独立转向机构、转向系统及控制方法技术方案

本申请实施例提供了一种独立转向机构、转向系统及控制方法，独立转向机构可以包括：第一助力电机，第二助力电机，第三助力电机和中间横拉杆，其中，中间横拉杆包括第一连杆，第二连杆和第三连杆。通过三个与第一连杆，第二连杆和第三连杆分别连接的助力电机调整中间横拉杆的长度及位置，可以使与第一连杆和第二连杆连接的两个转向轮实现独立转向。并且，当三个助力电机中的一个故障时，仍然可以通过正常工作的两个助力电机，在不改变机械结构的情况下，实现对中间横拉杆的长度及位置的调整。实现对中间横拉杆的长度及位置的调整。实现对中间横拉杆的长度及位置的调整。

【技术实现步骤摘要】
独立转向机构、转向系统及控制方法


[0001]本申请涉及汽车领域，并且更具体地，涉及汽车中独立转向机构、转向系统及控制方 法。

技术介绍

[0002]汽车在转向时，由于左、右转向轮的转向半径不同，因此左、右转向轮转向角不同。 根据阿克曼(ackerman)转向几何设计转向机构，可以使汽车转向时内侧轮的转向角比外 侧轮的转向角要大2～4度，从而让汽车可以顺畅的转弯。
[0003]为了实现汽车更加灵活的转向功能，可以将线控转向技术应用汽车的转向系统中。传 统汽车转向系统是机械系统，汽车的转向运动是由驾驶员操纵转向盘，通过转向器和一系 列的杆件传递到转向车轮而实现的。对于线控转向来说，取消了转向盘与转向轮之间的机 械连接，完全由电能实现转向。更近一步地，左右转向车轮可以进行独立控制，更能满足 未来汽车的需要，实现灵活的转向。但是，对于线控独立转向技术来说，当左右转向车轮 分别配置的转向电机中有一个转向电机发生故障时，需要恢复为整体转向，丧失独立转向 功能。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种独立转向机构、转向系统及控制方法通过设置多个助力电机， 实现独立转向功能，并解决了当其中一个发生故障时，在不改变机械结构的情况下仍然可 以进行独立转向。
[0005]第一方面，提供了一种独立转向机构，包括：第一助力电机，第二助力电机，第三助 力电机和中间横拉杆；其中，所述中间横拉杆包括第一连杆，第二连杆和第三连杆；所述 第三连杆的两端与所述第一连杆和所述第二连杆连接；所述第一助力电机用于控制所述第 一连杆沿所述中间横拉杆的轴向方向移动；所述第二助力电机用于控制所述第二连杆沿所 述中间横拉杆的轴向方向移动；所述第三助力电机用于控制所述第三连杆转动以带动所述 第一连杆和所述第二连杆沿所述中间横拉杆的轴向方向相互靠近或远离。
[0006]根据本申请实施例，第一助力电机，第二助力电机和第三助力电机可以分别控制第一 连杆，第二连杆和第三连杆，从而调整中间横拉杆的长度及位置。并且，当三个助力电机 中的一个故障时，仍然可以通过正常工作的两个助力电机，在不改变机械结构的情况下， 实现对中间横拉杆的长度及位置的调整。
[0007]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第三连杆为空心结构，所述第三 连杆的两端与所述第一连杆和所述第二连杆通过螺纹连接。
[0008]根据本申请实施例，第三连杆可以为空心结构，第三连杆的两端与第一连杆和第二连 杆通过螺纹连接。即第三连杆为套筒结构，第一连杆的一端和第二连杆的一端分别设置在 套筒结构的两侧开口中，通过螺纹实现连接。或者，第一连杆和第二连杆可以为空心结构， 第三连杆的两端与第一连杆和第二连杆通过滚珠丝杠或丝杠螺母连接。即第一连杆
和第二 连杆为套筒结构，第三连杆的两端分别设置在第一连杆的一端和第二连杆的一端的开口 中。
[0009]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第三连杆的两端的螺纹旋向相反。
[0010]根据本申请实施例，当第一连杆和第二连杆上设置的螺纹的旋向相反时，第三电机通 过控制第三连杆旋转，从而实现第一连杆和第二连杆沿中间横拉杆的轴向方向相互靠近或 远离。
[0011]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述独立转向机构还包括：第一传动 件，第二传动件和第三传动件；所述第一助力电机通过所述第一传动件控制所述第一连杆 沿所述中间横拉杆的轴向方向移动；所述第二助力电机通过所述第二传动件控制所述第二 连杆沿所述中间横拉杆的轴向方向移动；所述第三助力电机通过所述第三传动件控制所述 第三连杆转动。
