本發(fā)明屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙電機(jī)多模式耦合電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

與液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用直流電機(jī)提供助力，不需要發(fā)動(dòng)機(jī)提供高壓油，避免液壓油泄露造成的污染，還具有裝配方便、能量損失小、回正性好等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還可獲得優(yōu)化的助力特性，轉(zhuǎn)向輕便，可靠性高。而目前市場(chǎng)上采用的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用單電機(jī)助力，所輸出的轉(zhuǎn)向力矩較小，只能滿足小型車轉(zhuǎn)向要求，無法用于載重量較大的商用車，若采用大轉(zhuǎn)矩的助力電機(jī)，則需要電池提供較大電壓，不滿足車輛裝載電池對(duì)電壓的要求，還可能造成電池?fù)p傷。同時(shí)，大型商用車在不同載重及不同車速時(shí)，所需轉(zhuǎn)矩變化很大，也很難滿足轉(zhuǎn)向要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種雙電機(jī)多模式耦合電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中轉(zhuǎn)向力矩較小，大轉(zhuǎn)矩電機(jī)對(duì)車載電池?fù)p傷，不同載重時(shí)轉(zhuǎn)矩變化大的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種雙電機(jī)多模式耦合電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括雙軸電機(jī)、轉(zhuǎn)速耦合齒輪、電機(jī)、輸出軸齒輪、同步器、行星輪機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；行星輪機(jī)構(gòu)包括齒圈、行星輪、太陽輪和行星架；太陽輪設(shè)置在齒圈的中心，行星輪嚙合在太陽輪和齒圈之間，行星架設(shè)置在行星輪上；行星架的中點(diǎn)固定垂直設(shè)置有輸出軸，輸出軸上固定設(shè)置有輸出軸齒輪；雙軸電機(jī)的一側(cè)輸出軸方向上依次設(shè)置有同步器和轉(zhuǎn)矩耦合齒輪，轉(zhuǎn)矩耦合齒輪與輸出軸齒輪連接；雙軸電機(jī)的另一側(cè)輸出軸上設(shè)置有轉(zhuǎn)速耦合齒輪；太陽輪的中心連接有電機(jī)，齒圈與轉(zhuǎn)速耦合齒輪嚙合；設(shè)置有同步器的雙軸電機(jī)輸出軸上連接轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括蝸桿、轉(zhuǎn)向器、齒輪和蝸輪；蝸桿連接在設(shè)置有同步器的雙軸電機(jī)輸出軸上，蝸桿與蝸輪連接，齒輪同心設(shè)置在蝸輪下方，齒輪與轉(zhuǎn)向器上的齒條嚙合。

進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)向器的兩端設(shè)置有車輪。

進(jìn)一步的，行星輪機(jī)構(gòu)的兩側(cè)設(shè)置有用于固定齒圈的鎖止器；同步器和雙軸電機(jī)之間設(shè)置有第一離合器；轉(zhuǎn)速耦合齒輪和雙軸電機(jī)之間設(shè)置有第二離合器；電機(jī)和太陽輪之間設(shè)置有制動(dòng)器和第三離合器。

進(jìn)一步的，該系統(tǒng)還設(shè)置有控制模塊；同步器、第一離合器、第二離合器、第三離合器、制動(dòng)器、雙軸電機(jī)、電機(jī)和鎖止器均與控制模塊連接。

進(jìn)一步的，控制模塊為ecu控制模塊。

進(jìn)一步的，輸出軸齒輪和轉(zhuǎn)矩耦合齒輪之間設(shè)置有惰輪。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下技術(shù)效果：

本發(fā)明采用雙電機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)向進(jìn)行助力，通過雙軸電機(jī)連接轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和行星輪機(jī)構(gòu)、電機(jī)連接行星輪機(jī)構(gòu)再連接轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)兩種路徑，再和控制模塊配合，實(shí)現(xiàn)了雙軸電機(jī)向左輸出單獨(dú)助力、雙軸電機(jī)向右輸出單獨(dú)助力、電機(jī)單獨(dú)助力、兩電機(jī)通過轉(zhuǎn)速耦合提供助力和兩電機(jī)通過轉(zhuǎn)矩耦合提供助力多種工作模式，完美應(yīng)對(duì)不同路況、不同負(fù)載、不同車速工況下的轉(zhuǎn)向助力；

