线控转向致动系统技术方案

本发明专利技术涉及用于机动车辆的线控转向致动系统，该系统包括：至少两个电动转向马达，每个电动转向马达包括转子(8a，8b)和定子(11a，11b)；车辆控制单元(VCU)，该车辆控制单元被配置为从输入转向装置接收转向命令；至少两个转向电子控制单元(ECU)，用于控制从至少两个电动转向马达输出的扭矩或转速。该系统进一步包括：滚珠丝杠(5)和配合的滚珠丝杠螺母(21)；以及容纳滚珠丝杠(5)和配合的滚珠丝杠螺母(21)的同心轴(7)，其中至少两个转子(8a，8b)适于将扭矩和转速传递到同心轴(7)，并且其中滚珠丝杠螺母(21)被机械地连接到同心轴(7)，以便将来自这些转子的旋转运动转换为该滚珠丝杠(5)的线性往复转向运动。

【技术实现步骤摘要】
线控转向致动系统
本专利技术涉及一种用于车辆的线控转向致动系统。
技术介绍
在传统的转向系统中，液压或电气子系统提供动力辅助以支持驾驶员的转向输入。此外，驾驶员与转向器之间存在机械接口。通常，由于被附接在方向盘与转向器之间的转向部件可用的包装空间(packagingspace)有限，因此车辆设计受到限制。汽车线控转向系统可以消除方向盘与转向器之间的机械接口，从而使一些包装限制无效。但是，由于发生故障时立法系统的要求，对线控转向系统的要求比对常规转向系统的要求更具挑战性。因此，线控转向系统应被设计为在子部件中的一个或多个、控制器信号或电源发生故障时可操作，使得实现故障操作冗余。在当前的现有技术中，旨在实现上述冗余的解决方案通常需要许多部件，从而导致线控转向系统与常规系统一样庞大。因此，需要一种将冗余与包装效率相结合的新型线控转向致动系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种线控转向致动系统，该线控转向致动系统提供冗余但需要的体积比之前的应用更小。本专利技术基于专利技术人的领悟，即通过提供一种具有滚珠丝杠和滚珠丝杠螺母以及同心轴的构造，可以实现紧凑的解决方案。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于机动车辆的线控转向致动系统，所述系统包括：至少两个电动转向马达，每个电动转向马达包括转子和定子；车辆控制单元(VCU)，该车辆控制单元被配置为从输入转向装置接收转向命令；至少两个转向电子控制单元(ECU)，用于控制从所述至少两个电动转向马达输出的扭矩或转速；其特征在于，该系统进一步包括：滚珠丝杠和配合的滚珠丝杠螺母；以及容纳所述滚珠丝杠和配合的滚珠丝杠螺母的同心轴，其中所述至少两个转子适于将扭矩和转速传递到所述同心轴，并且其中所述滚珠丝杠螺母被机械地连接到所述同心轴，以便将来自这些转子的旋转运动转换为该滚珠丝杠的线性往复转向运动。线控转向致动系统应被理解为一种这样的系统，其中来自比如方向盘或操纵杆等转向或控制装置的输入信号被完全地电传输到转向致动单元，即在转向或控制装置与转向致动单元之间没有机械连接。在一些实施例中，机动车辆可以是电动车辆。同心轴容纳滚珠丝杠应被理解为滚珠丝杠的至少一部分被布置成与同心轴机械接触。轴是同心的，这需要该轴围绕滚珠丝杠并且沿着该滚珠丝杠布置。另外，如本说明书稍后所示和所描述的，其他部件(例如，转子、滚珠丝杠螺母、以及轴承)也可以与同心轴同心地布置。电动转向马达应被理解为用于向转向机构提供扭矩和转速的电动马达。通过使同心轴容纳滚珠丝杠，至少两个电动转向马达直接作用在该同心轴上，实现更加紧凑的转向致动器。根据一个实施例，该系统包括主轴承内圈，该主轴承内圈被压配合到该同心轴上。根据一个实施例，该系统包括次轴承内圈，该次轴承内圈被压配合到该同心轴上。由此，轴承将使同心轴保持在适当的位置并且允许旋转，但避免径向运动。进一步，轴承由此可以通过快速装配方法来布置，而无需任何粘合剂或焊接。根据一个实施例，输入控制或转向装置是与车辆控制单元(VCU)电连接的方向盘。输入控制或转向装置电连接到车辆控制单元(VCU)，这意味着它们之间没有机械连接。根据一个实施例，该至少两个电动转向马达的转子由转子套筒分隔开。通过用转子套筒将定子分隔开，至少两个转子的操作保持独立并且处于恒定的距离。根据一个实施例，该至少两个电动转向马达的定子由定子套筒分隔开。通过用定子套筒将定子分隔开，至少两个定子的操作保持独立并且处于恒定的距离。根据一个实施例，该系统包括滑动衬套，该滑动衬套适于使所述滚珠丝杠的纵向轴线在空间上固定，同时允许所述滚珠丝杠沿所述轴线运动。滑动衬套使滚珠丝杠的纵向轴线固定，这需要滚珠丝杠不会围绕纵向轴线倾斜、旋转或以其他方式移动。根据一个实施例，该系统包括至少一个温度传感器或至少一个滚珠丝杠中心位置传感器或至少一个电动转向马达位置传感器。通过为系统提供传感器，可以通过使用从传感器获得的信息来优化功能。根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于在电动转向马达故障的情况下致动转向机构的方法，所述方法包括：提供线控转向致动系统；为每个电动转向马达的扭矩和转速输出设置值；检测第一电动转向马达的扭矩或转速输出的偏差；通过为第二电动转向马达的扭矩和转速输出设置新值来补偿所述第一电动转向马达的扭矩或转速输出的所述偏差。通过使多于一个马达通过与连接到滚珠丝杠的同一同心轴机械地接合来致动同一转向机构，可以实现紧凑且冗余的线控转向系统。根据一个实施例，所述至少两个电动转向马达是至少三个电动转向马达，并且其中，补偿所述第一电动转向马达的扭矩或转速输出的所述偏差包括为第二电动转向马达和第三电动转向马达的扭矩或转速输出设置新值。通过增加系统中马达的数量，可以实现更高程度的冗余，从而使系统更加安全。根据一个实施例，检测这些电动转向马达中的一个的扭矩和转速输出的偏差包括测量温度或滚珠丝杠中心位置或电动转向马达位置。附图说明参照附图，本专利技术的进一步细节和方面将从以下详细说明中变得清楚，在附图中：图1是描述组装说明的分解视图；图2是示出转向致动器的示意性构造的截面视图；图3是描述控制方法的本专利技术的示意性功能框图。具体实施方式现在下文将参照附图对本专利技术进行更全面的描述，在附图中示出了本专利技术的当前优选实施例。然而，本专利技术可以被实施为许多不同的形式并且不应被解释为限于在此提出的这些实施例；而是，为了彻底性和完整性提供这些实施例，并且要向技术接收人完整地传达本专利技术的范围。在整个本申请中，相同的附图标记指代相同的元件。如图1至图2所示，故障操作线控转向致动器系统通常由附图标记1表示。图1示出了线控转向致动器系统的分解视图。致动器1包括多个电动转向马达100a、100b，该多个电动转向马达是唯一的主要转向扭矩源。在此，分别示出了电动转向马达100a、100b的转子8a、8b和定子11a、11b。同心轴7是用于旋转件的连杆元件，该旋转件包括转子8a、8b、转子套筒9、主轴承6内圈、以及次轴承10内圈。滚珠丝杠螺母21具有其自身的螺纹，以固定至包含螺纹孔的同心轴7。转向机构2包括滚珠丝杠5和滚珠丝杠螺母21、主轴承6、同心轴7、转子8a、8b、转子套筒9、以及次轴承10。在图中，零件以分解视图来展示，以便分别展示这些零件。如在图2中进一步展示的，这些零件的大小被确定并且适于被同心地布置以便形成紧凑的转向机构。图2示出了图1中的所有部件，这些部件组合成紧凑的工作装置。转子8a、8b被压配合在同心轴7上，并且通过转子套筒9被轴向地分隔开，该转子套筒被压配合在转子8a、8b之间的同心轴7上。主轴承6内圈和次轴承10内圈也从同心轴7的各端被压配合到同心轴7。在该示例中，定子11a、11b通过定子套筒12的分隔被压配合到壳体13的内周，该定子套筒被压配合到定子11a、11b之间的壳体13。转向机构2通过将主轴承6外圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于机动车辆的线控转向致动系统，该系统包括：/n-至少两个电动转向马达，每个电动转向马达包括转子(8a，8b)和定子(11a，11b)；/n-车辆控制单元(VCU)，该车辆控制单元被配置为从输入转向装置接收转向命令；/n-至少两个转向电子控制单元(ECU)，用于控制从所述至少两个电动转向马达输出的扭矩或转速；其特征在于，该系统进一步包括：/n-滚珠丝杠(5)和配合的滚珠丝杠螺母(21)；以及/n-容纳所述滚珠丝杠(5)和配合的滚珠丝杠螺母(21)的同心轴(7)，其中所述至少两个转子(8a，8b)适于将扭矩和转速传递到所述同心轴(7)，并且其中所述滚珠丝杠螺母(21)被机械地连接到所述同心轴(7)，以便将来自这些转子的旋转运动转换为该滚珠丝杠(5)的线性往复转向运动。/n

