專利名稱：具有機械備用裝置的電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括由駕駛員操作的轉(zhuǎn)向裝置；以及可旋轉(zhuǎn)的連接件，該可旋轉(zhuǎn)的連接件有與該轉(zhuǎn)向裝置相連的驅(qū)動端和從動端，該從動端可與汽車的方向盤的連桿機構(gòu)相連。
這樣的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為公知的，通常包括僅僅可以機械旋轉(zhuǎn)的連接件，例如空心軸。所述軸也有減振器機構(gòu)，用于在正面碰撞時保護駕駛員。
盡管這樣的現(xiàn)有技術(shù)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠令人滿意，不過它也有缺點。該較短的空心軸還可能對駕駛員有潛在的危險。而且，在汽車設(shè)計時，它在周圍車輛結(jié)構(gòu)中的使用還造成限制。它從方向盤到連桿機構(gòu)之間的線路相當直，并基本不能進行變化或沿不同路線布置。
通常，動力輔助裝置也與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相連，以便能減輕由駕駛員施加到方向盤上的轉(zhuǎn)向力矩。盡管通常在該連接件中采用了液壓動力輔助裝置，但是也已經(jīng)提出了電動力輔助裝置。該電動力輔助裝置的優(yōu)點是不需要液壓裝置。因此，對環(huán)境不利的液壓油以及稍微麻煩的液壓連接件布置都可以省略。
本發(fā)明的目的是提供一種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠以更通用的方式使用，且轉(zhuǎn)向系統(tǒng)沒有現(xiàn)有技術(shù)的液壓輔助轉(zhuǎn)向裝置的缺點。該目的這樣獲得，即可旋轉(zhuǎn)連接件的驅(qū)動端有第一傳感器，可旋轉(zhuǎn)連接件的從動端有第二傳感器和電馬達，該第一和第二傳感器與控制裝置相連，所述控制裝置根據(jù)該第一和第二傳感器發(fā)出的信號來控制電馬達。
電馬達可以以幾種方式驅(qū)動該可旋轉(zhuǎn)連接件的從動端。首先，電馬達可以作為動力輔助裝置，與液壓輔助裝置類似。這時，可旋轉(zhuǎn)連接件還傳遞一定的用于轉(zhuǎn)向的力矩。不過，還可以使全部轉(zhuǎn)向力矩通過電馬達提供。這時，該可旋轉(zhuǎn)連接件僅僅在例如電動力故障時作為該完全電轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的備用機構(gòu)。
優(yōu)選是，該第一傳感器裝在第一軸承中，該第二傳感器裝在第二軸承中，所述軸承與可旋轉(zhuǎn)連接件相連，以便將所述可旋轉(zhuǎn)連接件支承在車輛上。該有傳感器(sensorised)的軸承構(gòu)成標準的可購得部件，并能夠很容易和很可靠地裝于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)內(nèi)。
當可旋轉(zhuǎn)連接件作為備用驅(qū)動機構(gòu)時，它可以是柔性扭矩鋼索，例如Bowden鋼索。這樣的鋼索可以更容易地適應車輛內(nèi)的空間限制。不過，這樣的鋼索也可以與軸部分組合。
而且，可旋轉(zhuǎn)連接件的驅(qū)動端可以有加速齒輪驅(qū)動器，該可旋轉(zhuǎn)連接件的從動端可以有減速齒輪驅(qū)動器。也可選擇，標準的轉(zhuǎn)向柱管可以用作備用驅(qū)動機構(gòu)。
由于所述齒輪驅(qū)動，可旋轉(zhuǎn)連接件有相對較高的旋轉(zhuǎn)速度。因此，它可以采用具有相對較小橫截面尺寸的可旋轉(zhuǎn)連接件例如Bowden鋼索或軸，同時不會削弱轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的抗扭剛性。
而且，可旋轉(zhuǎn)連接件的相對較高轉(zhuǎn)數(shù)使得能夠采用相對簡單的、只有很小分辨率的傳感器?？尚D(zhuǎn)連接件的相對較高轉(zhuǎn)數(shù)使得該簡單、經(jīng)濟的傳感器也可以提供所需的角度精確性。
傳感器布置在加速齒輪驅(qū)動器和加速齒輪驅(qū)動器之間。組合比可以選擇為適合轉(zhuǎn)向設(shè)計，但是通常合適的選擇為1。
電馬達也可以布置在加速齒輪驅(qū)動器和減速齒輪驅(qū)動器之間，不過，也可以在其它位置，例如在減速齒輪處。因此，沒有減速齒輪的電馬達也可以直接用于可旋轉(zhuǎn)連接件和連桿機構(gòu)。
下面將參考附圖
中所示的實施例進一步介紹本發(fā)明。
附圖表示了本發(fā)明的電轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1的示意布局設(shè)計，該電轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1提供機械連桿機構(gòu)3與車輛的輪子2相連，該機械連桿機構(gòu)3本身已經(jīng)公知，因此不再對它作進一步介紹。
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1包括方向盤4以及柔性鋼索5，該柔性鋼索5在方向盤4和連桿機構(gòu)3之間延伸。該鋼索例如可以為所謂的Bowden鋼索，該Bowden鋼索是一種柔性鋼索，有靜止的空心外部管狀鋼索，并組合有容納于該外部鋼索內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)的剛硬內(nèi)部鋼索。該Bowden鋼索自身已經(jīng)公知，因此不再詳細介紹。
在驅(qū)動端6，該Bowden鋼索與加速齒輪箱7相連，該加速齒輪箱7再與方向盤4相連。
