[发明专利]一种用于电动转向系统的手动/自动切换连接器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电动转向系统的手动/自动切换连接器，属于控制技术领域。

背景技术

电动助力转向系统由于零件数目少，布置方便，重量轻等优点，已经在汽车上得到了广泛的应用。动力转向系统已成为一些轿车的标准设置，全世界约有一半的轿车采用助力转向。随着汽车辅助驾驶技术的发展，对电动助力转向技术的安全性，经济性、动力性和机动性等提出了更高的要求。

驾驶员在驾驶过程中，下一步控制方向盘的旋转角度和方向，往往不是通过方向盘的旋转角度来确定，而是通过汽车的方位及车身角度来确定。对于一个集辅助驾驶和手动驾驶于一体的电动转向系统，方向盘在辅助驾驶情况下跟随转向电机运动。方向盘的跟随运动并非必须，而且会造成人工干预时控制不及时，方向盘转向阻力对助力控制产生干扰，进而会导致安全问题。

传统的电动助力转向系统辅助转向控制和手动驾驶结合控制的切换困难，一直是本领域的难题。

因此，有必要设计一种便于切换的用于电动转向系统的手动/自动切换连接器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于电动转向系统的手动/自动切换连接器，该用于电动转向系统的手动/自动切换连接器能够实现在辅助驾驶过程中将方向盘隔离，当人工干预时能及时切换模式，实现基本助力转向。

发明的技术解决方案如下：

一种用于电动转向系统的手动/自动切换连接器，包括固定支架、轴底部固定架、方向盘轴、转向轴、方向盘隔离机构、电机轴凸轮；方向盘隔离机构由上齿轮与下凸轮固连而成；电机轴凸轮与安装在固定架上的电机传动连接；

轴底部固定架安装在固定支架底部，所述的方向盘轴的上端与方向盘相连，所述的方向盘轴的下端穿过所述的固定支架和轴底部固定架；方向盘隔离机构和电机轴凸轮均安装在所述的轴底部固定架上；

方向盘轴上设有与所述上齿轮啮合的外齿轮；下凸轮的外圈设有与转向轴的内齿圈相啮合的齿；方向盘轴依次通过方向盘轴上的外齿轮、上齿轮、下凸轮和转向轴的内齿圈实现手动力矩的单向传递；手动力矩为方向盘产生的力矩；

电机的输出轴与电机轴凸轮传动连接，电机轴凸轮的外圈设有与转向轴的内齿圈相啮合的齿；电机依次通过电机轴凸轮和转向轴的内齿圈实现电动力矩的传递；所述的电动力矩为电机产生的力矩。

在轴底部固定架上还设有多个随动轮，随动轮的外圈设有与转向轴的内齿圈相啮合的齿。

所述的随动轮为4个；4个随动轮、方向盘隔离机构以及电机轴凸轮沿方向盘轴的周向均匀分布在所述的轴底部固定架上，且下凸轮与电机轴凸轮相对于方向盘轴的轴心线对称。

转向轴上端具有一个向外凸出的外圈，固定支架的底部设有用于卡装所述外圈的第一旋转润滑轮槽；

方向盘轴的底端为用于托住所述轴底部固定架的方向盘轴托架，方向盘轴托架上设有第二旋转润滑轮槽。

轴底部固定架还通过随动轮轴与上方的固定架相连，并固定。但方向盘轴托架会同方向盘轴一起旋转，方向盘轴托架与方向盘轴是一体的，方向盘轴托架与轴底部固定架会有相对运动。

下凸轮和电机轴凸轮均为外圈带齿的椭圆形凸轮。

转向轴轮圈的内齿圈旋转导致4个定随动轮随动。

有益效果：

本发明的用于电动转向系统的手动/自动切换连接器，是一种能够将方向盘和电动转向轴单向隔离的装置。该装置能够实现在辅助驾驶过程中将方向盘隔离，当人工干预时能及时切换模式，实现基本助力转向。

电机驱动转向轴的轮圈（即转向轴的内齿圈），进而带动转向轴旋转。手动驾驶时，转向电机能为转向提供同向辅助力。辅助驾驶时，方向盘隔离轴能将方向盘隔离开；

助力电机和转向电机能够实现组合控制。在辅助驾驶模式下，助力电机实现拟人的转向操作和转向电机共同完成转向操作。在手动驾驶模式下，助力电机和转向电机同时完成转向助力动作。

本专利的最大创新在于，提出一种电动转向手自一体化连接器结构，实现手动控制和自动控制灵活切换。该结构将方向盘和连接助力电机的转向轴隔离，使得在辅助驾驶情况下方向盘不随转向电机运动，隔离方向盘对转向电机控制的干扰。同时，在驾驶员对方向盘进行操作的时候，及时的由辅助驾驶的线控状态切换回手动驾驶的助力转向控制。相对于纯粹的电子式的隔离方法，该结构在失去动力的情况下仍然能够维持基本的转向功能，从而能确保了汽车的安全性。

附图说明

图1是本发明的整体装配示意图；

图2是本发明的一体化连接器的结构图；