CN207972665U - 一种直接输出电机转角转速的电动助力转向总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直接输出电机转角转速的电动助力转向总成，包括转向柱，减速机构，电机，检测装置；所述转向柱嵌套在减速机构的蜗轮中，蜗轮与蜗杆啮合，蜗杆一端嵌套在橡胶联轴器的卡槽上；所述电机部分采用螺栓连接固定减速机构外壳上；所述电机端盖采用螺栓连接固定在电机外壳上；所述电机转子输出端嵌套在橡胶联轴器的卡槽上；所述光电编码器转子嵌套在电机转子底部的凹槽中，光电编码器外壳采用卡爪卡在电机外壳上，光电编码器转子和电机转子一起转动。本实用新型结构简单，直接将光电编码器安装在电机底部，不影响EPS总成的结构，安全可靠，检测准确，成本低廉，有利于在一些低端汽车上尽快普及电动助力，降低驶驾员的转向负担。

Description

一种直接输出电机转角转速的电动助力转向总成

技术领域

本发明涉及一种能够检测电机转角转速的装置，特别涉及一种直接输出电机转角转速的电动助力转向总成。

背景技术

汽车电动助力转向(Electric Power Steering，EPS)在提供转向助力、减轻驾驶员操纵负担的同时，也能够提高汽车转向性能和驾驶舒适性，进而提高汽车的主动安全性。在我国，EPS系统得到了迅速的发展，并已成为很多车的标配。EPS系统由于增加电机及减速机构，增加转向系统的摩擦和阻尼，严重汽车的回正性能及快速转向时汽车的响应。EPS回正控制和阻尼补偿控制能够有效解决这些问题，但需要电机的转角和转速信号。转角传感器能够检测出电机的转角和转速，但成本较高，无法应用在低端车型。因此，若能开发低成本、性能可靠的电机转速转角检测装置，则能够加速EPS系统在低端车型的推广与应用，意义重大。

申请号201410027236.4公开了一种电机转子位置和转速的检测装置，包括固定设置于电机转子的转轴上的位置传感器转子，其特征在于，所述位置传感器转子包括能够产生正弦空间磁场的永磁体，所述检测装置还包括设置于电机定子上的用于检测所述正弦空间磁场的3个线性霍尔元件，所述线性霍尔元件以互差120度电角度的方式分布在与所述转轴垂直的平面上的以所述转轴为圆心的圆周上。所述圆周的半径为能够使得所述线性霍尔元件检测到的磁场强度小于其能够感应的最大磁场强度的数值并且大于预定值。所述永磁体具有两个对极。所述永磁体为磁极交替分布的四片瓦片式钕铁硼磁钢。根据所述3个线性霍尔元件中依次相邻布置的第一线性霍尔元件、第二线性霍尔元件和第三线性霍尔元件分别输出的第一电压值、第二电压值和第三电压值之间的大小关系判断当前处于电角度周期中的哪个电角度区间，再根据所述电压值和所述电角度区间计算所述电机转子的位置。根据3个线性霍尔元件输出的电压值的大小关系判断当前处于电角度周期中的哪个电角度区间，再根据所述电压值和所述电角度区间计算所述电机转子的位置。

该套电机的转子位置和转速的检测装置存在以下缺点：结构复杂，零件较多，安装难度较大，难以保证安装精度，适用范围窄，可靠性低，成本较高，实用性不强，不利于在一些低端汽车上普及电动助力转向系统。

