[发明专利]一种具有自诊功能的循环球式电动助力转向器

说明书

技术领域

本发明涉及汽车零部件的技术领域，具体内容是一种循环球式电动助力转向器。

背景技术

动力转向系是利用一定的动力助力方式，对转向器施加作用力以减少驾驶员转动转向盘的操纵力、减轻驾驶疲劳的转向系统。

动力转向系按动力介质的不同分为气压式、液压式和电动式三类。

气压制动系统的工作压力较低，部件结构复杂、尺寸过于庞大、消耗功率多、易产生泄漏，而且转向力也不宜有效控制，所以这种助力系统不容易用于大型货车和小型轿车。

而液压电动助力转向系统需要液压源、油泵、油管、压力流量控制阀、储油罐等液压元件，这样的话，系统的零件过于复杂，同时浪费发动机能源3-5％左右。再者，液压助力转向虽然解决了汽车转向轻便性的问题，低速时方向盘转动很轻便，但高速行驶时方向盘太轻，造成驾驶发飘的感觉。新型转向油泵虽然可以做到高速转向时油泵流量下降，但高速行驶时并不保证发动机驱动下的油泵处于高速转动工况，因此不能彻底解决汽车高速行驶发飘的问题。

由此我们研究了一种电动助力转向系统，它能够使汽车在各种行驶条件下均节省发动机的能源，提高汽车的运行性能。由于不采用液压助力，不再采用油介质，无液体泄漏损失，减少了油污染的可能，也改善了环境。

电动助力转向系统系统通常由转矩传感器、车速传感器、电动机、电磁离合器、减速机构、电子控制单元等组成。其基本原理是当操纵转向盘时，装在转向轴上的转矩传感器不断测出转向轴上的转矩，并由此产生一个电压信号。该信号与车速信号同时输入电子控制单元，电子控制单元根据这些输入信号进行运算处理，确定助力转矩的大小和转向，即选定电动机的电流和转向，调整转向的助力。电动机的转矩由电磁离合器通过减速机构减速增矩后，加在汽车的转向机构上，使之得到一个与工况相适应的转向作用力。目前电动助力转向系统只应用在轿车中，转向器主要是齿轮齿条式转向器。

方向盘的自由行程是转向系各部分机件配合间隙的总反映，也是衡量转向系技术状况好坏的主要标志之一。自由行程过大或是过小都会对汽车造成危害。

自由行程过大，说明各配合机件磨损后的松旷量大，机件传动时存在着冲击，会加剧机件的磨损。同时这也会给驾驶操作带来困难，汽车转弯时，车轮不能按照驾驶员的意图转动，反应迟缓，操作性变坏，会直接影响到行车安全。自由行程过小也同样不行。如果路面稍有冲击力，就会通过方向盘传给驾驶员的手臂，造成手臂振动，操纵困难。另外，由于转向过于灵敏，很容易使驾驶员精神紧张。

可见，保持适当的方向盘自由行程是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于实现一种能够低速转向轻便、高速转向路感强，并具有一定自诊功能的循环球式电动助力转向器。

本发明的电动助力转向器除了具有循环球式转向器的螺杆、螺母、循环球和齿扇等机械部件以外，在存在一些其他的装置。

1.电机组件

电动机和减速机构组成的整体称为电机组件，转向助力电动机就是一般的永磁电动机，电动机的输出转矩控制是通过控制其输入电流来实现，而电动机的正转和反转则是由电子控制单元输出的正反转触发脉冲控制。

减速机构一般采用内啮合齿轮与转向器螺杆驱动组合式。

2.控制系统

控制系统主要是收集转矩和车速信号，控制助力电机的电流。

3.压力传感器

压力传感器用于检测螺杆与螺母之间的间隙，并将其检测出来的压力值转变为电信号，从而送到控制系统。如果这个压力值超过规定的范围，则控制系统控制故障灯点亮，进而对驾驶员进行提示，以便快速的进行维修。

附图说明

图1是电动助力转向系统的工作原理图。

图2是安装了直流电机和减速机构的循环球式电动助力转向器。

图3是安装压力传感器的循环球式转向器。

如图2所示，14为减速机构的行星齿轮；15为减速机构的太阳轮；16为减速机构的行星齿轮架；17为无刷直流电机；18为转向器的螺杆。

如图3所示，1为转向器的螺母；2为弹簧垫圈；3为转向螺母；4为转向器壳体密封垫圈；5为调整垫圈；6为侧盖；7为调整螺钉；8为锁紧螺母；9、10均为滚针轴承；11为齿扇轴(摇臂轴)；12为油封；13为压力传感器。

具体实施方式

如图1所示，电子控制单元根据转矩传感器、车速传感器和转速传感器的信号，控制驱动电路的工作，从而驱动直流电机的转动。再根据助力电机的实际转速与目标转速进行对比，从而实现了对直流电机工作情况的反馈控制。