[发明专利]一种电动助力转向装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种电动助力转向装置，尤其是一种采用直驱电机实现直 驱式控制的非接触电动助力转向装置。

背景技术

目前，在汽车制造领域，汽车电动助力转向装置在国内得到了广泛的 研究，其控制技术也得到了快速的发展。但目前成熟的技术仍停留在利用 直流电机驱动，尚无直驱式电动助力转向装置的产品。

如图1所示，传统直流电机驱动的电动助力转向装置主要组成部分为： 传感器总成、电机总成、与电机匹配的减速装置总成、齿轮-齿条执行机构、 控制器。工作原理是，首先由传感器总成感应并传递来自汽车方向盘的转 矩和角度，由控制器判断助力方向和大小来控制直流电机进行助力，直流 电机的助力通过减速装置总成传递到齿轮，齿轮通过与齿条的啮合来执行 转向操作。

直流电机驱动的电动助力转向装置具有控制灵活、易实现的优点，但 是目前国内可用于使用的直流电机的功率受到技术和工艺的限制，目前的 电机功率无法实现前轴重较大的转向器的控制，因此国产的电动助力转向 装置仅仅能够适用于小排量、较轻前轴重的车型。传统的直流电机驱动电 动助力转向装置，需要加入减速器单元，导致结构复杂；同时驱动部件与 执行部件直接接触，导致执行部件的摩擦损耗，电动助力转向装置使用寿 命缩短。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新型的电动助力转向装置，通 过实施本发明，能够解决现有技术存在的结构复杂，易于磨损，直流电机 功率受限，不适用于轴重较大的转向器控制等一系列技术问题。

按照本发明，上述技术问题是通过如下所描述的技术特征来实现的：

一种电动助力转向装置，包括传感器总成，轴总成，壳体总成，控制 器，执行机构和直驱电机，传感器总成采集来自于轴总成的电动助力转向 信号，该信号通过连接线束送入控制器，控制器经过逻辑运算和模拟运算 之后，将控制信号发送给直驱电机，直驱电机驱动执行机构，实现电动助 力转向装置的助力转向，主动回正和阻尼控制。

作为本发明进一步的实施方式，轴总成包括转向主轴和扭力杆，转向 主轴与汽车方向盘转向管柱相连，扭力杆套装在转向主轴内部，通过产生 形变的方式感知来自汽车方向盘的转矩变化。

作为本发明进一步的实施方式，执行机构包括齿轮和齿条，齿轮套接 在转向主轴末端，齿条位于齿条轴的前半段，齿轮与齿条之间采用单边啮 合方式，齿条轴的后半段制成丝杠形式，直驱电机转子为一外部有齿的套 筒，直驱电机转子通过与齿条轴丝杠部分啮合带动齿条。

作为本发明的另一种实施方式，执行机构包括齿轮和齿条，齿轮套接 在转向主轴末端，齿条位于齿条轴的前半段，齿轮与齿条之间采用单边啮 合方式，齿条轴的后半段制成丝杠形式，所述直驱电机转子与螺母制成一 体，直驱电机转子通过螺母与齿条轴丝杠部分啮合带动齿条。

作为本发明进一步的实施方式，直驱电机转子末端螺母部分采用滑道 形式，螺母的滑道部分与齿条轴的丝杠部分通过滚珠进行滑动啮合。

作为本发明进一步的实施方式，传感器总成包括扭矩测量装置和角度 测量装置，扭矩测量装置通过测量扭力杆发生形变的角度得出方向盘的转 动扭矩，角度测量装置测量方向盘转动角度。

作为本发明进一步的实施方式，电动助力转向装置包括状态监测单元 和电源监测单元，状态监测单元和电源监测单元将检测信号传输至控制器， 所述状态监测单元和电源监测单元的输出为一固定逻辑电平时，表示外部 的供电状态和主要部件工作状态正常，且传感器总成的输出信号为设定频 率范围内的脉冲或模拟信号时，表示前级电路或CPU工作正常，当驾驶员 有转向操作、或者已经到达回正状态或者阻尼状态，控制器输出控制脉冲， 驱动直驱电机工作，由直驱电机带动执行机构工作，产生转向推力，最终 与驾驶员的转向意图相符。

作为本发明进一步的实施方式，电动助力转向装置包括反馈装置，所 述反馈装置监测直驱电机转子的转速和位置，与来自传感器总成的转速和 位置信号进行比较，从而向控制器输出控制信号。

作为本发明进一步的实施方式，电动助力转向装置包括压簧垫块和外 塞，在压簧垫块和外塞之间封装有弹簧，压簧垫块中部有孔，外塞通过弹 簧将齿条紧压在齿轮上。