【技术特征摘要】
20191111 EP 19208306.11.一种用于机动车辆的线控转向致动系统，该系统包括：
-至少两个电动转向马达，每个电动转向马达包括转子(8a，8b)和定子(11a，11b)；
-车辆控制单元(VCU)，该车辆控制单元被配置为从输入转向装置接收转向命令；
-至少两个转向电子控制单元(ECU)，用于控制从所述至少两个电动转向马达输出的扭矩或转速；其特征在于，该系统进一步包括：
-滚珠丝杠(5)和配合的滚珠丝杠螺母(21)；以及
-容纳所述滚珠丝杠(5)和配合的滚珠丝杠螺母(21)的同心轴(7)，其中所述至少两个转子(8a，8b)适于将扭矩和转速传递到所述同心轴(7)，并且其中所述滚珠丝杠螺母(21)被机械地连接到所述同心轴(7)，以便将来自这些转子的旋转运动转换为该滚珠丝杠(5)的线性往复转向运动。


2.根据权利要求1所述的线控转向致动系统，包括主轴承内圈(6)，该主轴承内圈被压配合到该同心轴(7)上。


3.根据权利要求1至2中任一项所述的线控转向致动系统，包括次轴承内圈(10)，该次轴承内圈被压配合到该同心轴(7)上。


4.根据任一前述权利要求所述的线控转向致动系统，其中，该输入转向装置是与该车辆控制单元(VCU)电连接的方向盘。


5.根据任一前述权利要求所述的线控转向致动系统，其中，该至少两个电动转向马达的所述转子(8a，8b)由转子套...

【专利技术属性】
技术研发人员：佩尔·恩斯特龙，黎·阿卜杜拉，维尔赫姆·汉森，泰芬·赫基莫格鲁，克里斯托弗·杰德托夫特，马格努斯·约翰逊，艾达·杰森，托比约恩·莱克斯特，托马斯·李，莫瓦·西克斯特罗姆，托马斯·塔赫南，
申请(专利权)人：瑞典国家电动汽车公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE