專利名稱：電輔助平行四邊形動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛的平行四邊形或循環(huán)滾珠式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
車輛使用轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將來自駕駛員的在方向或路線上的被命令的變化(諸如通過方向盤)通信到車輛的導(dǎo)向輪。動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通過將動力添加到駕駛員提供的動力且由此減少手動地轉(zhuǎn)動方向盤所需的努力而在轉(zhuǎn)向中輔助車輛的駕駛員。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種平行四邊形轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)響應(yīng)于轉(zhuǎn)向命令而將扭矩傳輸至繼動桿。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括輸入構(gòu)件，該輸入構(gòu)件配置為接收轉(zhuǎn)向命令。連桿臂和惰輪臂兩者均可運動地連接至繼動桿。惰輪軸操作地或固定地連接至惰輪臂，用于與其共同旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括至少第一電馬達(dá)，所述第一電馬達(dá)配置為響應(yīng)于轉(zhuǎn)向命令而將輔助扭矩選擇性地供應(yīng)至惰輪軸。因此，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可響應(yīng)于轉(zhuǎn)向命令而將輔助扭矩選擇性地供應(yīng)至繼動桿。本發(fā)明的上述特征和優(yōu)勢及其他特征和優(yōu)勢將從用于實施如所附的權(quán)利要求中定義的本發(fā)明的一些最佳模式和其它實施例的以下詳細(xì)描述連同附圖時顯而易見。


圖I是具有電輔助惰輪和連桿機構(gòu)的平行四邊形轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的示意性等距視圖；圖2是圖I中所示的電輔助連桿機構(gòu)的更詳細(xì)的局部截面圖，展現(xiàn)了位于電馬達(dá)和連桿臂之間的傳動機構(gòu)的部分；圖3A是圖I中所示的電輔助惰輪機構(gòu)的更詳細(xì)視圖，具有另一電馬達(dá)和惰輪臂。圖3B是圖3A中所示的電輔助惰輪機構(gòu)的更詳細(xì)的局部截面圖，展現(xiàn)了位于電馬達(dá)和惰輪臂之間的傳動機構(gòu)的部分；圖4是可與動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一起使用的另一電輔助連桿機構(gòu)的示意性等距局部截面圖，所示動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)諸如圖I中所示的；和圖5是可與動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一起使用的另一電輔助惰輪機構(gòu)的示意性等距圖，所示動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)諸如圖I中所示的，顯示出位于傳動機構(gòu)和惰輪臂之間的循環(huán)滾珠。
具體實施例方式參考附圖，其中當(dāng)適用時，在幾幅圖中相同的附圖標(biāo)記對應(yīng)于相同或相似的構(gòu)件，圖I中示出車輛的平行四邊形轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10的示意圖(車輛的其余部分未示出)。圖I示出轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10的一些主要部件，其可以定位為位于車輛的前部附近。在其他圖中所示的特征部和部件可以并入到圖I中所示的那些并與圖I中所示的那些一起使用，且可以在所示不同配置中混用和匹配部件。
