电控转向辅助致动器制造技术

一种用于车辆的转向辅助致动器包括致动器轴、扭矩传感器、马达、驱动机构和驱动器壳体。致动器轴可绕第一轴线旋转。致动器轴包括整体式扭矩传感器。马达具有可绕第二轴线旋转的输出轴。第二轴线大体上平行于第一轴线。驱动机构设置在马达和转向柱之间并驱动地连接马达和转向柱。驱动机构提供从马达到致动器轴的减速。驱动器壳体包围扭矩传感器和驱动机构并且与转向装置分离。驱动器壳体还具有安装结构，马达的壳体固定到该安装结构。驱动器壳体还具有第一轴承和第二轴承，第一轴承和第二轴承将致动器轴可旋转地支撑在驱动器壳体中。

Electronically controlled steering assist actuator

A steering assist actuator for a vehicle includes an actuator shaft, a torque sensor, a motor, a drive mechanism, and a drive housing. The actuator shaft can be rotated about the first axis. The actuator shaft includes an integral torque sensor. The motor has an output shaft that can rotate about the second axis. The second axis is substantially parallel to the first axis. The driving mechanism is arranged between the motor and the steering column and is connected with the motor and the steering column. The drive mechanism provides a deceleration from the motor to the actuator shaft. The drive housing surrounds the torque sensor and drive mechanism and is separated from the steering device. The drive housing also has an installation structure, and the motor housing is fixed to the mounting structure. The drive housing also has a first bearing and a second bearing, the first bearing and the second bearing rotatably supporting the actuator shaft in the driver housing.

