一种重型商用车用纯电动助力转向器制造技术

一种重型商用车用的纯电动助力转向器，包括电控转向单元、滚柱丝杠式机械转向器；滚柱丝杠式机械转向器，包括由丝杠、螺母、滚柱、内齿圈、行星架、挡圈组成的丝杠传动副，丝杠传动副上的丝杠两端用轴承支撑固定在滚柱丝杠式机械转向器的壳体内，转向臂轴一端通过齿轮与螺母啮合，另一端连接转向器输出端传输力矩；电控转向单元通过阀体与滚柱丝杠式机械转向器壳体用螺栓连接；电控转向单元的蜗轮轴与丝杠传动副的丝杠通过花键刚性连接，传递扭矩。本发明专利技术取消了液压助力系统，整个装置安装方便、结构紧凑、操控精准。

【技术实现步骤摘要】
一种重型商用车用纯电动助力转向器
本专利技术涉及到汽车转向系统，具体涉及到重型商用车纯电动转向器。
技术介绍
燃油发动机的取消，对智能驾驶技术的发展起到了正向推动作用。此外，中国“双积分”政策的落地实施，将迫使各主机厂加速向电气化的战略转型，进一步推动了智能驾驶技术的快速发展。重型商用车前轴负荷大，目前国内批量使用的为液压循环球式动力转向器。该种类型的转向器无电控转向单元，无法满足智能驾驶的需求。由此国内有不少厂家开发了电控液压循环球助力转向系统，在传统液压循环球助力转向器的基础上集成了电控单元，初步实现了电控转向的需求。电控液压循环球式动力转向器本质上的动力输出来自液压系统，电控部分作为辅助机构打开液压转阀改善驾驶员手力，同时可配合整车做一些智能驾驶功能的开发。电控液压循环球助力转向器因其结构限制，存在天然缺陷:在执行转向过程中，液压作为动力来源为非清洁能源，且也需要面对着液压循环球转向器经常遇到的外泄露、发卡等故障现象；在智能驾驶控制中，液压助力的滞后及腔体的油阻无法满足日益增长的转向及时性与精准性要求。普通的机械转向器输出能力有限，不能满足重型商用车的负荷要求，且整车上暂不希望转向器的安装布置形式发生大的变化。
技术实现思路
本专利技术在于提供一种能够适用于重型商用车的纯电动助力转向器，取消了液压助力系统，空间布置上更方便，同时纯电动助力转向器直接通过电机输出扭矩，减速放大后到输出端，更精准直接，整个装置安装方便、结构紧凑、操控精准。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种重型商用车用的纯电动助力转向器，其特征在于：包括电控转向单元、滚柱丝杠式机械转向器；滚柱丝杠式机械转向器，包括由丝杠、螺母、滚柱、内齿圈、行星架、挡圈组成的丝杠传动副，丝杠传动副上的丝杠两端用轴承支撑固定在滚柱丝杠式机械转向器的壳体内，转向臂轴一端通过齿轮与螺母啮合，另一端连接转向器输出端传输力矩；电控转向单元通过阀体与滚柱丝杠式机械转向器壳体用螺栓连接；电控转向单元的蜗轮轴与丝杠传动副的丝杠通过花键刚性连接，传递扭矩。电控转向单元电控转向单元，还包括：输入轴、圆柱销、扭杆、传感器壳体、传感器定子、传感器转子、中间壳体、轴承座、蜗轮轴、电机控制器总成、线束总成；蜗轮蜗杆减速机构，包括蜗杆和蜗轮，安装在中间壳体内，蜗轮过盈压装到蜗轮轴上，传感器定子焊接在输入轴上，传感器转子焊接在蜗轮轴上，扭杆一端过盈压入蜗轮轴，另一端通过圆柱销与输入轴刚性固定，输入轴与转向管柱相连，电机控制器总成通过三个螺栓与中间壳体相连，线束总成一端连接传感器，另外一端与电机控制器相连，线束总成通过线束连接器固定在中间壳体上，蜗轮轴还通过轴承座进行径向支撑，提升刚度，传感器壳体通过螺栓安装到中间壳体上。本专利技术有如下收益：1、本专利技术在常规液压转向器中安装丝杠传动副，在不改变转向器的安装与输入输出形式的前提下，去掉了液压助力系统，并通过电控转向单元给转向器提供助力，能够提供重型商用车液压转向器的输出扭矩，单位质量的输出扭矩更大，结构更紧凑，整车的可装配性很高。且较循环球液压动力转向器与电控液压循环球转向器，在噪音、环境污染方面优势明显。2、该结构为纯机电传动，且行星滚柱丝杠式机械转向器的丝杠、螺母、滚柱为滚动摩擦，传动效率高，在智能辅助驾驶的各工况下（如基于扭矩控制的车道保持、自动泊车等）响应时间及精度较电控液压转向系统要高，能大幅度提升产品的性能。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图2为蜗杆与电机控制器总成局部结构示意图；图3为丝杠传动副结构示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例，对本专利技术作进一步说明。