发明内容

本发明公开了一种结构简单，不影响EPS总成结构，适用范围宽，安全可靠，成本低廉，实用性强的能够直接输出电机转角转速的电动助力转向总成。

本发明通过如下的技术方案实现：

一种直接输出电机转角转速的电动助力转向总成,其特征在于：所述一种直接输出电机转角转速的电动助力转向总成包括转向柱，减速机构，电机，检测装置；所述转向柱嵌套在减速机构的蜗轮中；所述减速机构的蜗杆一端嵌套在电机中橡胶联轴器的卡槽上，所述电机采用螺栓连接固定在减速机构上，所述检测装置采用卡爪卡在电机外壳上；所述减速机构起减速增扭并将电机力矩传递到转向柱转向的作用，所述电机起助力的作用，检测装置用于检测电机转角、转速；所述转向柱嵌套在减速机构的蜗轮中；所述减速机构的蜗杆一端嵌套在电机中橡胶联轴器的卡槽上；所述减速机构由蜗轮，蜗杆组成；所述电机由橡胶联轴器，深沟球轴承，六角螺栓，电机端盖，电机外壳，电机定子磁铁，电机转子，深沟球轴承；电机定子磁铁嵌套在电机外壳内壁上；一个深沟球轴承嵌套在电机端盖底部中心处的圆环状凸台内；电机转子两端分别嵌套在两个深沟球轴承中；另一个深沟球轴承嵌套在电机外壳底部中心处的圆环状凸台内；电机端盖采用螺栓连接固定在电机外壳上；电机转子输出端嵌套在橡胶联轴器的卡槽内；所述检测机构包括卡爪，光电编码器外壳，光电编码器转子；光电编码器转子嵌套在电机转子底部凹槽中，光电编码器转子嵌套在编码器外壳中，卡爪一端嵌套在光电编码器外壳上，另外一端嵌套在电机外壳上，光电编码器转子与电机转子一起旋转，光电编码器外壳不旋转。

作为优化，本发明直接将光电编码器安装在电机底部，并采用卡爪固定光电编码器外壳，不影响现有EPS总成的体积，简单可靠。

作为优化，当转向柱转动时，电机转子必然随之转动，光电编码器转子将会随着电机转子一起转动，光电编码器将输出两组方波信号，通过计算脉冲信号的个数，可以测得电机转子的转角；通过计算相邻两个脉冲信号的时间间隔，可以测得电机转子的转速。

作为优化，所述橡胶联轴器上有八个卡槽，电机转子上有四个卡爪，减速机构的蜗杆上也有四个卡爪，电机转子的卡爪和蜗杆的卡爪均嵌套在橡胶联轴器的卡槽上。

作为优化，所述卡爪有一定的弹性，卡爪上有防滑花纹，保证检测机构不会脱落，同时固定光电编码器外壳。

本发明的有益效果是：本发明提出的一种直接输出电机转角转速的电动助力转向总成，结构简单，检测准确，成本低，体积小，不影响EPS总成结构，加快在一些低端汽车上普及电动助力，降低驶驾员的转向负担。

附图说明

图1是本发明的总成图。

图2是本发明的减速机构内部结构图。

图3是本发明的电机剖视图。

图4是本发明的橡胶联轴器示意图。

图5是本发明的卡爪示意图。

图6是本发明的电机转子示意图。

图7是本发明的检测装置产生的脉冲信号图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实施方案加以详细说明：一种直接输出电机转角转速的电动助力转向总成，其特征在于：如图1所示，所述一种直接输出电机转角转速的电动助力转向总成包括转向柱1，减速机构2，电机3，检测装置4；参阅图2和图3，所述转向柱1嵌套在减速机构2的蜗轮2-1中，所述减速机构2的蜗杆2-2一端嵌套在电机3中橡胶联轴器3-1的卡槽上；所述电机3采用螺栓连接固定减速机构2上，所述检测装置采用卡爪4-1卡在电机外壳3-5上；所述减速机构2由蜗轮2-1，蜗杆2-2组成；所述电机由橡胶联轴器3-1，深沟球轴承3-2，六角螺栓3-3，电机端盖3-4，电机外壳3-5，电机定子磁铁3-6，电机转子3-7，深沟球轴承3-8组成；电机定子磁铁3-6嵌套在电机外壳3-5内壁上；深沟球轴承3-2嵌套在电机端盖3-4底部中心处的圆环状凸台内；电机转子3-7两端分别嵌套在深沟球轴承3-2和深沟球轴承3-8中；深沟球轴承3-8嵌套在电机外壳3-5底部中心处的圆环状凸台内；电机端盖3-4采用六角螺栓3-3连接固定在电机外壳3-5上；电机转子3-7输出端嵌套在橡胶联轴器3-1的卡槽内；所述检测机构包括卡爪4-1，光电编码器外壳4-2，光电编码器转子4-3；光电编码器转子4-3嵌套在电机转子3-7底部凹槽中，光电编码器转子4-3嵌套在光电编码器外壳4-2中，卡爪4-1一端嵌套在光电编码器外壳4-2上，另外一端卡在电机外壳3-5上，光电编码器转子4-3与电机转子3-7一起旋转，光电编码器外壳4-2不旋转。

