CN211001539U - 一种用于电动助力转向的双电机减速机构装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于电动助力转向的双电机减速机构装置，涉及汽车助力转向器技术领域，由壳体、蜗轮、蜗杆、传感器、下转向轴、电机和控制器构成；在普通的C‑EPS的结构基础上新增一个助力电机，形成双电机同时工作的一种新的EPS结构，扭杆装配在下转向轴和限位套内部，转子焊接在下转向轴上，传感器焊接在限位套上，故扭杆产生旋转形变，转子和传感器产生相对旋转位移，传感器产生信号传递控制器，控制器同时控制两个电机旋转，蜗轮蜗杆装配在壳体内部，两个电机装配在壳体两侧，电机旋转时对两个蜗杆进行扭矩传动，蜗轮压装在下转向轴上，蜗杆主动运动，蜗轮和下转向轴被动运动，下转向轴将扭矩通过传动轴、MSG进行传递。

Description

一种用于电动助力转向的双电机减速机构装置

技术领域

本实用新型涉及汽车助力转向器技术领域，具体为一种用于电动助力转向的双电机减速机构装置。

背景技术

1.助力方面：为满足乘用车市场的大型车辆的载荷需求，如大型SUV车型。现在越来越多的车辆开始从液压助力更换至电动助力，然而稍微较大一点的车辆普通的单电机的C-EPS在助力方面已无法满足。现阶段的电机技术难以经济的满足这一要求，即助力方便无法满足要求，普通的电机一般电机扭矩为2～5Nm，在小型乘用车车辆尚可以满足助力要求，但大型车辆则无法满足。若使用D-EPS或者R-EPS的话，成本便会大幅度提高。假设在C-EPS的结构基础上再新增一个电机，形成双电机助力，此时扭矩便会翻倍，足以满足重载荷车辆。

2.性能方面：单电机的相应速度，如方向盘端突然施加转向，单电机的响应线性及扭矩较双电机弱，以及电机相对应的优点会大大提升，如回正能力、驻车/低速转向力、中间位置响应、弯道中转向相应等，举个例子，假设一个人推一个满载的小推车上坡，比较困难或者无法达到坡顶，此时再增加一个人，小推车自然会很容易达到坡顶，换句话说一个人控制小推车的能力没有两个人控制小推车的能力强。

3.异响方面：现在越来越多的客户重视舒适性驾驶，在行驶过程中厌烦听到任何异响，根据售后反馈大多数客户反映较多的异响出现在鹅卵石路况及颠簸路况，售后件分析大多是蜗轮蜗杆间隙造成的。根据这种路况分析异响原理如下：车辆行驶在不平整的路面车轮会上下跳动和左右偏摆，从而将力传递给MSG(机转)，MSG产生左右运动的冲击力，接着再传递给中间轴形成冲击扭矩，最后传递到蜗轮蜗杆，大部分的冲击力都会被蜗轮蜗杆给吸收，这也是为什么现在市场蜗轮采用尼龙材料的原因之一。蜗轮蜗杆啮合点经过长时间的撞击，蜗轮会产生形变，从而导致蜗轮蜗杆间隙的出现。一般的C-EPS 结构蜗轮蜗杆仅一处啮合点，而双电机的C-EPS结构拥有两个电机，蜗轮蜗杆啮合点也拥有两个，因车轮造成的冲击力也会被分成两处进行吸收。所以从原理上来说双电机结构较一般的C-EPS产生蜗轮蜗杆间隙的可能性也会大大降低。

4.空间结构方面：双电机的结构的助力虽然较大，但体积相应也较大在空间上相对一般的C-EPS体积较大，在整车数模布置上比较困难。

为此，有必要提出一种可以满足大载荷并且对性能要求又高的结构，既可以满足节能和驾驶舒适性的要求，还可以增加驾驶者手感的提升，因此，本领域的技术人员提出了一种用于电动助力转向的双电机减速机构装置。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种用于电动助力转向的双电机减速机构装置，解决了汽车助理转向器如何满足大载荷并且对性能要求又高的结构，既可以满足节能和驾驶舒适性的要求，还可以增加驾驶者手感的提升的问题。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种用于电动助力转向的双电机减速机构装置，包括壳体、分别固定安装在壳体两侧表面上的电机A和电机B以及固定安装在壳体上，并且与电机A和电机B相对立位置的控制器，所述壳体的内部且与电机A和电机B相垂直的面上贯穿设置有一根限位套，所述限位套的内部设置有一根扭杆，所述扭杆向限位套外侧延伸的一端固定连接有十齿花键轴，且扭杆向限位套内侧延伸的一端固定连接有下转向轴，所述壳体的一侧且位于限位套的外部固定连接有蜗轮，所述限位套的外部区段通过焊接方式固定连接有传感器。