[0012]根据本申请实施例，助力电机转速较快，对于第一传动件，第二传动件和第三传动件 来说，其均为减速的传动结构。本申请实施例中以第一传动件，第二传动件和第三传动件 为带传动结构为例进行说明，但并不限制传动件的结构。第一传动件，第二传动件和第三 传动件也可以是齿轮齿条的传动结构，或者，也可以是蜗轮蜗杆的传动结构，或者，也可 以是平行轴齿轮的传动结构。
[0013]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第一传动件包括第一齿轮；所述 第一齿轮与所述第一连杆通过螺纹连接；所述第一助力电机带动所述第一齿轮转动以控制 所述第一连杆沿所述中间横拉杆的轴向方向移动。
[0014]根据本申请实施例，第一连杆与第一齿轮接触的表面可以设置有螺纹，第一齿轮的内 侧(与第一连杆接触的表面)可以为丝杠螺母或滚珠丝杠结构。当第一助力电机带动第一 齿轮转动时，通过第一齿轮的丝杠螺母或滚珠丝杠结构与第一连杆的螺纹结构结合以带动 第一连杆沿中间横拉杆的轴向方向移动。第一齿轮的外侧(与第一传动带接触的表面)可 以设置有齿，可以与第一传动带的内侧(与第一齿轮接触的表面)设置的齿之间啮合，以 提升动力传输的效率。
[0015]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第二传动件包括第二齿轮；所述 第二齿轮与所述第二连杆通过螺纹连接；所述第二助力电机带动所述第二齿轮转动以控制 所述第二连杆沿所述中间横拉杆的轴向方向移动。
[0016]根据本申请实施例，第二连杆与第二齿轮接触的表面可以设置有螺纹，第二齿轮的内 侧(与第二连杆接触的表面)可以为丝杠螺母或滚珠丝杠结构。当第二助力电机带动第二 齿轮转动时，通过第二齿轮的丝杠螺母或滚珠丝杠结构与第二连杆的螺纹结构结合以带动 第二连杆沿中间横拉杆的轴向方向移动。第二齿轮的外侧(与第二传动带接触的表面)可 以设置有齿，可以与第二传动带的内侧(与第二齿轮接触的表面)设置的齿之间啮合，以 提升动力传输的效率。
[0017]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第三传动件包括第三齿轮；所述 第三连杆表面设置有沿所述中间横拉杆的轴向方向设置的导向凸台；所述第三齿轮设置有 与所述导向凸台对应的导向凹槽；所述第三齿轮通过所述导向凹槽和所述导向凸台与所述 第三连杆连接；所述第三助力电机带动所述第三齿轮转动以控制所述第三连杆转
动。
[0018]根据本申请实施例，第三连杆与第三齿轮接触的表面可以设置有导向凸台，第三齿轮 的内侧(与第三连杆接触的表面)可以设置有与导向凸台对应的导向凹槽。导向凸台可以 沿中间横拉杆的轴向方向设置，可以提升第三齿轮与第三连杆之间的动力传输的效率，同 时，导向凸台的设置不影响第三连杆沿中间横拉杆的轴向方向移动。
[0019]可选地，第三齿轮172的外侧(与第三传动带171接触的表面)可以设置有齿，可以 与第三传动带171的内侧(与第三齿轮172接触的表面)设置的齿之间啮合，以提升动力 传输的效率。
[0020]第二方面，提供了一种独立转向系统，包括：第一转向轮，第二转向轮和上述第一方 面中任意一种可能的实现方式所述的独立转向机构；其中，所述独立转向机构中的第一连 杆与所述第一转向轮连接；所述独立转向机构中的第二连杆与所述第二转向轮连接；所述 独立转向机构中的第一助力电机用于控制所述第一连杆沿所述独立转向机构中的中间横 拉杆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种独立转向机构，其特征在于，包括：第一助力电机，第二助力电机，第三助力电机和中间横拉杆；其中，所述中间横拉杆包括第一连杆，第二连杆和第三连杆；所述第三连杆的两端与所述第一连杆和所述第二连杆连接；所述第一助力电机用于控制所述第一连杆沿所述中间横拉杆的轴向方向移动；所述第二助力电机用于控制所述第二连杆沿所述中间横拉杆的轴向方向移动；所述第三助力电机用于控制所述第三连杆转动以带动所述第一连杆和所述第二连杆沿所述中间横拉杆的轴向方向相互靠近或远离。2.根据权利要求1所述的独立转向机构，其特征在于，所述第三连杆为空心结构，所述第三连杆的两端与所述第一连杆和所述第二连杆通过螺纹连接。3.根据权利要求2所述的独立转向机构，其特征在于，所述第三连杆的两端的螺纹旋向相反。4.根据权利要求1至3中任一项所述的独立转向机构，其特征在于，所述独立转向机构还包括：第一传动件，第二传动件和第三传动件；所述第一助力电机通过所述第一传动件控制所述第一连杆沿所述中间横拉杆的轴向方向移动；所述第二助力电机通过所述第二传动件控制所述第二连杆沿所述中间横拉杆的轴向方向移动；所述第三助力电机通过所述第三传动件控制所述第三连杆转动。5.