作为优化，本发明直接将光电编码器安装在电机3底部，并采用卡爪4-1固定光电编码器外壳4-2，不影响现有EPS总成的体积，简单可靠。

作为优化，当转向柱1转动时，电机转子3-7必然随之转动，光电编码器转子4-3将会随着电机转子3-7一起转动，光电编码器将输出两组方波信号，(如图7所示)，通过计算脉冲信号的个数，可以测得电机转子3-7的转角；通过计算相邻两个脉冲信号的时间间隔，可以测得电机转子3-7的转速。

参阅图2、图4、图5和图6，作为优化，所述橡胶联轴器3-1上有八个卡槽，电机转子3-7上有四个卡爪，减速机构的蜗杆上2-2也有四个卡爪，电机转子3-7的卡爪和蜗杆2-2的卡爪均嵌套在橡胶联轴器3-1的卡槽上。

作为优化，所述卡爪4-1有一定的弹性，卡爪4-1上有防滑花纹，保证检测机构4不会脱落，同时固定光电编码器外壳4-2。

Claims (1)

1.一种直接输出电机转角转速的电动助力转向总成，其特征在于：所述一种直接输出电机转角转速的电动助力转向总成包括转向柱(1)，减速机构(2)，电机(3)，检测装置(4)；所述转向柱(1)嵌套在减速机构(2)的蜗轮(2-1)中；所述减速机构(2)的蜗杆(2-2)一端嵌套在电机(3)中橡胶联轴器(3-1)的卡槽上，所述电机(3)采用螺栓连接固定减速机构(2)上，所述检测装置采用卡爪(4-1)卡在电机外壳(3-5)上；所述减速机构(2)由蜗轮(2-1)，蜗杆(2-2)组成；所述电机由橡胶联轴器(3-1)，靠近橡胶联轴器(3-1)的深沟球轴承(3-2)，六角螺栓(3-3)，电机端盖(3-4)，电机外壳(3-5)，电机定子磁铁(3-6)，电机转子(3-7)，靠近卡爪(4-1)的深沟球轴承(3-8)；电机定子磁铁(3-6)嵌套在电机外壳(3-5)内壁上；靠近橡胶联轴器(3-1)的深沟球轴承(3-2)嵌套在电机端盖(3-4)底部中心处的圆环状凸台内；电机转子(3-7)两端分别嵌套在靠近橡胶联轴器(3-1)的深沟球轴承(3-2)和靠近卡爪(4-1)的深沟球轴承(3-8)中；靠近卡爪(4-1)的深沟球轴承(3-8)嵌套在电机外壳(3-5)底部中心处的圆环状凸台内；电机端盖(3-4)采用螺栓连接固定在电机外壳(3-5)上；电机转子(3-7)输出端嵌套在橡胶联轴器(3-1)的卡槽内；所述检测装置包括卡爪(4-1)，光电编码器外壳(4-2)，光电编码器转子(4-3)；光电编码器转子(4-3)嵌套在电机转子(3-7)底部凹槽中，光电编码器转子(4-3)嵌套在光电编码器外壳(4-2)中，卡爪(4-1)一端嵌套在光电编码器外壳(4-2)上，另外一端嵌套在电机外壳(3-5)上，光电编码器转子(4-3)与电机转子(3-7)一起旋转，光电编码器外壳(4-2)不旋转。