CN201071058Y - 汽车电动转向器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车电动转向器，包括固定在转向器壳体内并与输入轴相连的转向螺杆、转向螺母、转向臂轴；其中转向螺杆与驱动装置相连，转向螺母与转向螺杆内啮合，转向臂轴与转向螺母外啮合。与现有的HPS和EHPS相比，电动转向器只需电源而不用液压源，比HPS和EHPS省略了许多元件，省去高压油泵、储轴罐、油管、转向控制阀等，零件数目少，布置方便，重量轻；而且无寄生损失，可节省发动机能源，提高了汽车的运行性能；同时不采用油介质，不存在油泄漏，减少了油污染的可能，改善了环境。助力扭矩能适应在不同车速、方向盘不同转矩、不同转向阻力矩的各种情况下的合适的助力矩。

Description

汽车电动转向器

技术领域

本实用新型涉及一种汽车的转向器。尤其是一种电动转向器。

背景技术

现在汽车上普遍应用了液压助力转向器(简称HPS)，它的结构如图1。经过半个多世纪生产和发展，在理论和技术上已经相当成熟，达到了很高的水平。但难以满足现代汽车技术追求的高效节能、高舒适性和高安全性。从安全性要求来说，HPS存在着高速行驶时方向盘太轻，造成驾驶发飘的感觉，路感强度差，这是该转向器难以解决的难题。液压助力转向器是液压常流式，它有转向器和高压油泵、油罐、进油管、回油管、行程限位阀组件、上行程限位阀调节螺钉及下行程限位阀调节螺钉组成。从高效节能来说，液压常流式能量效率低。节能是当代全球最热门的课题，提高能源的利用率和节约能源是人们最关注的问题。环境保护也是全球提到高度重视的问题，HPS的油泄漏问题，也是难以克服的。

目前有几所高校、研究院所、生产厂家正在研究开发电控液压助力转向器(简称EHPS)，它的性能远比HPS优越，获得可变操纵力特性，但未能摆脱液压助力系统固有的能量利用效率低和环保问题的缺陷。此外，EHPS是由液压和电子两套伺服系统组成的，故使结构复杂，成本增加。所以HPS和EHPS都不能完全满足现代汽车高性能要求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种汽车电动转向器，具有高性能、高控制性、高判断性、高集成性等优点。

本实用新型是这样来实现上述目的的：

汽车电动转向器，其特征在于包括固定在转向器壳体内并与输入轴相连的转向螺杆、转向螺母、转向臂轴；其中转向螺杆与驱动装置相连，转向螺母与转向螺杆内啮合，转向臂轴与转向螺母外啮合。

作为上述技术方案的改进，所述驱动装置包括伺服电机、传动蜗杆和传动蜗轮，伺服电机的输出轴连接传动蜗杆，传动蜗杆与传动蜗轮啮合，传动蜗杆与转向螺杆相连。

本实用新型的有益效果是：与现有的HPS和EHPS相比，电动转向器只需电源而不用液压源，比HPS和EHPS省略了许多元件，省去高压油泵、储轴罐、油管、转向控制阀等，零件数目少，布置方便，重量轻；而且无寄生损失，可节省发动机能源3～5％，提高了汽车的运行性能；同时不采用油介质，不存在油泄漏，减少了油污染的可能，改善了环境。助力扭矩是根据车速、阻力矩、方向盘的转矩信号来确定的，它不但能克服液压助力转向器在高速发飘的缺陷，而且在不同车速下有无数条转向力特性曲线，能适应在不同车速、方向盘不同转矩、不同转向阻力矩的各种情况下的合适的助力矩。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

图1是现有技术的液压助力转向器的内部结构图；

图2是本实用新型实施例的内部结构图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是输入轴的主视放大图；