根据权利要求4所述的独立转向机构，其特征在于，所述第一传动件包括第一齿轮；所述第一齿轮与所述第一连杆通过螺纹连接；所述第一助力电机带动所述第一齿轮转动以控制所述第一连杆沿所述中间横拉杆的轴向方向移动。6.根据权利要求4或5所述的独立转向机构，其特征在于，所述第二传动件包括第二齿轮；所述第二齿轮与所述第二连杆通过螺纹连接；所述第二助力电机带动所述第二齿轮转动以控制所述第二连杆沿所述中间横拉杆的轴向方向移动。7.根据权利要求4至6中任一项所述的独立转向机构，其特征在于，所述第三传动件包括第三齿轮；所述第三连杆表面设置有沿所述中间横拉杆的轴向方向设置的导向凸台；所述第三齿轮设置有与所述导向凸台对应的导向凹槽；所述第三齿轮通过所述导向凹槽和所述导向凸台与所述第三连杆连接；所述第三助力电机带动所述第三齿轮转动以控制所述第三连杆转动。8.一种独立转向系统，其特征在于，包括：第一转向轮，第二转向轮和如权利要求1-7中任一项所述的独立转向机构；其中，所述独立转向机构中的第一连杆与所述第一转向轮连接；
所述独立转向机构中的第二连杆与所述第二转向轮连接；所述独立转向机构中的第一助力电机用于控制所述第一连杆沿所述独立转向机构中的中间横拉杆的轴向方向移动，以使得所述第一转向轮转动；所述独立转向机构中的第二助力电机用于控制所述第二连杆沿所述独立转向机构中的中间横拉杆的轴向方向移动，以使得所述第二转向轮转动。9.根据权利要求8所述的独立转向系统，其特征在于，所述独立转向系统还包括：第一转向节，第二转向节，第一转向主销和第二转向主销；其中，所述第一转向轮通过所述第一转向节与所述第一转向主销连接，所述第一转向节与所述第一连杆连接；所述第一助力电机用于控制所述第一连杆沿所述中间横拉杆的轴向方向移动，以使得所述第一转向节带动所述第一转向轮围绕所述第一转向主销转动；所述第二转向轮通过所述第二转向节与所述第二转向主销连接，所述第二转向节与所述第二连杆连接；所述第二助力电机用于控制所述第二连杆沿所述中间横拉杆的轴向方向移动，以使得所述第二转向节带动所述第二转向轮围绕所述第二转向主销转动。10.根据权利要求8或9所述的独立转向系统，其特征在于，所述独立转向系统还包括：第一拉杆和第二拉杆；其中，所述第一拉杆的一端与所述第一连杆连接，另一端与所述第一转向节连接；所述第二拉杆的一端与所述第二连杆连接，另一端与所述第二转向节连接。11.根据权利要求8至10中任一项所述的独立转向系统，其特征在于，所述独立转向系统还包括：控制单元，所述控制单元用于：确定所述第一转向轮的目标转向角度和所述第二转向轮的目标转向角度；当所述第一助力电机或所述第二助力电机故障时，所述控制单元用于控制所述独立转向机构中的第三助力电机调整所述独立转向机构中的中间横拉杆的长度，以及，控制所述第一助力电机或所述第二助力电机中正常的助力电机调整所述中间横拉杆的位置，以使得所述中间横拉杆带动所述第一转向轮和所述第二转向轮转动达到对应的目标转向角度。12.根据权利要求11所述的独立转向系统，其特征在于，当所述第一助力电机和所述第二助力电机正常时，所述控制单元具体用于：控制所述第一助力电机和所述第二助力电机调整所述中间横拉杆的长度，以及所述中间横拉杆的位置，以使得所述中间横拉杆带动所述第一转向轮和所述第二转向轮转动达到对应的目标转向角度。13.根据权利要求11或12所述的独立转向系统，其特征在于，所述独立转向系统包括：第一ECU，第二ECU和第三ECU其中，所述控制单元具体用于：向所述第一ECU发送第一控制指令，所述第一ECU用于根据所述第一控制指令控制所述第一助力电机；向所述第二ECU发送第二控制指令，所述第二ECU用于根据所述第二控制指令控制所述第二助力电机；向所述第三ECU发送第三控制指令，所述第三ECU用于根据所述第三控制指令控制所述
第三助力电机。14.根据权利要求11至13中任一项所述的独立转向系统，其特征在于，所述控制单元具体用于：根据所述第一转向轮的目标转向角度和所述第二转向轮的目标转向角度确定所述第一连杆的目标位置和所述第二连杆的目标位置；根据所述第一连杆的目标位置和所述第二连杆的目标位置确定所述中间横拉杆的目标长度；根据所述目标长度计算所述独立转向机构中的第三连杆的目标转动角度；根据所述目标转动角度控制所述第三助力电机调整所述中间横拉杆的长度为目标长度，以及，根据所述第一连杆的目标位置和所述第二连杆的目标位置控制所述第一助力电机或所述第二助力电机中正常的助力电机调...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘峰宇，李杰，王兴，黄鑫，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：