。
[0030]MTO根据车辆速度来改变辅助转矩。MTO中的线圈16中的电流的极性改变到磁致动器14的转矩的方向。所以，在任何车辆速度下，电流基于转向的方向(也就是，左转为正和右转为负来降低转向效力，或者左转为负和右转为正来增加这种效力)。
[0031]转向系统10包括组件12，且如附图2所示，控制模块36和差压转换器38，其构造为被紧固至大体标示为40的再循环球转向齿轮。磁致动器14、液压阀24、控制模块36、转换器38和再循环球转向齿轮40构造为独立于驾驶员的输入在多个(例如，左和右)方向中增加转矩至转向系统10或从转向系统10减去转矩。为了该目的，由于驾驶员在方向盘上在两个方向中施加的转矩而通过液压阀24产生的压力使用转换器38和从车辆进入控制模块36的输入一起被监测。对于再循环球转向齿轮40的最佳性能，极18相对于永磁体组件20的“空”位置必须与滑阀相对于液压阀24的中心位置一致。
[0032]转换器38将压力转换为电信号。转换器38可以是基于应变计的转换器38，其中压力到电信号的转换通过结合至转换器38的隔板(未示出)的(多个)应变计(未示出)的物理变形而实现。隔板可有助于保护传感器元件例如应变计免遭被测量的流体的影响。应变计是阻抗元件，其阻抗随着其上的应变的量而改变。施加至转换器38的压力可产生隔板的偏斜，这将应变引入到应变计，其产生与压力成比例的电阻改变。虽然一些转换器比较测量端与参考端，但是转换器38布置成使得在第一和第二测量端口(未示出)之间作出比较。本质上，压力是两点或端口之间的差。在两端口(或管道连接)之间的压力是差压，其可以“PSID”(镑每平方英寸差)为单位测量。转换器38的输出是电压，其可被转换至电流，使得信号以电流发送。通过以电流发送信号，不存在来自线(无论线的长度)的电阻引入的电压降的任何误差。一些应用可转换电压至4-20mA电流环，使得零压力读数将使转换器38传输4mA。压力的全尺度输出(“FSO”) 一一例如10psi—一将使转换器38传输20mA。
[0033]通过经由转向轴(未示出)附接至再循环球转向齿轮40的方向盘提供驾驶员的输入。应意识到，转向轴可包括将方向盘连接至再循环球转向齿轮40的第一和第二轴或其它替代构造。
[0034]在实施方式的方面，再循环球转向齿轮40是常规类型的。然而，应意识到，再循环球转向齿轮40可以是任何合适类型的。
[0035]磁致动器14构造成独立于驾驶员输入将转矩施加到液压阀24。控制模块36构造成计算适当量的电流且将其发送至磁致动器14，以产生对于特定操纵方向盘来说的从再循环球转向齿轮40所需的输出转矩。以这种方式，MTO用在再循环球转向齿轮40上。MTO在齿条-小齿轮转向齿轮上的操作在美国专利7，364，006中详细描述，该专利通过参考合并在此。
[0036]在实施方式的方面，转向系统10还包括齿轮壳体42 (附图1和2)。更具体地，齿轮壳体42构造成容纳再循环球转向齿轮40。应意识到，齿轮壳体42可由任何合适材料制得。同样，如附图1中所示，转向蜗杆(其是转向系统10的控制阀组件的一部分)通过相同位置中的球线路46安装在齿条-活塞螺母44上，正如将规则的控制阀组件安装在普通的动力齿条上。
[0037]通过测量辅助压力量，液压阀24的角度可被确定，因为液压阀24的致动的量被用于控制液压辅助的量。该角度随后可被用于控制施加至磁致动器14的电流的量，以提供所需的可变效力的量。同样，差压的测量告知提供多少辅助。通过监测相对于方向盘的位置[即，如通过方向盘的位置传感器(未示出)所提供]的辅助压力，可以确定牵引力的量。通过向磁致动器14提供适当量的电流，牵引力随后可被降低或消除，使得其(并且没有驾驶员)提供必须的转矩来保持车辆直线行驶。
[0038]可相对于方向盘提供位置传感器，用于检测方向盘的位置，因此提供驾驶员输入的指示。在那种情形中，位置信号被发送至控制器(未示出)以便处理。方向盘的速度可在控制器内使用位置信号来确定。
[0039]压力量正比于转矩或效力的量。大的电磁转矩可得到。在实施方式的方面，磁致动器14以正的三安培和负的三安培的电流使用电磁转矩(转矩为“牛顿米”且压力为“巴”)供以动力。然而，应意识到，磁致动器14可产生的可得到的转矩对于阀角度并非常量。施加的电流量是所需转矩除以可得到转矩乘以全尺度电流(例如，三安培)。
[0040]通过改变磁致动器14的尺寸，转向系统10能够允许停车辅助(以及车道保持、弓丨导和牵引补偿、驾驶员警示、主动归中、主动阻尼和稳定性控制辅助)。此外，转向系统10液压地辅助用于动力转向、具有足够的输出、且可被封装在车辆中。此外，磁致动器14可以是非常紧凑的，且尺寸小于现有的电磁致动器。此外，磁致动器14可相当容易地制造，结合较小的尺寸，其使得磁致动器14较为低廉地制造。