【技术实现步骤摘要】
电控转向辅助致动器
本专利技术涉及机动车辆设备
，并且更具体地涉及一种电控转向辅助致动器。
技术介绍
自主车辆和具有驾驶员辅助特征(例如车道跟踪和自动停车)的车辆需要响应于控制器命令的转向系统。传统的液压转向不能实现驾驶员辅助特征和自主转向。解决这个问题的一种方法是为需要这种特征的车辆装备仅电动动力转向辅助装置，其仅依靠电动马达来提供必要的转向输入。然而，完全电动转向系统需要比通过大多数车辆常见的12伏直流(“12V”)电气架构实际提供的更多的功率。特别地，12V马达不能为大型客运车辆和商用车辆提供足够的转向辅助。没有电控转向系统是提供自主大型客车和商用车辆的障碍。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种用于车辆的转向辅助致动器，包含：可围绕第一轴线旋转的致动器轴；致动器轴包括整体式扭矩传感器；具有可围绕第二轴线旋转的输出轴的马达，其中第二轴线大体上平行于第一轴线；设置在马达和转向柱之间并且驱动地连接马达和转向柱的驱动机构，其中驱动机构提供从马达到致动器轴的减速；以及包围扭矩传感器和驱动机构并且具有安装结构的驱动器壳体，马达的壳体固定到安装结构，并且驱动器壳体具有第一轴承和第二轴承，第一轴承和第二轴承将致动器轴可旋转地支撑在驱动器壳体中并与转向装置分离。根据本专利技术的一个实施例，壳体由多个铸件形成，铸件中的两个具有蛤壳式关系并且包围驱动机构和扭矩传感器。根据本专利技术的一个实施例，驱动机构包括固定到马达的输出轴的驱动带轮和固定到致动器轴的从动带轮，以及设置在从动带轮和驱动带轮之间并驱动地连接从动带轮和驱动带轮的皮带。根据本专利技术的一个实施例，转向致动器进一步包含隔热板，隔热板固定到壳体并且设置在壳体的第一侧上并且延伸横跨壳体的第一侧和横跨马达的第一侧。根据本专利技术，提供一种用于车辆的转向系统，包含：方向盘；固定到方向盘的上转向柱轴；转向辅助致动器，包括致动器轴，致动器轴可绕第一轴线旋转并且在第一端可旋转地固定到上转向柱轴，致动器轴包括整体式扭矩传感器，具有可围绕第二轴线旋转的输出轴的马达，第二轴线大体上平行于第一轴线，设置在马达和致动器轴之间并且驱动地连接马达和致动器轴的驱动机构，其中驱动机构提供从马达到致动器轴的减速，以及包围扭矩传感器和驱动机构并且具有安装结构的驱动器壳体，马达的壳体固定到安装结构，并且驱动器壳体具有第一轴承和第二轴承，第一轴承和第二轴承将致动器轴可旋转地支撑在驱动器壳体中并且壳体与液压辅助转向装置分离；以及驱动地连接到致动器轴的液压辅助转向装置。根据本专利技术的一个实施例，驱动器壳体由多个铸件形成，其中铸件中的两个具有蛤壳式关系并且包围驱动机构和扭矩传感器。根据本专利技术的一个实施例，驱动机构包括固定到马达的输出轴的驱动带轮和固定到致动器轴的从动带轮，以及设置在从动带轮和驱动带轮之间并且驱动地连接从动带轮和驱动带轮的皮带。根据本专利技术的一个实施例，转向系统进一步包含隔热板，隔热板固定到壳体并且设置在壳体的第一侧上并且延伸横跨壳体的第一侧和横跨马达的第一侧。根据本专利技术的一个实施例，转向系统进一步包含安装到发动机舱中的部件的驱动器壳体，该部件不包括防火墙。根据本专利技术的一个实施例，驱动器壳体安装到固定到车架纵梁的支架。附图说明图1是示例性车辆转向系统的示意图；图2是图1的转向系统的示例性电动转向辅助致动器的透视图；图3是图2的电动转向辅助致动器的侧剖视图；图4是图3的电动转向辅助致动器的扭矩传感器的侧剖视图；图5是图1的转向致动器在安装状态下的透视图。具体实施方式液压动力转向系统可以补充有能够提供操作自主车辆所需的控制的电子辅助致动器。电子辅助致动器还可以被配置为减少驾驶员转向力。然而，使用可用硬件的电动转向辅助致动器的结合对在现代车辆的引擎盖下实现给定的包装限制以及可用现有硬件的功能约束是具有挑战性的。示例性电动转向辅助致动器包括电动马达、电子控制单元(“ECU”)、扭矩传感器和减速驱动机构，以在转向柱轴轴线上实现期望的扭矩。在由多个连接的机加工铸件形成的示例性实施例中，马达、扭矩传感器和减速驱动机构由壳体包围。转向辅助致动器的安装——或者通过中间支架或直接安装到车架或车身——取决于可用的包装空间和车辆结构。附图中示出了示例性支架。在本说明书中，相对定向和方向(例如，上、下、底、向后、前、后、后面、外侧、内侧、向内、向外、左、右)被阐述，不是用作限制，而是为了便于读者想象所描述的结构的至少一个实施例。图1示出了示例性车辆转向系统10的示意图。车辆转向系统10包括方向盘12、液压助力转向装置14、设置在转向装置14的输出轴上用于连接到车辆转向传动机构(steeringlinkage)(未示出)的转向臂(pitmanarm)(未示出)、以及设置在方向盘12和转向装置(steeringgear)14之间的转向柱总成16。从方向盘12前进到转向装置14，示例性转向柱总成16包括上轴18、上中间轴20、下中间轴22和下轴24。上轴18穿过防火墙(firewall)25，防火墙25将发动机舱与客舱隔开，其中方向盘12设置在客舱中，而转向装置14设置在发动机舱。万向型万向接头(cardan-typeuniversaljoint)26将上轴18连接到上中间轴20、将上中间轴20连接到下中间轴22以及将下轴24连接到转向装置14的输入轴。滑动花键连接接头28可滑动地连接下中间轴22和下轴24。可滑动连接部容纳由于万向接头26引起的轴向位移而引起的下轴24的轴向位移。结合到上中间轴20中的滑动花键结构类似地容纳由轴20的端部处的万向接头26引起的轴向位移。图1中示出了结合到下中间轴22中，替代地表征为致动器轴的示例性电动转向辅助致动器30。在图2中更详细地示出的电动转向辅助致动器30包括电动马达32、电子控制单元(“ECU”)(未示出)、扭矩传感器34和减速驱动机构36，以在转向柱轴轴线上实现期望的扭矩。马达32限定马达旋转轴线37，马达轴在该轴线上对中并且马达轴围绕该轴线旋转。在示例性实施例中，相关的转向柱轴轴线是下中间轴22的轴线38。马达32、扭矩传感器34和减速驱动机构36由驱动器壳体40包围，在示例性实施例中，驱动器壳体由多个连接的机加工铸件形成。如图3所示，壳体40包括上部42和下部44。上部42和下部44中的每一个都是凹形的，并且当接合时具有蛤壳式关系，协作地包围驱动机构36。壳体尖端46包围扭矩传感器34。马达32的马达壳体48支撑并保护马达32的运动部件。根据可用的包装空间和车辆结构，转向辅助致动器30的车内安装通过中间支架或直接安装到车架或车身来实现。在图中示出了示例性支架50。示例性隔热板52被结合到致动器30中以保护致动器30免受发动机热量的影响。在所示实施例中，隔热板52围绕马达32、扭矩传感器34和驱动机构36而被设置在发动机排气歧管和致动器30之间。包括壳体40的示例性电动转向辅助致动器30通过下轴24与转向装置14分离，并且通过上中间轴20与防火墙25分离。不需要将致动器30固定到防火墙25或转向装置14来用于支撑，原因在于致动器30由示例性支架50充分地支撑。示例性壳体40包括在上壳体部分42和下壳体部分44上的对准的夹紧凸缘或者替代地夹紧凸起。凸缘接收将部分42和44夹紧在一起的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆的转向辅助致动器，包含：可围绕第一轴线旋转的致动器轴；所述致动器轴包括整体式扭矩传感器；马达，所述马达具有可围绕第二轴线旋转的输出轴，其中所述第二轴线大体上平行于所述第一轴线；驱动机构，所述驱动机构设置在所述马达和转向柱之间并且驱动地连接所述马达和所述转向柱，其中所述驱动机构提供从所述马达到所述致动器轴的减速；以及驱动器壳体，所述驱动器壳体包围所述扭矩传感器和所述驱动机构并且具有安装结构，所述马达的壳体固定到所述安装结构，并且所述驱动器壳体具有第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和所述第二轴承将所述致动器轴可旋转地支撑在所述驱动器壳体中并且与转向装置分离。

