一种转向执行器结构、转向方法、转向系统及车辆与流程

1.本技术涉及车辆转向系统技术领域，尤其涉及转向执行器结构、转向方法、转向系统及车辆。


背景技术：

2.汽车转向系统(steering system)是使转向轮偏转以实现汽车转向用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一整套机构。汽车转向系统的功能是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向，作用是通过驾驶员转动转向盘，根据需要改变汽车行驶方向。目前，汽车上常见的助力转向系统根据动力源可以分为两类，即机械助力转向系统和电子控制助力转向系统，机械转向系统是完全靠驾驶员手臂力量操纵的转向系统，动力转向系统是借助动力来操纵的转向系统。在汽车系统技术领域中，转向系统的安装空间有了很大程度的释放，但由于机械解耦的原因，驾驶员在转动方向盘时很容易过度转向，难以确保目标转向和实际转向的一致性。此外，转向系统需要实现与用户之间的反馈交互。
3.因此，期望提供一种转向执行器结构、转向方法、转向系统及车辆，包括电机及控制器；感应式传感器总成，用于监控所述丝杆移动的目标位置；丝杆总成；传动机构，所述传动机构包括皮带轮副或涡轮蜗杆副，用于将所述电机的目标扭矩传递至所述丝杆总成，所述目标扭矩用于转化至所述丝杆推力；壳体，所述壳体与整车刚性连接；内外拉杆总成，用于将所述丝杆推力传递至轮胎，以实现目标转向位置，并提高用户转向过程的交互体验。