在從動端8，該Bowden鋼索與減速齒輪箱9相連，該減速齒輪箱9再與連桿機構(gòu)3相連。加速齒輪箱7和減速齒輪箱9的組合齒輪比可以為1，也可以為其它比值。
在加速齒輪箱7的輸出端，提供了具有傳感器的軸承10，在減速齒輪箱9的輸入端，提供了類似的、具有傳感器的軸承11。該有傳感器的軸承10、11與控制單元12相連。
當方向盤4旋轉(zhuǎn)時，該具有傳感器的軸承10檢測加速齒輪箱7的輸出端的加速旋轉(zhuǎn)。控制單元12接收來自該具有傳感器的軸承10的信號以及來自在減速齒輪箱9的輸入端的、具有傳感器的軸承11的信號。當檢測值不同時，控制單元通過線路15向電轉(zhuǎn)向馬達16發(fā)出控制信號，以便在減速齒輪箱9的輸入端提供合適的轉(zhuǎn)速，當然，該合適轉(zhuǎn)速取決于方向盤4的旋轉(zhuǎn)。
優(yōu)選是，電轉(zhuǎn)向馬達16提供了驅(qū)動連桿機構(gòu)系統(tǒng)所需的全部旋轉(zhuǎn)力矩。這時，Bowden鋼索5僅僅起到備用機構(gòu)的作用，它將在電動力發(fā)生故障時接替進行轉(zhuǎn)向控制。
轉(zhuǎn)向裝置與力反饋馬達18相連，以便模擬在駕駛過程中施加在車輪上的力。該力反饋馬達通過線路17由控制單元12控制。力反饋馬達18獲得關(guān)于驅(qū)動轉(zhuǎn)向馬達16所需的動力的信號。對于輪子2的轉(zhuǎn)向動作，轉(zhuǎn)向馬達16提供的動力越大，這時由力反饋馬達18傳遞給方向盤4的力矩越大。
權(quán)利要求
1.一種用于汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(1)，包括由駕駛員操作的轉(zhuǎn)向裝置(4)；以及可旋轉(zhuǎn)的連接件(5)，該可旋轉(zhuǎn)連接件有與該轉(zhuǎn)向裝置(4)相連的驅(qū)動端(6)和從動端(8)，該從動端(8)可與汽車車輪(2)的連桿機構(gòu)(3)相連，其特征在于該可旋轉(zhuǎn)連接件(5)的驅(qū)動端(6)有第一傳感器(10)，上述可旋轉(zhuǎn)連接件(5)的從動端(8)有第二傳感器(11)和電轉(zhuǎn)向馬達(16)，該第一和第二傳感器(10、11)與一控制裝置(12)相連，所述控制裝置(12)根據(jù)該第一和第二傳感器(10、11)發(fā)出的信號來控制電轉(zhuǎn)向馬達(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中該第一傳感器(10)裝在第一軸承中，該第二傳感器(11)裝在第二軸承中，所述軸承與上述可旋轉(zhuǎn)連接件(5)相連，以便將所述可旋轉(zhuǎn)連接件(5)支承在車輛上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中該可旋轉(zhuǎn)連接件(5)包括柔性扭矩鋼索，例如Bowden鋼索。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中該可旋轉(zhuǎn)連接件(5)包括軸。
5.根據(jù)前述任意一個權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中該可旋轉(zhuǎn)連接件(5)的驅(qū)動端(6)有一加速齒輪驅(qū)動器(7)，該可旋轉(zhuǎn)連接件(5)的從動端(8)有一減速齒輪驅(qū)動器(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中該傳感器(10、11)布置在上述加速齒輪驅(qū)動器(7)和減速齒輪驅(qū)動器(9)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中上述加速齒輪驅(qū)動器(7)和減速齒輪驅(qū)動器(9)的組合齒輪比為大約1。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中該電馬達(16)布置在上述加速齒輪驅(qū)動器(7)和減速齒輪驅(qū)動器(9)之間。
9.根據(jù)前述任意一個權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(4)與一力反饋馬達(18)相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中該力反饋馬達(18)可由上述控制裝置(12)控制。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中該力反饋馬達(16)布置在上述加速齒輪驅(qū)動器(7)和減速齒輪驅(qū)動器(9)之間。
全文摘要
一種用于汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(1)，包括由駕駛員操作的轉(zhuǎn)向裝置(4)；以及可旋轉(zhuǎn)的連接件(5)，該可旋轉(zhuǎn)連接件有與該轉(zhuǎn)向裝置(4)相連的驅(qū)動端(6)和從動端(8)，該從動端(8)可與汽車車輪(2)的連桿機構(gòu)(3)相連。該可旋轉(zhuǎn)連接件的驅(qū)動端有第一傳感器(10)，可旋轉(zhuǎn)連接件的從動端有第二傳感器(11)和電馬達(16)，該第一和第二傳感器與一控制裝置(12)相連，所述控制裝置根據(jù)該第一和第二傳感器發(fā)出的信號來控制電轉(zhuǎn)向馬達。
文檔編號B62D5/06GK1446162SQ01813985
公開日2003年10月1日 申請日期2001年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月14日
發(fā)明者漢斯·亨寧·威特邁耶 申請人:Skf工程研究中心公司