本發(fā)明的轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)采用兩條不同的路徑對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)向控制，避免了當(dāng)其中一條路徑出現(xiàn)故障而無法繼續(xù)工作的情況，同時(shí)在雙軸電機(jī)的兩側(cè)和電機(jī)的一側(cè)均設(shè)置有離合器，當(dāng)兩個(gè)電機(jī)均出現(xiàn)故障時(shí)，斷開離合器實(shí)現(xiàn)人工轉(zhuǎn)向，避免事故發(fā)生；

本發(fā)明靈活切換使用單電機(jī)或者雙電機(jī)，有效節(jié)約能源。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1、雙軸電機(jī)；2、第二離合器；3、轉(zhuǎn)速耦合齒輪；4、鎖止器；5、齒圈；6、行星輪；7、太陽輪；8、第三離合器；9、電機(jī)；10、行星架；11、惰輪；12、輸出軸齒輪；13、蝸輪；14、齒輪；15、齒條；16、轉(zhuǎn)向器；17、蝸桿；18、轉(zhuǎn)矩耦合齒輪；19、同步器；20、第一離合器；21、制動(dòng)器；22、車輪；23、控制模塊。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明：

請(qǐng)參閱圖1，一種雙電機(jī)多模式耦合電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括雙軸電機(jī)1、轉(zhuǎn)速耦合齒輪3、電機(jī)9、輸出軸齒輪12、同步器19、行星輪機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；行星輪機(jī)構(gòu)包括齒圈5、行星輪6、太陽輪7和行星架10；太陽輪7設(shè)置在齒圈5的中心，行星輪6嚙合在太陽輪7和齒圈5之間，行星架10設(shè)置在行星輪6上；行星架6的中點(diǎn)固定垂直設(shè)置有輸出軸，輸出軸上固定設(shè)置有輸出軸齒輪12；雙軸電機(jī)1的一側(cè)輸出軸方向上依次設(shè)置有同步器19和轉(zhuǎn)矩耦合齒輪18，轉(zhuǎn)矩耦合齒輪18與輸出軸齒輪12連接；雙軸電機(jī)1的另一側(cè)輸出軸上設(shè)置有轉(zhuǎn)速耦合齒輪3；太陽輪7的中心連接有電機(jī)9，齒圈5與轉(zhuǎn)速耦合齒輪3嚙合；設(shè)置有同步器19的雙軸電機(jī)1輸出軸上連接轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。

轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括蝸桿17、轉(zhuǎn)向器16、齒輪14和蝸輪13；蝸桿17連接在設(shè)置有同步器19的雙軸電機(jī)1輸出軸上，蝸桿17與蝸輪13連接，齒輪14同心設(shè)置在蝸輪13下方，齒輪14與轉(zhuǎn)向器16上的齒條15嚙合。

轉(zhuǎn)向器16的兩端設(shè)置有車輪22。

行星輪機(jī)構(gòu)的兩側(cè)設(shè)置有用于固定齒圈5的鎖止器4；同步器19和雙軸電機(jī)1之間設(shè)置有第一離合器20；轉(zhuǎn)速耦合齒輪3和雙軸電機(jī)1之間設(shè)置有第二離合器2；電機(jī)9和太陽輪7之間設(shè)置有制動(dòng)器21和第三離合器8。

該系統(tǒng)還設(shè)置有控制模塊23；同步器19、第一離合器20、第二離合器2、第三離合器8、制動(dòng)器21、雙軸電機(jī)1、電機(jī)9和鎖止器4均與控制模塊23連接。

控制模塊23為ecu控制模塊。

輸出軸齒輪12和轉(zhuǎn)矩耦合齒輪18之間設(shè)置有惰輪11。

實(shí)施例1：

雙軸電機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)9靜止，第一離合器20閉合，第二離合器2斷開，第三離合器8斷開，同步器19斷開，動(dòng)力經(jīng)雙軸電機(jī)1向左輸出，經(jīng)第一離合器20輸出至蝸桿17和蝸輪13，再經(jīng)與蝸輪13同軸相連的齒輪14傳遞至齒條15，最終動(dòng)力經(jīng)轉(zhuǎn)向器16輸出，從而控制車輪轉(zhuǎn)向。此助力模式應(yīng)用于車輛空載且車速很高的工況下，可保證轉(zhuǎn)向的靈敏度和駕駛員較強(qiáng)的路感，同時(shí)單電機(jī)助力使系統(tǒng)更節(jié)能。