盡管關(guān)于汽車應(yīng)用詳細(xì)描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到本發(fā)明的更寬的適用性。具有本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)的人將認(rèn)識到，諸如“之上”、“之下”、“向上”、“向下”等的術(shù)語用來描述附圖，且不表示對本發(fā)明的范圍的限制，所述范圍如由所附的權(quán)利要求所限定的。轉(zhuǎn) 向系統(tǒng)10將來自輸入構(gòu)件(例如方向盤組件12)的旋轉(zhuǎn)和扭矩傳輸?shù)捷敵鰳?gòu)件(諸如一個或多個車輪14)。轉(zhuǎn)向柱(未分開標(biāo)號)附連到方向盤組件12，且包括各種聯(lián)動裝置、傳感器、開關(guān)、和附件。車輛的車輪14通過繼動桿16和附連部件(未分開標(biāo)號,但包括橫拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)等)的運動而被轉(zhuǎn)動。所示方向盤組件12僅是說明性的，且任何其它類型的轉(zhuǎn)向裝置可以與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10—起使用。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10通過連桿機構(gòu)18和惰輪機構(gòu)20樞轉(zhuǎn)繼動桿16。連桿機構(gòu)控制連桿臂22，惰輪機構(gòu)20控制惰輪臂24。繼動桿16、連桿臂22和惰輪臂24 —起大體形成平行四邊形的角(或樞轉(zhuǎn)點)，且繼動桿16大體平行于車輛14的旋轉(zhuǎn)軸線運動。連桿機構(gòu)18和惰輪機構(gòu)20剛性地附連到底盤或框架構(gòu)件(未示出)。連桿機構(gòu)18的示例將在此被更詳細(xì)地描述，連桿機構(gòu)18將來自方向盤組件12的扭矩傳輸至連桿臂22，并可以將輔助扭矩施加至連桿臂22。如在此描述的，惰輪機構(gòu)20可以用作中性聯(lián)動裝置或可以將輔助扭矩施加至惰輪臂24和繼動桿16。在圖I所示的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10中，方向盤組件12用作輸入構(gòu)件。輸入信號(為扭矩和旋轉(zhuǎn)運動的形式)由車輛的駕駛員或操作者輸入到方向盤組件12。車輛的前輪14在圖I中所示的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10中是輸出構(gòu)件。因此，連桿機構(gòu)18和惰輪機構(gòu)20是來自方向盤組件12的輸入與至繼動桿16和車輛14的輸出之間的中介物。其他輸入和輸出構(gòu)件可以與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10和連桿機構(gòu)18 —起使用。例如但不限于，連桿機構(gòu)18和惰輪機構(gòu)20可以從線控驅(qū)動(drive-by-wire)或線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(steer-by-wire )接收輸入信號,所述線控驅(qū)動或線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不將方向盤組件12機械地鏈接至連桿機構(gòu)18。在線控驅(qū)動系統(tǒng)中，輸入構(gòu)件可以是螺線管和小型電機，轉(zhuǎn)向柱可以被移除或縮短。替換地，繼動桿16可以鏈接至車輛的后輪(未示出)。為了選擇性地增加從方向盤組件12傳輸?shù)嚼^動桿16的扭矩，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10可以包括一個或多個電機。在圖I所示的配置或設(shè)置中，連桿機構(gòu)18包括第一電馬達(dá)或連桿馬達(dá)26，惰輪機構(gòu)20包括第二電馬達(dá)或惰輪馬達(dá)28。如在此處使用的，將任何部件指定為“第一”或“第二”是任意的和非限制性的?？梢詫⑷魏尾考?biāo)記為第一、第二、第三等。連桿機構(gòu)18將來自方向盤組件12和連桿馬達(dá)26的扭矩結(jié)合，以使連桿臂22和繼動桿16運動。