图5是转向螺杆的局部剖面放大图；

图6是滑套的剖面放大图。

具体实施方式

参照图2、图3，汽车电动转向器，包括固定在转向器壳体1内并与输入轴2相连的转向螺杆3、转向螺母4、转向臂轴5；其中转向螺杆3与驱动装置6相连，转向螺母4与转向螺杆3内啮合，转向臂轴5与转向螺母4外啮合。方向盘通过传动机构与输入轴2相连将转动扭矩传递到输出轴，然后在传输到转向螺杆3、转向螺母4，最后驱动车轮转向，而驱动装置6则根据目前的车速和方向盘的转动力拒，输出相应的驱动力到转向螺杆3，对汽车的转向起到助力的作用，减轻驾驶者转向的负担。与现有的HPS和EHPS相比，电动转向器只需电源而不用液压源，比HPS和EHPS省略了许多元件，省去高压油泵、储轴罐、油管、转向控制阀等，零件数目少，布置方便，重量轻；而且无寄生损失，可节省发动机能源3～5％，提高了汽车的运行性能；同时不采用油介质，不存在油泄漏，减少了油污染的可能，改善了环境。助力扭矩是根据车速、阻力矩、方向盘的转矩信号来确定的，它不但能克服液压助力转向器在高速发飘的缺陷，而且在不同车速下有无数条转向力特性曲线，能适应在不同车速、方向盘不同转矩、不同转向阻力矩的各种情况下的合适的助力矩。

其中所述驱动装置6包括伺服电机61、传动蜗杆62和传动蜗轮63，伺服电机61的输出轴连接传动蜗杆62，传动蜗杆62与传动蜗轮63啮合，传动蜗轮63与转向螺杆3相连。伺服电机61根据控制电路所获得的车速、阻力矩、方向盘的转矩信号等输出助力扭矩，通过传动蜗杆62和传动蜗轮63传递到转向螺杆3实现转向助力。

其中所述输入轴2通过扭杆7与转向螺杆3相连，扭杆7是一根直径较细且弹性较好的金属杆，在扭矩的作用下可以产生弹性扭转，当施加的扭矩撤掉后，扭杆7弹性复位，因此扭杆7的作用在于当方向盘输出的扭矩时，通过扭杆7将输入轴2的扭矩传递到转向螺杆3，当方向盘输出扭矩为零时，扭杆7会自动复位，使得方向盘和车轮自动回正。

另外，参照图4至图6输入轴2的外壁设有螺旋形的滑道21，有滑套8，其内壁设有环形内槽81，滑道21与环形内槽81间通过滚珠22活动连接，滑套8与扭矩传感器9相连。同时滑套8的内壁还设有另一道环形内槽82，相应的在转向螺杆3上设有直槽31，环形内槽82与直槽31间通过另一滚珠23活动连接。滑套8外壁设有环形外槽83，扭矩传感器9的触头置于环形外槽83内。控制电路需要检测的其中一个参数是方向盘的转矩，是这样获得的：当方向盘带动输入轴2转动时，滚珠22就会在滑道21内产生滚动，从而带动滑套8运动，而这一运动受到转向螺杆3上直槽31的限制，使滑套8只能沿轴线方向产生位移，扭矩传感器9将该位移转化为电信号送到控制电路。

Claims (6)

1.汽车电动转向器，其特征在于包括固定在转向器壳体(1)内并与输入轴(2)相连的转向螺杆(3)、转向螺母(4)、转向臂轴(5)；其中转向螺杆(3)与驱动装置(6)相连，转向螺母(4)与转向螺杆(3)内啮合，转向臂轴(5)与转向螺母(4)外啮合。

2.根据权利要求1所述的汽车电动转向器，其特征在于所述驱动装置(6)包括伺服电机(61)、传动蜗杆(62)和传动蜗轮(63)，伺服电机(61)的输出轴连接传动蜗杆(62)，传动蜗杆(62)与传动蜗轮(63)啮合，传动蜗轮(63)与转向螺杆(3)相连。

3.根据权利要求1所述的汽车电动转向器，其特征在于所述输入轴(2)通过扭杆(7)与转向螺杆(3)相连。

4.根据权利要求1所述的汽车电动转向器，其特征在于输入轴(2)的外壁设有螺旋形的滑道(21)，有滑套(8)，其内壁设有环形内槽(81)，滑道(21)与环形内槽(81)间通过滚珠(22)活动连接，滑套(8)与扭矩传感器(9)相连。

5.根据权利要求4所述的汽车电动转向器，其特征在于滑套(8)的内壁还设有另一道环形内槽(82)，相应的在转向螺杆(3)上设有直槽(31)，环形内槽(82)与直槽(31)间通过另一滚珠(23)活动连接。

6.根据权利要求4或5所述的汽车电动转向器，其特征在于滑套(8)外壁设有环形外槽(83)，扭矩传感器(9)的触头置于环形外槽(83)内。

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