[发明专利]车辆的自适应前转向系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆的自适应前转向系统，更具体涉及以下这种自适应前转向系统，其能够通过根据车辆的行驶状况改变转向传动比，来确保转向便利性和驾驶安全性。

背景技术

为车辆产生转向力的动力转向系统，通常被设计成利用液压，以使方向盘能够被柔滑、平稳地操作，并实现快速转向操作。

动力转向系统可以使驾驶者用较小的力来执行转向操作，可与转向传动比的操作力无关地被选择，并且还可吸收由不平道路表面产生的冲击，从而防止该冲击被传递到方向盘。

诸如电动液压动力转向(EHPS)系统或电机驱动动力转向(MDPS)系统的电子转向系统得以广泛应用，其中发动机控制单元(ECU)根据由车辆速度传感器、转向扭矩传感器等检测的车辆的行驶条件来操作电机，以便当车辆以低速行驶时提供柔滑、舒适的转向品质，在车辆以高速行驶时提供硬朗的转向品质和优异的方向稳定性，从而为驾驶者提供理想的转向条件。

最新趋势是应用通过将MDPS系统与主动前转向(AFS)系统整合而制造的系统，以便进一步优化提供给驾驶者的转向条件。

通常情况下，AFS系统是这样的系统：针对每个车速改变转向传动比，以便当车辆停止及停车时，减少方向盘的转向力，且在车辆以高速行驶时实现最佳转向传动比。

例如，在主动前轮转向类型的AFS系统的情况下，可通过致动器以及驾驶者来增加或减小转向角，从而在车辆以低速行驶时通过减小转向比来改善转向响应能力，并且即使在车辆以高速行驶时通过增加转向比，也能够使驾驶者稳定驾驶车辆。

AFS系统，由于其驾驶特性，而包括：致动器，诸如电机和减速器，其产生除了从驾驶者输入的转向之外的附加转向输入；以及AFSECU，其通过控制致动器来改变转向输出。

由于AFS系统应用于量产的车辆，因此AFS系统的适销性是众所周知的，然而，由于高价选项成本，AFS系统通常仅应用于高档车辆。

其原因在于，由于该系统的复杂性和大量的组件，材料成本不可避免地增高。

因此，为了广泛应用AFS系统，存在开发低端AFS系统的需求，以简化该系统，并通过减少组件数量来减少材料成本。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供一种实施为新型AFS系统的低端自适应前转向系统，其中空心电机应用于转向柱轴，并根据与上轴一起旋转的电机轴的旋转方向和旋转量改变转向传动比，使得整个系统得以简化，并通过减少组件数量来减少材料成本。

在一个方面，本发明提供一种用于车辆的自适应前转向系统，包括：上轴，其与方向盘连接；下轴，其用作输出轴；以及空心电机，其同轴布置在转向柱轴上，并连接在上轴与下轴之间，

在一个优选实施方式中，空心电机的电机壳体连接至上轴，空心电机的电机轴连接于下轴，以便根据与上轴一同旋转的空心电机的电机轴的旋转方向和旋转量来改变转向传动比。

在另一个优选实施方式中，空心电机的电机壳体与上轴可通过上行星齿轮系连接。

在又一个优选实施方式中，上行星齿轮系包括：太阳齿轮，其安装在上轴上；环形齿轮，其安装在电机壳体的壳体适配器上；以及多个行星齿轮，其插置在太阳齿轮与环形齿轮之间，行星齿轮与太阳齿轮和环形齿轮啮合，以传递动力。

在又一个优选实施方式中，空心电机的电机轴与下轴可通过下行星齿轮系连接。

在又一个优选实施方式中，下行星齿轮系可包括：太阳齿轮，其安装在下轴上；环形齿轮，其安装在电机轴的轴适配器上；以及多个行星齿轮，其插置在太阳齿轮和环形齿轮之间，行星齿轮与太阳齿轮和环形齿轮啮合，以传递动力。

在又一个优选实施方式中，自适应前转向系统，还可包括：锁定单元，其用于在电机驱动动力转向(MDPS)系统失效时，联结上轴和下轴；扭矩和角度传感器(TAS)安装在上轴上，扭矩和角度传感器将关于转向角度和转向扭矩的信息传输到发动机控制单元(ECU)。

本发明提供的自适应前转向系统具有以下优点：

第一，由于电机同轴安置在转向柱轴上，因此与具有蜗轴和蜗轮结构的现有AFS系统或者具有带结构的现有AFS系统相比，组件数量减少，并且电机壳体与上轴一起旋转以便直接确定输出轴的旋转角度，因此由于不需要复杂的齿轮系而简化系统，由于减小了组件数量而减少材料成本，因此，可设计出紧凑的AFS系统，从而具有封装上的优点。