[发明专利]一种用于商用车的电动助力转向系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车转向系统，特别是关于一种用于商用车的电动助力转向系统。

背景技术

随着汽车技术的发展以及人们对汽车节能要求的提高，电动助力转向系统（EPS）在轿车上已经开始逐步取代液压助力转向系统（HPS），但是目前商用车转向系统仍采用HPS。据统计，HPS平均油耗约占总油耗的3%，而EPS平均油耗只占总油耗的0.5%，具有明显的节能优势。而我国的商用车产销量约占全世界商用车产销量的50%，且商用车年均行驶里程比轿车大，因此在商用车上采用EPS，将极大地促进商用车的节能，同时能获得随车速而变化的路感。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于商用车的电动助力转向系统，在对机械转向系统改动较少的前提下，使驾驶员获得随车速而变化的路感，降低商用车的燃油消耗，促进商用车节能减排。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种用于商用车的电动助力转向系统，其特征在于：它包括机械转向系统和电动助力系统两部分，所述机械转向系统包括转向盘、转向管柱、转向传动轴、循环球转向器、转向摇臂和转向传动机构；所述电动助力系统包括安装在所述转向管柱上的转向传感器、电动助力器和控制器；所述转向盘输出的转向盘力矩信号经所述转向管柱分别传输至所述转向传感器和转向传动轴，所述转向传感器将检测到的转向盘力矩信号传输至所述控制器内，所述控制器综合接收到的转向盘力矩信号和车辆其他行驶状态信号，向所述电动助力器发送控制信号；所述转向传动轴将转向盘力矩传输至所述循环球转向器，所述循环球转向器输出端连接所述转向摇臂；所述电动助力器一端铰接在转向摇臂上，另一端铰接在车架上，所述电动助力器根据所述控制器的控制指令，向所述转向摇臂提供助力，所述转向摇臂根据所述循环球转向器提供的动力、电动助力器提供的助力带动所述转向传动机构动作，完成协同驾驶员进行转向操纵。

所述电动助力转向系统用于非独立悬架商用车时，所述转向传动机构由转向直拉杆、转向横拉杆、转向节臂和梯形臂构成；所述转向直拉杆一端连接所述转向摇臂，另一端连接所述转向节臂；所述转向节臂经所述梯形臂连接所述转向横拉杆。

所述电动助力转向系统用于独立悬架商用车时，所述转向传动机构由转向直拉杆、转向横拉杆、梯形臂和摇杆构成；所述摇杆一端连接所述转向直拉杆，另一端铰接在所述车架上，所述摇杆中间位置处与所述转向横拉杆铰接。

所述电动助力器由电驱动器和执行器两部分构成，所述电驱动器驱动所述执行器动作，所述执行器实现线位移运动和推、拉力输出。

所述电驱动器采用带有减速器的电机，所述执行器采用由滚珠丝杆螺母和螺杆构成的滚珠丝杠，所述电机和滚珠丝杆螺母同轴串联布置；所述电机的壳体与所述车架铰接，所述螺杆输出端与所述转向摇臂铰接；所述电机输入端连接所述控制器输出端，所述电机输出轴与所述滚珠丝杆螺母通过内啮合式行星齿轮减速器相连，带动所述滚珠丝杠螺母转动，进而推动所述螺杆直线运动。

所述电驱动器采用带有减速器的电机，所述执行器采用由滚珠丝杆螺母和螺杆构成的滚珠丝杠，所述电机和滚珠丝杆螺母采用平行轴布置；所述滚珠丝杆的壳体与所述车架铰接，所述螺杆输出端与所述转向摇臂铰接；所述电机通过外啮合齿轮减速器与所述滚珠丝杆螺母相连，带动所述滚珠丝杆螺母转动，进而推动所述螺杆直线运动。

所述电动助力器的电驱动器和执行器集成为一体式结构，其包括滚珠丝杆壳体、滚珠丝杆的螺母和滚珠丝杆的螺杆，所述滚珠丝杆壳体作为定子，所述螺母作为转子，构成无刷电机；所述滚珠丝杠壳体与所述车架铰接，所述螺杆输出端与所述转向摇臂铰接；所述滚珠丝杆壳体连接所述控制器输出端，所述滚珠丝杆壳体通交流电，产生旋转磁场，所述螺母产生旋转运动，从而推动所述螺杆移动。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于采用控制器计算电动助力器提供助力的大小，通过改变助力特性函数F_a=f(T_s,v)即可使驾驶员获得随车速而变化的路感，并且由于采用按需助力的方式控制电动助力器动作，具有很好的节能效果。2、本发明由于电动助力器可以采用三种不同的结构，可以用于所需提供助力不大的商用车，也可以用于所需提供助力较大的商用车，其适用范围较广。3、本发明电动助力器的电驱动器和执行器采用一体式结构时，滚珠丝杆壳体作为定子，滚珠丝杆的螺母作为转子，两者构成无刷电机。当电机定子通电时，作为电机转子的螺母产生旋转运动，推动螺杆移动。由于电机与滚珠丝杆集成一体，结构紧凑，适用于绝大多数商用车。因此，本发明可以在汽车转向系统中广泛应用。