[实用新型]一种电机直驱转向助力系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电机直接驱动的转向助力系统，尤其是一种用于汽车等设备上的电机直驱转向助力系统。

背景技术

转向助力系统是为了降低驾驶员的劳动强度、提高汽车的驾驶安全性而诞生的。对于今天的汽车，转向助力系统已经成为一个必备的系统。转向助力系统经历了液压转向助力系统(HPS)、电子泵液压转向助力系统(EHPS)和最新型的电动转向助力系统(EPS)的发展过程。EPS系统是伴随着电子、检测和电机驱动技术而发展起来的。与传统的HPS和EHPS系统相比，EPS系统解决了原先系统存在的很多缺点和不足，具体表现在如下方面：首先，舒适性和安全性得到大大提高；EPS引入了车速、方向盘力矩和位置等的检测，这样系统可以按照驾驶安全和舒适的要求，精确地控制转向助力力矩的大小和方向。低速时，加大助力；而高速时，为了提高车辆的行驶安全性，可以适当的增加阻力，从而提高车辆行驶的稳定性。其二，EPS系统更节能；从液压系统电子泵的功率与电机功率相比，可节能80％(EPS的能耗仅为EHPS能耗的五分之一)。由于HPS的液压泵与发动机相连，无论助力与否，液压泵都在工作，它的能耗更高，占车辆总能耗的3％--5％(HPS的能耗是EHPS能耗的5—10倍)。其三，EPS的模块化结构便于安装、调试和维修，而且占用的空间更小。其四，由于方向盘位置的精确检测，使得转向系统的回正性能得到大大提供。其五，EPS系统能更绿色环保，由于EPS采用电机驱动，没有了液压系统，也就没有了液压油，这样就能减少大量废弃的液压油对环境造成的污染；另外，EPS的零件数量大大减少，所用的各种材料也更少，对于各种资源的节约更为有利。综上所述可以看出，EPS取代HPS和EHPS是大势所趋。

现有的电动转向助力系统(EPS)，由于采用了一个减速比为15左右的减速器，用以增大电机的驱动力矩。当助力系统出现故障时，系统会切断电机的电气连接，但此时，转向系统(即控制转向轮的传输机构)仍然与减速器相连。如果此时需要转向，那么减速器会一起转动，此时，减速器工作在增速状态，整个转向系统的转向阻力矩会大大增加，使得转向操作强度提高，增加了安全的隐患。而如果当故障发生时，电机的电气连接和机械连接没有切断的话，会由于电机的齿槽效应或由于驱动电路被击穿造成电机绕组短接形成的制动作用，使得转向阻力矩倍增，造成方向盘失灵，从而产生安全问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种高效、高精度、运行稳定可靠、体积小型化的电机直驱转向助力系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种电机直驱转向助力系统，包括壳体，在壳体内设有电机，电机包括转子、定子、位于定子上的绕组以及中空的电机轴，电机轴的左端与左轴承相连，电机轴的右端通过轴套与右轴承相连，在电机轴的内腔中设置扭力杆，扭力杆的左端与电机轴固定相连、扭力杆的右端与轴套固定相连；在电机轴上设置编码器I，在轴套上设置编码器II；编码器I、编码器II和绕组的引线均与电机驱动控制器相连。

作为本实用新型的电机直驱转向助力系统的改进：在电机轴的内腔中设置滚针轴承，滚针轴承的外圈与电机轴固定相连，扭力杆与滚针轴承的内圈转动相连。

作为本实用新型的电机直驱转向助力系统的进一步改进：编码器I、编码器II和绕组的引线均与插头相连，插头与电机驱动控制器相连。

作为本实用新型的电机直驱转向助力系统的进一步改进：定子为有槽式定子或无槽式定子。

作为本实用新型的电机直驱转向助力系统的进一步改进：转子中设有稀土永磁材料制成的磁环。

作为本实用新型的电机直驱转向助力系统的进一步改进：壳体的左右两端分别设有左端盖和右端盖，左轴承的外圈位于左端盖的端盖孔内，右轴承的外圈位于右端盖的端盖孔内。

作为本实用新型的电机直驱转向助力系统的进一步改进：壳体的外形呈圆柱体或方形柱体。

作为本实用新型的电机直驱转向助力系统的进一步改进：插头为航空插头。

本实用新型的电机直驱转向助力系统与现有的电动转向助力系统相比，具有以下优点：

第一、极大地简化了电动转向助力系统的结构。它将电机集成到了转向助力系统内，将电机轴与用于力矩检测的扭力杆组合到一起。这样不仅简化了系统的结构，还能减少系统的动力驱动环节，降低系统的转动惯量，从而提高系统的运行稳定性和动态性能。

第二、采用电机直接驱动，取消了增大电机驱动力矩的减速器，减少了系统的传动环节，提高了系统效率。不仅使得结构更加紧凑，体积更小，而更重要的是，它可以提高系统的安全性。