[发明专利]独立辅助电动助力转向系统

说明书

相关申请交叉引用

本申请主张2013年1月21日提交的美国临时专利申请编号61/754701的权益。

背景技术

本发明涉及一种用于电机车辆的电动助力转向系统。该动力转向系统包含输入轴，该输入轴与转向轮工作啮合，并用来传递将被转向的转向轮所需的扭矩。输出部件与将被转向的轮子工作啮合。电动电机被安置在动力转向系统上，通过其电动助力作用在输入轴或输出部件(齿条)上。传感单元被用来感测作用在输入轴上的转向扭矩的方向和强度，以及其它特定的转向参数。电子单元被用来处理特定的转向参数并控制电动电机。

例如在德国公开的专利申请号4407729就描述了电动助力转向系统。在该电动助力转向系统中，电动电机由电子控制单元控制，作为转矩的函数。

本发明还可在电机车辆的动力转向系统中使用，其中转向杆以轴向可移动的方式进行控制。这种类型的动力转向系统从DE10310492A1中可知。辅助系统可与不同的主电动助力系统组合，例如基于EPS的柱和齿条，其中基于EPS的齿条可以是基于齿轮、双齿轮、同轴齿条和带驱动EPS或者任何类型的用于主助力装置的啮合系统。

在电动助力转向系统中，目前用于车辆的动力助力可在转向系统故障的情况下突然丢失。目前电动助力转向系统具有多层诊断能力，可在系统故障的情况下关闭系统，故障可导致危险的情况，其中无效助力机构被视为安全状态，其中被动系统必须遵守ECE79需求。

转向系统的原理必须以这样的方式进行设计，在车辆运行期间由ECE79标准建立的转向扭矩的设定水平不会被超过。用于保持转向扭矩在预设水平之下的需求可产生对车辆设计的限制，其可影响车辆的整体动态性能。

电动助力转向系统已经开发了用来评估由电动助力转向系统所提供的助力信息的概念。当识别出系统困难时，可以有部分冗余路径，其可被用来避免电力转向系统的突然关闭。

目前用于电力转向系统的诊断和冗余的概念被合并入单一的电动助力转向系统。这样的系统有两个主要的缺点：

·共因失效模式如进水、EMC、物理损伤、机械故障等不能在这样的概念中考虑并且最终将导致转向助力的损失。

·这种冗余系统的第二个缺点是，复制转向系统的主要电子部分是非常高成本的选择。在主装置上的转向模块的质量和性能需求要求在冗余路径中使用昂贵的技术，因为它必须基于相同的技术水平。

本发明被设计提供独立的第二助力转向系统，以避免当前电动助力转向系统的不足。第二转向助力是低成本和简单的设计，其可避免常见的故障问题。

发明内容

本发明涉及一种主电动助力，其在主转向系统故障的情况下辅助第二候补转向助力。主系统和候补系统可基于转向柱或转向齿条，或者任何这两者的组合。第二转向助力系统是低成本的设计，其保证转向扭矩水平不会超过预定值。第二电动转向助力通常交付的助力小于主转向助力系统提供的50％。第二系统提供的这种级别的助力足以提供车辆的安全和舒适操作。第二助力系统可能仅在预定的时间内有效工作，从而允许车辆的驾驶员采取适当的行动以解决主电动转向助力中的故障。第二转向助力系统至少部分地与主电动转向助力系统分开，以避免常见的故障，其可能会危及整个电动转向系统。

检验如下优选实施例的详细说明和附图之后，本发明的其它目的和优势对本领域技术人员将会变得清晰。

附图说明

图1是电动助力转向系统的示意图；

图2是转向系统的侧视图；

图3是图2中转向系统的一部分的横截面图；

图4是本发明的转向系统的透视图；

图5是图4中转向系统的一部分的侧视图；

图6是图5中转向系统的部分横截面图；

图7是高刚度和低成本传感器的示例的透视图。

具体实施方式

如上所述，辅助电动助力系统可与任何现有的可获得的主转向助力系统相结合。为了更好的理解概念并简化辅助系统的功能描述，图1和图2给出了两个基本原理，其描述了众所周知的基于电动助力系统的用于带驱动和小齿轮的设计。

如图1所示，电动助力转向系统包含转向齿轮，在转向系统1中以齿条-小齿轮的形式出现。齿条-小齿轮转向系统是传统的众所周知的，因此不会被进一步描述。齿条-小齿轮转向系统的小齿轮(未示出)实现输入轴2，例如，通过转向柱3配备万向节的方式，与转向轮4工作啮合。不同的转向齿轮，例如循环-球转向系统，也可用来代替齿条-小齿轮转向系统。