【技术特征摘要】
2015.12.18 US 62/269,220;2016.05.03 US 15/145,0541.一种用于车辆的转向辅助致动器，包含：可围绕第一轴线旋转的致动器轴；所述致动器轴包括整体式扭矩传感器；马达，所述马达具有可围绕第二轴线旋转的输出轴，其中所述第二轴线大体上平行于所述第一轴线；驱动机构，所述驱动机构设置在所述马达和转向柱之间并且驱动地连接所述马达和所述转向柱，其中所述驱动机构提供从所述马达到所述致动器轴的减速；以及驱动器壳体，所述驱动器壳体包围所述扭矩传感器和所述驱动机构并且具有安装结构，所述马达的壳体固定到所述安装结构，并且所述驱动器壳体具有第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和所述第二轴承将所述致动器轴可旋转地支撑在所述驱动器壳体中并且与转向装置分离。2.根据权利要求1所述的转向致动器，其中所述壳体由多个铸件形成，所述铸件中的两个具有蛤壳式关系并且包围所述驱动机构和所述扭矩传感器。3.根据权利要求2所述的转向致动器，其中所述驱动机构包括固定到所述马达的所述输出轴的驱动带轮和固定到所述致动器轴的从动带轮，以及设置在所述从动带轮和所述驱动带轮之间并且驱动地连接所述从动带轮和所述驱动带轮的皮带。4.根据权利要求1所述的转向致动器，进一步包含隔热板，所述隔热板固定到所述壳体并且设置在所述壳体的第一侧上并且延伸横跨所述壳体的第一侧和横跨所述马达的第一侧。5.一种用于车辆的转向系统，包含：方向盘；固定到所述方向盘的上转向柱轴；转向辅助致动器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：布兰得利·G·霍赫赖因，杰克·E·巴里，詹姆斯·菲利普·库珀，艾里克斯·帕克，约瑟夫·沃什诺克，萨尔瓦多·托莱多，蒂莫西·帕特里克·迪茨，托马斯·菲利普·弗拉纳根，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US