一种用于动力转向的控制组件的制作方法

文档序号:20166691发布日期:2020-03-24 21:38阅读:137来源:国知局
一种用于动力转向的控制组件的制作方法

相关申请的交叉引用

该pct专利申请要求于2017年2月23日提交的美国第62/462,403号临时专利申请的权益和优先权,其公开内容通过引用整体并入此案。

本发明总体涉及一种用于动力转向的控制组件。



背景技术:

该部分提供与本公开相关的背景信息,不一定是现有技术。

实施动力转向或辅助转向系统可用于减少转动汽车方向盘所需的人力。传统上,这些系统利用液压管路通过一种液压缸使用液压流体向一种转向装置增加辅助转向力。该辅助转向力通常由一种控制组件来关闭和开启,该控制组件包括一个轴,该轴设置在一个阀套内并可相对于阀套旋转。在这些系统中,该轴在一个扭杆和一个转向装置之间延伸,并在方向盘和一个转向装置之间传递旋转运动。运行时,在控制组件允许施加辅助转向力之前,轴必须稍微旋转。扭杆在轴上施加一种旋转阻力,该旋转阻力通常需要方向盘上有一定量的人力输入以使方向盘从其当前位置移动,从而使轴旋转并开启辅助转向力。在这种程度上,一旦通过人力输入克服旋转阻力并且轴稍微旋转,辅助转向力就会使人力加倍增加,使得更容易转动方向盘。通常,这些系统会测量人力所施加的扭矩量并提供相关力。虽然这些系统对没有动力或辅助系统的转向配置进行了显著改进,但它们最终仍然需要一定量的人力输入来克服启动辅助力所需的扭杆的初始旋转阻力。所需的人力输入量可根据汽车行驶的速度和汽车承载的重量而急剧变化。因此希望增加额外的辅助以减少或完全消除克服时而不一致的旋转阻力所需的人力输入,从而启动辅助转向力。此外,在转向为自动且不需要或不想要人力的状态下,能够避免人体相关应用特别有优势。因此,在施加辅助转向力之前,有必要进一步改进传统上需要一定量人力输入的技术。



技术实现要素:

本发明提供一种用于汽车动力转向的控制组件,其包括一个阀组件,该阀组件包括一个限定一个腔体的阀套和一个延伸穿过腔体的轴。轴可以在一个旋转轴线上相对于阀套在一个第一旋转方向和一个第二旋转方向上旋转。当安装在汽车中时,轴从一个扭杆延伸并在转向柱和转向装置之间传递旋转运动。阀组件包括一个可从无辅助状态到辅助状态互换的第一液压回路。在无辅助状态下,扭杆施加一种旋转阻力来防止轴的旋转和驱动轮的相应转动。轴必须稍微旋转以切换到辅助状态,其中第一液压回路液压致动汽车的转向。更具体地,轴必须在第一或第二旋转方向上旋转一个周向致动距离。液压致动通过一个液压缸在一个依赖于轴的旋转的方向上协助汽车转向。换句话说,一旦轴稍微旋转,第一液压回路就施加可在转向柱和转向装置之间传递旋转运动所需的力。控制组件还包括一个具有一个第二液压回路的致动器,该第二液压回路可从未接合状态到接合状态互换,以在轴上施加一种周向液压力来克服扭杆的旋转阻力,从而使轴在第一或第二旋转方向上转动一个周向致动距离。由于轴的旋转运动,第一液压回路致动液压缸,从而提供辅助状态下的辅助转向力,因此调节并可能消除人为输入的要求。在未接合状态下,第二液压回路不在轴上施加液压力,因此控制组件可以在一种传统方式下自由操作。

附图说明

本文描述的附图的目的仅用于说明所选实施例,并不旨在限制本公开的范围。通过结合附图参考以下描述,将更容易理解与本公开相关的发明理念,其中:

