汽车转向无超调电磁助力装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种汽车转向无超调电磁助力装置，由扭矩传感器3、方位传感器4、电磁助力盘5、电控板6构成；扭矩传感器3转轴和方位传感器4转轴及电磁助力盘5转子的轴均与方向盘转向轴2同轴；扭矩传感器3和方位传感器4将驾驶员操控方向盘的扭矩信号和方位信号通过信号线9传输至电控板6中，电控板通过电控供电线7控制电磁助力盘5。由于本发明专利技术没使用电动机，而采用电磁助力盘实现转向助力，因而无需把转向指令传递给电动机，这就完全消除超调；方向盘与转向轮之间全部是机械部件连接，路感直接，结构极其简单，提高了可靠性高，降低了制造成本，实现了轻便、节能、响应迅速的目标，兼具多种优点，极具市场前景。

【技术实现步骤摘要】
汽车转向无超调电磁助力装置
本专利技术为汽车转向无超调电磁助力装置，属于车辆工程

技术介绍
目前汽车转向助力主要采用机械液压助力转向和电动助力转向两类。1.机械液压助力系统：机械液压助力系统的主要组成部分有液压泵、油管、压力流体控制阀、V型传动皮带、储油罐等等。这种助力方式是将一部分发动机动力输出转化成液压泵压力，对转向系统施加辅助作用力，从而使轮胎转向，根据系统内液流方式的不同可以分为常压式液压助力和常流式液压助力。两种液压助力中，转向油泵都是必备部件，它可以将输入的发动机机械能转化为油液的压力。由于依靠发动机动力来驱动油泵，能耗比较高，所以车辆的行驶动力无形中就被消耗了一部分；液压系统的管路结构非常复杂，各种控制油液的阀门数量繁多，后期的保养维护需要成本；整套油路经常保持高压状态，使用寿命也会受到影响，这些都是机械液压助力转向系统的缺点所在。其优势有：方向盘与转向轮之间全部是机械部件连接，操控精准，路感直接，信息反馈丰富；液压泵由发动机驱动，转向动力充沛，大小车辆都适用；技术成熟，可靠性高，平均制造成本低。机械液压助力大幅消耗发动机动力，所以人们在此基础上进行改进，开发出了更节省能耗的电子液压助力转向系统。电子液压助力的原理与机械液压助力基本相同，不同的是油泵由电动机驱动，同时助力力度可变。车速传感器监控车速，电控单元获取数据后通过控制转向控制阀的开启程度改变油液压力，从而实现转向助力力度的大小调节。电子液压助力拥有机械液压助力的大部分优点，同时还降低了能耗，反应也更加灵敏，转向助力大小也能根据转角、车速等参数自行调节，更加人性化。不过引入了很多电子单元，其制造、维修成本也会相应增加，使用稳定性也不如机械液压式的牢靠。电动助力转向系统：不管是机械液压还是电子液压，终究是采用油液加压的方式来实现助力，不够直接而且消耗行驶动力，油泵憋坏了也比较烦人，由此应运而生了电动助力转向系统。在这套系统里不再有油液、管路，取而代之的是直接干脆的电子线路和设备，主要组件有电控单元、车速传感器、转矩传感器、电动机等等，原理也不复杂：传感器把采集到的车速、转角信息输送给ECU，ECU决定电动机的旋转方向和助力电流大小，把指令传递给电动机，电动机将辅助动力施加到转向系统中，这样实时调整的转向助力便得以实现。不过电动机直接驱动转向机构，只能提供有限的辅助力度，难以在大型车辆上使用；同时电子部件较多，系统稳定性、可靠性都不如机械式部件；由于决定电动机的旋转方向和助力电流大小，把指令传递给电动机，控制程序成为电动助力转向系统核心技术，很难完全消除超调,该系统隔离了人与路面的直接联系，使得路感信息匮乏，实际驾驶中的操控乐趣大大减少；以及成本较高等等，这些都是电动助力转向系统的劣势所在。