柔性驱动耦合板中的扭矩测量制造技术

一种驱动耦合系统，包括至少一个可驱动耦合于柔性盘耦合部件（１）的轴，以从轴传递驱动。盘耦合部件（１）具有形成于其上的多个周向分布的轴通孔（８），以在每一对相邻的孔（８）之间限定径向伸展幅板（９）。多个周向分布的轴向紧固孔（４）从盘耦合部件（１）伸展以可驱动地将其与外部部件连接，以及多个周向延伸槽（１０）形成于位于每个紧固孔（４）与盘耦合部件（１）的外边缘（５）之间的盘耦合部件（１）中。用于测量盘耦合部件（１）上的切应变域的应变传感器安装于形成在幅板（９）之一的轴向表面中的埋头凹口（１３）中，从而使得传感器位于盘耦合部件（１）的局部中性轴。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】柔性驱动耦合板中的扭矩测量本专利技术涉及一种包括柔性驱动耦合板的驱动耦合组件，更特别地涉及包括 用于观懂舰耦合板传递的扭矩的传麟的该组件。用于机动车的现代内燃机，其利用基于测力计派生数据的发动机管理系统以输出由相对少量的测试发送机测得的扭矩。这种方法不能解释批量生产发动 机的性能差异，无论是在制造公差还是4OT寿命上，因此不是最理想的。发动机扭矩输出是基于多个变量的，包括,中转数、点火提前、气流、 燃油流、气压及环境温度。在现代机动车中， 一些或者所有这些变量都是被连 续测得的，且与存储在发动机控制单元(ECU)中的多维存储映像表结合使用 来预测扭矩。实际的发动机输出扭矩^I31改变气流、Mfe流及点火提前来控制的，以 适应驱动器的需要，即加速器踏板的位置，及根据环境温度和压力条件。可以确定发动机管理映j綠以最小化腿as/鹏气排放量或，比如在赛车中，最大化扭矩滅动力。原则上，内燃机可被认为是"扭矩泵"。在控制工程的学科内，通常认为其 中控制一个装置输出的最有效和精确的方式之一^t接测量关心的输出变量且 使用它作为闭环控制系统中的实时负反馈信号。因为机动车内燃机的主要输出 是扭矩，贝鹏扭矩传sn放置于离发动机输出尽可能近的地方，即曲轴的后部， 来提供用于提高发动机控制的理想途径。精确实时的扭矩测量的另外一个优势是在自动传动装置的控制中，如果齿 轮比变换发生在零扭矩或者其他控制扭矩值，则可以提高齿轮变换的平滑度或 者速度。在发动机输出处直接观懂扭矩的能力会弓胞在该应用方面的显著进步。在历史上，直接观懂动力传动系中的扭矩主要受限于使用像这种技术手段的发动机研究及发展-用于测量发动机或者发动机+传动，扭矩输出的制动测力计。该方法基 于仪器的带宽有效地在一个时间段内平均了扭矩输出。然而，因为分布于动力 传动系的旋转惯性，该技术不能在曲轴输出端上产生发动机的瞬时扭矩输出。-应变计量扭矩单元常规地用于研发应用中。然而它们对于用于客户机动车 来说太昂贵。它们也需要滑环式系统在旋转的动力传动系及静止的底盘或者装 置之间传递动力及信号。画磁致弹性扭矩传SI已应用于i力验车辆及一些赛车。它们可适用于安装轴及典型地需要20-50mm长度的轴来安装。这样的空间在制造动力传动系时是非 常宝贵的且可能在包含自动传动装置的系统中不能利用。此外，磁致弹性传感 器易受杂散磁场的影响，杂散磁场在制造机动车中由于多元的马达和电磁阀而产生。在装有自动动力传动系的自动传动装置中，发动机输出从曲轴后部的栓接 法兰经过柔性刚盘(柔性板)，通过位于更大半径的第二组栓接连接件(典型 地3或者4个)传,扭矩转换器。柔性板也绕着其外周承载起动环齿轮。由发动机产生的扭矩通过在盘材料内形成切应变传递，原则上可以应用至 少一对线性应变传感器以与从柔性板的中心辐射线+A45。夹角的方向来感测。这种在基本冈啦盘组件测量扭矩的方法对于传感器设计的本领域技术人员来说是 可以理解的且在DE4208522中公开。然而，比如柔性板的柔性盘耦合部件在其正常使用中潜在地受到三个力作 用，且其中两个力偶和所需力偶(即平面扭矩)是彼此分离的，并且这些外部 载荷会降低4顿安装于盘的应变传感器进行扭矩观懂的精度。根据本专利技术，提供一种驱动耦合系统，包括至少一个可驱动耦合于柔性盘 耦合部件的轴以从轴传递驱动，盘耦合部件具有形成于其上的多个周向分布的 轴通 L，以在每一对相邻的孔之间限定径向伸展幅板(web)，从盘耦合部^H申 展以可驱动地将其与外部部件连接的多个周向分布的轴向紧固孔，及用于测得 所述盘耦合部件上的切应变域的应变传感器，其中所述应变传感器安装于形成 在幅板之一的轴向表面中的埋头凹口中，这样使得传感器至少,盘耦合部件 的局部中性轴。