图1是根据本主题公开的一个第一实施例的一个阀组件的透视图。

图2是阀组件的分解图,示出一个阀套和一个轴。

图3a是沿图1中的线“aa”截取的剖视图,示出处于一个无辅助状态的阀组件和一个处于未接合状态的致动器。

图3b是沿图1中的线“aa”截取的剖视图,示出处于一个辅助状态的阀组件和处于一个接合状态的致动器。

图4是根据本主题公开的一个第二实施例的一个阀组件的侧视图。

图5是图4中所示阀套的一个致动器的特写图。

图6是根据本主题公开的一个第三实施例的一个阀组件的透视图。

图7是图6中所示阀套的分解图,示出阀组件的部件。

图8是根据本主题公开的一个第四实施例的一个阀套的透视图。

图9是图8中所示阀组件的分解图,示出分别具有螺旋齿的一个轴和一个控制套。

图10是根据本主题公开的一种布置的一个控制组件的示意图,该控制组件具有流体连通的一个第一液压回路和一个第二液压回路。

图11是根据本主题公开的另一布置的控制组件的示意图,该控制组件具有一个分离的第一液压回路和第二液压回路。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例性实施例。通常,主题实施例涉及一种用于动力转向的控制组件。然而,提供示例性实施例仅使本公开彻底并向本领域技术人员充分传达范围。许多具体细节的阐述,例如特定组件、设备和方法的示例,用于提供对本公开的实施例的透彻理解。对于本领域技术人员显而易见的是,不需要实施特定细节,示例性实施例可能以许多不同的形式实施,并且两者都不应被解释为限制本公开的范围。在一些示例性实施例中,没有详细描述众所周知的过程,众所周知的设备结构,以及众所周知的技术。

参考附图,其中相同的附图标记在若干视图中指示对应的部件。根据本主题公开的一个控制组件20旨在克服与传统动力转向系统相关的一种旋转阻力,即启动辅助转向力所需的旋转阻力。这种辅助转向力通常仅在方向盘处于一种非旋转位置时才可用。

总体参照图1-11,控制组件20提供一个阀组件22,其包括一个限定一个腔体52的阀套24和一个设置在旋转轴线a上的轴26。轴26设置在腔体52内并轴向延伸穿过腔体52并且可相对于阀套24从一个非旋转位置以一个第一旋转方向30和一个第二旋转方向32旋转,即,顺时针和逆时针。当安装在汽车中时,轴26从一个扭杆62延伸并且在一个转向柱和一个转向装置之间传递旋转运动。扭杆62在轴26上施加一种旋转阻力来防止旋转直到施加扭矩力,该扭矩力传统上要求通过转动方向盘来输入人力。

阀组件22包括可从一个无辅助状态36到一个辅助状态34互换的第一液压回路76。在无辅助状态36下,轴26受到来自扭杆62的旋转阻力,从而阻止了轴的旋转。这种旋转阻力传统上由驾驶员转动方向盘来克服。一旦克服了轴26的旋转阻力,第一液压回路76就转换到辅助状态34,其中第一液压回路76通过一个液压缸64液压致动汽车的转向。为了克服扭杆62的旋转阻力,轴26从方向盘的非旋转位置或当前位置以第一或第二旋转方向30,32旋转一个周向致动距离d。轴26的非旋转位置可以与方向盘的一个非旋转位置相关。因此,一旦轴26旋转,辅助状态34就提供辅助转向力从而减轻或消除了将来自方向盘和转向柱的旋转运动传递到一个转向装置以使汽车转向所要求的力。为了调节或可能消除克服旋转阻力所要求的人力输入,阀组件22包括一个克服扭杆62的旋转阻力的致动器38。为了克服旋转阻力,致动器38包括一个可以从未接合状态42到接合状态40互换的第二液压回路86,通过在轴26上施加周向液压力,克服无辅助状态36下扭杆62的旋转阻力。周向液压力使轴26在第一或第二旋转方向30,32(即,顺时针或逆时针)旋转周向致动距离d,从而启动辅助状态34。在未接合状态42下,第二液压回路86不影响轴26。

如图3a和3b最佳示出,阀套24包括一个壁44,其在一个第一端46和一个第二端48之间以与旋转轴线a平行的关系延伸。阀套24的壁44包括一个内表面50,其勾勒出腔体52的轮廓并限定多个由肋条56周向间隔开的槽54。每个槽54以与旋转轴线a平行的关系延伸并从内表面50径向向外扩展。每个槽54包括一个槽中心轴线b并且槽54从槽中心轴线b对称地延伸。