从长远来看，电子助力似乎成为发展趋势所在，轻便、节能、响应迅速，不过在驾驶层面的劣势短期内还不能得到很好的弥补（各有所长三种常见助力转向系统介绍，胡正暘，汽车之家，2010年06月24日）。具有电子助力的优势，又有液压助力的路感，同时结构简单，成本低，这样兼具多向优点的助力装置是市场急需的。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有机械液压助力系统能耗比较高，管路结构非常复杂，各种控制油液的阀门数量繁多以及电动助力转向系统中该系统隔离了人与路面的直接联系，使得路感信息匮乏，存在超调等缺陷，为避免两类助力转向系统存在的诸多缺点，本专利技术提供一种汽车转向无超调电磁助力装置，采用电磁主力盘来实现转向助力。本专利技术由扭矩传感器3、方位传感器4、电磁助力盘5、电控板6构成；扭矩传感器3转轴和方位传感器4转轴及电磁助力盘5转子的轴均与方向盘转向轴2同轴；扭矩传感器3和方位传感器4将驾驶员操控方向盘的扭矩信号和方位信号通过信号线9传输至电控板6中，电控板通过电控供电线7控制电磁助力盘5，电磁助力盘（5）由叉形电磁铁（10）、轴承孔（12）、上定子叉形电磁铁固定盘（14）、转子磁齿（15）、转子辐板（17）、转子磁齿固定盘（18）、下定子叉形电磁铁固定盘（19）构成；叉形电磁铁采用硅钢片等具有退磁特性的材料，电磁助力盘设置外壳，定子固定于外壳上，外壳固定在车体上，上定子叉形电磁铁固定盘（14）的叉形电磁铁缠绕叉形电磁铁线圈，线圈缠绕时避让轴承孔（12），上定子叉形电磁铁固定盘（14）均分设置n组叉形电磁铁线圈，线圈分别是L1、L3、L5、…L2n-1，下定子叉形电磁铁固定盘（19）同样也均分设置n组叉形电磁铁线圈，这些线圈分别是L2、L4、L6、…、L2n，通电后产生叉形电磁铁线圈N极（11）和叉形电磁铁线圈S极（13），上、下定子叉形电磁铁固定盘共计2n组线圈，其中n组N极在同一半圆方向，分布在180o之内，n组S极在另外一个半圆方向，分布在360o-180o之内，每一个叉形电磁铁（10）有两对磁极，即两个N，两个S，共计4个磁极，上定子叉形电磁铁固定盘和下定子叉形电磁铁固定盘共计2×n×2×2磁极，任意两个磁极之间的夹角=360O/2×n×2×2，均分圆周360o，n的取值范围为2～10，n取值越大，控制越精密，电磁助力盘（5）的直径80～800mm，转子和定子盘之间的间隙小于3mm；转子盘由转子磁齿（15）、转子辐板（17）、转子磁齿固定盘（18）构成，转子磁齿（15）固定于转子磁齿固定盘（18）上，转子磁齿（15）的宽度小于叉形电磁铁一端叉形磁极的间隔，转子磁齿固定盘（18）直径等于定子盘直径，转子辐板（17）设置转子辐板空洞（16），以减轻转子质量造成的惯性。方位传感器(4)由永磁体(20)、永磁体固定盘(21)，触发叶片(22)、霍尔集成块(23)、霍尔传感器(24)、导板(25)构成；永磁体(20)安装在永磁体固定盘(21)下方外缘，永磁体数量为4n，均分圆周360o，相邻永磁体极性互为相反，永磁体的极性径向设置，霍尔传感器(24)设置弧形凹槽，永磁体固定盘(21)轴心与方向盘转向轴(2)同轴，永磁体固定盘(21)的直径大于方向盘转向轴(2)，小于100mm，永磁体固定盘(21)下方的永磁体(20)可以在弧形凹槽内自由转动，霍尔传感器(24)内径向设置导板(25)，触发叶片(22)设置在弧形凹槽一侧，触发叶片后设置霍尔集成块(23)。