[0041]虽然已经结合仅有限数量的示例性实施方式详细描述了本发明，但是应容易意识到的是，本发明并不限于这些实施方式。相反，本发明可被修改以合并任何数量的此前未公开的但是与本发明的精神和范围匹配的变形、改变、替代或等同布置。另外，虽然已经描述了本发明的多种非限制性示例性实施方式，但是应意识到，本发明的方面可以仅包括这些实施方式中的一些。因此，本发明并不应被看做由前述公开所限制。
【主权项】
1.一种动力转向系统，包括: 液压阀； 差压转换器，其构造成监测由车辆的驾驶员在车辆的方向盘上在不同方向中施加的压力； 再循环球转向齿轮，所述转换器构造成紧固至所述再循环球转向齿轮；以及 磁致动器，其构造成产生对于操纵所述方向盘来说从所述再循环球转向齿轮需要的转矩的输出，并且独立于所述驾驶员的输入而施加所述转矩至所述液压阀。
2.如权利要求1所述的转向系统，其特征在于，所述转向系统还包括安装在所述再循环球转向齿轮中的控制阀组件。
3.如权利要求1所述的转向系统，其特征在于，所述磁致动器包括电磁线圈、内电磁极和外电磁极以及至少一个永磁体组件。
4.如权利要求3所述的转向系统，其特征在于，所述转向系统还包括阀壳体，其构造成容纳所述磁致动器和所述液压阀以及所述线圈、所述极、所述至少一个永磁体组件，并且所述阀壳体限定出所述磁组件。
5.如权利要求1所述的转向系统，其特征在于，所述转向系统还包括卷轴、输出轴、转向蜗杆、以及右向和左向流体腔，并且所述磁致动器、所述液压阀、所述卷轴、所述输出轴、所述转向蜗杆和所述流体腔操作地彼此连接。
6.如权利要求5所述的转向系统，其特征在于，所述卷轴连接至所述方向盘以便随其作为单元而旋转并且构造成以便旋转。
7.如权利要求5所述的转向系统，其特征在于，所述液压阀支撑在所述卷轴上以便独立于所述卷轴而旋转。
8.如权利要求5所述的转向系统，其特征在于，所述转向蜗杆是所述控制阀组件的部分，并且通过球线路安装在齿条活塞螺母上。
9.如权利要求1所述的转向系统，其特征在于，所述转向系统还包括控制模块，其构造成计算适当量的电流并且将所述电流发送至所述磁致动器以产生输出转矩，所述转矩通过所述压力监测和从所述车辆到所述控制模块中的输入独立于所述驾驶员输入在所述方向中的任一个上增加至所述转向系统或从所述转向系统减去。
10.如权利要求9所述的转向系统，其特征在于，辅助转矩根据所述车辆的速度而改变，并且所述电流的极性改变到所述磁致动器的转矩的方向。
11.如权利要求10所述的转向系统，其特征在于，在任何车辆速度下，所述电流基于转向的方向。
12.如权利要求10所述的转向系统，其特征在于，所述电流在左转中是正的且在右转中是负的以降低转向效力。
13.如权利要求10所述的转向系统，其特征在于，所述电流在左转中是负的且在右转中是正的以增加转向效力。
14.一种动力转向系统的球螺母组件，包括: 液压阀；以及 磁致动器，其构造成对于由车辆的驾驶员操纵方向盘来说从所述转向系统需要的转矩的输出，并且独立于所述驾驶员的输入将转矩施加至所述液压阀，所述转向系统构造成计算适当量的电流并且将所述电流发送至所述磁致动器以产生输出转矩，并且所述转矩通过监测转向系统的由所述驾驶员在不同方向上施加在所述方向盘上的压力和从所述车辆到所述转向系统中的输入独立于所述驾驶员输入在所述方向中的任一个上增加至所述转向系统或从所述转向系统减去。
15.如权利要求14所述的球螺母组件，其特征在于，所述磁致动器包括电磁线圈、内电磁极和外电磁极以及至少一个永磁体组件。
【专利摘要】提供一种具有磁转矩叠加的转向系统。该系统包括液压阀和差压转换器，其监测阀由于车辆的驾驶员在车辆方向盘上在不同方向中施加的转矩而产生的压力。转换器紧固至再循环球转向齿轮。磁致动器产生对于操纵方向盘来说从转向齿轮需要的转矩的输出，并且独立于驾驶员的输入施加转矩至液压阀。永磁体定位成接近磁致动器。控制模块计算适当量的电流并且将其发送至致动器以产生输出转矩。转矩通过压力监测以及从车辆到控制模块中的输入独立于驾驶员输入在任一方向上增加至系统或从所述系统减去。
【IPC分类】B62D5-06
【公开号】CN104608818
【申请号】CN201410719760
【发明人】J·A·杜特斯基, J·M·鲍威尔, B·L·马丁, J·E·伯兴
【申请人】操纵技术Ip控股公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年10月21日
【公告号】EP2862784A1