CN100530903C - 后视镜单电机电动转向系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及后视镜单电机电动转向系统。它包括固定在基座上的驱动装置和传动装置，所述驱动装置中仅有的一电机的转轴上设有蜗杆与所述传动装置相啮合，所述传动装置为与所述驱动装置匹配的周转轮系装置，所述周转轮系装置包括两个位于所述驱动装置中蜗杆两侧、结构对称的第一周转轮系装置和第二周转轮系装置；还包括与所述周转轮系装置相匹配的电磁离合器，当所述电磁离合器不工作时，所述周转轮系装置处于差动轮系状态，没有动力输出；当所述电磁离合器工作时，所述周转轮系装置处于行星轮系状态，输出动力。本发明解决了由于双电机的存在，产品重量和体积均较大，难以满足日益演进的后视镜外观造型的问题。

Description

后视镜单电机电动转向系统

技术领域

本发明涉及后视镜单电机电动转向系统。

背景技术

汽车后视镜安装在汽车前端两侧，为驾驶员提供后视视野，其镜片角度可根据驾驶员不同的身高和需求进行调节。镜片角度调节分为电动和手动两种，目前中高档车所配置的都是带电动调节功能的后视镜。汽车后视镜电动转向系统是安装在外后视镜内部，根据外部输入电动的对后视镜的镜面角度进行调节的系统。

目前汽车上使用的电动转向系统均采用双电机来进行后视镜的镜面角度调节。如国外的专利号为US5701211的“汽车视镜调节齿轮装置”、专利号为WO 00/69683的“汽车后视镜支撑板机动偏转装置”、专利号为DE20017163U1的“汽车后视镜偏转装置夹紧带方案”等，国内专利号为CN1273330C的“用于尤其用来放置汽车后视镜的支撑板的机动偏转装置”、专利号为CN1088433C的“汽车后视镜电动转向器传动机构”等。这些专利在传动机构的处理上各有不同的解决方案，但其原理都是建立在两个电机的基础之上。其原理是在控制过程中，一电机控制镜片的内外方向的角度调节，另一电机控制镜片的上下方向的角度调节。

这些双电机方案由于双电机的存在，产品重量和体积均较大，难以满足日益演进的后视镜外观造型的需求。同时，电机在后视镜电动转向系统占主要成本，双电机方案势必带来较高的产品成本，直接影响后视镜产品的价格和市场竞争力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种体积小的后视镜单电机电动转向系统。

本发明是这样实现的：

后视镜单电机电动转向系统，包括固定在基座上的驱动装置和传动装置，所述驱动装置中电机的转轴上设有蜗杆或齿轮与所述传动装置相啮合，所述传动装置为与所述驱动装置匹配的周转轮系装置；还包括与所述周转轮系装置相匹配的电磁离合器，通过所述电磁离合器改变所述周转轮系装置的工作状态，实现动力的切换输出。

所述电磁离合器包括位于同一中心轴上的一对离合齿轮、离合盘和一对永久磁铁，所述离合盘位于两离合齿轮之间，所述离合盘的两侧及所述离合齿轮的内侧均设有啮合齿，所述一对永久磁铁分别位于所述离合齿轮的外侧。

位于所述离合齿轮之间的中心轴的截面为方形，所述中心轴的其余部分的截面为圆形。

所述周转轮系装置中，中心太阳轮与行星轮的一侧相啮合并置于位于轮系盒内的外侧中心轮中，所述行星轮的另一侧和外侧中心轮相啮合并与所述轮系盒外侧的行星架相套接。

所述周转轮系装置包括两个位于所述驱动装置中蜗杆两侧、结构对称的第一周转轮系装置和第二周转轮系装置，每一周转轮系装置中，所述中心太阳轮与轮系盒、外侧中心轮、行星架的中心轴相同；一对带动镜片角度调节板转动的齿条与所述行星架相啮合；所述电磁离合器中的一对离合齿轮分别与所述外侧中心轮相啮合，当所述电磁离合器不工作时，所述周转轮系装置处于差动轮系状态，所述行星轮仅自转，没有动力输出；当所述电磁离合器工作时，所述周转轮系装置处于行星轮系状态，所述行星轮公转，输出动力。

所述周转轮系装置包括与所述行星架同轴同速的行星架齿轮；所述电磁离合器中的一对离合齿轮分别与所述外侧中心轮和行星架齿轮相啮合，当电磁离合器不工作时，所述周转轮系装置处于差动轮系状态，外侧中心轮和行星轮均可转动；当电磁离合器受电力作用正向工作时，所述周转轮系装置进入行星轮系状态，外侧中心轮静止，行星轮的公转通过行星架齿轮将动力输出；当电磁离合器受电力作用负向工作时，所述周转轮系装置进入定轴轮系状态，行星架静止，行星轮产生绕自身的自转，行星轮的自转带动外侧中心轮转动，外侧中心轮将动力输出。