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10的特征可以在于在轉(zhuǎn)向柱上沒有布置在方向盤和至連桿機構(gòu)18的輸入之間的助推或輔助機構(gòu)，從而轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10不包括柱輔助部分。此外，連桿機構(gòu)18不包括液壓助推部分或液壓輔助部分。由惰輪馬達(dá)28和連桿馬達(dá)26供應(yīng)的動力和扭矩的量可以基于車輛的行駛條件和來自駕駛員的轉(zhuǎn)向命令而變化。第一傳動機構(gòu)或連桿驅(qū)動單元30布置在連桿馬達(dá)26和連桿軸32(從圖I的視角被阻擋)之間，其固定地連接至連桿臂22用于與其共同旋轉(zhuǎn)。第二傳動機構(gòu)或惰輪驅(qū)動單元34布置在惰輪馬達(dá)28和惰輪軸36 (從圖I的視角被阻擋)之間，其固定地連接至惰輪臂24用于與其共同旋轉(zhuǎn)。一個或多個傳感器38，諸如扭矩傳感器、位置傳感器、或力傳感器，布置在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10上。圖I所示的傳感器38僅是示意性和說明性的，且傳感器38在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10內(nèi)的任意位置示出為僅用于說明可能的位置。傳感器38可以配置為測量反作用扭矩，該反作用扭矩是反抗或回推來自駕駛員的轉(zhuǎn)向命令的扭矩。反作用扭矩可以被視為來自方向盤組件12的轉(zhuǎn)向命令和傳輸至車輛14的實際扭矩之間的扭矩差。對于更高的反作用扭矩，需要來自連桿馬達(dá)26、惰輪馬達(dá)28或兩者的更高的輔助扭矩，以便使車輛運轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10可以包括控制器或控制系統(tǒng)(未示出)。控制系統(tǒng)可以包括一個或多個具有存儲介質(zhì)和合適量的可編程存儲器的構(gòu)件，所述構(gòu)件能夠儲存和執(zhí)行一個或多個算法和方法，以實現(xiàn)車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10的控制，以及可能地，對車輛的其它構(gòu)件的控制。控制系統(tǒng)至少與連桿馬達(dá)26、惰輪馬達(dá)28和一個或多個傳感器38通信?？刂葡到y(tǒng)可以與車輛的許多其他傳感器和通信系統(tǒng)通信?？刂葡到y(tǒng)的每個構(gòu)件可以包括分布式控制器架構(gòu)，諸如基于微處理器的電子控制單元(ECU)。附加的模塊或處理器可以存在于控制系統(tǒng)內(nèi)。現(xiàn)在參考圖2，并繼續(xù)參考圖I，示出圖I中所示的連桿機構(gòu)18的更詳細(xì)的視圖?！D2示出連桿機構(gòu)18的俯視圖，其是部分截面圖，以說明連桿驅(qū)動單元30的特征部。在其他圖中所示的特征部和部件可以并入到圖2中所示的那些并與圖2中所示的那些一起使用，且可以在所示不同配置中混用和匹配部件。連桿機構(gòu)18將從方向盤組件12 (或另一輸入構(gòu)件)的傳輸來的扭矩和來自連桿馬達(dá)26的扭矩結(jié)合，并將扭矩傳輸至連桿臂22和從連桿臂22傳輸扭矩。輸入軸40操作地連接至方向盤組件12，諸如通過轉(zhuǎn)向柱和聯(lián)動裝置，且被承載在殼體42內(nèi)。輸入軸40可以連接至其他的替換輸入構(gòu)件，或可以不機械地連接至方向盤組件12。殼體42的一些部分或者已經(jīng)被移除或者被橫截掉，以更好地圖解說明連桿機構(gòu)18的工作方式。殼體42 (和其他圖中所示的其他殼體配置)僅是說明性的，且可以采用與圖中所示的不同的形式。殼體42可以形成為多于一件，并包括各種密封件和軸承，以有助于連桿機構(gòu)18的部件的運動。輸入軸40具有形成在一端的滾珠絲桿44。所示滾珠絲桿44與輸入軸40 —起形成為整體的一件式構(gòu)件。滾珠螺母46外接于滾珠絲桿44，且通過多個滾珠軸承(示意性地示出，未單獨標(biāo)記)與滾珠絲桿44扭矩-傳輸連通，所述滾珠軸承在滾珠絲桿44和滾珠螺母46之間循環(huán)。殼體42圍繞滾珠螺母46并引導(dǎo)其運動，導(dǎo)致滾珠螺母46滑動但不在殼體42內(nèi)旋轉(zhuǎn)。方向盤組件12的旋轉(zhuǎn)使得輸入軸40和滾珠絲桿44旋轉(zhuǎn)。