技术领域
[0001] 本
发明涉及
汽车电子领域，具体地，涉及一种单向离合装置、双向离合装置及转向安全控制系统和方法。
背景技术
[0002] 近年来，汽车作为社会活动的一个重要载体，其保有量不断攀升。随着汽车的逐渐普及，驾驶员在驾驶汽车的过程中，可能会遇到各种复杂的路况。在驾驶员驾驶车辆转弯时，往往根据经验来判断转向盘转动的
角度。新手驾驶员缺乏经验，容易操作转向盘
转向过度，而老驾驶员遇到不熟悉的路况时，也可能判断错误。因此，驾驶员有意或无意地操作转向盘有可能致使车辆转角过大，造成侧滑，甚至甩尾、侧翻事故的发生，危及人员、车辆及货物的安全。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种能够对转向盘的转向进行
锁止的装置，以及防止车辆转向过度的系统和方法。
[0004] 为了实现上述目的，本发明提供一种单向离合装置，该单向离合装置包括：
超越离合器，包括主动件、从动件和连接件，所述主动件和所述从动件通过所述连接件配合，所述从动件能够锁止所述主动件沿锁止方向的转动，而不能锁止所述主动件沿与所述锁止方向相反的非锁止方向的转动，所述主动件与转向
传动轴固定连接；以及执行器，在通电的情况下，使得
车身与所述从动件固定连接，在断电的情况下，使得车身与所述从动件分离。
[0005] 优选地，该单向离合装置还包括外盖，所述外盖与所述车身固定连接，所述执行器与所述外盖固定连接。
[0006] 优选地，所述执行器为线圈，所述线圈通过在通电的情况下所产生的电
磁场使得所述车身与所述从动件保持相对静止，所述外盖中设置有出线孔，所述出线孔用于将所述线圈的线头引出。
[0007] 优选地，该单向离合装置还包括：至少一个
摩擦片，设置在所述线圈和所述从动件之间。
[0008] 优选地，所述摩擦片包括至少一个外摩擦片和至少一个内摩擦片，所述外盖中设置有轴向凹槽，所述外摩擦片中设置有外凸缘，所述内摩擦片中设置有内凸缘，所述从动件中设置有轴向凹槽，其中，所述外摩擦片的外凸缘嵌装在所述外盖的轴向凹槽中并能轴向移动，所述内摩擦片的内凸缘嵌装在所述从动件的轴向凹槽中并能轴向移动，所述外摩擦片和所述内摩擦片交替地设置。
[0009] 优选地，所述外摩擦片的外凸缘和所述内摩擦片的内凸缘上设置有回位弹性体，所述回位弹性体用于在所述执行器不通电的情况下，使所述外摩擦片之间和所述内摩擦片之间被弹开。
[0010] 优选地，所述主动件为
棘轮，所述从动件为圆环状，所述棘轮设置在所述从动件内，所述棘轮和所述从动件之间形成楔槽；以及所述连接件为
压缩弹簧和滚柱，所述
压缩弹簧和所述滚柱位于所述楔槽内，所述棘轮通过所述压缩弹簧与所述滚柱
接触，所述滚柱与所述从动件接触，其中，在所述棘轮沿所述锁止方向转动的情况下，所述棘轮通过所述压缩弹簧压紧所述滚柱，所述滚柱受所述从动件的
摩擦力被楔紧，在所述棘轮沿所述非锁止方向转动的情况下，所述滚柱不被楔紧。
[0011] 本发明还提供一种双向离合装置，该双向离合装置包括：两个上述单向离合装置，其中，两个所述单向离合装置中的所述锁定方向相反。
[0012] 本发明还提供一种双向离合装置，该双向离合装置包括：两个上述单向离合装置，其中，两个所述单向离合装置中的所述锁定方向相反；以及隔磁
垫片，配置于两个所述单向离合装置之间，用于将两个所述单向离合装置分别产生的两个
电磁场隔离。
[0013] 本发明还同提供一种转向安全控制系统，该系统包括：上述单向离合装置或上述双向离合装置；以及处理器，与所述单向离合装置或所述双向离合装置中的所述执行器连接，用于：在所述转向传动轴沿所述单向离合装置或所述双向离合装置中的所述锁止方向的转角达到所述锁止方向的转角
阈值的情况下，向对应的执行器发送
开关信号使该执行器通电；以及在所述转向传动轴沿所述单向离合装置或所述双向离合装置中的所述锁止方向的转角未达到所述锁止方向的转角阈值的情况下，向对应的执行器发送开关信号使该执行器断电。
