本实用新型专利技术涉及一种电动助力转向传动机构及电动助力转向系统，包括电动机、蜗轮蜗杆传动机构、差动轮系机构、齿轮齿条传动机、转向梯形机构；所述蜗轮蜗杆传动机构的蜗杆由电动机驱动；蜗轮蜗杆传动机构的蜗轮与差动轮系的大太阳轮同轴固连；差动轮系的小太阳轮与汽车转向轴同轴固连；差动轮系的行星轮的中心轴与齿轮齿条传动机构的齿轮同轴固连；齿轮齿条传动机构的齿条通过转向梯型机构驱动车轮转向。本实用新型专利技术解决了现有蜗杆传动机构进行助力传动所带来的转向滞后且超时、方向盘手感过差的技术问题。本实用新型专利技术从齿条输出的移动位移和速度减小，有利于减速增矩，解决了使驾驶员转向轻便的问题。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种电动助力转向传动机构及电动助力转向系统。
技术介绍
电动助力转向(Electric Power Steering,EPS)系统是一种全新的电力电子伺服系统，相对于传统液压动力转向(Hydraulic Power Steering，HPS)系统，它具有节约燃料、 有利于环保、可控转向感觉等诸多优点，并且适应了新一代电动汽车和智能汽车电子化、智能化要求。助力传动机构设计应考虑汽车上转向机构安装空间的大小，结构上应尽量简单、 紧凑，正向转动效率高而逆向转动效率适当，并保证转动惯量、摩擦和间隙尽可能小。因此助力传动机构是否合理直接会影响整个EPS系统的性能。目前国外的一些制造商已经针对蜗轮蜗杆减速传动机构做出EPS成品。此方案由电动机、电磁离合器、车速传感器、扭矩传感器、蜗杆传动机构和电子控制单元(Electric Control Unit, E⑶)组成。电动机提供的助力通过蜗杆传动机构减速放大后作用于转向轴，辅助驾驶员进行转向动作。当车辆高速行驶不需助力或助力转向出现故障时，可以及时断开电磁离合器以达到中止助力的目的。 由于电磁离合器的吸合和分离都需要一定的时间，必然会造成转向的滞后而超时。在需要提供助力时，由于吸合过程中需要时间，导致提供助力滞后，转向反应时间过长。此系统还存在一个问题，很难保证方向盘转向时平均转速等于电动机减速后的输出。这会造成方向盘手感过差。
技术实现思路
本技术目的是提供一种电动助力转向传动机构及电动助力转向系统，其采用蜗轮蜗杆-NGW差动轮系进行助力传动，解决了现有蜗杆传动机构进行助力传动所带来的转向滞后且超时、方向盘手感过差的技术问题。本技术的技术解决方案是一种电动助力转向传动机构，其特征在于包括电动机、蜗轮蜗杆传动机构、差动轮系机构、齿轮齿条传动机、转向梯形机构；所述蜗轮蜗杆传动机构的蜗杆1由电动机9驱动；所述蜗轮蜗杆传动机构的蜗轮2与差动轮系的大太阳轮5同轴固连；所述差动轮系的小太阳轮3与汽车转向轴8同轴固连；所述差动轮系的行星轮4的中心轴与齿轮齿条传动机构的齿轮6同轴固连；所述齿轮齿条传动机构的齿条7通过转向梯型机构驱动车轮转向。—种电动助力转向系统，包括电动助力转向传动机构和控制系统，所述控制系统包括车速、扭矩和转角传感器和电子控制单元ECU ；其特征在于所述电动助力转向传动机构包括电动机9、蜗轮蜗杆传动机构、差动轮系机构和齿轮齿条传动机构；所述蜗轮蜗杆传动机构的蜗杆1由电动机9驱动；所述蜗轮蜗杆传动机构的蜗轮2与差动轮系的大太阳轮 5同轴固连；所述差动轮系的小太阳轮3与汽车转向轴8同轴固连；所述差动轮系的行星轮 4的中心轴与齿轮齿条传动机构的齿轮6同轴固连；所述齿轮齿条传动机构的齿条7用于驱动车轮转向；所述电子控制单元ECU根据车速、扭矩和和转角传感器提供的车辆数据，控制电动机9输出一个与方向盘手力转向相同的辅助转力矩。本技术具有如下优点1、不需要满足从电动机减速后的转速和方向盘的转速一致或接近。差动轮系机构具有两个自由度，即给定两个输入运动可以有确定的输出运动。驾驶员进行转向时，不同人作用在方向盘上的平均转速不同，且不同路况转向时平均转速也不同。而选择的电动机只能根据固定的传动比提供确定数值的转速。在直接采用蜗杆传动机构助力时则最好要求两个转速值相等或接近，否则会使转向轴寿命降低。举个简单的例子一个人拉车比较费劲， 可是要是有个人帮忙一起拉，则每个人所付出的体力会明显减少。但前提条件必须让两个人步调一致，即两个人共同作用后仍要保证车的自由度为1。2、电动机不助力时差动轮系转化为行星轮系，从齿条输出的移动位移和速度减小，有利于减速增矩，解决了使驾驶员转向轻便的问题。