隨著滾珠絲桿44旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)被傳輸至滾珠螺母46，并導(dǎo)致滾珠螺母46的線性(向左和向右，如在圖2中觀察到的)運動。滾珠螺母46與連桿軸32 (其還可以稱為扇形齒輪或扇形軸)嚙合，用于扭矩傳輸。連桿軸32剛性地附連到連桿臂22，諸如通過花鍵連接。連桿軸32和連桿臂22共同旋轉(zhuǎn)。因此，滾珠螺母46的線性運動導(dǎo)致連桿軸32的旋轉(zhuǎn)，從而方向盤組件12的運動引起連桿軸32和連桿臂22的運動。連桿軸32、滾珠絲桿44，和滾珠螺母46可以全體地稱為循環(huán)滾珠式機構(gòu)。傳感器38監(jiān)視從操作者輸入至方向盤組件12的輸入軸40的位移和扭矩，以及還監(jiān)視由車輛車輪傳輸至輸入軸40的反作用扭矩。傳感器38僅示意性地示出，并可以包括多個不同類型的傳感器。此外，傳感器38可以與一個或多個控制系統(tǒng)(未示出)通信，以處理來自傳感器3 8的信號或命令。連桿馬達(dá)26配置為將扭矩通過連桿機構(gòu)18選擇性地供應(yīng)至連桿軸32。這可以稱為輔助扭矩或助推扭矩。被連桿馬達(dá)26遞送的扭矩的量可以部分地基于來自傳感器38、控制系統(tǒng)、或其他部件和傳感器的信號而被可變地遞送。此外，連桿馬達(dá)26可以被控制用于與其他車輛系統(tǒng)一起使用，包括但不限于電子穩(wěn)定性控制部分、停車輔助部分、和車道偏離部分。在后輪轉(zhuǎn)向或線控驅(qū)動配置中，傳感器38可以直接地監(jiān)視方向盤組件12，該方向盤組件可以不機械地鏈接到輸入軸40。連桿驅(qū)動單元30布置在連桿馬達(dá)26和滾珠螺母46之間，并使得連桿馬達(dá)26和連桿軸32之間的扭矩傳輸可行。連桿驅(qū)動單元30還提供在連桿馬達(dá)26和連桿軸32之間的機械利益。除了循環(huán)滾珠式機構(gòu)，連桿驅(qū)動單元30包括蝸輪48。連桿驅(qū)動單元30在殼體42的與輸入軸40相對的端部上(前側(cè)，相對于車輛的向前行進(jìn)方向)直接連接至滾珠絲桿44并作用在滾珠絲桿44上。滾珠絲桿44隨后將扭矩傳輸至滾珠螺母46。因此，連桿馬達(dá)26通過蝸輪48將輔助扭矩傳輸至滾珠絲桿44和滾珠螺母46，并隨后至連桿軸32和連桿臂 22，該連桿臂22使繼動桿16運動。連桿驅(qū)動單元30的其他配置(其中一些配置在此被討論)可以與連桿機構(gòu)18 —起使用。例如但不限于，連桿驅(qū)動單元30可以被鏈或皮帶而不是蝸輪48驅(qū)動，或連桿驅(qū)動單元30可以包括其它齒輪、鏈輪等。此外，來自連桿驅(qū)動單元30的連接位置可以變化，只要連桿馬達(dá)26和連桿軸32之間的聯(lián)動裝置被保持用于足夠的扭矩傳輸和轉(zhuǎn)向輔助。替換地，連桿機構(gòu)18可以與后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或線控驅(qū)動系統(tǒng)一起使用。在這樣的配置中，連桿機構(gòu)18可以不包括輸入軸40，且輸入信號會來自控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)可以正在監(jiān)視方向盤組件12和將駕駛員命令轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動車輪14所需的扭矩?，F(xiàn)在參考圖3A和圖3B，并繼續(xù)參考圖I和2，示出圖I中所示的電輔助惰輪機構(gòu)20的更詳細(xì)的視圖。圖3B包括圖3A所示的惰輪驅(qū)動單元34的局部截面圖，展現(xiàn)了在惰輪馬達(dá)28和惰輪臂24之間傳輸扭矩的齒輪裝置的一些部分，并還顯示出惰輪軸36。在其他圖中所示的特征部和部件可以并入到圖3中所示的那些并與圖3中所示的那些一起使用，且可以在所示不同配置中混用和匹配部件。惰輪軸36操作地連接至惰輪臂24用于與其共同旋轉(zhuǎn)，諸如通過花鍵連接或另外的固定連接。惰輪馬達(dá)28配置為響應(yīng)于轉(zhuǎn)向命令通過惰輪驅(qū)動單元34將輔助扭矩選擇性地供應(yīng)至惰輪軸36。惰輪驅(qū)動單元34提供在惰輪馬達(dá)28和惰輪軸36之間的機械利益，這可以允許減少惰輪馬達(dá)28的尺寸。惰輪臂24可運動地連接至繼動桿16。在所示配置中，惰輪驅(qū)動單元34包括蝸輪50和行星齒輪裝置52。