[发明专利]一种具有安全冗余的重型商用车纯电动转向系统

权利要求书

1.一种具有安全冗余的重型商用车纯电动转向系统，包括：输入机构总成、助力机构总成、输出机构总成；其特征在于：

输入机构总成，包括：壳体一、输入轴、扭杆、大伞齿轮轴、双芯片四通道扭矩角度传感器、转子和小伞齿轮；输入轴通过扭杆、圆柱销和滑动轴承连接在大伞齿轮轴上，双芯片四通道扭矩角度传感器焊装在输入轴上，转子焊装在大伞齿轮轴上，输入轴和大伞齿轮轴通过轴承支撑在壳体上，小伞齿轮固定在输出机构的丝杠轴上，大伞齿轮固定在大伞齿轮轴上；

助力机构总成，包括：双ECU控制器、双绕组助力电机、小带轮、同步带、大带轮和壳体二，双ECU控制器集成在双绕组助力电机尾部，小带轮安装在双绕组助力电机输出轴上，大带轮安装在输出机构的丝杠轴上；

输出机构总成，包括：壳体三、端盖、丝杠轴、角接触球轴承、锁紧螺母、隔套、行星滚柱、螺母、滚柱保持架、弹性挡圈和推杆；壳体三外部设有安装脚，实现转向器总成与车架的固定，内部为圆柱型缸筒，对螺母的直线运动进行导向；丝杠轴通过两个角接触球轴承安装在壳体三的内孔上，并用隔套和锁紧螺母进行轴向定位；丝杠轴输入端装有小伞齿轮和大带轮，传递来自输入机构和助力机构的动力和运动；螺母与丝杠轴、壳体三内孔同轴，螺母内孔加工有螺纹，行星滚柱中间段加工有螺纹，两端为光轴，两端的光轴各有一小段加工成齿轮形状，行星滚柱的螺纹同时与丝杠轴和螺母啮合，将丝杠轴上的扭矩和角位移传递并转换为螺母的轴向力和线位移，行星滚柱两端的小齿轮与固定在螺母两端的内齿圈啮合，两端的光轴套在滚柱保持架的圆孔内，呈行星状均布在丝杠周围，滚柱保持架用弹性挡圈固定在内齿圈上，推杆一端通过螺纹刚性连接在螺母上，另一端通过球销与铰接杆、转向节臂连接；

助力机构为动力源，双ECU控制器接收整车和扭矩角度传感器信号，经运算处理后根据转向助力控制策略控制助力电机的输出扭矩，经小带轮、同步带、大带轮减速增扭后与大伞齿轮、小伞齿轮传递来的方向盘扭矩叠加传递给行星滚柱，通过推杆、铰接杆与转向节臂连接传递推力和位移，最终转化为转向扭矩和角位移作于转向轮，双ECU控制器能够主动控制助力电机实现自动驾驶模式下对方向盘转角的伺服控制。

2.根据权利要求1所述的一种具有安全冗余的重型商用车纯电动转向系统，其特征在于：双芯片四通道扭矩角度传感器包括两套相互独立的处理芯片，每个芯片包括两个信号传输通道，当其中一个传感器芯片发生异常时，能够使用另一个传感器芯片来正常地控制转向并且提高整个车辆的安全水平。

3.根据权利要求1所述的一种具有安全冗余的重型商用车纯电动转向系统，其特征在于：双ECU控制器为两套独立的处理系统，其电源供给系统也相互独立，当其中一个ECU发生异常时，能够使用另一个ECU来正常地控制转向并且提高整个车辆的安全水平。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种具有安全冗余的重型商用车纯电动转向系统，其特征在于：壳体三的内孔输入端设计有台阶、输出端装有端盖，台阶和端盖对螺母的轴向直线运动进行机械限位。