电控板设置两路信号放大电路，分别用于放大扭矩信号和方位信号，方位信号需整理放大成为方波电压，根据永磁体(20)的排列形式，相邻方波电压相反，幅值相等，利用全对称互补OTL放大电路将正负方波进行分离，正方波电压控制三极管Ta1、Ta3、…、Ta2n-1的开启和关断，出现正方波打开三极管，否则关断，负方波电压控制三极管Tb1、Tb3、…、Tb2n-1开启和关断，出现负方波打开三极管，否则关断；扭矩信号转换为电压信号，电压幅值的大小对应于扭矩的大小，电压的正负对应扭矩的方向，利用全对称互补OTL放大电路将正负波进行分离，正波电压通过三极管Ta2、Ta4、…、Ta2n基极控制该三极管射极电流大小，电流的大小正比于正波电压；负波电压通过三极管Tb2、Tb4、…、Tb2n基极控制该三极管射极电流大小，电流的大小正比于负波电压。上定子叉形电磁铁固定盘的L2n-1线圈输入端三极管Ta2n射极相连通，该盘所有线圈的输出端连通接地，下定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车转向无超调电磁助力装置，其特征是它由扭矩传感器(3)、方位传感器(4)、电磁助力盘(5)、电控板(6)构成；扭矩传感器(3)转轴和方位传感器(4)转轴及电磁助力盘(5)转子的轴均与方向盘转向轴(2)同轴；扭矩传感器(3)和方位传感器(4)将驾驶员操控方向盘的扭矩信号和方位信号通过信号线(9)传输至电控板(6)中，电控板通过电控供电线(7)控制电磁助力盘(5)。

【技术特征摘要】
1.一种汽车转向无超调电磁助力装置，其特征是它由扭矩传感器(3)、方位传感器(4)、电磁助力盘(5)、电控板(6)构成；扭矩传感器(3)转轴和方位传感器(4)转轴及电磁助力盘(5)转子的轴均与方向盘转向轴(2)同轴；扭矩传感器(3)和方位传感器(4)将驾驶员操控方向盘的扭矩信号和方位信号通过信号线(9)传输至电控板(6)中，电控板通过电控供电线(7)控制电磁助力盘(5)，电磁助力盘（5）由叉形电磁铁（10）、轴承孔（12）、上定子叉形电磁铁固定盘（14）、转子磁齿（15）、转子辐板（17）、转子磁齿固定盘（18）、下定子叉形电磁铁固定盘（19）构成；叉形电磁铁采用硅钢片等具有退磁特性的材料，电磁助力盘设置外壳，定子固定于外壳上，外壳固定在车体上，上定子叉形电磁铁固定盘（14）的叉形电磁铁缠绕叉形电磁铁线圈，线圈缠绕时避让轴承孔（12），上定子叉形电磁铁固定盘（14）均分设置n组叉形电磁铁线圈，线圈分别是L1、L3、L5、…L2n-1，下定子叉形电磁铁固定盘（19）同样也均分设置n组叉形电磁铁线圈，这些线圈分别是L2、L4、L6、…、L2n，通电后产生叉形电磁铁线圈N极（11）和叉形电磁铁线圈S极（13），上、下定子叉形电磁铁固定盘共计2n组线圈，其中n组N极在同一半圆方向，分布在180o之内，n组S极在另外一个半圆方向，分布在360o-180o之内，每一个叉形电磁铁（10）有两对磁极，即两个N，两个S，共计4个磁极，上定子叉形电磁铁固定盘和下定子叉形电磁铁固定盘共计2×n×2×2磁极，任意两个磁极之间的夹角=360O/2×n×2×2，均分圆周360o，n的取值范围为2～10，n取值越大，控制越精密，电磁助力盘（5）的直径80～800mm，转子和定子盘之间的间隙小于3mm；转子盘由转子磁齿（15）、转子辐板（17）、转子磁齿固定盘（18）构成，转子磁齿（15）固定于转子磁齿固定盘（18）上，转子磁齿（15）的宽度小于叉形电磁铁一端叉形磁极的间隔，转子磁齿固定盘（18）直径等于定子盘直径，转子辐板（17）设置转子辐板空洞（16），以减轻转子质量造成...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈蜀乔，
申请(专利权)人：陈蜀乔，
类型：发明
国别省市：