蝸輪50連接至惰輪馬達(dá)28，該惰輪馬達(dá)28基于由傳感器38測量的反作用扭矩將可變量的輔助扭矩通過行星齒輪裝置52供應(yīng)至惰輪軸36。取決于反作用扭矩的量，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10可以使用連桿馬達(dá)26、惰輪馬達(dá)28或兩者來提供輔助扭矩。例如，但不限于，控制系統(tǒng)可以配置為將反作用扭矩與經(jīng)校準(zhǔn)的轉(zhuǎn)變值進(jìn)行比較。當(dāng)反作用扭矩處于經(jīng)校準(zhǔn)的轉(zhuǎn)變值之下時，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10可以使用連桿馬達(dá)26和惰輪馬達(dá)28中的僅一個來供應(yīng)輔助扭矩。但是，當(dāng)反作用扭矩處于經(jīng)校準(zhǔn)的轉(zhuǎn)變值之上時，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10可以使用連桿馬達(dá)26和惰輪馬達(dá)28兩者來供應(yīng)輔助扭矩。當(dāng)連桿馬達(dá)26和惰輪馬達(dá)28中的僅一個供應(yīng)扭矩至轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10時，連桿馬達(dá)26或惰輪馬達(dá)28均可以用作主馬達(dá)。例如，但不限于，連桿馬達(dá)26可以當(dāng)反扭矩處于經(jīng)校準(zhǔn)的轉(zhuǎn)變值之下(即，較低負(fù)載)時供應(yīng)輔助扭矩，連桿馬達(dá)26和惰輪馬達(dá)28兩者可以當(dāng)反扭矩處于經(jīng)校準(zhǔn)的轉(zhuǎn)變值之上(即，較高負(fù)載)時均供應(yīng)輔助扭矩。此外，控制系統(tǒng)可以將反作用扭矩與最小助推值進(jìn)行比較。當(dāng)反作用扭矩處于最小助推值之下時，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10可以不使用連桿馬達(dá)26或惰輪馬達(dá)28來供應(yīng)輔助扭矩，從而繼動桿16僅通過來自方向盤組件12的扭矩而運動(無助推或無輔助轉(zhuǎn)向)。傳動機構(gòu)的類型以及還有傳動裝置引起的機械利益，可以取決于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10、連桿機構(gòu)18和惰輪機構(gòu)20的配置而改變。更大型的、功率更大的、用于連桿馬達(dá)26和惰輪馬達(dá)28的電馬達(dá)減少了由連桿驅(qū)動單元30和惰輪驅(qū)動單元34分別所需要的機械利益?，F(xiàn)在參考圖4，以及繼續(xù)參考圖1-3B，示出可與動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一起使用的另一連桿機構(gòu)418,所述動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)諸如圖I中所示的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10。圖4大體示出連桿機構(gòu)418的側(cè)視圖，其中一些部件為了圖示說明而被移除或橫截掉。在其他圖中所示的特征部和部 件可以并入到圖4中所示的那些并與圖4中所示的那些一起使用，且可以在所示不同配置中混用和匹配部件。連桿機構(gòu)418包括連桿驅(qū)動單元430，其將來自方向盤(未示出)或另一輸入機構(gòu)以及連桿馬達(dá)426的扭矩結(jié)合,并將扭矩傳輸至連桿臂422和從連桿臂422傳輸扭矩。輸入軸440操作地連接至方向盤，并被承載在殼體442內(nèi)。已經(jīng)穿過殼體442截取橫截面，以更好地說明連桿驅(qū)動單元430的工作方式。輸入軸440具有形成在一端的第一滾珠絲桿444。所示第一滾珠絲桿444與輸入軸440 —起形成為整體的一件式構(gòu)件。第一滾珠螺母446圍繞第一滾珠絲桿444，且通過多個滾珠軸承(未示出)與第一滾珠螺母444扭矩-傳輸連通，所示滾珠軸承在第一滾珠絲桿444和第一滾珠螺母446之間循環(huán)。殼體442圍繞第一滾珠螺母446并引導(dǎo)其運動。方向盤的旋轉(zhuǎn)使得輸入軸440和第一滾珠絲桿444旋轉(zhuǎn)。