所述离合盘与基座的支点之间设有回位弹簧。

每个周转轮系装置由两个中心轮、一套行星轮、一个行星架和轮系盒构成。为区分起见，对两个中心轮，靠近轮系中心的中心轮称呼为中心太阳轮，靠近轮系外侧的中心轮称为外侧中心轮。除行星架外，两个中心轮和一套行星轮均布置在圆形轮系盒中，轮系盒除了起定位和保护作用外，其圆形的轮廓还唯一地确定了外侧中心轮的转动中心。外侧中心轮的里外两侧均有齿，可实现双面啮合。中心太阳轮是动力输入轮。由于驱动装置的蜗轮和中心太阳轮是一体的结构，动力由一侧直接传递至中心太阳轮。而行星轮带有公转和自转，其公转带动安装在另一侧的行星架转动。

电磁离合器由离合盘、中心轴、两个离合齿轮和永久磁铁构成。离合盘包含两个离合盘片和一个电磁线圈；中心轴中央的截面是长方形、两端是圆形，离合盘位于中心轴长方形截面的区域，可供离合盘在上面滑动并限制其不能转动，离合齿轮固定于圆形区域，离合齿轮可绕中心轴转动。电磁离合器固定于基座上，离合齿轮和周转轮系装置中的外侧中心轮啮合，可随外侧中心轮转动而同时转动。

周转轮系离合系统的工作原理可参见图8、9和10。周转轮系装置有差动轮系、行星轮系和定轴轮系三种工作状态，可以通过三种工作状态之间的变换来实现动力的切换输出。周转轮系装置产生的形态差动轮系、行星轮系和定轴轮系之间的变换通过电磁离合器来实现。其原理的实现共有两种方式，第一种，有两个周转轮系装置，其状态在差动轮系、行星轮系之间变换。当电磁离合器不工作时，周转轮系装置处于差动轮系状态，外侧中心轮和行星轮均可转动，中心太阳轮在驱动力作用下，绕轴心旋转。中心太阳轮可带动行星轮和外侧中心轮转动。在周转轮系装置实际工作状态下，由于行星轮公转轴和外部角度控制系统联动，行星轮要公转需要克服相对非常大的系统阻力该阻力也可人为施加，而外侧中心轮结构简单，可自由转动。此时，中心太阳轮的转动仅仅带动行星轮自转和外侧中心轮绕轴心转动。行星轮没有公转发生，从而没有动力输出。当电磁离合器工作时，离合盘将一侧离合齿轮锁死而无法转动，从而与其连接的外侧中心轮也锁死无法转动，从而使一侧的周转轮系装置进入行星轮系状态，外侧中心轮静止，中心太阳轮在驱动力作用下绕轴心旋转，行星轮产生绕自身的自转和绕行星齿轮系统的轴心公转，行星轮的公转通过行星架将动力输出。而另一侧的周转轮系装置依然处于处于差动轮系状态，没有输出，从而实现动力的切换。第二种，只有一个周转轮系装置，其状态在差动轮系、行星轮系和定轴轮系之间切换。当电磁离合器不工作时，周转轮系装置处于差动轮系状态，外侧中心轮和行星轮均可转动，中心太阳轮在驱动力作用下，绕轴心旋转。当电磁离合器受电力作用正向工作时，离合盘将离合齿轮锁死而无法转动，从而与其连接的外侧中心轮也锁死无法转动，周转轮系装置进入行星轮系状态，外侧中心轮静止，中心太阳轮在驱动力作用下绕轴心旋转，行星轮产生绕自身的自转和绕行星轮的轴心公转，行星轮的公转通过行星架将动力输出。当电磁离合器受电力作用负向工作时，离合盘将离合齿轮锁死而无法转动，从而与其连接的行星轮也锁死无法转动，周转轮系装置进入定轴轮系状态，行星架静止，中心太阳轮在驱动力作用下绕轴心旋转，行星轮产生绕自身的自转，行星轮的自转带动外侧中心轮转动，外侧中心轮将动力输出，从而实现动力的切换。

