一种电动助力转向器和转向系统技术方案

本发明专利技术专利公开了一种电动助力转向器和转向系统，一种电动助力转向器，包括转向器本体、手感模拟器、连接板、控制器、固定支架和横拉杆组件等；转向器本体包括壳体、端盖、反向式行星滚柱丝杠副、两个电机、两个推杆、轴承等。手感模拟器将转向盘输入的转角和力矩转换成电信号，电信号控制两个电机，两个电机驱动反向式行星滚柱丝杠副，反向式行星滚柱丝杠副将电机的旋转运动转为直线运动，并推动推杆做直线运动，进而推动车轮转向。该电动助力转向器大幅齿条推力，满足前轴荷大于1.2吨的车辆的转向需求，提高转向系的机械效率、模态和刚度，提高整车NVH性能，降低重量，适合于中大型商用车。车。车。

【技术实现步骤摘要】
一种电动助力转向器和转向系统


[0001]本申请涉及车辆转向系统
，尤其涉及一种电动助力转向器和转向系统。

技术介绍

[0002]转向系统用来改变或保持汽车行驶方向的系统装置，汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要，是保证汽车正常行驶的安全件。
[0003]汽车转向系统经历了机械转向系统(MS）、液压助力转向系统（HPS）、电控液压助力转向系统（EHPS）和电动助力转向系统（Electric Power Steering System, 简称EPS）等四个发展阶段， MS、HPS、EHPS都不能满足新能源汽车、智能驾驶的使用要求，只有EPS才能满足新能源汽车和智能驾驶的需求，并提高整车性能。
[0004]电动助力转向系统（EPS）是一种直接依靠电机提供辅助转矩的动力转向系统，可以根据不同的使用工况控制电机提供不同的辅助动力，现在EPS系统基本上为齿轮齿条式EPS,分为转向轴式电动助力转向系统（简称C
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EPS）、小齿轮式电动助力转向系统(简称P
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EPS）、双小齿轮式电动助力转向系统（简称DP
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EPS）和齿条式电动助力转向系统（简称R
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EPS）四种类型。
[0005]C
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EPS、P
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EPS和DP
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EPS的电机减速器是蜗轮蜗杆，电机旋转轴与蜗杆同轴，小齿轮与涡轮同轴，通过蜗轮蜗杆减速后电机带动小齿轮转动，小齿轮驱动齿条做直线运动，推力基本在12kN以下，只能用于前轴荷1吨左右的车辆，主要是乘用车。
[0006]现有技术R
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EPS的电机减速器是滚珠丝杠，滚珠丝杠将电机的旋转运动转换成齿条的直线运动，滚珠丝杠是用滚珠作为载荷传递元件，为点接触，刚度和强度比蜗轮蜗杆传动高，可提供为17kN左右的推力，这也是现有齿轮齿条式EPS最大推力，以滚珠丝杠作为驱动机构的R
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EPS的结构形式不能提供更大推动力和更高的性能，只能用于前轴荷小于1.5吨小型车辆，不能满足前轴荷超过1.5吨的车辆的需求。
[0007]随着用户对车辆平顺性的要求越来越高，以及新能源汽车对底盘的电池包布置空间的增大，新开发的新能源商用车的前轴也越来越多地采用前独立悬架加齿轮齿条式EPS配置，同时独立悬架只有和齿轮齿条式EPS才能充分发挥独立悬架的优势和前桥整体性能，现有齿轮齿条式EPS技术无法满足要求。
[0008]反向式行星滚柱丝杠副（Inverted planetary roller screw mechanism ,IPRSM)是一种将旋转运动转化为直线运动的机械传动装置，具有螺纹传动和滚动螺旋传动的综合特征。与滚珠丝杠传动相比，其滚动体不是多个球体，而是含有螺纹的多个滚柱体，是典型的线接触，因此，行星滚柱丝杠副相对滚珠丝杠的具有刚度大、强度和抗冲击性高、转速和加速度是滚珠丝杠两倍、导程更小、承载能力大、寿命长、精度高、频响快、高速运行时噪声小等优点；随着行星滚柱丝杠副加工工艺越来越成熟，成本越来越低，可作为大推力EPS的驱动机构。
[0009]随着用户对车辆平顺性的要求越来越高，以及新能源汽车对底盘的电池包布置空间和轻量化的需求，前轴载荷超过1.5吨的新开发车辆也越来越多地采用前独立悬架配置，
而独立悬架只有和齿轮齿条式EPS才能充分发挥独立悬架的优势和前桥整体性能，现有齿轮齿条式EPS推力已无法满足要求。