[0014] 本发明还提供一种转向安全控制方法，该方法包括：在转向传动轴沿上述单向离合装置或上述双向离合装置中的所述锁止方向的转角达到所述锁止方向的转角阈值的情况下，向对应的所述执行器发送开关信号使对应的执行器通电，来对所述转向传动轴沿所述锁止方向的转动进行锁止；以及在所述转向传动轴沿所述单向离合装置或所述双向离合装置中的所述锁止方向的转角未达到所述锁止方向的转角阈值的情况下，向对应的执行器发送开关信号使该执行器断电，对所述转向传动轴沿所述锁止方向的转动不进行锁止。
[0015] 通过上述技术方案，在本发明的单向离合装置中，在执行器通电的情况下，超越离合器对转向传动轴沿锁止方向的转动进行锁止，而对转向传动轴沿与锁止方向相反的非锁止方向的转动不进行锁止。并且，在执行器断电的情况下，超越离合器对转向传动轴沿锁止方向和非锁止方向的转动都不进行锁止。因此，本发明的单向离合装置能够对转向传动轴(转向盘)的转动进行单方向锁止，避免了车辆在该方向由于转角过度而造成的侧翻等交通事故，保障了行车安全。并且，在两个上述单向离合装置构成的双向离合装置中，采用相反的锁止方向，因此，能够用该双向离合装置对转向传动轴的转动进行两个方向的锁止。另外，应用本发明的转向安全控制系统，能够根据车辆运行状况来确定车辆在某一方向转角的安全上限，并且在沿该方向的转角达到该上限时，能够及时地对转向传动轴(转向盘)沿该方向的转动进行锁止，防止事故的发生。
[0016] 本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0017] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成
说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0018] 图1a和图1b是根据本发明的两种实施方式提供的单向离合装置的结构
框图；
[0019] 图2a和图2b是图1b的实施方式提供的单向离合装置的示意图；
[0020] 图2c-图2h是图1b的实施方式提供的单向离合装置中各个组件的示意图；
[0021] 图3a和图3b是根据本发明的两种实施方式提供的双向离合装置的结构框图；
[0022] 图4是图3b的实施方式提供的双向离合装置的示意图；以及
[0023] 图5a和图5b是根据本发明的两种实施方式提供的转向安全控制系统的结构框图。
[0024] 附图标记说明
[0025] 100单向离合装置 101超越离合器 102执行器
[0026] 101a主动件 101b从动件 101c连接件
[0027] 103外盖 104线圈 105摩擦片
[0028] 105a外摩擦片 105b内摩擦片 106棘轮
[0029] 107压缩弹簧 108滚柱 110转向传动轴
[0030] 200双向离合装置 120隔磁垫片 500转向安全控制系统[0031] 502
传感器单元 501处理器 A出线孔
[0032] B回位弹性体
具体实施方式
[0033] 以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0034] 图1a和图1b是根据本发明的两种实施方式提供的单向离合装置的结构框图。在图1a所示的实施方式中，该单向离合装置100可以包括超越离合器101和执行器102。超越离合器101可以包括主动件101a、从动件101b和连接件101c。其中，主动件101a和从动件101b可以通过连接件101c配合，从动件101b能够锁止主动件101a沿锁止方向的转动，而不能锁止主动件101a沿与锁止方向相反的非锁止方向的转动，主动件101a可以与转向传动轴110固定连接。执行器102可以在通电的情况下，使得车身与从动件101b固定连接，在断电的情况下，使得车身与从动件101b分离。
[0035] 其中，超越离合器101是本领域技术人员熟知的、用于在其主动件101a与从动件101b之间进行单向传动的装置。一方面，当主动件101a受到沿某一方向的力矩时，带动从动件101b一起转动；当主动件101a受到沿相反方向的力矩时，不带动从动件101b一起转动而进行空转。另一方面，在从动件101b被固定不动的情况下，即使主动件101a在带动从动件101b的方向上受到力矩，但因其受到从动件101b的限制，使得主动件101a在此方向上被锁止；而在相反方向上由于主动件101a是空转，因此不受从动件101b的限制，其转动不被锁止。
