[发明专利]电动推杆式电动助力转向装置

说明书

所属技术领域

本发明属汽车部件技术领域，具体涉及一种车辆用电动推杆式循环球电动助力转向装置。

背景技术

目前车辆用转向器主要分齿轮齿条式和循环球式两种，其中齿轮齿条式转向器主要用于 乘用车，循环球式转向器主要用于商用车。传统动力转向为液压动力转向，助力大小通过滑 阀或转阀加以控制。传统液压动力转向存在以下问题：助力特性不能随车速进行实时调节与 控制，难以协调低速转向轻便性与高速转向“路感”的矛盾；即使不转向，油泵也一直工作， 存在能量的寄生损失；由于液压系统本身存在漏油与维护问题，提高了维修成本，而液压油 还会对环境造成污染。油泵、皮带轮、液压管路等元件占用空间，不好布置；低温工作性能 较差。

电动助力转向系统(EPS)直接由电动机提供助力，取消了液压系统，系统由转向盘转 矩传感器、车速传感器、控制器、助力电动机及减速机构等组成。基本原理是控制器接受转 向盘转矩信号和车速信号，经过判断和处理后，根据事先确定好的助力特性输出控制信号， 控制电动机输出助力扭矩。电动助力转向系统能很好的克服液压动力转向存在的问题，具有 节能，提高安全性，有利于环保等许多优点，有逐步取代液压动力转向的趋势，是未来动力 转向技术的发展方向之一。但是目前世界范围内的电动助力转向系统还只是应用在轿车上， 且都为齿轮齿条式转向器。

目前循环球电动助力转向尚没有产品出现，还处于研发阶段。循环球电动助力转向主要 应用于商用车上，当商用车前轴荷较大时，若电机与助力机械装置是直接安装在转向器上的， 将使转向器的尺寸增大，带来笨重及安装不便等一系列问题。本发明为电动推杆式的电动助 力转向装置，其电动助力装置并不集成在转向器上，而是一个独立的装置，并与转向摇臂相 联结，直接将助力作用在转向摇臂上，再通过转向直拉杆、转向节臂使车轮转向，达到助力 转向的作用。本发明将大大减小转向器尺寸，具有轻便、简单等优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构紧凑、高效节能、低速转向轻便、高速转向路感强、以 及回正能力好的电动推杆式电动助力转向装置。

本发明的上述目的是通过这样的技术方案实现的，即一种电动推杆式电动助力转向装置， 包括：

(一)带转矩测量装置的循环球转向器，转矩测量装置用于检测作用在转向盘上的力矩， 布置在循环球转向器输入端。

(二)电动推杆，电动推杆的一端与循环球转向系统中的转向摇臂连接，另一端与车架 连接。电动推杆包括助力电动机及减速机构、推杆等。助力电动机用于提供辅助转向力矩； 减速机构的输入端与助力电动机联接，起降速增扭的作用。

(三)电子控制单元(ECU)，用于根据采集到的转向盘转矩、车速信号，控制助力电动 机电流。

其中，所述助力电动机为永磁有刷直流电动机或永磁无刷直流电动机，电压制式为 DC24V或DC42V。

所述电动推杆中，助力电动机减速机构的输入端与助力电动机输出轴连接，减速机构的 输出端与推杆中的螺杆连接。助力电动机输出的力矩通过减速机构和螺杆螺母传动副，推动 摇臂轴转动。

所述转矩测量装置中设有一扭杆，通过一套精密的机械装置，将扭杆的变形放大成角位 移或线位移，由角位移或线位移传感器间接测得扭杆的变形，根据扭杆刚度即可得转矩。

所述电子控制单元主要由CPU、信号采集与处理电路、驱动电路、监测电路等组成。其 中CPU为8位或16位单片机，也可以为16位数字信号处理器(DSP)。电动机驱动电路中 设置有电子开关，当系统出现异常后，迅速切断开关，以保证系统安全。