技术实现要素：

4.根据本技术的一些实施例的第一方面，提供了一种转向执行器结构，所述转向执行器结构可以包括电机及控制器；感应式传感器总成，用于监控所述丝杆移动的目标位置；丝杆总成；传动机构，所述传动机构包括皮带轮副或涡轮蜗杆副，用于将所述电机的目标扭矩传递至所述丝杆总成，所述目标扭矩用于转化至所述丝杆推力；壳体，所述壳体与整车刚性连接；内外拉杆总成，用于将所述丝杆推力传递至轮胎，以实现目标转向位置。
5.在一些实施例中，所述转向执行器还包括支撑衬套，所述支撑衬套用于在所述丝杆的移动过程中提供一定程度的支撑作用。
6.在一些实施例中，所述转向执行器还包括o型圈，所述o型圈用于在转动行程的末端位置降低球头座的冲击噪音。
7.在一些实施例中，所述感应式传感器总成包括感应块和感应芯片。
8.在一些实施例中，所述转向执行器还包括防翻转块，所述感应块固定在所述防翻转块中，随所述丝杆一起移动。
9.根据本技术的一些实施例的第二方面，提供了一种转向方法，应用本技术的转向执行器结构，所述方法包括获取丝杆移动的目标位置；根据所述目标位置，确定目标扭矩；将所述目标扭矩转化至丝杆推力；将所述丝杆推力传递至轮胎，以实现目标转向位置。
10.在一些实施例中，通过转向执行器将实际转向位置传递至手感模拟器，使目标转
向和实际转向一致。
11.在一些实施例中，通过防翻转块限制丝杆移动为轴向运动，通过感应块将丝杆移动位置信号反馈至手感模拟器进行交互。
12.根据本技术的一些实施例的第三方面，提供了一种转向系统，应用本技术的转向执行器结构。
13.根据本技术的一些实施例的第四方面，提供了一种车辆，应用本技术的转向执行器结构。
14.本技术的一种转向执行器结构、转向方法、转向系统及车辆，涉及车辆转向系统技术领域。所述转向执行器结构包括电机及控制器；感应式传感器总成，用于监控所述丝杆移动的目标位置；丝杆总成；传动机构，所述传动机构包括皮带轮副或涡轮蜗杆副，用于将所述电机的目标扭矩传递至所述丝杆总成，所述目标扭矩用于转化至所述丝杆推力；壳体，所述壳体与整车刚性连接；内外拉杆总成，用于将所述丝杆推力传递至轮胎，以实现目标转向位置，并提高用户转向过程的交互体验。
附图说明
15.为更好地理解并阐述本技术的一些实施例，以下将结合附图参考实施例的描述，在这些附图中，同样的数字编号在附图中指示相应的部分。
16.图1是根据本技术的一些实施例提供的转向执行器结构的示例性示意图。
17.图2是根据本技术的一些实施例提供的转向执行器功能的示例性示意图。
18.图3是根据本技术的一些实施例提供的转向执行器动力结构的示例性示意图。
19.图4是根据本技术的一些实施例提供的转向执行器感应传感器的示例性示意图。
具体实施方式
20.以下参考附图的描述为便于综合理解由权利要求及其等效内容所定义的本技术的各种实施例。这些实施例包括各种特定细节以便于理解，但这些仅被视为示例性的。因此，本领域技术人员可以理解对在此描述的各种实施例进行各种变化和修改而不会脱离本技术的范围和精神。另外，为简要并清楚地描述本技术，本技术将省略对公知功能和结构的描述。
21.在以下说明书和权利要求书中使用的术语和短语不限于字面含义，而是仅为能够清楚和一致地理解本技术。因此，对于本领域技术人员，可以理解，提供对本技术各种实施例的描述仅仅是为说明的目的，而不是限制所附权利要求及其等效定义的本技术。
22.下面将结合本技术一些实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.需要说明的是，在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一”、“一个”、“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本技术中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相绑定的列出项目的任何
或所有可能组合。表达“第一”、“第二”、“所述第一”和“所述第二”是用于修饰相应元件而不考虑顺序或者重要性，仅仅被用于区分一种元件与另一元件，而不限制相应元件。
24.本技术实施例提供了一种转向执行器结构、转向方法、转向系统及车辆，为了便于理解本技术实施例，以下将参考附图对本技术实施例进行详细描述。
25.图1是根据本技术的一些实施例提供的转向执行器结构的示例性示意图。如图1所示，所述转向执行器结构包括电机及控制器1；感应式传感器总成2，用于监控所述丝杆移动的目标位置；丝杆总成3；传动机构4，所述传动机构包括皮带轮副或涡轮蜗杆副，用于将所述电机的目标扭矩传递至所述丝杆总成，所述目标扭矩用于转化至所述丝杆推力；壳体5，所述壳体与整车刚性连接；内外拉杆总成6，用于将所述丝杆推力传递至轮胎，以实现目标转向位置。
26.在一些实施例中，所述转向执行器还包括支撑衬套7，所述支撑衬套用于在所述丝杆的移动过程中提供一定程度的支撑作用。所述转向执行器还包括o型圈，所述o型圈用于在转动行程的末端位置降低球头座的冲击噪音。作为示例，所述丝杆在轴向运动过程中的左右两侧可以设置支撑衬套7。又例如，所述支撑衬套7与o型圈组合，用于降低lock to lock(转向盘从一端极限转至另一端极限位置)时末端限位带来的冲击噪音等，同时在一定程度上用于支撑所述丝杆承受的拉杆反向传递的冲击力等。
27.在一些实施例中，所述感应式传感器总成2包括感应块和感应芯片。所述转向执行器还包括防翻转块，所述感应块固定在所述防翻转块中，随所述丝杆一起移动。所述感应芯片固定在感应式传感器的主壳体中。所述丝杆总成3可以为滚珠丝杆总成。作为示例，所述滚珠丝杆总成在移动过程中带动防翻转块，所述防翻转块可以是防翻转限位阀块，用于限制所述丝杆运动为轴向运动。又例如，所述防翻转块内设置的感应块可以通过所述丝杆的轴向运动与所述感应芯片感应，以实现监控所述丝杆的移动位置，并将获取的丝杆移动位置信号反馈至手感模拟器用于交互。进一步，所述转向执行器的转向系统可以进一步包括拓展功能，例如方向盘静默、转向器静默等。所述方向盘静默功能可以实现当轮胎转向时，方向盘无运动。所述转向器静默功能可以实现当方向盘转动时，轮胎无运动等，以实现用户交互时的真实手感。