[0036] 可以理解的是，所述锁止方向是指超越离合器101的主动件101a带动从动件101b转动的方向，所述非锁止方向是指超越离合器101的主动件101a空转的方向。
[0037] 其中，执行器102为接收对超越离合器101的控制信息，并对超越离合器101进行控制的装置。具体地，在通电的情况下，执行器102可以对超越离合器101的从动件101b起到固定的作用。例如，执行器102可以是线圈(通电时与从动件101b吸合，通过二者之间的
摩擦力来固定从动件101b)，也可以是设置在从动件101b周围的、通电时才形成的限位卡扣或凹槽等。执行器102可以设置为通过手动开关连接常电，来人工控制其通断电。
[0038] 本发明的上述实施方式中，通过将执行器102通电，将超越离合器101的从动件101b与车身固定连接，使得主动件101a沿锁止方向的转动被锁止，从而使得转向传动轴
110沿锁止方向的转动被锁止，而主动件101a沿非锁止方向的转动由于是空转而不被锁止。这样，本发明的单向离合装置100能够在必要的时候对转向传动轴110(转向盘)的转动进行单向锁止，避免了车辆沿该方向转角过度而造成侧翻等交通事故，保障了行车安全。
[0039] 在图1a所示实施方式的
基础上，可以对本发明的单向离合装置100制定出一些优选实施方式，使其
稳定性更好。图1b是根据本发明的另一实施方式提供的单向离合装置100的结构框图。
[0040] 一方面，如图1b所示，优选地，该单向离合装置100还可以包括外盖103，外盖103可以与车身固定连接，执行器102可以与外盖103固定连接。该实施方式中，执行器102可以通过外盖103与车身固定连接。
[0041] 另一方面，优选地，执行器102可以为线圈104。在该实施方式中，线圈104通过在通电的情况下所产生的电磁场使得车身与从动件101b保持相对静止。该实施方式中，外盖103中可以设置有出线孔A(在图2a中示出)，该出线孔A用于将线圈104的线头引出。
[0042] 具体地，线圈104在通电的情况下产生电磁场，超越离合器101的从动件101b在线圈104产生的电磁场的作用下，通过贴紧该线圈104与该线圈104保持相对静止，即固定连接。又如前所述，线圈104(执行器102)与车身固定连接。因此，在线圈104通电的情况下，超越离合器101的从动件101b与车身固定连接，这样就能够对主动件101a沿锁止方向的转动进行锁止。
[0043] 又一方面，由于当从动件101b与线圈104通过直接贴合的方式来保持相对静止时，二者之间的接触面积有限，导致用于固定连接的摩擦力有限，可能会出现从动件101b与线圈104之间连接不紧固的情况。因此，优选地，该单向离合装置100还可以包括至少一个摩擦片105，该摩擦片105可以设置在线圈104和从动件101b之间，用于在线圈104通电的情况下，增加线圈104和从动件101b之间的接触面积，从而增加摩擦力，使它们的结合更加紧密。
[0044] 图2a和图2b是图1b的实施方式提供的单向离合装置100的示意图。
[0045] 优选地，摩擦片105可以采取多重交叉并结合凹槽限位的方式来实现。如图2a所示，摩擦片105可以包括至少一个外摩擦片105a(图2a中为2个)和至少一个内摩擦片105b(图2a中为2个)，外盖103中可以设置有轴向凹槽，外摩擦片105a中可以设置有外凸缘，内摩擦片105b中可以设置有内凸缘，从动件101b中可以设置有轴向凹槽。其中，外摩擦片105a的外凸缘可以嵌装在外盖103的轴向凹槽中并能轴向移动，内摩擦片105b的内凸缘可以嵌装在从动件101b的轴向凹槽中并能轴向移动，外摩擦片105a和内摩擦片105b可以交替地设置。转向传动轴110(图2a中未示出)可以从线圈104、外摩擦片105a、内摩擦片105b、超越离合器101以及外盖103的中心穿过。