隨著第一滾珠絲桿444旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)被傳輸至第一滾珠螺母446，并導(dǎo)致第一滾珠螺母446的線性運動(大體向左和向右，如在圖4中觀察到的)。第一滾珠螺母446與連桿軸432 (大部分從視圖中不可見)嚙合，用于與其扭矩傳輸。連桿軸432可以稱為扇形齒輪或扇形軸，且剛性地附連至連桿臂422，諸如通過花鍵連接。因此，第一珠滾螺母446的線性運動導(dǎo)致連桿軸432的旋轉(zhuǎn)，從而方向盤的運動引起連桿軸432和連桿臂422的運動。連桿機構(gòu)418包括一個或多個傳感器438,或與一個或多個傳感器438通信,所述傳感器438配置為確定在輸入軸440或第一滾珠絲桿444處的反作用扭矩和角取向。傳感器438監(jiān)視從操作者輸入傳遞至方向盤的輸入軸440的位移和扭矩，以及還監(jiān)視由車輛車輪(諸如圖I中所示的車輪14)傳輸返回至輸入軸440的反作用扭矩。傳感器438可以包括多個不同類型的傳感器，并可以與控制系統(tǒng)(未示出)通信，以處理來自傳感器438的信號和命令。連桿馬達(dá)426配置為將輔助扭矩通過連桿驅(qū)動單元430選擇性地供應(yīng)至連桿軸432。被連桿馬達(dá)426遞送的扭矩的量可以部分地基于來自傳感器438、控制系統(tǒng)、或其他部件和傳感器的信號。連桿驅(qū)動單元430使得在連桿馬達(dá)426和連桿軸432之間的扭矩傳輸可行。連桿驅(qū)動單元430的一些部分也已經(jīng)被橫截掉，以更好地圖示說明連桿驅(qū)動單元430的工作方式。連桿驅(qū)動單元430進(jìn)一步包括第二滾珠絲桿445，其與第一滾珠絲桿444基本上共軸。第二滾珠絲桿445還通過多個滾珠軸承與第一滾珠螺母446扭矩-傳輸連通。因此，扭矩可以從第一滾珠絲桿444和第二滾珠絲桿445中的任一個或兩者傳輸至第一滾珠螺母446。全體地，第一滾珠絲桿444、第二滾珠絲桿445，和第一滾珠螺母446可以稱為循環(huán)滾珠式機構(gòu)。在圖4所示的配置中，連桿驅(qū)動單元430通過蝸輪448被連桿馬達(dá)426驅(qū)動,該蝸輪448直接作用于第二滾珠絲桿445上。在圖4所示的配置中，連桿馬達(dá)426在殼體442的與輸入軸440相對的端部上作用于連桿驅(qū)動單元430上。連桿驅(qū)動單元430和連桿馬達(dá)426之間的連接被示意性地示出。
第二滾珠絲桿445和第一滾珠絲桿444將來自駕駛員的輸入扭矩和來自連桿馬達(dá)426的輔助扭矩傳輸至第一滾珠螺母446。因此，連桿馬達(dá)426選擇性地增強遞送至連桿軸432和車輛車輪(諸如圖I中所示的車輪14和其他車輪)的扭矩和動力?，F(xiàn)在參考圖5，以及繼續(xù)參考圖1-4，示出可與動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一起使用的另一惰輪機構(gòu)520，所述動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)諸如圖I中所示的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10。圖5大體示出惰輪機構(gòu)520的等距視圖，其中一些部件為了圖示說明而被移除或橫截掉。在其他圖中所示的特征部和部件可以并入到圖5中所示的那些并與圖5中所示的那些一起使用，且可以在所示不同配置中混用和匹配部件。惰輪機構(gòu)520包括惰輪臂524，該惰輪臂524通過惰輪驅(qū)動單元534從惰輪馬達(dá)528接收輔助扭矩。惰輪臂524固定地連接至惰輪軸，用于共同旋轉(zhuǎn)，該惰輪軸未被示出但位于動力殼體536內(nèi)。在所示配置中，惰輪驅(qū)動單元534包括循環(huán)滾珠式機構(gòu)540，該循環(huán)滾珠式機構(gòu)540可以類似于圖2和4中所示的循環(huán)滾珠式機構(gòu)。惰輪馬達(dá)528配置為，響應(yīng)于轉(zhuǎn)向命令(諸如來自圖I中所示的方向盤組件12或另外的輸入構(gòu)件)，通過惰輪驅(qū)動單元534將輔助扭矩供應(yīng)至惰輪軸。惰輪臂524可以可運動地連接至圖I中所示的繼動桿16。在所示配置中，惰輪驅(qū)動單元534包括皮帶傳動件550和行星齒輪裝置552。