[发明专利]基于双电机行星齿轮结构的电动助力转向系统及方法

权利要求书

1.一种基于双电机行星齿轮结构的电动助力转向系统，其特征在于，包括方向盘(1)、转矩耦合齿轮(5)、第二助力电机齿轮(6)、减速器(8)、第一助力电机(20)、第二助力电机(21)、同步器(18)、行星轮机构和第一助力电机齿轮(17)；方向盘(1)和减速器(8)之间依次设置有第一转向轴(23)和第二转向轴(22)；第一助力电机(20)的输出轴上设置有第一助力电机齿轮(17)，第一助力电机齿轮(17)通过连接轴与行星轮机构连接；第二助力电机(21)的输出轴设置有转矩耦合齿轮(5)，转矩耦合齿轮(5)的一侧同轴设置有第二助力电机齿轮(6)；第一助力电机齿轮(17)和转矩耦合齿轮(5)啮合；转矩耦合齿轮(5)和第二助力电机齿轮(6)之间设置有同步器(18)；

行星轮机构包括太阳轮(14)、行星轮(15)、行星架(13)和齿圈(7)；太阳轮(14)设置在齿圈(7)的中心，行星轮(15)啮合在太阳轮(14)和齿圈(7)之间，行星架(13)设置在行星轮(15)上；第一助力电机齿轮(17)通过连接轴垂直连接于太阳轮(14)的中心；第二助力电机齿轮(6)与齿圈(7)啮合；行星轮机构的齿圈(7)与第二转向轴(22)通过减速器(8)并联耦合。

2.根据权利要求1所述的一种基于双电机行星齿轮结构的电动助力转向系统，其特征在于，电动助力转向系统还设置有控制模块(3)；方向盘(1)下方的第一转向轴(23)上设置有转矩转角传感器(2)；行星轮机构与减速器(8)之间的连接轴上设置有第一电磁离合器(12)，第一电磁离合器(12)和减速器(8)之间设置有过载保护器(11)；第一助力电机齿轮(17)与太阳轮(14)之间的连接轴上设置有第二电磁离合器(16)；第一助力电机齿轮(17)与第一助力电机(20)之间的连接轴上设置有第三电磁离合器(19)。

3.根据权利要求2所述的一种基于双电机行星齿轮结构的电动助力转向系统，其特征在于，转矩转角传感器(2)、第一电磁离合器(12)、第二电磁离合器(16)、第一助力电机(20)、第二助力电机(21)、同步器(18)和第三电磁离合器(19)均与控制模块(3)连接，控制模块(3)连接有车速传感器。

4.根据权利要求2所述的一种基于双电机行星齿轮结构的电动助力转向系统，其特征在于，过载保护器(11)包括上连接盘柱(24)、下连接盘柱(26)和橡胶连接销(25)；上连接盘柱(24)和下连接盘柱(26)为设置有若干通孔的盘，且同轴设置；上连接盘柱(24)和下连接盘柱(26)通过设置在通孔内的橡胶连接销(25)连接；上连接盘柱(24)的上表面通过连接轴与第一电磁离合器(12)连接，下连接盘柱(26)的下表面与减速器(8)轴连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于双电机行星齿轮结构的电动助力转向系统，其特征在于，第一转向轴(23)和第二转向轴(22)之间通过万向节(4)连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于双电机行星齿轮结构的电动助力转向系统，其特征在于，减速器(8)连接有转向器(10)，转向器(10)的两端设置有车轮(9)。

7.根据权利要求1所述的一种基于双电机行星齿轮结构的电动助力转向系统，其特征在于，同步器能够沿轴向移动，能够分别与转矩耦合齿轮(5)和第二助力电机齿轮(6)连接。