最后由行星架外部齿轮驱动齿条纵向运动带动镜片角度调节板来实现镜片的角度调节。

本发明的有益效果：

根据本发明的技术方案，采用周转轮系装置和电磁离合器来进行动力的离合和切换，从而实现只采用一个驱动电机来实现镜元件不同方向的角度调节。在驱动装置中，蜗杆安装在电机轴上，将电机产生的动力通过与之配合的蜗轮转化成图示平面方向的转动。蜗轮和两个周转轮系装置中的中心太阳轮是一体的结构，蜗轮和中心太阳轮同心同转速，最终实现将电机的输出动力进行方向变换转换成所需平面的转动，这样可以减少转向系统的尺寸和空间利用率。本发明利用了周转轮系装置的机械特性将动力系统的输出机构和离合机构进行了分离，使系统的动力控制更加稳定，整个系统的鲁棒性更健壮。而电磁离合器的的存在，可将周转轮系装置产生形态变换，按需求进行差动轮系和行星轮系之间的变换，从而实现动力的按需输出。当没有输入信号时，电机静止，电磁离合器的电磁力消失，在固定在基座固定支点上回位弹簧的带动下返回中间位置，使离合盘和两个离合齿轮脱离接触，从而离合齿轮和外侧中心轮可以自由转动。此时用户可以手动的对视镜进行调节而不对内部结构产生联动损坏。

下面结合附图进一步描述本发明。

附图说明

附图1为本发明一实施例的结构示意图。

附图2为驱动装置的结构示意图。

附图3为周转轮系装置的结构示意图。

附图4为图3的轴向装配图。

附图5为电磁离合器的结构示意图。

附图6为为离合盘及中心轴的结构示意图。

附图7为本发明的控制电路原理图。

附图8为周转轮系装置差动轮系状态工作原理图。

附图9为周转轮系装置行星轮系状态工作原理图。

附图10为周转轮系装置定轴轮系状态工作原理图。

附图11为本发明另一实施例的结构示意图。

附图12为本发明另一实施例中周转轮系装置的结构示意图。

附图13为图12的轴向装配图。

具体实施方式

本发明的后视镜单电机电动转向系统位于后视镜控制系统的执行端，负责将电信号转换成机械动力，驱动镜片按输入信号进行角度调节。

图1是本发明一个后视镜单电机电动转向系统实施例的结构示意图。该实施例包括驱动装置1、两个周转轮系装置2、3，电磁离合器4和镜调节驱动臂5，其中镜调节驱动臂由齿条和镜调节面板构成，为清楚起见，图中去除了镜调节面板。如图2所示，驱动装置包括电机6，蜗杆7。如图3和图4所示，周转轮系装置包括中心太阳轮8、行星轮9、外侧中心轮10、行星架12和轮系盒11。如图5所示，电磁离合器由离合盘13、中心轴17、两个离合齿轮14、18构成。图6表示了离合盘13和中心轴17详细结构：离合盘13中央有一个电磁线圈，通电时能产生定向磁场、电磁线圈两侧带有啮合齿23。该啮合齿23能够和离合齿轮14、18上的啮合齿15啮合，从而限制离合盘13和离合齿轮18之间的相对运动。中心轴17分成两个部分，中央部分20截面为长方形，两端部分24截面为圆形。中心轴17固定在基座上，中心轴17的中央部分20为长方形截面，离合盘13只能沿中心轴17的轴向滑动，不能发生转动。而离合齿轮18所在的中心轴17两端部分24截面为圆形，离合齿轮18能够绕中心轴自由转动。离合盘13连接有一回位弹簧22，回位弹簧22固定在基座固定支点26上，该弹簧起将离合盘13拉回中心轴17正中央初始位置的功能。

图7是系统工作的控制原理图。参考上述图例，将以左后视镜的角度调节为实施例说明本发明的后视镜单电机电动转向系统的工作过程。

当用户按下“上”控制按钮时，控制器将输出两个信号：输出正向信号给电机6，此时电机输出轴正向旋转，通过蜗杆7将驱动力传递到两个周转轮系装置2、3中，此时中心太阳轮8、行星轮9、外侧太阳轮10和离合齿轮14、18随之转动。同时另一正向信号给电磁线圈。通电后电磁线圈产生正向磁场和周围永久磁铁16、19相互作用产生正向电磁力，从而驱动离合盘13沿中心轴17的长方形截面区域20滑动，最终贴合离合齿轮14，由于离合盘13上有啮合齿23将会和离合齿轮14上的啮合齿15发生啮合，从而锁紧离合盘13和离合齿轮14，周转轮系装置2进入行星轮系状态，因为其外侧太阳轮10被离合齿轮14锁死而保持静止，其行星轮9绕轴心公转；而周转轮系装置3由于其外侧太阳轮10依然能够自由转动，为差动轮系状态，其行星轮9受系统阻力仅发生自转，无动力输出。因此，周转轮系装置3空转，而周转轮系装置2的行星架12将旋转带动啮合与其上的齿条向上运动，最终实现镜调节面板的向上方向翻转的角度调节效果。