根据本专利技术的驱动耦合系统具有这样的优势将^S专感器定位于盘耦合 组件的局部中性轴，使得由于作用于耦合部件的平面外的力偶弓l起的叠加巻刃 应变最小化。{ 地，多个周向延伸槽形成于盘耦合部件的每个紧固孔和盘耦合部件的 外缘之间。这些周向延伸槽在很大程度上吸收平面外力偶且调整耦合部件的轴 向柔量，因此提高了传感器的测量精度。在提供精确的扭矩测量及阻止不需要的信号，同时保持初始设计的轴向柔 敲非接触感测能力时，涉及至哆个技术1 )为了得到一定水平的轴向柔量而设计的驱动耦合板上的孔的分布被修 改，以产生少量的(基本为3个或者4个)幅板来集中切应变。2)测量传感器的作用面被置于驱动耦合板的局部中性轴，因此使得由于作 用于驱动耦合板的平面外的力偶弓胞的叠加巻刃应变最小化。3 )测量传 或者传 1皮对称地放置于幅板上以最小化由于扭曲及作用 于驱动耦合板的平面外的力偶引起的应变。4) 在扭矩转换器的紧固孔与起动环之间引入解耦槽，以在很大禾，上吸收 平面外力偶及调整轴向柔量。5) 可以增加驱动耦合板的厚度，及减少幅板的宽度，以在保持所需切应变(贯穿厚度分布)的同时减少巻刃应变(在表面最大化)，且物理分离这些应变组件及调整轴向柔量。6) 提高驱动耦合板的平，来最小化由于将驱动耦合板夹紧至曲轴法兰弓I起的应变。7) 减小厚度公差来最小化在基本为传S^体的驱动耦合板的敏感度方面的8) 重新规定材料来保证足够高的弹性限度，以使得传感器的性能是线性的 且不存在滞后。9) j顿的扭矩传感器是表面声波(SAW)装置，其以非接触的方式通信(不 需要滑环)，且在驱动耦合板上不需要有源元件(无单独的电源)。优选地，提供三个或者四个贯通孔，相应地形成三个或者四个轴向幅板。 在特别i腿的实施例中，贯通孔和紧固孑L等距分布于普通耦合板上。 地，所述或^应变传自是表面声波(SAW)装置，以非接触方式 通信，且在耦合部件上不需要有源元件。所述或WM专感器^^t称地位于其相应的幅板上，特别地，位于辩由向 中心线上。以这种方式，非对称效应，比如由作用于耦合部件平面外的力偶产 生的扭曲弓胞的应变将进一步最小化。幅板优选为窄的以进一步解耦来自挠曲的传感器输出，该挠曲由不需要的 ifc^t也，该耦合部件为柔性板。有利地，每个孔包括一对关于孔的径向中心线对称的翼。孔进一步优选地 对称分布于耦合部件的周围，紧固孔也如此。为了更好地理解本专利技术，参考附图，ffi51实例来描述本专利技术的一个实施例， 其中附图说明图1为根据本专利技术第一实施例的柔性板的前视图；图2为根据本专利技术第二实施例的柔性板的前视亂图3的图表示出了传统柔性板的有限元分析结果；以及图4的图悉示出了根据本专利技术的柔性板的相应的有限元分析结果。首先参考图l，示出了形成驱动耦合组件一部分的柔性板l。该柔性板l为环状部件，其包含环绕着,板的内周边缘3的第一内径分布的第一组多个紧 固孔2，用于可驱动地将柔性板l耦合至耦合于曲轴(未示出)末端的法兰。第 二组四个紧固孔4环绕着ll^柔性板1的外周边缘5的第二半径分布，且起动 环齿轮6形，柔性板1的外周边缘5，使用该起动环齿轮，起动发动机(未示 出)的齿轮啮合以旋转曲轴。柔性板1进一步包含多个贯通孔8 (在图解实施例中为四个)，贯通孔环绕 柔性板在第一和第二半径中间的普通半^Jl等角分布，且被四个径向伸展幅板9 隔开。每个 L 8关于沿着柔性板1的半径延伸的中心线镜像对称，且是具有在 中心线的任意一边延伸的翼部8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动耦合系统，包括至少一个可驱动耦合于柔性盘耦合部件（１）的轴，以从轴传递驱动，盘耦合部件（１）具有形成于其上的多个周向分布的轴通孔（８），以在每一对相邻的孔（８）之间限定径向伸展幅板（９），从盘耦合部件（１）伸展以可驱动地将其与外部部件连接的多个周向分布的轴向紧固孔（４），及用于测得所述盘耦合部件（１）上的切应变域的应变传感器，其中所述应变传感器安装于形成在幅板（９）之一的轴向表面中的埋头凹口（１３）中，从而使得传感器至少靠近盘耦合部件（１）的局部中性轴。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：RD罗尔，
申请(专利权)人：传感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]