28.在一些实施例中，所述壳体5为铸铝壳体，转向执行器通过铸铝壳体安装在整车副车架上，与整车为刚性连接。在转向执行器的工作状态下通过私有can获取转向执行命令，通过传动机构4的皮带轮副或涡轮蜗杆副将电机的目标扭矩传递至丝杆总成3，并将马达扭矩转化至丝杆推拉力，同时通过感应传感器2监控丝杆移动的目标位置，通过内外拉杆总成6将丝杆推拉力传递至轮胎，以实现用户的目标转向位置。作为示例，所述转向执行器通过私有can将实际转向位置传递至手感模拟器，以实现目标转向和实际转向一致的目的。又例如，所述电机可以包括但不限于六相无刷交流电机或十二相交流电机等，基于can数据通过控制器计算目标扭矩，所述电机用于获取目标扭矩，通过传动机构4将控制系统产生的助力扭矩传递至丝杆总成3。
29.根据本技术的一些实施例，所述转向执行器结构的转向方法可以包括获取丝杆移动的目标位置；根据所述目标位置，确定目标扭矩；将所述目标扭矩转化至丝杆推力；将所述丝杆推力传递至轮胎，以实现目标转向位置。通过转向执行器将实际转向位置传递至手感模拟器，使目标转向和实际转向一致。通过防翻转块限制丝杆移动为轴向运动，通过感应
块将丝杆移动位置信号反馈至手感模拟器进行交互。作为示例，所述转向执行器通过私有can获取手感模拟器的目标位置，通过控制系统确定电机的目标扭矩，通过传动机构的皮带轮副或涡轮蜗杆副以及滚珠丝杆等将目标扭矩转化至目标推力或拉力，以实现转向目的。
30.根据本技术的一些实施例，本技术的转向系统可以包括应用本技术的转向执行器结构，并执行上述转向方法。所述转向执行器结构可以包括电机及控制器；感应式传感器总成，用于监控所述丝杆移动的目标位置；丝杆总成；传动机构，所述传动机构包括皮带轮副或涡轮蜗杆副，用于将所述电机的目标扭矩传递至所述丝杆总成，所述目标扭矩用于转化至所述丝杆推力；壳体，所述壳体与整车刚性连接；内外拉杆总成，用于将所述丝杆推力传递至轮胎，以实现目标转向位置。
31.根据本技术的一些实施例，本技术的车辆可以包括应用本技术的转向执行器结构，并执行上述限位方法。所述转向执行器结构可以包括电机及控制器；感应式传感器总成，用于监控所述丝杆移动的目标位置；丝杆总成；传动机构，所述传动机构包括皮带轮副或涡轮蜗杆副，用于将所述电机的目标扭矩传递至所述丝杆总成，所述目标扭矩用于转化至所述丝杆推力；壳体，所述壳体与整车刚性连接；内外拉杆总成，用于将所述丝杆推力传递至轮胎，以实现目标转向位置。
32.图2是根据本技术的一些实施例提供的转向执行器功能的示例性示意图。如图2所示，丝杆目标位置叠加器的信号与虚拟末端位置终止器的信号叠加后，用于计算丝杆移动的目标位置。丝杆位置感应器与所述叠加的信号共同传递至控制模式管理器，通过控制模式管理器处理信号，与丝杆推拉力评估器共同传递至丝杆目标位置跟踪控制器。通过马达根据计算信息输出目标扭矩至丝杆，转换为丝杆推拉力；同时，丝杆推拉力评估器的信号实时传递至手感模拟器端用于进行内部诊断和评估。所述目标扭矩传递至转向执行器用于实现目标转向位置。
33.根据本技术的一些实施例，当用户通过手感模拟器传递转动目标角度、方向盘转动速度以及转动力矩时，所述转向执行器通过私有can获取手感模拟器的目标位置，通过控制系统确定电机的目标扭矩，通过皮带轮副或涡轮蜗杆副以及滚珠丝杆结构将所述目标扭矩转化至目标推力或拉力，以实现转向目的。
34.图3是根据本技术的一些实施例提供的转向执行器动力结构的示例性示意图。如图3所示，主要动力传输结构包括助力马达31通过皮带32带动皮带轮34，再通过滚珠丝杆总成将助力扭矩转化成助力推拉力，在丝杆壳体33及壳体盖35上放置安装点用于固定。
35.图4是根据本技术的一些实施例提供的转向执行器感应传感器的示例性示意图。如图4所示，防翻转块44中设置感应块与防翻转块为一体用螺栓固定在丝杆45上，与丝杆同步运动，防翻转块44在壳体41中的轨槽中轴向运动且与壳体壁间隙配合，感应芯片42固定在壳体内部，上方为密封盖板43，与外界绝缘绝尘绝水。作为示例，感应式传感器与防翻转块集成一体放置在丝杆壳体内部，印制电路板结构pcb(printed circuit board)与感应器采用非接触式双冗余结构，监控并传递所述丝杆位置信号至私有can。
36.需要说明的是，以上对于转向执行器结构及车辆的描述，仅为描述方便，并不能把本技术限制在所举实施例的范围之内。可以理解，对于本领域技术人员，基于本装置的原理，可能在不背离该原理的前提下，对各个结构进行任意组合，或者构成子结构与其它结构组合，对实施上述装置和操作的功能进行形式和细节上的各种修正和改变。例如，转向执行
器结构可以进一步包括限位结构等。诸如此类的变形，均在本技术的保护范围之内。
37.综上所述，本技术的转向执行器结构、转向方法、转向系统及车辆，涉及车辆转向系统技术领域。所述转向执行器结构包括电机及控制器；感应式传感器总成，用于监控所述丝杆移动的目标位置；丝杆总成；传动机构，所述传动机构包括皮带轮副或涡轮蜗杆副，用于将所述电机的目标扭矩传递至所述丝杆总成，所述目标扭矩用于转化至所述丝杆推力；壳体，所述壳体与整车刚性连接；内外拉杆总成，用于将所述丝杆推力传递至轮胎，以实现目标转向位置，并提高用户转向过程的交互体验。
38.需要注意的是，上述的实施例仅仅是用作示例，本技术不限于这样的示例，而是可以进行各种变化。
39.需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
40.以上所揭露的仅为本技术一些优选的实施例，不能以此来限定本技术之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分结构，并依本技术权利要求所作的等同变化，仍属于本技术所涵盖的范围。

