CN103350718A - 一种轻型载货汽车用电动助力转向系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车转向系统的技术领域，一种轻型载货汽车用电动助力转向系统，包括电动助力转向扭矩输入轴总成、转向传动轴总成、电子控制单元和线束，其特征在于所述转向扭矩输入轴总成的上轴设有轴承，轴承连接转向扭矩输入上轴外壳，上轴左侧是助力装置，转向扭矩输入轴上轴左侧连接扭杆，扭杆左侧连接转向扭矩输入下轴，下轴上装有轴承、蜗轮和电磁感应式无触点传感器，扭矩输入下轴左侧连接转向传动轴总成，转向传动轴总成两端分别设有万向节，右端万向节与十字轴焊接到一起，左端万向节与十字轴外套焊接到一起，防尘套一端固定在十字轴外套上，另一端固定在右侧的万向节上，左端万向节通过锁紧螺母与循环球式转向器相连接。本发明能提升整车操纵性能、降低油耗、保护环境，且增加乘坐舒适性。

Description

一种轻型载货汽车用电动助力转向系统

技术领域

本发明涉及汽车转向系统的技术领域，具体地说是一种轻型载货汽车用电动助力转向系统。

背景技术

随着汽车技术的发展，人们逐渐追求安全、轻便、舒适的驾驶环境，汽车转向系统由普通转向系统向动力转向系统发展。动力转向装置分气动、液动助力转向和电动助力转向，其中电动助力转向装置(EPS)具有轻便、简单、节能、清洁等优点，倍受人们青睐，逐渐有取代其它助力方式的趋势。

目前，轻型载货汽车大多没有助力转向或者装有液压助力转向系统，没有助力转向系统的小货车在原地或低速转向时候，方向比较沉重，驾驶舒适性欠佳；装有液压助力转向系统的小货车，虽然解决了原地或低速转向时方向沉重的问题，但是由于转向动力源是由发动机提供，直接增加了整车油耗，且不方便布置到整车上。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足，提供一种电源系统助力、节能环保、可实现随速助力提升路感的轻型载货汽车用电动助力转向系统。

本发明所采用的技术方案是：一种轻型载货汽车用电动助力转向系统，包括电动助力转向扭矩输入轴总成、转向传动轴总成、电子控制单元和线束，其特征在于所述转向扭矩输入轴总成的上轴设有轴承，轴承连接转向扭矩输入上轴外壳，转向扭矩输入轴上轴左侧是由传感器和执行器组成的助力装置，转向扭矩输入轴上轴左侧连接扭杆，扭杆左侧连接转向扭矩输入下轴，扭矩输入下轴左侧连接转向传动轴总成，扭矩输入下轴上装有轴承、蜗轮和电磁感应式无触点传感器通过轴承分别与助力装置外壳上和助力装置外壳下连接，蜗轮与蜗杆相连，蜗杆与助力电机相连，电磁感应式无触点传感器监测扭杆变形量和变形方向，对应输出相关参数，通过屏蔽线提供给控制器；所述转向传动轴总成的两端分别设有一万向节，右端万向节与十字轴焊接到一起，左端万向节与十字轴外套焊接到一起，十字轴外套右端部镶嵌有密封胶圈，防尘套一端固定在十字轴外套上，另一端固定在右侧的万向节上，右端万向节通过锁紧螺母与电动助力转向扭矩输入轴总成相连接，左端万向节通过锁紧螺母与循环球式转向器相连接。

本发明固定在驾驶室仪表板下方，系统上端的转向扭矩输入上轴连接方向盘，转向传动轴总成连接循环球式转向器，利用助力电机助力驱动整车转向，能提升整车操纵性能、降低油耗、保护环境，且提高乘坐舒适性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中转向传动轴总成的剖视图。

图中标记：1.外花键，2.转向扭矩输入上轴，3.轴承a，4.转向扭矩输入上轴外壳，5.上安装支架，6.下安装支架，7.电磁感应式无触点传感器，8.助力电机电源线，9.蜗杆，10.助力电机，11.转向扭矩输入下轴，12.锁紧螺栓，13.转向传动轴总成，14.内花键，15.扭杆，16.轴承b，17.蜗轮,18.助力装置外壳下，19.轴承c，20.助力装置外壳上，21.轴承d，22.万向节，23.防尘套，24.密封胶圈，25.十字轴，26.十字轴外套。

具体实施方式

由图1、图2所示，一种轻型载货汽车用电动助力转向系统，包括电动助力转向扭矩输入轴总成、转向传动轴总成13、电子控制单元和线束，所述转向扭矩输入轴总成的上轴设有轴承，轴承连接转向扭矩输入上轴外壳，转向扭矩输入上轴通过轴承a3和轴承d21与转向扭矩输入上轴外壳4相连，转向扭矩输入上轴外壳4设有上安装支架5和下安装支架6，分别固定到驾驶室上。扭杆15左端与转向扭矩输入下轴11左端同样采用过渡配合，利用配钻销轴固定。转向扭矩输入轴上轴左侧是由传感器和执行器组成的助力装置，转向扭矩输入轴上轴2左侧连接扭杆，上轴2左端与扭杆15采用过渡配合，转向扭矩输入利用配钻销轴连接，扭杆15左端与转向扭矩输入下轴11左端采用过渡配合，利用配钻销轴固定，扭矩输入下轴上装有轴承、蜗轮和电磁感应式无触点传感器通过轴承分别与助力装置外壳上20和助力装置外壳下18连接，转向扭矩输入下轴11通过轴承b16和轴承c19，分别与助力装置外壳下18和助力装置外壳上20相连，助力装置外壳下18、助力装置外壳上20和转向扭矩输入上轴外壳4之间用螺栓连接到一起，蜗轮17和转向扭矩输入下轴11之间是过渡配合，蜗轮17与蜗杆9配合，蜗杆9与助力电机相连，助力电机电源线8，实现力矩传输，转向扭矩输入下轴11右端装有电磁感应式无触点传感器7，电磁感应式无触点传感器监测扭杆变形量和变形方向，对应输出相关参数，通过屏蔽线提供给控制器，扭矩输入下轴左侧是外花键，与转向传动轴总成13连接，利用锁紧螺栓12锁紧。