轴26在一个输入端58和一个输出端60之间沿着旋转轴线a延伸。轴26设置为穿过腔体52,并且输入端58从阀套24的第一端46轴向向外延伸,输出端60从阀套24的第二端48轴向向外延伸。扭杆62与一个驱动柱连通,并从轴26的输入端58延伸,从而传递来自驱动柱的旋转输入。如图3a和3b最佳示出,轴26限定了具有圆形横截面的轴外表面66,该轴外表面66限定了多个凹口68,这些凹口68由临近于输出端60的引导部70周向间隔开。凹口68各自围绕旋转轴线a延伸并径向向内扩展。引导部70包括引导侧壁72,其从凹口68径向向外延伸到一个引导顶表面74。每个引导顶表面74包括一个顶表面中心轴线c,并且每个引导顶表面74从顶表面中心轴线c对称地延伸。

如图3a所示,轴26的每个顶表面中心轴线c在无辅助状态36下设置为与相应的一个槽中心轴线b周向对齐。如图3b所示,由于致动器38的推动,每个顶表面中心轴线b在辅助状态34下与相应的一个槽中心轴线c在第一旋转方向30或第二旋转方向32上周向间隔周向致动距离d。

仍然参考图3a和3b,第一液压回路76包括多个输入辅助通道78,每个输入辅助通道78延伸穿过壁44和阀套24的一个肋条56。第一液压回路76还包括多个输出辅助通道80,每个输出辅助通道80从阀套24的一个槽54延伸穿过壁44。在图3a所示的无辅助状态下,液压流体自由地流过所有输出辅助通道80并且因此液压缸64不受影响。然而,如图3b所示,取决于轴26旋转的方向,仅有选择输出辅助通道80可以输送液压。图3b示出了轴26在一个极端周向距离的旋转,然而,当该周向距离改变时,在各个输出辅助通道80之间传送的液压比被计量。因此,选择输出辅助通道80在辅助状态34下将流体输送到液压缸64,其方向取决于哪个选择输出辅助通道80输送液压流体。如图10和11最佳示出,控制组件20包括至少一个液压流体源82向第一液压回路76提供流体。控制组件20还包括至少一个压力模块84对第一液压回路76加压。

致动器38的第二液压回路86包括一个第一致动器通道88,一个第二致动器通道90和一个液压室92。一个销94将液压室92分成一个与第一致动器通道88流体连通的第一分室96和一个与第二致动器通道90流体连通的第二分室98。当第一或第二分室96,98中的一个被加压时,销94被推入第一和第二分室96,98中的另一个中。销94的运动克服扭杆62的旋转阻力使轴26相对于阀套24移动周向致动距离d,从而将阀组件22的第一液压回路76置于辅助状态34中。

如图10和11中最佳示出,第二液压回路86还与至少一个液压流体源82流体连通,该流体源82可向至少第二液压回路86提供流体。通过三通阀100可选择性流体连通在至少一个液压流体源82和第一致动器通道88以及第二致动器通道90之间。至少一个压力模块84对第二液压回路86加压并将流体从至少一个流体源82引向三通阀100。一个电控单元102与至少一个压力模块84和三通阀100电连通,用于在接合状态40和未接合状态42之间选择性地移动致动器38。

阀套24的壁44包括一个具有圆形横截面的外表面104,其限定了径向向内扩展的多个凹槽105。每个输入辅助通道78和每个输出辅助通道80从一个槽105延伸穿过阀套24的壁44的外表面104。多个环形密封106不可渗透地设置在槽105上并至少部分在其中延伸。在图10所示的一种布置中,控制组件20的第一液压回路76和第二液压回路86彼此流体连通,并且至少一个压力模块84仅包括一个对第一液压回路76和第二液压回路86两者加压的单个压模块84。在图11所示的一个替代布置中,控制组件20’的第一液压回路76和第二液压回路86彼此不是流体连通,并且至少一个压力模块84包括两个压力模块84,其中一个压力模块84对第一液压回路76加压,并且另一个压力模块84对第二液压回路86加压。在这些任一布置中,至少一个压力模块84可包括一个电动泵。