行星齒輪裝置552連接至惰輪馬達(dá)528，該惰輪馬達(dá)528供應(yīng)可變量的輔助扭矩。皮帶驅(qū)動件550將行星齒輪裝置552連接至循環(huán)滾珠式機構(gòu)540和惰輪軸。因此，惰輪驅(qū)動單元534可以比圖3A和3B中所示的惰輪驅(qū)動單元34提供在惰輪馬達(dá)528和惰輪軸之間的更多的機械利益。所使用的傳動機構(gòu)的類型，以及被提供的機械利益，可以取決于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的配置而改變。取決于反作用扭矩的量，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10可以使用連桿馬達(dá)26、惰輪馬達(dá)28或兩者來提供輔助扭矩。例如，但不限于，控制系統(tǒng)可以配置為將反作用扭矩與經(jīng)校準(zhǔn)的轉(zhuǎn)變值進(jìn)行比較。當(dāng)反作用扭矩處于經(jīng)校準(zhǔn)的轉(zhuǎn)變值之下時，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10使用連桿馬達(dá)26和惰輪馬達(dá)28中的僅一個來供應(yīng)輔助扭矩。但是，當(dāng)反作用扭矩處于經(jīng)校準(zhǔn)的轉(zhuǎn)變值之上時，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10使用連桿馬達(dá)26和惰輪馬達(dá)28兩者來供應(yīng)輔助扭矩。此外，控制系統(tǒng)可以將反作用扭矩與最小助推值進(jìn)行比較。當(dāng)反作用扭矩處于最小助推值之下時，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10可以不使用連桿馬達(dá)26或惰輪馬達(dá)28來供應(yīng)輔助扭矩，從而繼動桿16僅通過來自方向盤組件12的扭矩而運動(無助推或無輔助轉(zhuǎn)向)。
詳細(xì)描述和附圖或視圖支持和描述本發(fā)明，但是本發(fā)明的范圍僅由權(quán)利要求限定。盡管已詳細(xì)描述了用于執(zhí)行要求保護(hù)的發(fā)明的最佳模式和其他實施例，存在各種替換 涉及和實施例，用于實踐限定在所附權(quán)利要求中的本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種平行四邊形轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，用于響應(yīng)于轉(zhuǎn)向命令而將扭矩傳輸至繼動桿，包括 輸入構(gòu)件，配置為接收轉(zhuǎn)向命令； 連桿臂，可運動地連接至繼動桿； 惰輪臂，可運動地連接至繼動桿； 惰輪軸，操作地連接至惰輪臂，用于與其共同旋轉(zhuǎn)；和 第一電馬達(dá)，配置為響應(yīng)于轉(zhuǎn)向命令而將輔助扭矩選擇性地供應(yīng)至惰輪軸。
2.如權(quán)利要求I所述的平行四邊形轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，還包括 扭矩傳感器，配置為測量反抗扭矩命令的反作用扭矩，其中，由第一電馬達(dá)供應(yīng)至惰輪軸的輔助扭矩的量基于該反作用扭矩。
3.如權(quán)利要求2所述的平行四邊形轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，還包括 第一傳動機構(gòu)，布置在第一電馬達(dá)和惰輪軸之間，其中，第一傳動機構(gòu)提供在電馬達(dá)和惰輪軸之間的機械利益。
4.如權(quán)利要求3所述的平行四邊形轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，第一傳動機構(gòu)包括第一循環(huán)滾珠式機構(gòu)。
5.如權(quán)利要求4所述的平行四邊形轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，還包括 連桿軸，操作地連接至連桿臂，用于與其共同旋轉(zhuǎn)； 第二電馬達(dá)，配置為響應(yīng)于轉(zhuǎn)向命令而將輔助扭矩選擇性地供應(yīng)至連桿軸；和第二傳動機構(gòu)，布置在第二電馬達(dá)和連桿軸之間，其中，第二傳動機構(gòu)提供在電馬達(dá)和連桿軸之間的機械利益，且由第二電馬達(dá)供應(yīng)至連桿軸的輔助扭矩的量基于該反作用扭矩。
