[发明专利]手轮致动器组件

说明书

公开了一种用于车辆的线控转向式转向系统的手轮致动器组件(600)。该组件(600)包括方向盘601和反馈转矩发生器。方向盘(601)具有：可绕方向盘(601)的旋转轴线旋转的、能够由驾驶员抓握的至少一个手握部分；以及支撑手握部分的转毂(602)。该反馈转矩发生器包括电动马达，该电动马达具有定子609和转子(610)。转子(610)直接或间接地固定到方向盘(601)的转毂上并随着该转毂一起旋转，并且定子(609)紧固到车身的固定部分，使得该定子不能相对于车身旋转。该马达包括无刷永磁游标马达。

本发明涉及一种用于车辆线控转向式转向系统的手轮致动器组件。

在传统的转向系统中，方向盘使转向轴转动，转向轴进而连接至转向齿轮，转向齿轮将方向盘的旋转转换成机械地连接至车轮的转向齿条的左右运动。相比之下，在线控转向式转向系统中，方向盘与行走车轮之间没有直接的机械连接。

在线控转向组件中，省略了转向轴，或者至少并未将方向盘机械地连接至转向器，并且替代地使用一个或多个电动马达来响应于控制信号而使行走车轮转向，这些控制信号进而响应于方向盘的运动。马达响应于控制信号而向转向组件的一部分施加转矩以使行走车轮转动，该控制信号取决于方向盘的位置或运动，方向盘形成被称为手轮致动器组件的组件的一部分。

为了改善用户体验，并且尤其是为了向驾驶员提供关于轮胎与道路之间的界面处的力的适当触觉反馈，已知通过向手轮致动器组件的方向盘施加转矩来向车辆驾驶员提供力反馈。反馈转矩可以通过多种方式施加，比如电动马达、或弹簧、减震器和制动器的布置。可以使用该反馈转矩来允许驾驶员感觉到车轮撞到石头或坑洞，或者当轮胎在低摩擦路面(例如潮湿或结冰的路面)上行驶时减轻方向盘的感觉。

在本说明书中，术语“方向盘”应当被广义地解释为既涵盖具有驾驶员可以抓握的、由转毂支撑的、大体圆形的、连续或不连续边沿的常规轮盘，也涵盖方向手柄，比如由可以绕圆形路径旋转的转毂支撑的一对相对的手握件，即类似于飞行器中常用的操纵杆的布置。手握件和转毂可以形成例如W、M或U形配置。在各自情况下，典型地通过将转毂连接至反馈转矩发生器，将反馈转矩通过转毂施加到驾驶员握住的部分。

根据第一方面，本发明提供了一种用于车辆的线控转向式转向系统的手轮致动器组件，所述组件包括：

方向盘，所述方向盘具有可绕所述方向盘的旋转轴线旋转的、能够由驾驶员抓握的至少一个手握部分，所述方向盘具有支撑所述手握部分的转毂；以及

反馈转矩发生器，所述反馈转矩发生器包括电动马达，所述电动马达具有定子和转子，其中，所述转子直接或间接地固定到所述方向盘的所述转毂上并随着所述转毂一起旋转，并且所述定子紧固到车身的固定部分，使得所述定子不能相对于所述车身旋转，

其特征在于，所述马达包括无刷永磁游标马达。

所述游标马达可以包括径向马达，并且最优选地是倒置型马达，其中转子具有比定子更大的直径。转子和定子共享共用的旋转轴线，并且隔着周向气隙面向彼此。定子可以包括多个径向向外延伸的槽，定子绕组被放置在所述槽中。与非倒置式马达相比，这是有利的，因为倒置式马达的槽更容易缠绕。径向外转子的使用也是有利的，因为与非倒置式马达相比，各个极在周向上更大，这又可以简化制造。

所述马达和方向盘共享共用的旋转轴线。

替代性地，游标马达可以包括轴向马达，其中转子和定子不是同心的，而是具有基本相同的半径，并且转子和定子沿着共用的旋转轴线彼此隔开地并排布置，以便在转子和定子之间限定气隙。

无论转子是直接固定到转毂还是间接固定到转毂，转子与转毂之间的连接都会在两者之间提供直接1:1传动比，因此转毂以与马达的转子相同的速度旋转。

游标马达的定子可以包括具有中空中心的环形组件，所述中空中心在定子内限定空间，所述手轮组件的附加组成部分穿过所述空间，或者附加组成部分位于所述空间内。