技术特征：
1.一种转向执行器结构，其特征在于，包括：电机及控制器；感应式传感器总成，用于监控所述丝杆移动的目标位置；丝杆总成；传动机构，所述传动机构包括皮带轮副或涡轮蜗杆副，用于将所述电机的目标扭矩传递至所述丝杆总成，所述目标扭矩用于转化至所述丝杆推力；壳体，所述壳体与整车刚性连接；内外拉杆总成，用于将所述丝杆推力传递至轮胎，以实现目标转向位置。2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述转向执行器还包括支撑衬套，所述支撑衬套用于在所述丝杆的移动过程中提供一定程度的支撑作用。3.根据权利要求2所述的结构，其特征在于，所述转向执行器还包括o型圈，所述o型圈用于在转动行程的末端位置降低球头座的冲击噪音。4.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述感应式传感器总成包括感应块和感应芯片。5.根据权利要求5所述的结构，其特征在于，所述转向执行器还包括防翻转块，所述感应块固定在所述防翻转块中，随所述丝杆一起移动。6.一种转向方法，其特征在于，包括：获取丝杆移动的目标位置；根据所述目标位置，确定目标扭矩；将所述目标扭矩转化至丝杆推力；将所述丝杆推力传递至轮胎，以实现目标转向位置。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过转向执行器将实际转向位置传递至手感模拟器，使目标转向和实际转向一致。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过防翻转块限制丝杆移动为轴向运动，通过感应块将丝杆移动位置信号反馈至手感模拟器进行交互。9.一种转向系统，其特征在于：应用权利要求1至权利要求5任一项所述的转向执行器结构。10.一种车辆，其特征在于：应用权利要求1至权利要求5任一项所述的转向执行器结构。

技术总结
本申请涉及一种转向执行器结构、转向方法、转向系统及车辆，涉及车辆转向系统技术领域。所述转向执行器结构包括电机及控制器；感应式传感器总成，用于监控所述丝杆移动的目标位置；丝杆总成；传动机构，所述传动机构包括皮带轮副或涡轮蜗杆副，用于将所述电机的目标扭矩传递至所述丝杆总成，所述目标扭矩用于转化至所述丝杆推力；壳体，所述壳体与整车刚性连接；内外拉杆总成，用于将所述丝杆推力传递至轮胎，以实现目标转向位置，并提高用户转向过程的交互体验。程的交互体验。程的交互体验。


技术研发人员：王存强 舒强 邓念 吴正卿 郭金浩 高华
受保护的技术使用者：上海同驭汽车科技有限公司
技术研发日：2023.08.16
技术公布日：2023/10/15