控制器和执行机构，所述传感器组与控制器连接，所述控制器与执行机构连接，其特征在于，转向系统包括方向盘(1)、第一转向柱(2)、第二转向柱(9)，以及用于控制第一转向柱(2)和第二转向柱(9)离合的转向柱离合器(6)，所述转向柱离合器(6)设于第一转向柱(2)和第二转向柱(9)之间，所述执行机构包括用于控制所述转向柱离合器(6)分离或结合的离合器驱动电机(10)，该离合器驱动电机(10)与所述转向柱离合器(6)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种防侧翻的电动助力转向系统，包括传感器组、控制器和执行机构，所述传感器组与控制器连接，所述控制器与执行机构连接，其特征在于，转向系统包括方向盘(1)、第一转向柱(2)、第二转向柱(9)，以及用于控制第一转向柱(2)和第二转向柱(9)离合的转向柱离合器(6)，所述转向柱离合器(6)设于第一转向柱(2)和第二转向柱(9)之间，所述执行机构包括用于控制所述转向柱离合器(6)分离或结合的离合器驱动电机(10)，该离合器驱动电机(10)与所述转向柱离合器(6)连接。


2.根据权利要求1所述的一种防侧翻的电动助力转向系统，其特征在于，所述转向柱离合器(6)包括分离轴承(61)、离合器盖(62)、压盘(63)、从动盘(64)、飞轮(65)和传动机构，所述飞轮(65)和离合器盖(62)连接并构成一内腔，所述分离轴承(61)、压盘(63)和从动盘(64)均位于该内腔内，且所述分离轴承(61)的一端连接第一转向柱(2)，另一端与从动盘(64)连接并带动从动盘(64)转动，所述压盘(63)的一面通过弹簧(69)与离合器盖(62)连接，另一面在压盘的作用下压紧从动盘(64)至飞轮(65)上使从动盘(64)带动飞轮(65)转动，所述飞轮与第二转向柱(9)连接并同步转动，所述传动机构的一端与离合器驱动电机(10)连接，另一端与分离轴承(61)连接并在离...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴立群，李媛媛，陈少棠，方志军，李明法，朱恩来，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：新型
国别省市：上海;31