8.一种基于双电机行星齿轮结构的电动助力转向系统的助力转向方法，其特征在于，所述双电机行星齿轮结构的电动助力转向系统包括方向盘(1)、转矩耦合齿轮(5)、第二助力电机齿轮(6)、减速器(8)、第一助力电机(20)、第二助力电机(21)、同步器(18)、行星轮机构和第一助力电机齿轮(17)；方向盘(1)和减速器(8)之间依次设置有第一转向轴(23)和第二转向轴(22)；第一助力电机(20)的输出轴上设置有第一助力电机齿轮(17)，第一助力电机齿轮(17)通过连接轴与行星轮机构连接；第二助力电机(21)的输出轴设置有转矩耦合齿轮(5)，转矩耦合齿轮(5)的一侧同轴设置有第二助力电机齿轮(6)；第一助力电机齿轮(17)和转矩耦合齿轮(5)啮合；转矩耦合齿轮(5)和第二助力电机齿轮(6)之间的连接轴上设置有同步器(18)；

行星轮机构包括太阳轮(14)、行星轮(15)、行星架(13)和齿圈(7)；太阳轮(14)设置在齿圈(7)的中心，行星轮(15)啮合在太阳轮(14)和齿圈(7)之间，行星架(13)设置在行星轮(15)上；第一助力电机齿轮(17)通过连接轴垂直连接于太阳轮(14)的中心；第二助力电机齿轮(6)与齿圈(7)啮合；行星轮机构的齿圈(7)与第二转向轴(22)通过减速器(8)并联耦合；

电动助力转向系统还设置有控制模块(3)；方向盘(1)下方的第一转向轴(23)上设置有转矩转角传感器(2)；行星轮机构与减速器(8)之间的连接轴上设置有第一电磁离合器(12)，第一电磁离合器(12)和减速器(8)之间设置有过载保护器(11)；第一助力电机齿轮(17)与太阳轮(14)之间的连接轴上设置有第二电磁离合器(16)；第一助力电机齿轮(17)与第一助力电机(20)之间的连接轴上设置有第三电磁离合器(19)；

同步器能够沿轴向移动，能够分别与转矩耦合齿轮(5)和第二助力电机齿轮(6)连接；

所述基于双电机行星齿轮结构的电动助力转向系统的助力转向方法，包括以下步骤：

1)车速传感器采集的车速信号，方向盘转矩转角传感器(2)采集的转角信号输出至控制模块(3)，并与控制模块(3)中存储的转向力矩、方向盘转角和车速变化曲线进行比较，得出方向盘应当具有的转向力矩；

2)控制模块(3)将计算得到的方向盘应当具有的转向力矩与转矩转角传感器(2)测出的方向盘转矩进行比较，得出助力电机应当输出的转矩；

3)控制模块(3)对助力电机应当输出转矩进行判断，若助力电机应当输出的转矩大于第一助力电机(20)、第二助力电机(21)单独助力时的转矩，选择双电机耦合助力模式，此时控制模块(3)控制第一助力电机(20)、第二助力电机(21)工作，第二电磁离合器(16)、第三电磁离合器(19)闭合，同步器(18)与转矩耦合齿轮(5)结合；

若助力电机应当输出的转矩大于第二助力电机(21)单独助力的转矩，则选择第一助力电机(20)单独助力模式，此时，控制模块控制第一助力电机(20)工作、第二助力电机(21)关断，第二电磁离合器(16)、第三电磁离合器闭合(19)，同步器(18)位于中间位置；

第二助力电机(21)单独助力模式，分为两种模式；若助力电机应当输出的转矩大于第二助力电机(21)单独助力模式一的最大转矩，则选择第二助力电机(21)单独助力模式二，此时，控制模块控制第一助力电机(20)关断、第二助力电机(21)工作，第二电磁离合器(16)、第三电磁离合器(19)开启，同步器(18)和第二助力电机齿轮(6)结合；若助力电机应当输出的转矩小于等于第二助力电机(21)单独助力模式一的最大转矩，则选择第二助力电机(21)单独助力模式一，此时，控制模块控制第一助力电机(20)关断、第二助力电机(21)工作，第二电磁离合器(16)闭合、第三电磁离合器(19)开启，同步器(18)和转矩耦合齿轮(5)合。