[发明专利]一种智能控制方向盘临界角的动力转向装置

权利要求书

1.一种动力转向装置，包括：壳体总成(1)、输入轴与螺杆总成(2)、齿扇轴总成(3)、转角转矩传感器(8)、电机总成(11)；通过方向盘正向或反向转动输入轴，转角转矩传感器轴向与输入轴、螺杆轴连接；

系统根据车辆行驶时的状态信息与车辆结构特征，在不同行驶速度下，动态预判并解析出假设车辆处于发生侧翻或侧滑的临界状态下方向盘所允许的最大角度α₀；当驾驶员操纵车辆超过此最大角度时间，系统将驱动电机反向迅速增大转向阻力，阻止方向盘转动，从而有效避免驾驶员操纵车辆出现侧翻或侧滑情况；

确定最大角度α₀的公式如下：

其中：

最大角度α₀(°)为系统计算输出值；

轮距B(mm)为系统设定值，范围为800～1500；

轴距L(mm)为系统设定值，范围为2000～3500；

车轮转臂a(mm)为系统设定值，范围为40～100；

车辆质心高度h_g(mm)为系统设定值，范围为400～1500；

车速v_(t)(km/h)为传动器采集值，范围为0～120；

路面侧倾角度β_k(°)是路面相对于水平面的倾斜角度，为传动器采集值，范围为-30°～30°；电动转向器二级传动比i_n(常数)为系统设定值，即螺杆轴与齿扇轴的传动比，为21－31；

g是重力加速度，9.8米/秒的二次方。

2.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，所述壳体总成内部沿水平方向设置一端封闭一端开口的腔体，输入轴与螺杆总成(2)安装在壳体总成的腔体内，输入轴与螺杆总成(2)一端安装在封闭的一端，所述输入轴与螺杆总成(2)的另一端伸出到壳体总成的腔体的外部，在壳体总成(1)内沿与输入轴与螺杆总成(2)垂直的方向安装齿扇轴总成(3)并使得齿扇轴总成(3)与输入轴与螺杆总成(2)通过齿轮啮合；支撑座总成(4)套设在输入轴与螺杆总成(2)外部并用于限位输入轴与螺杆总成(2)；蜗杆(6)沿与输入轴与螺杆总成(2)垂直的方向，安装在壳体总成(1)内，蜗杆(6)的一端依次同轴安装梅花连接套总成(10)与电机总成(11)；蜗轮(5)与蜗杆啮合，所述蜗杆(6)驱动输入轴与螺杆总成(2)转动；内端盖总成(7)套设在输入轴与螺杆总成(2)上并且安装在蜗轮(5)的外部，转角转矩传感器(8)轴向与输入轴与螺杆总成(2)连接，外端盖总成(9)套设在输入轴与螺杆总成(2)上并且安装在转角转矩传感器(8)的外部，并固定于壳体总成(1)前端。

3.如权利要求2所述的转向装置，其特征在于，所述壳体总成(1)内部沿水平方向设置为一多变内径的非贯通式腔体，由作为基准面的非贯通端底面(A)开始依次加工第一内圆面(B)、二级传动腔(C)、第一内螺纹面(D)、一级传动腔(E)、第二内圆面(F)；其主体内部沿垂直方向也加工有一个多变内径的非贯通式腔体，由非贯通底面(G)开始依次加工有第三内圆面(H)、蜗杆腔(I)、第四内圆面(J)、第二内螺纹面(K)；

所述输入轴与螺杆总成(2)一端安装在第一内圆面(B)内，所述支撑座总成(4)设置在第一内螺纹面(D)内，所述的蜗轮(5)设置在一级传动腔(E)内，内端盖总成(7)压装于壳体总成(1)的第二内圆面(F)，限位于第二内圆面(F)与一级传动腔(E)之间形成的圆形凸台；转角转矩传感器(8)固定在内端盖总成(7)的外侧，与输入轴与螺杆总成(2)同轴；所述蜗杆设置在蜗杆腔内，所述蜗杆一端设置在第三内圆面(H)内；外端盖总成(9)安装于壳体总成(1)的外端盖法兰安装面(N)，与输入轴与螺杆总成(2)同轴；齿扇轴总成(3)安装于二级传动腔(C)；蜗杆(6)安装在蜗杆腔(I)内，与蜗轮(5)啮合，通过第四内圆面(J)的滚珠轴承及与第二内螺纹面(K)螺接的锁紧螺母固定；梅花连接套总成(10)一端连接螺杆顶端，一端连接电机总成(11)的输出花键轴；电机总成(11)通过螺栓固定在壳体总成(1)的电机法兰安装面(M)；蜗轮蜗杆将电机转矩传递给输入轴与螺杆总成(2)，输入轴与螺杆总成(2)将转矩转化为输入轴总成通过齿扇轴总成(3)输出转矩。