当用户按下“下”控制按钮时，控制器将输出两个信号：输出负向信号给电机6，此时电机输出轴反向旋转，通过蜗杆7将驱动力传递到两个周转轮系装置2、3中，此时中心太阳轮8、行星轮9、外侧太阳轮10和离合齿轮14、18随之转动。同时另一正向信号给电磁线圈。通电后电磁线圈产生正向磁场和周围永久磁铁16、19相互作用产生正向电磁力，从而驱动离合盘13沿中心轴17的长方形截面区域20滑动，最终贴合离合齿轮14，由于离合盘13上有啮合齿23将会和离合齿轮14上的啮合齿15发生啮合，从而锁紧离合盘13和离合齿轮14，周转轮系装置2进入行星轮系状态，因为其外侧太阳轮10被离合齿轮14锁死而保持静止，其行星轮9绕轴心公转；而周转轮系装置3由于其外侧太阳轮10依然能够自由转动，为差动轮系状态，其行星轮9受系统阻力仅发生自转，无动力输出。因此，周转轮系装置3空转，而周转轮系装置2的行星架12将旋转带动啮合与其上的齿条向下运动，最终实现镜调节面板的向下方向翻转的角度调节效果。

当用户按下“左”控制按钮时，控制器将输出两个信号：输出负向信号给电机6，此时电机输出轴反向旋转，通过蜗杆7将驱动力传递到两个周转轮系装置2、3中，此时中心太阳轮8、行星轮9、外侧太阳轮10和离合齿轮14，18随之转动。同时另一负向信号给电磁线圈。通电后电磁线圈产生反向磁场和周围永久磁铁16、19相互作用产生反向电磁力，从而驱动离合盘13沿中心轴17的长方形截面区域20滑动，最终贴合离合齿轮18，由于离合盘13上有啮合齿23将会和离合齿轮18上的啮合齿发生啮合，从而锁紧离合盘13和离合齿轮18，周转轮系装置3进入行星轮系状态，因为其外侧太阳轮10被离合齿轮18锁死而保持静止，其行星轮9绕轴心公转；而周转轮系装置2由于其外侧太阳轮10依然能够自由转动，为差动轮系状态，其行星轮9受系统阻力仅发生自转，无动力输出。因此，周转轮系装置2空转，而周转轮系装置3的行星架12将旋转带动啮合与其上的齿条向上运动，最终实现镜调节面板的向左侧翻转的角度调节效果。

当用户按下“右”控制按钮时，控制器将输出两个信号：输出正向信号给电机6，此时电机输出轴正向旋转，通过蜗杆7将驱动力传递到两个周转轮系装置2、3中，此时中心太阳轮8、行星轮9、外侧太阳轮10和离合齿轮14，18随之转动。同时另一负向信号给电磁线圈。通电后电磁线圈产生反向磁场和周围永久磁铁16、19相互作用产生反向电磁力，从而驱动离合盘13沿中心轴17的长方形截面区域20滑动，最终贴合离合齿轮18，由于离合盘13上有啮合齿将会和离合齿轮18上的啮合齿发生啮合，从而锁紧离合盘13和离合齿轮18，周转轮系装置3进入行星轮系状态，因为其外侧太阳轮10被离合齿轮18锁死而保持静止，其行星轮9绕轴心公转；而周转轮系装置2由于其外侧太阳轮10依然能够自由转动，为差动轮系状态，其行星轮9受系统阻力仅发生自转，无动力输出。因此，周转轮系装置2空转，而周转轮系装置3的行星架12将旋转带动啮合与其上的齿条向下运动，最终实现镜调节面板的向右侧翻转的角度调节效果。

调节过程中，该实例的控制信号和输出信号关系如表1所示：

表1  输入和输出信号的关系图

图11是本发明另一个后视镜单电机电动转向系统实施例的结构示意图。该实施例包括驱动装置1、周转轮系装置32、电磁离合器4和镜调节驱动臂5，其中镜调节驱动臂由齿条和镜调节面板构成，为清楚起见，图中去除了镜调节面板。驱动装置和电磁离合器和实施例1相同。周转轮系装置32包括中心太阳轮35、行星轮36、外侧中心轮38、行星架37、行星架齿轮40和轮系盒39构成，如图12、13所示。