所述电机A和电机B的驱动端均延伸至壳体的内部，并且分别对应固定连接有蜗杆A和蜗杆B的一端，所述蜗杆A和蜗杆B一端的外部分别对应套接有弹性件A和弹性件B，所述弹性件A和蜗杆A之间以及弹性件B与蜗杆B 之间分别对应套接设置有弹簧A和弹簧B，所述蜗杆A和蜗杆B一端的外部且分别位于弹性件A和弹性件B的一侧位置，对应套接有孔用外倒角弹性卡簧A 和孔用外倒角弹性卡簧B。

优选的，所述扭杆向外延伸的一端与限位套之间通过压装方式实现固定，所述扭杆与下转向轴之间通过一根贯穿在两者内部的销子实现联动串接，所述下转向轴与限位套相邻的一端外部通过焊接方式固定套接有转子。

优选的，所述传感器的外部固定设置有传感器壳体，所述传感器壳体固定安装在下转向轴上，所述传感器壳体与壳体之间通过O型圈形成密封的连接结构，所述O型圈固定连接在传感器壳体的表面，所述传感器壳体与壳体之间且位于O型圈的内侧位置处固定套接有轴承E，所述蜗轮与壳体之间分别通过孔用外倒角弹性卡簧C和轴承F形成可拆式的固定连接结构，所述轴承F 固定设置在孔用外倒角弹性卡簧C的内部，所述下转向轴的中间区段的外部固定连接有锁紧螺母。

优选的，所述蜗杆A和蜗杆B的另一端与壳体之间分别对应通过轴承B 和轴承C形成可转动的过渡连接结构。

优选的，所述蜗杆A和蜗杆B一端的外部区段，且分别位于孔用外倒角弹性卡簧A和孔用外倒角弹性卡簧B的一侧位置处对应套接有轴承A和轴承D。

优选的，所述壳体的表面设置有线束，所述线束分别对应连接有传感器壳体、电机A、电机B以及控制器。

有益效果

本实用新型提供了一种用于电动助力转向的双电机减速机构装置。与现有技术相比具备以下有益效果：

1.车辆在转向过程中，由双电机助力共同工作，使转向时所提供的助力会大大提升，从而使大载荷的车辆进行转向；

2.泥坑路况转向过程中，在泥坑情况下所需要的助力往往要大于正常的水泥路况，通过双电机提供助力操纵力不会产生扭矩变化不大，满足驾驶舒适性要求；

3.在车辆实施转向操作后，通过双电机对蜗杆施加正向或反向助力，使车辆主动回正的能力及方向盘回正速度都会大大提升。

4.车辆在不平整路况行进过程中，如土坑路、鹅卵石路，蜗轮蜗杆产生相互撞击时，蜗轮两处的啮合点会降低异响的产生并且会降低方向盘受到的反冲击力，提高舒适性和安全性驾驶。

5.自动驾驶/自动泊车等过程中，没有了方向盘的输入力，对电机的要求会更加高，一般的C-EPS结构若想满足自动驾驶等功能，必须对电机的扭矩要求较高，双电机结构的减速机构可以轻松满足，并且其响应能力及控制能力等方面可以较好的体现。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型图1中A-A断面的剖视图；

