[发明专利]用于商用车的混合电机驱动动力转向系统及其方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年7月5日提交的韩国专利申请No.10-2012-0073351的优先权，该申请的全部内容出于所有目的通过该引用结合于此。

技术领域

本发明涉及用于商用车的转向系统，具体涉及用于商用车的混合电机驱动动力转向系统，以及通过控制该系统来提高性能和燃油效率的方法。转向系统能够大大提高燃油效率以及能够通过构造滚珠螺母式齿轮箱和通过主转向控制设备控制的电机驱动动力转向（MDPS）单元和电动液压动力转向（EHPS）单元来满足小型、中型和大型商用车所需的约50KN到190KN的转向能力，以及能够通过为相应的MDPS单元和EHPS单元构造两个扭力杆来显著提高驾驶员的转向可操作性。

背景技术

转向设备由于使用液压作为转向辅助力，因此一般需要液压泵。液压泵通过发动机驱动，从而产生发动机驱动力的损耗。该发动机驱动力的损耗导致燃油效率下降。因此，如果通过转向设备降低发动机驱动力的损耗，那么可对应于所降低的损耗而提高燃油效率。

作为燃油效率提高的示例，存在有一种液压转向设备，该设备虽然具有通过发动机驱动的液压泵，但是能够通过减小发动机怠速期间软管中的阻力或泵的流速来降低发动机驱动力的损耗。然而，由于通过发动机驱动的液压泵，因此利用液压转向设备对燃油效率提高的效果并不明显。为了克服这个问题，不应当通过发动机来驱动液压泵。

作为不通过发动机来驱动液压泵的转向设备，可以是使用电动机的电机驱动动力转向（MDPS）设备或使用通过电机而不是发动机驱动力驱动的电动泵的电动液压动力转向（EHPS）设备。因此，MDPS或EHPS设备被用作绝对需要燃油效率提高的混合动力客运车辆的转向设备。

除客运车辆外，还应当在商用车中实现燃油效率的提高。因此，如果MDPS或EHPS设备被用作不具有采用发动机驱动力的液压泵的商用车的转向设备，则可显著提高商用车的燃油效率。

然而，MDPS或EHPS设备具有转向能力限制。即，MDPS或EHPS设备可能适合于需要约13KN的转向能力的客运车辆，但可能不适合于需要约50KN到190KN的转向能力的中型或大型商用车。为此，在仅将MDPS或EHPS设备应用于商用车以提高燃油效率的情况下，首先必须解决转向能力不足的问题。

MDPS或EHPS设备以及齿条和齿轮式齿轮箱可被用作适于提高商用车的转向能力的转向设备。但是将这些设备用于需要约50KN至190KN的转向能力的中型或大型商用车仍有困难。同时，当MDPS或EHPS设备被用作转向设备时，产生了驾驶员所感受到的扭转与转向柱的实际扭转不同的现象。因此，这种现象必须被解决。

为了这个目的，一个扭力杆被应用于转向设备并被安装到齿轮箱的区域以反映传输至齿轮箱的路面反作用力，但是该反映可能是无效的。根本原因是由于MDPS或EHPS设备的布局。例如，在转向设备的布局中，安装有MDPS设备的转向柱的区域、安装有EHPS设备的转向柱的区域、以及连接转向柱的接合部（万向节）的区域中的每一个具有不同刚度，并且区域之间的刚度的差异在接合部（万向节）的区域处产生扭矩波动率。因此，驾驶员所感受到的扭转可能与转向柱的实际扭转不同。

由于上述扭转的差异，MDPS和EHPS设备可被控制在精确反映路面反作用力的状态，从而导致转向设备的性能恶化。因此，为了将可有助于提高燃油效率的MDPS和EHPS设备应用于需要约50KN到190KN的高转向能力的商用车，有必要解决驾驶员所感受到的扭转与转向柱的实际扭转不同的现象。

发明背景部分中公开的信息仅用于加强对本发明的一般背景的理解，而不应当被视为承认或以任何方式暗示该信息形成本领域普通技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明的一个方面涉及提供一种用于商用车的混合电机驱动动力转向系统，以及通过控制该系统提高性能的方法，该系统能够通过构造滚珠螺母式齿轮箱以及通过主转向控制设备控制的电机驱动动力转向（MDPS）单元和电动液压动力转向（EHPS）单元来提供小型、中型和大型商用车所需的约50KN到190KN的高转向能力，从而能够大大提高性能和燃油效率。