6.如權(quán)利要求5所述的平行四邊形轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，第二傳動機構(gòu)包括第二循環(huán)滾珠式機構(gòu)，該第二循環(huán)滾珠式機構(gòu)在第二電馬達(dá)和連桿軸之間傳輸動力。
7.如權(quán)利要求6所述的平行四邊形轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，還包括 控制器，配置為將反作用扭矩與經(jīng)校準(zhǔn)的轉(zhuǎn)變值進(jìn)行比較， 其中，當(dāng)反作用扭矩處于經(jīng)校準(zhǔn)的轉(zhuǎn)變值之下時，第一電馬達(dá)和第二電馬達(dá)中的一個供應(yīng)輔助扭矩，當(dāng)反作用扭矩處于經(jīng)校準(zhǔn)的轉(zhuǎn)變值之上時，第一電馬達(dá)和第二電馬達(dá)兩者均供應(yīng)輔助扭矩。
8.一種平行四邊形轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，用于響應(yīng)于轉(zhuǎn)向命令而將扭矩傳輸至繼動桿，包括 輸入構(gòu)件，配置為接收轉(zhuǎn)向命令； 連桿臂，可運動地連接至繼動桿； 連桿軸，操作地連接至連桿臂，用于與其共同旋轉(zhuǎn)； 惰輪臂，可運動地連接至繼動桿； 惰輪軸，操作地連接至惰輪臂，用于與其共同旋轉(zhuǎn)； 第一電馬達(dá)，配置為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)響應(yīng)于轉(zhuǎn)向命令而將輔助扭矩選擇性地供應(yīng)至惰輪軸；第一傳動機構(gòu)，布置在第一電馬達(dá)和惰輪軸之間，其中，第一傳動機構(gòu)提供在電馬達(dá)和惰輪軸之間的機械利益； 第二電馬達(dá)，配置為響應(yīng)于轉(zhuǎn)向命令而將輔助扭矩選擇性地供應(yīng)至連桿軸；和第二傳動機構(gòu)，布置在第二電馬達(dá)和連桿軸之間，其中，第二傳動機構(gòu)提供在電馬達(dá)和連桿軸之間的機械利益，且由第二電馬達(dá)供應(yīng)至連桿軸的輔助扭矩的量基于該反作用扭矩。
9.如權(quán)利要求8所述的平行四邊形轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，還包括 扭矩傳感器，配置為測量反抗扭矩命令的反作用扭矩，其中，由第一電馬達(dá)供應(yīng)至惰輪軸的輔助扭矩的量基于該反作用扭矩。
10.如權(quán)利要求9所述的平行四邊形轉(zhuǎn)向系統(tǒng)， 其中，第二傳動機構(gòu)包括循環(huán)滾珠式機構(gòu)，該循環(huán)滾珠式機構(gòu)在第二電馬達(dá)和連桿軸之間傳輸動力，和 其中，第一傳動機構(gòu)特征在于沒有在第一電馬達(dá)和惰輪軸之間傳輸動力的循環(huán)滾珠式機構(gòu)。
全文摘要
一種平行四邊形轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，響應(yīng)于轉(zhuǎn)向命令而將扭矩傳輸至繼動桿。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括輸入構(gòu)件，該輸入構(gòu)件配置為接收轉(zhuǎn)向命令。連桿臂和惰輪臂兩者均可運動地連接至繼動桿。惰輪軸操作地連接至惰輪臂，用于與其共同旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括至少一個電馬達(dá)，所述電馬達(dá)配置為響應(yīng)于轉(zhuǎn)向命令而將輔助扭矩選擇性地供應(yīng)至惰輪軸。
文檔編號B62D3/02GK102910199SQ20121028439
公開日2013年2月6日 申請日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月4日
發(fā)明者M.扎洛加, G.E.多爾, S.R.克洛斯, C.J.米爾克, M.帕切科埃斯科貝多 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司