3、蜗轮蜗杆-NGW差动轮系(EPS)依靠轮系中转动比α工、α2的设计，使得驾驶员能预测电动机驱动力在整个负载中所占的百分比，电动机克服了差动轮系分离的负载。因此EPS系统能很好地提高汽车操纵性。4、有助力输入时，相同的方向盘角位移输入下，齿条位移、速度均比较大。这样可以解决紧急大转角转向时驾驶员大幅度转动方向盘的问题。5、具有灵活性大，能较易满足汽车转向性能的要求，因而具有较为广阔的应用前旦ο6、本技术机构能有效减小无助力时反馈到方向盘的力矩，有效的解决坑洼路面上助力失效情况下打手现象，而且使得反馈到方向盘上的手力平滑，不会给驾驶员造成疲劳感。附图说明图1为本技术的结构原理示意图；图2为本技术的结构示意图；图3为方向盘角位移随时间变化曲线；图4为电动机减速后作用到太阳轮5的转角变化曲线；图5为有助力时齿条沿X轴位移和速度随时间变化曲线；图6为无助力时齿条沿X轴位移和速度随时间变化曲线；图7为本技术和梯形转向机构组合后的结构示意图。其中1-蜗杆；2-蜗轮；3-小太阳轮；4-行星轮；5-内齿圈结构的大太阳轮；6_齿轮齿条式转向器中的齿轮；7-齿轮齿条式转向器中的齿条；8-汽车转向轴；9-电动机， H-行星架。具体实施方式电动助力转向系统，包括电动助力转向传动机构和控制系统，控制系统包括包括车速、扭矩和转角传感器和电子控制单元ECU;电动助力转向传动机构由电动机、一套蜗轮蜗杆传动机构、一套差动轮系机构、一套齿轮齿条机构和转向梯形构成。动力源分别是电动机9和作用到方向盘上的操纵力。差动轮系的小太阳轮3装在转向输入轴上，即汽车转向轴上。大太阳轮5和蜗轮2同轴。因此电动机经过一级蜗杆减速机构带动大太阳轮5运动。差动轮系的两个输入分别为方向盘力矩从小太阳轮5输入，电动机助力矩从大太阳轮 5输入，合成的运动由行星架H输出。其工作原理是根据车速、扭矩和方向盘转向角度大小等车辆数据，电子控制单元ECU按照事先存入确定的控制策略驱动电动机提供一个与方向盘手力转向相同的辅助转动力矩，并利用差动轮系的运动合成得到前轮转向角度。采用这种方案，间接地减小了转向系统的传动比，从而减小了手动转向角度，进而减少驾驶员消耗的转向功。当电量不足，即需要采用手动转向条件时，由于蜗杆传动机构设计成反方向自锁机构，故此时大太阳轮5轮固定。此种情况下蜗杆传动机构不工作，差动轮系机构转化为行星轮系机构。转向动作从方向盘带动小太阳轮5转动作为输入，大太阳轮5不动，运动仍然从行星架H输出。本技术原理1、蜗轮蜗杆-NGW差动轮系运动分析设小太阳轮5的转速为Ii3，大太阳轮5的转速为n5，行星架H的转速为nH，小太阳轮5、5的齿数分别为Z3、Z5,由差动轮系统动比有 权利要求1.一种电动助力转向传动机构，其特征在于包括电动机、蜗轮蜗杆传动机构、差动轮系机构、齿轮齿条传动机、转向梯形机构；所述蜗轮蜗杆传动机构的蜗杆由电动机驱动；所述蜗轮蜗杆传动机构的蜗轮与差动轮系的大太阳轮同轴固连；所述差动轮系的小太阳轮与汽车转向轴同轴固连；所述差动轮系的行星轮的中心轴与齿轮齿条传动机构的齿轮同轴固连；所述齿轮齿条传动机构的齿条通过转向梯型机构驱动车轮转向。2.一种电动助力转向系统，包括电动助力转向传动机构和控制系统，所述控制系统包括车速、扭矩和转角传感器和电子控制单元；其特征在于所述电动助力转向传动机构包括电动机、蜗轮蜗杆传动机构、差动轮系机构和齿轮齿条传动机构；所述蜗轮蜗杆传动机构的蜗杆由电动机驱动；所述蜗轮蜗杆传本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种电动助力转向传动机构，其特征在于：包括电动机、蜗轮蜗杆传动机构、差动轮系机构、齿轮齿条传动机、转向梯形机构；所述蜗轮蜗杆传动机构的蜗杆由电动机驱动；所述蜗轮蜗杆传动机构的蜗轮与差动轮系的大太阳轮同轴固连；所述差动轮系的小太阳轮与汽车转向轴同轴固连；所述差动轮系的行星轮的中心轴与齿轮齿条传动机构的齿轮同轴固连；所述齿轮齿条传动机构的齿条通过转向梯型机构驱动车轮转向。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨芬，李文孝，刘凯，
申请(专利权)人：西安航天远征流体控制股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：87
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