實(shí)施例2：

雙軸電機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)9靜止，第一離合器20斷開，第二離合器2接合，第三離合器8斷開，同步器19接合，制動(dòng)器21制動(dòng)，鎖止器4斷開，動(dòng)力經(jīng)雙軸電機(jī)1向右輸出，經(jīng)第二離合器2、轉(zhuǎn)速耦合齒輪3、齒圈5、行星輪6、行星架10傳遞至輸出軸齒輪12，經(jīng)惰輪11傳遞至轉(zhuǎn)矩耦合齒輪18后，帶動(dòng)與同步器19同軸相連的蝸桿17，再傳遞至蝸輪13，最終經(jīng)與蝸輪同軸相連的齒輪14電動(dòng)轉(zhuǎn)向齒條15移動(dòng)，控制車輪轉(zhuǎn)向。這種助力模式中雙軸電機(jī)1輸出的動(dòng)力經(jīng)行星輪系減速，增大了轉(zhuǎn)矩，因此，這種助力模式可應(yīng)用于車輛有較小載重且車速較高的工況下，在保證轉(zhuǎn)向的靈敏度和駕駛員有較強(qiáng)路感的情況下，單電機(jī)助力還可使系統(tǒng)更節(jié)能。

實(shí)施例3：

電機(jī)9轉(zhuǎn)動(dòng)，雙軸電機(jī)1靜止，第一離合器20、第二離合器2斷開，第三離合器8接合，制動(dòng)器21斷開，鎖止器4鎖止，同步器19接合，電機(jī)9輸出的動(dòng)力經(jīng)第三離合器8、太陽輪10、輸出軸齒輪12、惰輪11、轉(zhuǎn)矩耦合齒輪18傳遞至蝸桿17，再由蝸輪13傳遞至與蝸輪13同軸相連的齒輪14，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)向器16的齒條15移動(dòng)，控制車輪轉(zhuǎn)向。這種助力模式中，電機(jī)9輸出的動(dòng)力經(jīng)行星輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行一次減速，增大轉(zhuǎn)向扭矩，又經(jīng)過蝸輪蝸桿進(jìn)行二次增加轉(zhuǎn)向扭矩，因此，這種助力模式可應(yīng)用于車輛載重質(zhì)量小，且車速高的工況下。

實(shí)施例4：

當(dāng)兩電機(jī)都處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，第一離合器20斷開，第二離合器2、第三離合器8接合，鎖止器4斷開，制動(dòng)器21斷開，同步器19接合時(shí)，電機(jī)9輸出的動(dòng)力經(jīng)第三離合器8輸出至太陽輪7，與雙軸電機(jī)1向右輸出的動(dòng)力經(jīng)第二離合器2傳遞至轉(zhuǎn)速耦合齒輪3的動(dòng)力經(jīng)行星機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)速耦合后，輸出至輸出軸齒輪12，再經(jīng)惰輪11、轉(zhuǎn)矩耦合器18輸出至蝸桿17，再由蝸輪13輸出至與其同軸相連的齒輪14，最終傳遞至轉(zhuǎn)向器16內(nèi)的轉(zhuǎn)向齒條15，控制車輪轉(zhuǎn)向。這種耦合方式為兩電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合，因?yàn)椴捎脙呻姍C(jī)耦合助力，所以這種助力模式可應(yīng)用于車輛載重質(zhì)量較大，且車速較低的工況下。

實(shí)施例5：

當(dāng)兩電機(jī)都處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，第一離合器20、第三離合器8接合，第二離合器2斷開，鎖止器4鎖止，制動(dòng)器21斷開，同步器19接合，且兩電機(jī)轉(zhuǎn)速滿足一定比例，電機(jī)9輸出的動(dòng)力經(jīng)第三離合器8、太陽輪7、行星輪6、行星架10傳遞至輸出軸齒輪12，再經(jīng)惰輪11改變轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)動(dòng)方向后，與雙軸電機(jī)1向左輸出的動(dòng)力經(jīng)一號(hào)離合器20、同步器19，在轉(zhuǎn)矩耦合齒輪18上進(jìn)行轉(zhuǎn)矩耦合后，經(jīng)蝸桿17、蝸輪13將耦合后的轉(zhuǎn)矩由與蝸輪同軸相連的齒輪14輸出至轉(zhuǎn)向器16內(nèi)的轉(zhuǎn)向齒條15，控制車輪轉(zhuǎn)向。這種耦合方式為兩電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合，因采用兩電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合，所以由蝸桿、蝸輪增扭后輸出至轉(zhuǎn)向器的扭矩最大，所以這種助力模式可應(yīng)用于車輛滿載且車速最低的行駛工況下。

