[發明專利]一種馬達和一種線控轉向駕駛盤致動器

在審

• 申請號: 201910766336.1
• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN112421912A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: C·B·威廉姆斯
• 申請（專利權）人: TRW有限公司
• 主分類號: H02K16/04
• 分類號: H02K16/04;H02K21/02;B62D5/04
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 秦振

本發明涉及一種電磁馬達，包括：內定子，其包括多個定子齒，每個定子齒由一匝或多匝電線包圍；控制器，其產生一組電流，該電流施加到內定子的相繞組以產生圍繞內定子間隔開的磁極的圖案，所述磁極之間的間隔大于所述內定子的相鄰定子齒之間的間隔；外定子，其與內定子同心并且包括一組交替的磁極，相鄰磁極之間的間隔小于由控制器產生的第一陣列的磁極的間隔；以及中間轉子部件，其位于兩個定子之間并且包括極片陣列，其中，轉子的極片成形在兩個定子之間作用的磁通，并且由此在使用中，控制器布置成通過圍繞扭矩發生器的軸線移動內定子的磁極圖案來控制施加到轉子的扭矩。本發明還涉及一種用于車輛的線控轉向的轉向系統的駕駛盤致動器組件。

技術領域

在一個方面，本發明涉及電動馬達，該電動馬達特別是但不僅僅適合用作反饋扭矩發生器。在另一方面，本發明涉及一種線控轉向駕駛盤致動器，其包括用于機動車輛的反饋扭矩發生器。

背景技術

已知反饋扭矩發生器用于一系列應用中。一種這樣的應用是線控轉向的轉向系統。在傳統系統中，例如圖1所示的系統，駕駛盤1通過機械連接裝置連接到車輛的一個或多個可轉向車輪(未示出)。在該示例中，該連接裝置包括轉向柱軸2，該轉向柱軸的一端連接到方向盤的軸套(boss)3，另一端連接到驅動轉向齒條5的齒條齒輪齒輪箱4。這種機械連接裝置為駕駛員提供了關于輪胎與路面之間界面發生的情況的一些重要反饋，以幫助他們控制車輛。

在線控轉向的轉向系統中，如圖2所示，在車輪(未示出)和駕駛盤11之間沒有直接的機械連接。因此，必須在駕駛盤上施加某種形式的人造轉向感受以給予駕駛員一些關于輪胎/道路界面發生的情況的指示，并模擬當車輛越過道路上的隆起或洞時產生的力。

因此，在線控轉向系統中，已知提供一種向方向盤提供扭矩的反饋扭矩發生器12。車輪的運動由諸如馬達13的致動器實現，該馬達通過齒條齒輪齒輪箱15驅動轉向齒條14。施加到駕駛盤的扭矩的大小和方向通過電子控制單元(ECU16)控制，所述電子控制單元接收來自安裝在車輛上的一系列傳感器(未示出)的信號，所述一系列傳感器測量參數，例如車輛速度、車輛的不同車輪的相對轉速、車輛的側傾角和駕駛盤的位置等等。ECU 16還控制致使車輪轉向的馬達的功能。

反饋扭矩可以通過各種方式被施加到方向盤，例如通過電動馬達或通過布置彈簧、阻尼器和制動器。這可以用于允許駕駛員感覺到車輪撞擊石頭或洞，或者當輪胎在低摩擦路面(例如，潮濕或結冰的路面)上行駛時減輕方向盤上的感覺。

本說明書中的術語方向盤應該被廣義地解釋為包括以下兩者：具有駕駛員可以抓握的、由轂支撐的大致圓形的連續或不連續輪圈的傳統方向盤；以及由轂支撐的能夠圍繞圓形路徑旋轉的一對相對的手抓握部，類似于飛機中常用的橫舵柄(yoke)的裝置。例如，手抓握部和轂可以形成W、M或U形構造。在每種情況下，通過將轂連接到反饋扭矩的發生器，反饋扭矩通常通過轂施加到駕駛員所抓持的部分。

在線控轉向應用中，反饋扭矩發生器必須在低速時提供相對高水平的扭矩，并且為了使用電動馬達以成本有效的方式實現這一點，已經提出通過減速齒輪箱將駕駛盤連接到電動馬達，其中該馬達的旋轉速度以齒輪箱的齒輪比所設定的量大于方向盤的旋轉速度。齒輪箱的使用允許相對低成本的馬達在低速下提供所需的扭矩。然而，由于需要提供單獨的馬達和齒輪箱，這種布置是復雜且本質上龐大的。

發明內容

本發明的第一方面的目的是提供一種適合于用作反饋扭矩發生器的某些應用的馬達，所述馬達改善現有技術發生器中將電動馬達連接到齒輪箱的限制。

根據第一方面，本發明提供一種電磁馬達，包括：

內定子，其包括多個定子齒，每個定子齒由一匝或多匝電線包圍，

控制器，其產生一組電流，所述電流施加到內定子的相繞組以產生圍繞內定子的間隔開的磁極圖案，磁極之間的間隔大于內定子的相鄰齒之間的間隔，