[0046] 这样，当执行器102通电的时候，外盖103、外摩擦片105a、内摩擦片105a以及从动件101b在线圈104产生的电磁场的作用下，贴合在一起，并且通过上述内凸缘、外凸缘和限位卡槽的限位作用，使得外摩擦片105a与外盖103保持相对静止，内摩擦片105b与从动件101b保持相对静止。当外摩擦片105a与内摩擦片105b相互交错地贴合在一起时，其发生转动时的接触面积大大增加，从而极大地增加了摩擦力。其中，从动件101b的轴向厚度可以设置为能够将所有内摩擦片105b的内凸缘都嵌装在从动件101b的轴向凹槽中，外盖103的轴向厚度可以设置为能够将所有外摩擦片105a的外凸缘都嵌装在外盖103的轴向凹槽中。
[0047] 在该实施方式的基础上，优选地，外摩擦片105a的外凸缘和内摩擦片105b的内凸缘上可以设置有回位弹性体B(例如，由聚
氨酯制成)，该回位弹性体B可以用于在执行器102不通电的情况下，使外摩擦片105a之间和内摩擦片105b之间被弹开，从而使得线圈104与从动件101b之间不能保持相对静止。
[0048] 又一方面，超越离合器101可以设置为各种类型的超越离合器(
楔块式超越离合器、滚珠式超越离合器、滚柱式超越离合器、棘轮式超越离合器等)。例如，如图2b所示，主动件101a可以为棘轮106，从动件101b可以为圆环状，棘轮106可以设置在从动件101b内，棘轮106和从动件101b之间形成楔槽。连接件101c可以为压缩弹簧107和滚柱108，压缩弹簧107和滚柱108可以位于楔槽内，棘轮106可以通过压缩弹簧107与滚柱108接触，滚柱108与从动件101b接触。其中，在棘轮106沿锁止方向(图2b中的箭头所指方向)转动的情况下，棘轮106通过压缩弹簧107压紧滚柱108，滚柱108受从动件101b的摩擦力被楔紧，在棘轮106沿非锁止方向(图2b中与箭头所指方向相反的方向)转动的情况下，滚柱108不被楔紧。其中，棘轮106可以通过内六方孔与转向传动轴110的圆周方向紧固连接，轴向可以小范围移动。
[0049] 图2c-图2h是图1b的实施方式提供的单向离合装置100中各个组件的示意图。图2c-图2h分别是外摩擦片105a、内摩擦片105b、从动件101b、棘轮106、压缩弹簧107和滚柱108的示意图。
[0050] 这样，在执行器102通电的情况下，超越离合器101对转向传动轴110沿锁止方向的转动进行锁止，而对转向传动轴110沿与锁止方向相反的非锁止方向的转动不进行锁止。在执行器102断电的情况下，超越离合器101对转向传动轴110沿锁止方向和非锁止方向的转动都不进行锁止。因此，该单向离合装置100能够对车辆沿锁止方向的转向进行锁止。
[0051] 在此基础上，本发明还提供一种双向离合装置。图3a和图3b是根据本发明的两种实施方式提供的双向离合装置的结构框图。如图3所示的实施方式中，该双向离合装置200可以包括两个上述单向离合装置100，其中，该两个所述单向离合装置100中的锁定方向相反。该双向离合装置200能够对车辆沿两个方向的转动进行锁止。
[0052] 图3b为单向离合装置100中的执行器102为线圈104时，双向离合装置200的实施方式的示意图。在该实施方式中，双向离合装置200还可以包括隔磁垫片120。该隔磁垫片120配置于两个单向离合装置100之间，用于将两个单向离合装置100分别产生的两个电磁场隔离，使得两套单向离合装置100互不干扰。
[0053] 具体地，图4是图3b的实施方式提供的双向离合装置200的示意图。与图2a中所示的单向离合装置100相比较，如图4所示的双向离合装置200中，增加了与图2a所示的单向离合装置100的组件相对应的一套组件，两套组件可以对称地设置。其中，两个单向离合装置100中的锁定方向相反。隔磁垫片120可以设置在两个棘轮106之间。
[0054] 应用图3a、图3b和图4所示的双向离合装置200，能够对车辆沿两个转动进行锁止，避免了车辆在两个方向上的侧翻。
[0055] 本发明还提供一种转向安全控制系统。图5a和5b是根据本发明的两种实施方式提供的转向安全控制系统的结构框图。如图5a所示，该转向安全控制系统500可以包括：上述单向离合装置100或上述双向离合装置200(图5a中为单向离合装置100)、以及处理器501。所述处理器501与单向离合装置100(或双向离合装置200)中的执行器102连接，用于：在转向传动轴110沿单向离合装置100(或双向离合装置200)中的锁止方向的转角达到所述锁止方向的转角阈值的情况下，向对应的执行器102发送开关信号使该执行器