本实例的工作过程和实例1类似：

当电磁离合器4受电力作用正向工作时，离合盘13将离合齿轮14锁死而无法转动，从而与其连接的外侧中心轮38也锁死无法转动，从而系统进入行星轮系状态，外侧中心轮38静止，中心太阳轮35在驱动力作用下绕轴心旋转，行星轮36产生绕自身的自转和绕行星轮的轴心公转，行星轮36的公转通过行星架37和位于行星架37另一侧且与行星架37一体同轴的行星架齿轮40将动力输出，带动与之啮合的齿条，从而带动视镜镜片上下方向翻转。电机正向转动带动镜片向上翻转，反之电机负向转动带动镜片向下翻转，

当电磁离合器4受电力作用负向工作时，离合盘13将另一离合齿轮18锁死而无法转动，从而与其连接的行星轮36也锁死无法转动，从而系统进入定轴轮系状态，行星架37和行星架齿轮40静止，中心太阳轮在驱动力作用下绕轴心旋转，行星轮36产生绕自身转轴的自转，行星轮36的自转带动外侧中心轮38转动，外侧中心轮38将动力输出，带动与之啮合的齿条，从而带动视镜镜片左右方向翻转。电机正向转动带动镜片向右翻转，反之电机负向转动带动镜片向左翻转。

其控制电路和图7类同，只是信号正负略有不同，不再累述。

由本领域技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。

Claims (4)

1.后视镜单电机电动转向系统，包括固定在基座上的驱动装置和传动装置，其特征在于：所述驱动装置中仅有的一个电机的转轴上设有蜗杆与所述传动装置相啮合，所述传动装置为与所述驱动装置匹配的周转轮系装置；还包括与所述周转轮系装置相匹配的电磁离合器，通过所述电磁离合器改变所述周转轮系装置的工作状态，实现动力的切换输出；

所述电磁离合器包括位于同一中心轴上的一离合盘、一对离合齿轮和一对永久磁铁，所述离合盘位于两离合齿轮之间，所述离合盘的两侧及所述离合齿轮的内侧均设有啮合齿，所述一对永久磁铁分别位于所述离合齿轮的外侧；位于所述离合齿轮之间的中心轴的截面为方形，所述中心轴的其余部分的截面为圆形；所述离合盘与基座的支点之间设有回位弹簧。

2.根据权利要求1所述的后视镜单电机电动转向系统，其特征在于：所述周转轮系装置中，中心太阳轮与行星轮的一侧相啮合并置于位于轮系盒内的外侧中心轮中，所述行星轮的另一侧和外侧中心轮相啮合，所述行星轮与所述轮系盒外侧的行星架相套接。

3.根据权利要求2所述的后视镜单电机电动转向系统，其特征在于：所述周转轮系装置为两个位于所述驱动装置中蜗杆两侧、结构对称的第一周转轮系子装置和第二周转轮系子装置，每一周转轮系子装置中，中心太阳轮与行星轮的一侧相啮合并置于位于轮系盒内的外侧中心轮中，所述行星轮的另一侧和外侧中心轮相啮合，所述行星轮与所述轮系盒外侧的行星架相套接，所述中心太阳轮与轮系盒、外侧中心轮、行星架的中心轴相同；一对带动镜片角度调节板转动的齿条分别与每一周转轮系子装置中的所述行星架相啮合；所述电磁离合器中的一对离合齿轮能够分别与所述外侧中心轮相啮合，当所述电磁离合器不工作时，所述周转轮系装置处于差动轮系状态，所述行星轮仅自转，没有动力输出；当所述电磁离合器工作时，所述周转轮系装置处于行星轮系状态，所述行星轮公转，输出动力。

4.根据权利要求2所述的后视镜单电机电动转向系统，其特征在于：所述周转轮系装置包括与所述行星架同轴同速的行星架齿轮；所述电磁离合器中的一对离合齿轮能够分别与所述外侧中心轮和行星架齿轮相啮合，当电磁离合器不工作时，所述周转轮系装置处于差动轮系状态，外侧中心轮和行星轮均可转动；当电磁离合器受电力作用正向工作时，所述周转轮系装置进入行星轮系状态，外侧中心轮静止，行星轮的公转通过行星架齿轮将动力输出；当电磁离合器受电力作用负向工作时，所述周转轮系装置进入定轴轮系状态，行星架静止，行星轮产生绕自身的自转，行星轮的白转带动外侧中心轮转动，外侧中心轮将动力输出。

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