参见图1-3，一种重型商用车用的纯电动助力转向器，包括电控转向单元、滚柱丝杠式机械转向器；滚柱丝杠式机械转向器，包括由丝杠14、螺母15、滚柱17、内齿圈18、行星架19、挡圈20组成的丝杠传动副，丝杠传动副上的丝杠14两端用轴承支撑固定在滚柱丝杠式机械转向器的壳体23内，丝杠14与螺母15通过滚柱17相连，滚柱17两端有外齿轮结构，外齿轮与内齿圈18啮合，内齿圈18压装在螺母15内孔中，内齿圈18内孔中装有行星架19，滚柱17与行星架19上的内孔相连，行星架19通过安装在内齿圈卡簧槽的挡圈20进行轴向限位，螺母15与转向臂轴16为一对齿轮啮合副，将螺母的直线运动转化为臂轴的往复摆动。转向臂轴16一端通过齿轮与螺母15啮合，另一端连接转向器输出端，转向臂轴16将螺母15的直线运动转化为往复摆动从而传输力矩。电控转向单元通过阀体12与滚柱丝杠式机械转向器壳体23用螺栓连接；电控转向单元，包括蜗轮蜗杆减速机构，蜗轮蜗杆减速机构的蜗轮轴11与丝杠传动副的丝杠14通过花键刚性连接，传递扭矩。电控转向单元电控转向单元，还包括：输入轴1、圆柱销2、扭杆3、传感器壳体4、传感器定子5、传感器转子6、中间壳体7、轴承座8、蜗轮轴11、电机控制器总成21、线束总成22；蜗轮蜗杆减速机构，包括蜗杆9和蜗轮10，安装在中间壳体7内，蜗轮10过盈压装到蜗轮轴11上，传感器定子5焊接在输入轴1上，传感器转子6焊接在蜗轮轴11上，扭杆3一端过盈压入蜗轮轴11，另一端通过圆柱销2与输入轴1刚性固定，输入轴1与转向管柱相连，电机控制器总成21通过三个螺栓与中间壳体7相连，线束总成22一端连接传感器，另外一端与电机控制器21相连，线束总成22通过线束连接器固定在中间壳体7上，蜗轮轴11还通过轴承座8进行径向支撑，提升刚度，传感器壳体通过螺栓安装到中间壳体7上。在常规转向模式下，当驾驶员转动方向盘时，转矩会通过转向管柱传递到输入轴1，输入轴1与蜗轮轴11会产生相对旋转运动，该相对变化导致传感器定、转子之间的磁场分布发生变化，传感器将该变化解析为输入扭矩值，通过线束总成传递给电机控制器总成21，电机控制器总成21根据输入的扭矩信号及内部存储的助力参数，控制电机输出一定的扭矩，该扭矩通过蜗杆9与电机的连接传递给蜗轮10，蜗轮10再传递给蜗轮轴11，蜗轮轴11通过花键连接将扭矩传递给丝杠14，丝杠14通过滚柱17将扭矩传递给螺母15，螺母15扭矩通过齿扇啮合转化为转向臂轴16的往复摆动，从而传递给转向器输出端。在高级智能辅助驾驶模式下，电机控制器总成21在收到上层整车控制器发来的角度或扭矩控制指令后，根据控制策略，电机会输出与控制策略相匹配的扭矩，该扭矩通过蜗轮蜗杆减速机构传递给蜗轮轴11，蜗轮轴11通过花键连接将扭矩传递给丝杠14，丝杠14通过滚柱17将扭矩传递给螺母15，螺母15扭矩通过齿扇啮合转化为转向臂轴16的往复摆动到输出端。与此同时，电控转向单元的传感器模块会同步对当前转向器的扭矩与角度情况反馈给上层整车控制器，以及时调整目标角度或者扭矩，实现转向层面的闭环控制。本专利技术通过将丝杠传动副，安装在转向器内，在不改变转向器安装尺寸与输入输出形式的前提下，将常规液压循环球转向器螺杆与螺母的承载体钢球设计为滚柱，同规格下承载能力为常规液压转向器的3倍以上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重型商用车用的纯电动助力转向器，其特征在于：/n包括电控转向单元、滚柱丝杠式机械转向器；/n滚柱丝杠式机械转向器，包括由丝杠、螺母、滚柱、内齿圈、行星架、挡圈组成的丝杠传动副，丝杠传动副上的丝杠两端用轴承支撑固定在滚柱丝杠式机械转向器的壳体内，转向臂轴一端通过齿轮与螺母啮合，另一端连接转向器输出端传输力矩；电控转向单元通过阀体与滚柱丝杠式机械转向器壳体用螺栓连接；电控转向单元的蜗轮轴与丝杠传动副的丝杠通过花键刚性连接，传递扭矩。/n

【技术特征摘要】
1.一种重型商用车用的纯电动助力转向器，其特征在于：
包括电控转向单元、滚柱丝杠式机械转向器；
滚柱丝杠式机械转向器，包括由丝杠、螺母、滚柱、内齿圈、行星架、挡圈组成的丝杠传动副，丝杠传动副上的丝杠两端用轴承支撑固定在滚柱丝杠式机械转向器的壳体内，转向臂轴一端通过齿轮与螺母啮合，另一端连接转向器输出端传输力矩；电控转向单元通过阀体与滚柱丝杠式机械转向器壳体用螺栓连接；电控转向单元的蜗轮轴与丝杠传动副的丝杠通过花键刚性连接，传递扭矩。


2.根据权利要求1所述的一种重型商用车用的纯电动助力转向器，其特征在于：电控转向...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小明，孔真斌，侯学为，王明珠，彭维俊，
申请(专利权)人：沙市久隆汽车动力转向器有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42