图3为本实用新型图1中B-B断面的剖视图。

图中：1、壳体；2、蜗杆A；3、电机A；4、弹性件A；5、弹簧A；6、孔用外倒角弹性卡簧A；7、轴承A；8、轴承B；9、控制器；10、蜗轮；11、轴承C；12、蜗杆B；13、轴承D；14、孔用外倒角弹性卡簧B；15、弹簧B； 16、弹性件B；17、电机B；18、十齿花键轴；19、限位套；20、扭杆；21、传感器；22、转子；23、O型圈；24、传感器壳体；25、轴承E；26、孔用外倒角弹性卡簧C；27、轴承F；28、锁紧螺母；29、销子；30、下转向轴；31、线束。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种用于电动助力转向的双电机减速机构装置，包括壳体1、分别固定安装在壳体1两侧表面上的电机 A3和电机B17以及固定安装在壳体1上，并且与电机A3和电机B17相对立位置的控制器9，壳体1的内部且与电机A3和电机B17相垂直的面上贯穿设置有一根限位套19，限位套19的内部设置有一根扭杆20，扭杆20向限位套19 外侧延伸的一端固定连接有十齿花键轴18，且扭杆20向限位套19内侧延伸的一端固定连接有下转向轴30，壳体1的一侧且位于限位套19的外部固定连接有蜗轮10，限位套19的外部区段通过焊接方式固定连接有传感器21。

电机A3和电机B17的驱动端均延伸至壳体1的内部，并且分别对应固定连接有蜗杆A2和蜗杆B12的一端，蜗杆A2和蜗杆B12一端的外部分别对应套接有弹性件A4和弹性件B16，弹性件A4和蜗杆A2之间以及弹性件B16与蜗杆B12之间分别对应套接设置有弹簧A5和弹簧B15，蜗杆A2和蜗杆B12一端的外部且分别位于弹性件A4和弹性件B16的一侧位置，对应套接有孔用外倒角弹性卡簧A6和孔用外倒角弹性卡簧B14。

扭杆20向外延伸的一端与限位套19之间通过压装方式实现固定，扭杆 20与下转向轴30之间通过一根贯穿在两者内部的销子29实现联动串接，下转向轴30与限位套19相邻的一端外部通过焊接方式固定套接有转子22，传感器21的外部固定设置有传感器壳体24，传感器壳体24固定安装在下转向轴30上，传感器壳体24与壳体1之间通过O型圈23形成密封的连接结构，O型圈23固定连接在传感器壳体24的表面，传感器壳体24与壳体1之间且位于O型圈23的内侧位置处固定套接有轴承E25，蜗轮10与壳体1之间分别通过孔用外倒角弹性卡簧C26和轴承F27形成可拆式的固定连接结构，轴承 F27固定设置在孔用外倒角弹性卡簧C26的内部，下转向轴30的中间区段的外部固定连接有锁紧螺母28。

蜗杆A2和蜗杆B12的另一端与壳体1之间分别对应通过轴承B8和轴承 C11形成可转动的过渡连接结构，蜗杆A2和蜗杆B12一端的外部区段，且分别位于孔用外倒角弹性卡簧A6和孔用外倒角弹性卡簧B14的一侧位置处对应套接有轴承A7和轴承D13，壳体1的表面设置有线束31，线束31分别对应连接有传感器壳体24、电机A3、电机B17以及控制器9。