技术实现思路

[0010]为了解决现有电动助力转向器推力小等技术不足问题，本申请提供一种可以解决上述问题的一种电动助力转向器和转向系统。
[0011]根据第一方面，本申请提供一种电动助力转向器，包括转向器本体、手感模拟器、控制器、两个横拉杆组件。
[0012]所述转向器本体包括转向器壳体、反向式行星滚柱丝杠副，在所述转向器壳体的中面两侧还分别设有端盖、电机、推杆、两个轴承、弹垫、支撑组件、内锁紧螺母、外锁紧螺母；所述反向式行星滚柱丝杠副包括滚柱丝杠、长螺母、若干滚柱、两个保持架、两个卡簧，将所述电机的动力在减速后传递到所述横拉杆组件，并将所述电机的旋转运动转化为推杆的直线运动；所述电机为中空电机，两个所述电机分别套装在所述长螺母上，两个所述电机的磁钢表贴在所述长螺母外表面，所述长螺母作为转子，所述电机的定子安装在所述转向器壳体内；所述电机向所述控制器提供位移和扭矩电信号；所述横拉杆组件包括横拉杆、内球销座、内球销防尘罩和外球销组件，所述外球销组件与车轮相连；所述推杆为中空的圆柱体，两端设有内螺纹，所述推杆外端与所述内球销座相连，所述推杆内端与所述滚柱丝杠连接；所述手感模拟器由模拟器壳体、输入轴、传感器、小齿轮、齿条、支撑套、防尘罩和连接端头组成，所述模拟器壳体固定在所述转向器壳体上。所述手感模拟器是将转向时转向盘的扭矩和转角转变成扭矩电信号和转角电信号，并将所述扭矩电信号和所述转角电信号输入到所述控制器；所述控制器固定在所述转向器壳体的外面，根据所述手感模拟器输入的电信号、车辆的电信号、所述电机的电信号，控制电动助力的运行，并进行故障诊断。
[0013]两个所述端盖分别固定在所述转向器壳体的两端；在所述长螺母两端分别设有两个所述轴承，在所述轴承的外端设有所述内锁紧螺母；在所述长螺母端面外侧设有所述支撑组件，所述长螺母端面与所述支撑组件之间有间隙，在所述支撑组件外端面设有所述外锁紧螺母；所述支撑组件由支撑本体、衬套、内O型密封圈、外O型密封圈组成。
[0014]所述电机的旋转中心与所述长螺母中心线重合，两个所述电机并联在一起为所述转向器本体提供动力；在原地转向时，两个所述电机产生最大扭矩大于左右两个转向车轮一起转动的启动力矩；所述控制器设有容错功能，当其中一个所述电机通电被切断，另一个所述电机的扭矩大于车辆行驶时的转向力矩而继续工作，保证转向安全冗余。
[0015]在所述滚柱丝杠内为中空的圆柱面，两端对称，在外表面中部设置有相同导程的丝杠螺纹，两端设有连接螺纹，在邻近所述丝杠螺纹的两端设有丝杠齿轮，在所述连接螺纹与所述丝杠齿轮之间设有卡簧槽；所述丝杠螺纹的每个导程内设有若干头数螺纹，各头螺纹之间的螺距相等；在所述滚柱外表面的中部设有滚柱螺纹，所述滚柱螺纹为单头螺纹，在
所述滚柱的两端设有枢轴，在所述枢轴和所述滚柱螺纹之间设有滚柱齿轮；所述滚柱螺纹与所述丝杠螺纹的螺旋角相同，所述丝杠齿轮与所述滚柱齿轮的齿数比等于所述丝杠螺纹与所述滚柱螺纹的头数比。