實(shí)施例6：

當(dāng)雙軸電機(jī)1單獨(dú)提供助力，動(dòng)力向左經(jīng)第一離合器20輸出時(shí)，若轉(zhuǎn)向控制模塊23檢測(cè)到第一離合器20出現(xiàn)故障，在控制模塊23的控制下，斷開第一離合器、第三離合器，并使第二離合器接合，同時(shí)使制動(dòng)器21制動(dòng)，同步器19接合，使雙軸電機(jī)1迅速通過行星輪機(jī)構(gòu)將動(dòng)力輸出至轉(zhuǎn)向器16，對(duì)轉(zhuǎn)向器提供正常的助力。

實(shí)施例7：

當(dāng)雙軸電機(jī)單獨(dú)提供助力，動(dòng)力向右經(jīng)第二離合器2輸出時(shí)，若控制模塊23檢測(cè)到第二離合器2出現(xiàn)故障時(shí)，在控制模塊23的控制下，斷開第二離合器2和同步器19，并使第一離合器20閉合，使雙軸電機(jī)1動(dòng)力向左輸出，經(jīng)第一離合器輸出至蝸桿17、渦輪13，對(duì)轉(zhuǎn)向器16提供正常的助力。

實(shí)施例8：

當(dāng)雙軸電機(jī)1單獨(dú)提供助力時(shí)，若控制模塊23檢測(cè)到雙軸電機(jī)1出現(xiàn)故障時(shí)，在控制模塊23的控制下，使雙軸電機(jī)1停止工作，電機(jī)9迅速啟動(dòng)，并斷開第一、第二離合器，并使第三離合器8、制動(dòng)器21、鎖止器4、同步器19工作在電機(jī)9單獨(dú)提供助力的工作模式下，使電機(jī)9單獨(dú)為轉(zhuǎn)向器提供助力。

實(shí)施例9：

當(dāng)兩電機(jī)通過轉(zhuǎn)速耦合齒輪3進(jìn)行轉(zhuǎn)速耦合助力時(shí)，若控制模塊23檢測(cè)到雙軸電機(jī)1出現(xiàn)故障，在控制模塊23的控制下，使雙軸電機(jī)1停止工作，并斷開第二離合器2，鎖止鎖止器4，使電機(jī)9單獨(dú)為轉(zhuǎn)向器提供助力；若控制模塊23檢測(cè)到電機(jī)9出現(xiàn)故障，在控制模塊23的控制下，使電機(jī)9停止工作，并斷開第三離合器8，制動(dòng)器21制動(dòng)，此時(shí)由雙軸電機(jī)1單獨(dú)為轉(zhuǎn)向器提供助力。

實(shí)施例10：

當(dāng)兩電機(jī)通過轉(zhuǎn)矩耦合齒輪18進(jìn)行轉(zhuǎn)矩耦合助力時(shí)，若控制模塊檢測(cè)到雙軸電機(jī)1出現(xiàn)故障，在控制模塊的控制下，使雙軸電機(jī)1停止工作，并迅速斷開第一離合器20，由電機(jī)9單獨(dú)為轉(zhuǎn)向器提供助力；若控制模塊23檢測(cè)到電機(jī)9出現(xiàn)故障，在控制模塊23的控制下，使電機(jī)9停止工作，并斷開同步器19，由雙軸電機(jī)1單獨(dú)為轉(zhuǎn)向器提供助力。

實(shí)施例11：

若控制模塊23檢測(cè)到兩電機(jī)都出現(xiàn)故障，在控制模塊23控制下，使兩電機(jī)都停止工作，并斷開所有的離合器，助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不提供助力，駕駛員通過轉(zhuǎn)向盤進(jìn)行轉(zhuǎn)向，從而保證轉(zhuǎn)向正確進(jìn)行。