使用时，方向盘施加扭矩并通过输入轴(图纸未体现)传递至十齿花键轴18、限位套19，扭杆20上端与限位套19压装固定，下端通过打销的方式利用销子29与下转向轴30进行固定，扭杆20在方向盘的扭矩作用下产生形变，传感器21和转子22分别通过焊接的方式固定在限位套19和下转向轴30 上，传感器壳体24压装在轴承E25上，传感器壳体24通过O型圈23与壳体 1过盈配合，轴承E25过盈装配在下转向轴30上。传感器壳体24主要目的是防止蜗轮10蜗杆A2(蜗杆B12)啮合的油脂流出和固定传感器21。当扭杆20 产生形变时转子22和传感器21形成相对旋转角度，传感器21采集角度信号通过线束传递至控制器9，控制器9通过控制电机A 3和电机B17的电流从而控制电机A和电机B的扭矩，电机A和电机B分别将扭矩通过弹性件A4和弹性件B16传递至蜗杆A2、蜗杆B12，间接传递至蜗轮10，蜗轮10通过下转向轴30向传动轴(图纸中未体现)、MSG(图纸中未体现)传递力矩，从而实现整车转向功能。蜗杆A2和蜗杆B12分别由轴承A7、轴承B8和轴承C11、轴承D13来支撑，蜗轮10通过过盈压装的方式固定在下转向轴30上，孔用外倒角弹性卡簧A 6和孔用外倒角弹性卡簧B14以及孔用外倒角弹性卡簧C 26 分别用于固定轴承A7轴承D13轴承F27防止其轴向窜动。轴承F27过盈压装在壳体上并支撑下转向轴30，锁紧螺母28用于固定下转向轴30防止其轴向窜动。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于电动助力转向的双电机减速机构装置，包括壳体(1)、分别固定安装在壳体(1)两侧表面上的电机A(3)和电机B(17)以及固定安装在壳体(1)上，并且与电机A(3)和电机B(17)相对立位置的控制器(9)，其特征在于：所述壳体(1)的内部且与电机A(3)和电机B(17)相垂直的面上贯穿设置有一根限位套(19)，所述限位套(19)的内部设置有一根扭杆(20)，所述扭杆(20)向限位套(19)外侧延伸的一端固定连接有十齿花键轴(18)，且扭杆(20)向限位套(19)内侧延伸的一端固定连接有下转向轴(30)，所述壳体(1)的一侧且位于限位套(19)的外部固定连接有蜗轮(10)，所述限位套(19)的外部区段通过焊接方式固定连接有传感器(21)；

所述电机A(3)和电机B(17)的驱动端均延伸至壳体(1)的内部，并且分别对应固定连接有蜗杆A(2)和蜗杆B(12)的一端，所述蜗杆A(2)和蜗杆B(12)一端的外部分别对应套接有弹性件A(4)和弹性件B(16)，所述弹性件A(4)和蜗杆A(2)之间以及弹性件B(16)与蜗杆B(12)之间分别对应套接设置有弹簧A(5)和弹簧B(15)，所述蜗杆A(2)和蜗杆B(12)一端的外部且分别位于弹性件A(4)和弹性件B(16)的一侧位置，对应套接有孔用外倒角弹性卡簧A(6)和孔用外倒角弹性卡簧B(14)。

2.根据权利要求1所述的一种用于电动助力转向的双电机减速机构装置，其特征在于：所述扭杆(20)向外延伸的一端与限位套(19)之间通过压装方式实现固定，所述扭杆(20)与下转向轴(30)之间通过一根贯穿在两者内部的销子(29)实现联动串接，所述下转向轴(30)与限位套(19)相邻的一端外部通过焊接方式固定套接有转子(22)。

3.根据权利要求1所述的一种用于电动助力转向的双电机减速机构装置，其特征在于：所述传感器(21)的外部固定设置有传感器壳体(24)，所述传感器壳体(24)固定安装在下转向轴(30)上，所述传感器壳体(24)与壳体(1)之间通过O型圈(23)形成密封的连接结构，所述O型圈(23)固定连接在传感器壳体(24)的表面，所述传感器壳体(24)与壳体(1)之间且位于O型圈(23)的内侧位置处固定套接有轴承E(25)，所述蜗轮(10)与壳体(1)之间分别通过孔用外倒角弹性卡簧C(26)和轴承F(27)形成可拆式的固定连接结构，所述轴承F(27)固定设置在孔用外倒角弹性卡簧C(26)的内部，所述下转向轴(30)的中间区段的外部固定连接有锁紧螺母(28)。

4.根据权利要求1所述的一种用于电动助力转向的双电机减速机构装置，其特征在于：所述蜗杆A(2)和蜗杆B(12)的另一端与壳体(1)之间分别对应通过轴承B(8)和轴承C(11)形成可转动的过渡连接结构。

5.根据权利要求1所述的一种用于电动助力转向的双电机减速机构装置，其特征在于：所述蜗杆A(2)和蜗杆B(12)一端的外部区段，且分别位于孔用外倒角弹性卡簧A(6)和孔用外倒角弹性卡簧B(14)的一侧位置处对应套接有轴承A(7)和轴承D(13)。

6.根据权利要求1所述的一种用于电动助力转向的双电机减速机构装置，其特征在于：所述壳体(1)的表面设置有线束(31)，所述线束(31)分别对应连接有传感器壳体(24)、电机A(3)、电机B(17)以及控制器(9)。

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