[0016]所述保持架为圆环形，中部设有中心孔，围绕圆环中心孔在圆环四周均布若干枢轴孔，所述枢轴孔数与所述滚柱数相同，所述滚柱两端的所述枢轴分别插入所述枢轴孔内，并沿所述滚柱丝杠圆周方向均匀分布；两个所述保持架分别安装在所述滚柱丝杠上，所述保持架的中心孔与所述滚柱丝杠外圆间隙配合，所述保持架内侧与所述丝杠齿轮的外侧贴合，所述保持架外侧的所述卡簧槽内设有卡簧；所述丝杠螺纹与所述滚柱螺纹啮合，所述丝杠齿轮与所述滚柱齿轮啮合，所述滚柱丝杠本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动助力转向器，其特征在于，包括转向器本体、手感模拟器、控制器、两个横拉杆组件；所述转向器本体包括转向器壳体、反向式行星滚柱丝杠副，在所述转向器壳体的中面两侧还分别设有端盖、电机、推杆、两个轴承、弹垫、支撑组件、内锁紧螺母、外锁紧螺母；所述反向式行星滚柱丝杠副包括滚柱丝杠、长螺母、若干滚柱、两个保持架、两个卡簧，将所述电机的动力在减速后传递到所述横拉杆组件，并将所述电机的旋转运动转化为推杆的直线运动；所述电机为中空电机，两个所述电机分别套装在所述长螺母上，两个所述电机的磁钢表贴在所述长螺母外表面，所述长螺母作为转子，所述电机的定子安装在所述转向器壳体内；所述电机向所述控制器提供位移和扭矩电信号；所述横拉杆组件包括横拉杆、内球销座、内球销防尘罩和外球销组件，所述外球销组件与车轮相连；所述推杆为中空的圆柱体，两端设有内螺纹，所述推杆外端与所述内球销座相连，所述推杆内端与所述滚柱丝杠连接；所述手感模拟器由模拟器壳体、输入轴、传感器、小齿轮、齿条、支撑套、防尘罩和连接端头组成，所述模拟器壳体固定在所述转向器壳体上；所述手感模拟器是将转向时转向盘的扭矩和转角转变成扭矩电信号和转角电信号，并将所述扭矩电信号和所述转角电信号输入到所述控制器；所述控制器固定在所述转向器壳体的外面，根据所述手感模拟器输入的电信号、车辆的电信号、所述电机的电信号，控制电动助力的运行，并进行故障诊断。2.根据权利要求1所述的一种电动助力转向器，其特征在于，两个所述端盖分别固定在所述转向器壳体的两端；在所述长螺母两端分别设有两个所述轴承，在所述轴承的外端设有所述内锁紧螺母；在所述长螺母端面外侧设有所述支撑组件，所述长螺母端面与所述支撑组件之间有间隙，在所述支撑组件外端面设有所述外锁紧螺母；所述支撑组件由支撑本体、衬套、内O型密封圈、外O型密封圈组成。3.根据权利要求1所述的一种电动助力转向器，其特征在于，所述电机的旋转中心与所述长螺母中心线重合，两个所述电机并联在一起为所述转向器本体提供动力；在原地转向时，两个所述电机产生最大扭矩大于左右两个转向车轮一起转动的启动力矩；所述控制器设有容错功能，当其中一个所述电机通电被切断，另一个所述电机的扭矩大于车辆行驶时的转向力矩而继续工...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，季波，
申请(专利权)人：安徽兆睿科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：