现在具体参照图1和图2所示的实施例,阀组件22的致动器38包括一个控制套108,其具有与轴26连接的环形,以与轴26共同旋转。控制套108包括至少一个控制套孔132径向向内延伸穿过其中。轴26包括至少一个轴孔134,对应于控制套孔132径向向内延伸。多个紧固件110延伸穿过至少一个控制套孔132并进入至少一个轴孔134,用于轴26和控制套108之间的连接。因此,控制套108可以通过提供轴孔134而结合到若干现有轴上。销94从控制套108轴向延伸并且阀套24的第一端46限定液压室92。这样,当组装时,销94从控制套108轴向延伸并进入液压室92,并且销94在分室96,98之间的运动使控制套108和轴26相对于阀组件22移动。第一致动器通道88和第二致动器通道90至少部分地设置在阀套24内,从一个凹槽105中延伸进入相应的分室96,98中。

参考图4和5中所示的实施例,阀组件22’的致动器38’包括一个控制套108’,其具有与轴26连接的环形,以与轴26共同旋转。多个紧固件110穿过控制套108’延伸到轴26中,如同前一实施例中,用于轴26和控制套108’之间的连接。控制套108’限定至少一个围绕控制套108’周向延伸的控制套凹槽112。一个环形密封106设置在至少一个控制套凹槽112上并且至少部分位于凹槽112中用于密封凹槽112。在该实施例中,销94从阀套24轴向延伸并且控制套108限定液压室92。如图5最佳示出,第一致动器通道88至少部分设置在阀套24中,并且第二致动器通道90至少部分从控制套凹槽112设置在控制套108内,用于向相应的分室96,98提供流体。

参见图6和7所示的实施例,阀组件22”的致动器38”现在的组装使得销94设置在轴26上并径向向外延伸。阀套24的内壁44限定液压室92。一个壳体28围绕阀套24在液压室92上方,用于在其中提供液压流体。因此,销94与液压室92对齐并径向向外延伸到液压室92中。第一致动器通道88和第二致动器通道90都至少部分从一个凹槽105和一个壳体28设置在阀套24内,用于向相应的分室96,98提供流体。

参照图8和9所示的实施例,阀组件22”’的致动器38”’包括轴26的输入侧,其限定了多个围绕旋转轴线a螺旋延伸的螺旋齿116。一个环形的控制套108”’包括一个控制套内表面118,其限定多个与螺旋齿116啮合的驱动齿120。控制套108”’还包括一个控制套外表面122,其限定了一个围绕控制套108”’周向延伸的控制套导轨140。销94限定一个销导轨136,其与控制套导轨140对应并且围绕销94周向延伸。销94与控制套108间隔设置并以与旋转轴线a平行的关系延伸。

仍然参考图8和9中所示的实施例,壳体28围绕控制套108并限定液压室92,液压室92限定一个通道144,其在液压室92和控制套108之间径向向内延伸,从而将控制套108暴露于设置在液压室92中的销94。一个弹簧环128限定了设置在控制套导轨140内的环形形状,该形状延伸通过通道144进入销导轨136,用于连接销94和控制套108以便进行共同的轴向运动。在轴向运动期间,控制套108相对于销94自由旋转。销94包括设置在销导轨136的任一侧上的销密封146,用于防止液压流体从液压室92离开通道144。控制套108响应于第一和第二液压分室96,98中积聚的压力,沿着旋转轴线a在第一轴向124和第二轴向126上轴向移动。轴26的轴向运动可旋转带动驱动齿120从而导致轴26的相应旋转。轴26相应旋转分别相对于第一轴向124和第二轴向126在第一旋转方向30和第二旋转方向32上进行。一旦沿任一旋转方向30,32的旋转等于周向致动距离d,致动器38”’就处于接合状态40。一个液压室塞130容许安装销94并且不可渗透地密封液压室92。阀套24限定了一个销钉138并且控制套108限定了一个销孔142,它们彼此接合,致使阀套24和控制套108之间有共同旋转运动。这样,销94的轴向运动使控制套108和阀套24在接合位置40和未接合位置42之间旋转。第一致动器通道88和第二致动器通道90至少部分地设置在壳体28内,用于向相应的分室96,98提供流体。

应当理解,前述对实施例的描述出于说明的目的。换句话说,本主题公开的内容并非是本公开的全部或本公开的限制。特定实施例的各个元件或特征通常不限于该特定实施例,而是在适用的情况下可以互换,并且即使没有具体示出或描述,也可以在所选实施例中使用。同样也可以在许多方面进行变化。这些变化不应被视为脱离本公开,并且所有这些修改旨在包括在本公开的范围内。

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