转向系统咔哒声的消减技术方案

本发明专利技术提供了一种转向系统咔哒声消减装置和方法。咔哒声消减装置以现有发动机噪声范围内的频率振动转向系统。以不同于咔哒声响的频率振动转向系统大大地减小了咔哒声响。振动转向系统所产生的声响被发动机的现有声响所掩盖。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种转向系统咔哒声消减装置和方法。咔哒声消减装置以现有发动机噪声范围内的频率振动转向系统。以不同于咔哒声响的频率振动转向系统大大地减小了咔哒声响。振动转向系统所产生的声响被发动机的现有声响所掩盖。【专利说明】转向系统咔哒声的消减
本专利技术涉及对车辆转向系统发出的可闻咔哒声的消减，更具体地，涉及使转向系 统振动以产生其他车辆部件的可闻噪声频率范围内的可闻噪声，从而掩盖转向系统的噪 声。
技术介绍
车辆中的转向系统使用各种轴和齿轮来传递转向盘的转向输入从而使车轮转向。 转向系统可使用变速器将转向盘的旋转输入转变为车轮向左和向右的平移运动。一些变速 器包括齿条齿轮、循环球、或蜗杆扇形齿机构，以将转向盘的旋转运动转变为车轮的平移运 动。动力转向系统通过增加转向盘的转向力来辅助驾驶员使车辆转向。因为液压或电动致 动器可为转向机构增加可控能量，所以不管条件如何，驾驶员仅需提供适度的力。通常，致 动器通过附加的齿轮组连接至转向系统。 变速器中所使用的齿轮和致动器的连接可产生被描述为咔哒声的不良噪声。当车 辆在直线行驶和在不平坦路面行驶时，这种咔哒声可能更普遍。齿轮间的齿轮游隙被怀疑 为噪声源。在齿条齿轮机构的情况下，齿条与电动机小齿轮之间的距离和/或齿条与转向 小齿轮之间的齿轮游隙被怀疑为噪声源。虽然驾驶员通过转向柱可能感觉不到咔哒声，但 是转向系统可发出能够被车厢内的乘客听到的可闻咔哒声。 下面概括的本专利技术解决了上述问题和其他问题。
技术实现思路
本专利技术的一个方面针对一种用于车辆转向系统的可闻咔哒声消减装置。该装置具 有连接至转向系统的致动器，以及控制器，该控制器被编程为驱动致动器，从而引起转向系 统部件以及与其相关联的齿轮组在发动机噪声频率范围内的频率振动。该装置可包括连接 至转向系统的振动传感器，且控制器可响应于振动传感器表明转向系统在阈值振动范围内 振动而振动转向系统。阈值振动范围可以是车辆的转向系统发出可闻咔哒声的范围。阈值 振动范围可介于100Hz和500Hz之间。 控制器可与发动机通信且仅在发动机运行时振动转向系统。控制器可与转向系统 中的电动助力电动机通信且仅在电动助力电动机未通电时振动转向系统。控制器可与连接 至转向系统的转向齿条电动机通信并能够接收转向齿条电动机扭矩的指示，且仅在转向齿 条电动机处于阈值扭矩值时振动转向系统。阈值扭矩值可在车辆的转向系统发出可闻咔哒 声的扭矩范围以上或以下。控制器可与连接至转向系统的转向盘角度传感器通信并能够通 过转向盘角度传感器接收转向输入的指示，且仅在表明基本无转向输入时振动转向系统。 致动器可以是电动助力电动机。致动器可以连接至转向系统的转向齿条。致动器 可以是转向齿条电动机。致动器可以以正弦频率驱动，并且正弦频率可以是转向齿条电动 机扭矩和发动机噪声频率的函数。振动频率可低于50Hz。振动频率可以是25Hz。发动机 噪声可低于50Hz，且转向系统可被振动至低于50Hz的频率以将产生的声响掩盖在发动机 噪声里。通过振动转向系统和产生低于50Hz的声响，能够显著减小以较高频率级存在的任 何咔哒声。 本专利技术的另一方面针对一种用于车辆的动力转向咔哒声消减系统。该系统具有连 接两个车轮的齿条以及可操作地线性来回移动该齿条且使车轮转向的小齿轮。电动机用 于响应转向输入辅助齿条的移动。在该系统中，也可将控制器编程为在电动机未用于辅助 转向车辆时（即，没有转向输入时）使用电动机以可闻发动机频率范围内的频率振动齿条齿 轮。 本专利技术的另一个方面针对一种用于消减转向齿条咔哒声的方法。该方法包括响应 于输入标准在转向齿条上产生输入频率。