[发明专利]车辆转向系统传动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆转向系统传动装置，更特别是涉及一种包括输入轴和输出轴的车辆转向系统传动装置，该输入轴和输出轴通过具有一定比率的第一对链轮、具有一定比率的第二对链轮和具有一定比率的第三对链轮来联接。

背景技术

电动力辅助转向系统(EPAS)自从二十世纪六十年代以来就存在。通常，液压动力辅助转向在市场上占支配地位。液压系统在液压泵进行泵送时(但不需要动力辅助)具有较高的寄生能量损失。试图消除这种寄生损失的早期努力包括将电马达装配在泵上，并只在需要时驱动该泵。

电液压辅助动力转向系统使用电马达来驱动液压泵，以便供给液压动力转向系统。这些系统是行业的中间阶段，它们的使用同样将随着越来越多地使用EPAS而消退。EPAS系统能够实现降低噪音、降低能量使用、主动安全特性和可调节性，以便满足驱动条件。不过，这些系统的使用仍然有限，直到最近C.A.F.E.的要求变得越来越难满足。这驱使汽车制造越来越转向EPAS系统，以便努力提高车辆的燃料经济性。EPAS系统消除了通常在液压辅助动力转向系统中看到的寄生损失。系统制造商(例如Nexteer)要求提高6％的燃料经济性。

例如，减慢EPAS系统的实施的一个难题是满足12伏电马达的动力需求。最近已经发展了成功解决该问题的系统。而且，所有的EPAS系统需要控制模块，以便检测驾驶员输入并控制电马达以提供合适的辅助。控制模块测量驾驶员的输入力矩，并使用它来确定所需的辅助量。能够根据驱动条件来调节辅助，以便满足驾驶员的需求。系统甚至能够有可用于驾驶员的可调节“感觉”。

尽管汽车EPAS的主要驱动力是提高燃料经济性，但是EPAS还有附加优点。即使在车辆的发动机不运行时系统也能够获得转向辅助。它还能够利用目前可获得的自动平行泊车系统。

主要有两种类型的EPAS系统：柱辅助和齿条辅助。齿条辅助EPAS系统有电马达，该电马达与转向齿条连接。电马达通常通过驱动丝杠机构来辅助齿条运动。柱辅助EPAS系统具有与转向柱连接的电马达。电马达通常通过蜗齿轮类型的结构来辅助柱轴的运动。这些类型的系统的一个优点是电马达能够布置在车厢内，从而释放在引擎罩下面的可用空间。这也使得任何敏感的电部件保持在引擎罩下面的苛刻环境之外。

蜗轮驱动柱辅助系统通常用于小汽车中，其中，辅助动力需求低于在大型和重型车辆中所需。这些系统受到方向盘的速度和蜗轮驱动的比率的限制。方向盘在它的最快速度下以大约60rpm相对较慢地旋转。通过方向盘的60rpm速度和15:1的蜗轮传动比，电马达的最大速度将只有900rpm。蜗轮传动被限制为低于20:1的比率，因为高于该比率将不能反向驱动。

转向系统必须能够在没有动力的情况下操作。这需要蜗轮驱动器能够在齿轮驱动蜗轮(反向驱动)的情况下操作。低马达速度和有限的蜗轮驱动比率导致需要高力矩马达。即使有高力矩马达，这些类型的系统也不能成功地用于重型车辆上。小型车辆较轻，需要更小的转向力，因此能够使用这些系统。蜗轮驱动柱辅助EPAS系统是最低成本的系统，因此使得它们适合更小和更便宜的车辆。

具有蜗轮驱动辅助的普通转向系统的效率有限。EPAS系统必须设计成在不能获得动力时操作。由于蜗轮驱动的、倾向于在比率超过大于20:1时在反向驱动过程中锁定的性质，蜗轮驱动EPAS系统的效率不会大于大约85％，在反向驱动状态中更接近65％。

目前，通常可获得的柱辅助EPAS系统还没有使用除了蜗轮驱动之外的任何装置来方便该辅助。这些柱系统不能对于大型和重型车辆提供足够的辅助。

本领域的代表是美国专利No.7887446，该美国专利No.7887446公开了一种螺旋齿皮带传动装置。齿隙“D”在螺旋齿皮带传动装置中选择地放大，该螺旋齿皮带传动装置通过在螺旋齿皮带和螺旋齿带轮之间的啮合来传递驱动力，也就是，齿的螺旋角度“θ”设置在-0.2≤1-W×θ/Pt≤0.75的范围内，其中，“Pt”是齿节距，“θ”是齿螺旋角度，W是皮带的宽度。在螺旋齿皮带和螺旋齿带轮之间的齿隙“D”设置在齿节距“Pt”的1.6％-3％。

还需要一种包括输入轴和输出轴的车辆转向系统传动装置，该输入轴和输出轴通过具有一定比率的第一对链轮、具有一定比率的第二对链轮和具有一定比率的第三对链轮来联接。本发明满足这种需要。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种包括输入轴和输出轴的车辆转向系统传动装置，该输入轴和输出轴通过具有一定比率的第一对链轮、具有一定比率的第二对链轮和具有一定比率的第三对链轮来联接。