102通电；在转向传动轴1100沿单向离合装置100(或所述双向离合装置200)中的锁止方向的转角未达到锁止方向的转角阈值的情况下，向对应的执行器发送开关信号使该执行器断电。
[0056] 为了能够针对车辆当前的运行状况来判断对所述执行器102的通电或断电，优选地，图5b是根据本发明的另一实施方式提供的转向安全控制系统的结构框图。如图5b所示，该转向安全控制系统500还可以包括传感器单元502。该传感器单元502可以用于检测车辆运行状况，并将车辆运行状况传输到处理器501。其中，处理器501还可以用于根据接收的车辆运行状况来确定锁止方向的转角阈值。具体的，可以在处理器501中预设一套根据传感器单元502检测到的数值来判断车辆在两个方向上的转角阈值的控制策略。该控制策略为本领域技术人员能够利用公知的技术很容易地得到，于此不再赘述。
[0057] 其中，传感器单元502可以包括下列中的一者或多者：
轮速传感器、转向盘转角传感器、车身侧倾传感器、车身高度传感器、车身侧向
加速度传感器、以及横摆
角速度传感器等。对应地，传感器单元502检测的车辆运行状况可以包括：车速、转向盘转角、车身侧倾角、车身高度、车身侧向加速度以及
横摆角速度等。
[0058] 为了对单向离合装置100或双向离合装置200更好地进行控制，优选地，处理器501可以包括继电器(未示出)。处理器501可以通过该继电器与单向离合装置100的执行器102或双向离合装置200的执行器102连接。该继电器可以用于向执行器102发送开关信号来使执行器102通电或断电。
[0059] 应用本发明提供的转向安全控制系统500，可以实时判断车辆沿某一(或两个)方向上所能承受的最大转角(转角阈值)，并且在车辆沿某一方向的转角达到该方向的转角阈值时，将转向盘沿该方向的转动及时地锁止，防止事故的发生。通常，在车辆行驶的时候，处理器501中可以将转向安全控制系统500设置为在同一时间最多有一个方向被锁止，而在车辆处于停止状态时，可以设置为允许两个方向同时锁止，此时可以用于车辆的
防盗。
[0060] 本发明还提供一种转向安全控制方法。该转向安全控制方法可以包括：在转向传动轴110沿上述单向离合装置100或上述双向离合装置200中的锁止方向的转角达到锁止方向的转角阈值的情况下，向对应的执行器102发送开关信号使该执行器102通电，来对转向传动轴110沿锁止方向的转动进行锁止；以及
[0061] 在转向传动轴110沿上述单向离合装置或上述双向离合装置中的锁止方向的转角未达到所述锁止方向的转角阈值的情况下，向对应的执行器102发送开关信号使该执行器102断电，对转向传动轴110沿锁止方向的转动不进行锁止。
[0062] 优选地，该方法还可以包括：检测车辆运行状况；以及根据车辆运行状况来确定单向离合装置100或双向离合装置200中的锁止方向的转角阈值,之后，再进行对转向传动轴110沿锁止方向的转动进行锁止或不进行锁止的步骤。
[0063] 通过上述技术方案，本发明的单向离合装置能够对转向传动轴(转向盘)的转动进行单方向锁止，避免了车辆在该方向由于转角过度而造成的侧翻等交通事故，保障了行车安全。并且，在两个上述单向离合装置构成的双向离合装置中，采用相反的锁止方向，因此，能够用该双向离合装置对转向传动轴的转动进行两个方向的锁止。另外，应用本发明的转向安全控制系统，能够根据车辆运行状况来确定车辆在某一方向转角的安全上限，并且在沿该方向的转角达到该上限时，能够及时地对转向传动轴(转向盘)沿该方向的转动进行锁止，防止事故的发生。
[0064] 以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0065] 另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0066] 此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