产生的输入频率引起转向齿条在发动机噪声频率 范围内的频率振动。输入标准可选自以下的任何一个或组合：电动助力电动机未被动力转 向系统使用、转向齿条电动机扭矩低于阈值扭矩值、转向盘角度传感器表明无转向输入、振 动传感器表明转向系统振动在阈值振动范围内、或发动机正在运行。 该方法中使用的输入频率可以是正弦频率，该正弦频率为转向齿条电动机扭矩和 发动机噪声频率的函数。产生的输入频率用于促进转向齿条所产生的振动噪声从咔哒频率 范围改变为发动机噪声频率范围。 下面将参照附图更为详细地解释本专利技术的上述方面和其他方面。 【专利附图】【附图说明】 图1是动力转向咔哒声消减系统的示意图； 图2是示出消减转向齿条咔哒声的方法的流程图； 图3a是示出发动机产生的声响以及没有使用咔哒声消减系统的转向系统发出的 咔咕声的图表； 图3b是示出使用咔哒声消减系统时转向系统产生的声响被发动机所产生的声响 掩盖的图表； 图4a是示出没有使用咔哒声消减系统且发动机关闭情况下转向系统发出的咔哒 声的图表； 图4b是示出在使用咔哒声消减系统且发动机关闭时转向系统产生的声响的图 表。 【具体实施方式】 参照附图公开了所示实施例。然而，应当理解，所公开的实施例旨在仅作为可以以 多种可选形式体现的实例。附图不一定按比例绘制，并且可放大或最小化一些结构以示出 特定部件的细节。所公开的特定结构和功能细节不应解释为限制意义，而是用于教导本领 域的技术人员如何实践所公开概念的代表性基础。 图1示出了与齿条齿轮式电动助力转向（EPAS)系统12联合使用的动力转向咔哒 声消减系统10,当然，也可使用其他转向系统。转向系统12具有转向盘14,该转向盘14能 够被驾驶员（未示出)旋转且提供如箭头15所示的转向输入。该转向输入15被转移至转向 盘轴16且进入变速器18。变速器18可容纳齿轮组以使转向盘轴16的旋转运动转换为平 移运动从而使车轮20转向。在该实施例中，转换发生在小齿轮22和齿条24之间。小齿轮 22横向固定在变速器18中，响应于转向输入15而旋转，并且使转向齿条组件26内的齿条 24线性地来回移动。齿条24可设置在转向齿条组件26内，并且可将车轮20操作性地彼此 连接且使车轮20共同转向。齿条24的横向运动使车轮20从左边转向右边。 液压和电动助力装置可与转向系统12-起使用以提供助力使车轮20转向。第一 电动助力电动机28可连接至变速器18。第一电动助力电动机28可提供助力以在转向输入 15过程中辅助转向盘轴16的旋转。第二电动助力电动机30可连接至转向齿条组件26以 在转向输入15过程中辅助齿条24的横向运动。第二电动助力电动机30可以是转向齿条 电动机。转向齿条电动机30在辅助齿条24的运动时可产生扭矩。转向盘角度传感器32 可连接至转向系统12并且能够测量转向盘角度且识别转向输入15。响应于转向盘角度传 感器32表明转向输入15存在，可使电动助力电动机28、30通电。可以想到没有配备电动 助力电动机28、30的其他系统。 发动机34可用作车辆(未示出）的主动力装置，其中转向系统12连接至发动机34。 发动机34可驱动车轮20和/或车辆上的其他车轮(未示出）。发动机34在运行时会产生 可闻声响，该声响通常被称为发动机噪声40(见图3a)。发动机噪声40的频率范围可变化。 在一个实例中，发动机噪声40在低于50Hz的频率范围内。 当驾驶车辆时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆的转向系统的可闻咔哒声消减装置，所述装置包括：致动器，连接至转向系统；以及控制器，被编程为驱动所述致动器，使得转向系统部件以及与所述转向系统组件相关联的齿轮组以发动机噪声频率范围内的频率振动。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼·马里奥·达马托，迪米塔尔·彼得罗夫·菲莱夫，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US