所述转向传动轴总成的两端分别设有一万向节22，右端万向节与十字轴25焊接到一起，左端万向节与十字轴外套26焊接到一起，十字轴外套26右端部镶嵌有密封胶圈24，防尘套23一端固定在十字轴外套26上，另一端固定在右侧的万向节22上，右端万向节通过锁紧螺母与电动助力转向扭矩输入轴总成相连接，左端万向节通过锁紧螺母与循环球式转向器相连接。

本发明固定在驾驶室仪表板下方，系统上端转向扭矩输入上轴2通过外花键1连接方向盘，转向传动轴总成13端部的内花键14连接的循环球式转向器固定在车架上驱动整车转向。驾驶室与车架通过橡胶垫实现连接，二者之间存在相对运动，通过安装图2所示转向传动轴总成，使电动助力转向系统与循环球式转向器实现软连接，保证行车安全。转向传动轴总成中的十字轴25的两端伸缩长度为15mm，大于驾驶室与车架的相对运动距离（约8mm左右），通过上述设计可以有效保证转向安全性。

方向盘转矩通过转向扭矩输入上轴2，传递到扭杆15，扭杆变形后引起电磁感应式无触点传感器7的磁通量发生改变，磁场的改变引起线圈产生一个变化的自感电动势，电路板的检测电路根据计算该电动势的大小及方向，经过电路进一步的整形、放大、滤波等的处理后输出与扭矩大小成正比的电压信号。控制器根据传感器提供的电压信号的大小及方向对助力电机10进行驱动控制，通过蜗杆9将助力传递到蜗轮17上，带动转向传动轴总成13转动，转向传动轴又将转向力传递到循环球式转向器上，最终作用到转向轮上，经过一系列力矩的传递，实现辅助助力。

即在方向盘上施加转向力，引起扭杆变形，扭杆变形改变传感器的磁通量，经过信号处理使电压信号改变，通过控制器控制电机进行助力，电机输出扭矩和扭杆变形扭矩共同作用于转向传动轴，最终经过循环球式转向器传递到转向轮上，实现助力转向。

电动助力转向扭矩输入轴总成中集成了电磁感应式无触点传感器，电磁感应式无触点传感器检测到方向盘的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到电子控制单元，电子控制单元根据电磁感应式无触点传感器检测到的转距电压信号、转动方向和车速信号等，控制器根据传感器提供的电压信号的大小及方向对助力电机10进行驱动控制，通过蜗杆9将助力传递到蜗轮17上，带动转向传动轴总成13转动，转向传动轴总成13又将转向力传递到循环球式转向器上；电动助力转向系统的动力由伺服电机提供，汽车不转向时，电子控制单元不向电动机控制器发出指令，电动机不工作。

驾驶员在操纵方向盘进行转向时，电磁感应式无触点传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到电子控制单元，电子控制单元根据转矩传感器检测到的转距电压信号、转动方向和车速信号等，与系统内已经设定的车速进行对比分析，根据判定结果，发出助力指令，要求电机提供相应的助力。依据车速，将助力扭矩分成不同等级，车速低的时候电动助力转向系统提供大扭矩助力，随着车速逐渐提高，助力扭矩将依次减小，实现随速助力，达到增加路感的目的。

本发明的动力源来自伺服电机，与液压助力转向系统相比，不存在液力传动，无需油管、油泵、皮带、液压油等复杂结构，避免因液压油泄露而造成环境污染，整车布置简洁，噪声污染大幅降低，可以降低整车油耗3%-5%，同时方便维修。

Claims (1)

1.一种轻型载货汽车用电动助力转向系统，包括电动助力转向扭矩输入轴总成、转向传动轴总成、电子控制单元和线束，其特征在于所述转向扭矩输入轴总成的上轴设有轴承，轴承连接转向扭矩输入上轴外壳，转向扭矩输入轴上轴左侧是由传感器和执行器组成的助力装置，转向扭矩输入轴上轴左侧连接扭杆，扭杆左侧连接转向扭矩输入下轴，扭矩输入下轴左侧连接转向传动轴总成，扭矩输入下轴上装有轴承、蜗轮和电磁感应式无触点传感器通过轴承分别与助力装置外壳上和助力装置外壳下连接，蜗轮与蜗杆相连，蜗杆与助力电机相连，电磁感应式无触点传感器监测扭杆变形量和变形方向，对应输出相关参数，通过屏蔽线提供给控制器；所述转向传动轴总成的两端分别设有一万向节，右端万向节与十字轴焊接到一起，左端万向节与十字轴外套焊接到一起，十字轴外套右端部镶嵌有密封胶圈，防尘套一端固定在十字轴外套上，另一端固定在右侧的万向节上，右端万向节通过锁紧螺母与电动助力转向扭矩输入轴总成相连接，左端万向节通过锁紧螺母与循环球式转向器相连接。

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