專(zhuān)利名稱(chēng)：汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所屬領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置。
背景技術(shù)：
繼電子技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、制動(dòng)器和懸架等系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用之后，國(guó)外汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向已部分取代傳統(tǒng)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向已成為世界汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的研究熱點(diǎn)。汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向用電動(dòng)機(jī)直接提供助力，助力大小由電子控制器控制。它能節(jié)約燃料，提高主動(dòng)安全性，且有利于環(huán)保，是一項(xiàng)緊扣現(xiàn)代汽車(chē)發(fā)展主題的高新技術(shù)，所以一經(jīng)出現(xiàn)就受到高度重視。國(guó)外汽車(chē)公司對(duì)汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的研究已經(jīng)有20多年的歷史，但是以前一直沒(méi)有取得大的進(jìn)展，其主要原因是汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的成本太高，近10年來(lái)，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，大幅度降低汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的成本已成為可能，加上汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置具有一系列優(yōu)點(diǎn)，使得它越來(lái)越受到人們的青睞。人們已普遍認(rèn)識(shí)到了汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的優(yōu)越性，所以現(xiàn)在汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的市場(chǎng)增長(zhǎng)很快。在未來(lái)5年，汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置將可能完全替代現(xiàn)有的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。據(jù)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，到2010年，全球產(chǎn)量將達(dá)2500萬(wàn)套。所以汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向具有非常廣闊的應(yīng)用前景，我國(guó)對(duì)汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的研制近幾年各大汽車(chē)公司、高等院校和科研所都在加大投入，目前尚未完成批量生產(chǎn)技術(shù)儲(chǔ)備。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、噪音小、體積小、重量輕、材料利用率高，便于大批量生產(chǎn)，使用壽命長(zhǎng)的汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型為一種汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，扭矩傳感器安裝在轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)向桿下端，扭矩傳感器將轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)角大小轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳給電子控制器ECU，車(chē)速傳感器安裝在變速器輸出軸上，機(jī)速傳感器位于發(fā)動(dòng)機(jī)上，車(chē)速傳感器和機(jī)速傳感器將當(dāng)前狀況的車(chē)速和發(fā)動(dòng)機(jī)速度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳給電子控制器ECU，電子控制器ECU對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行處理后，向汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)發(fā)出指令，電動(dòng)機(jī)按指令要求發(fā)出一定的轉(zhuǎn)矩。本實(shí)用新型工作原理是不轉(zhuǎn)向時(shí)，電動(dòng)機(jī)不工作，當(dāng)轉(zhuǎn)向時(shí)，扭矩傳感器將檢測(cè)到的作用于轉(zhuǎn)向盤(pán)上轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)角信號(hào)傳送給ECU，ECU同時(shí)接受車(chē)速傳感器傳來(lái)的速度信號(hào)，ECU對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理后，向電動(dòng)機(jī)發(fā)出指令，電動(dòng)機(jī)據(jù)此輸出相應(yīng)大小及方向的轉(zhuǎn)矩以產(chǎn)生助力，從而實(shí)現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向的實(shí)時(shí)控制。本實(shí)用新型主要由傳感器、帶有離合器的電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和電子控制器ECU組成，傳感器包括扭矩傳感器、車(chē)速傳感器和機(jī)速傳感器，電子控制器ECU是汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的核心部分，它能將扭矩傳感器、車(chē)速傳感器和機(jī)速傳感器發(fā)出的信號(hào)經(jīng)過(guò)微電子技術(shù)，采用控制算法，快捷正確的向助力電動(dòng)機(jī)發(fā)出指令，助力電動(dòng)機(jī)按指令產(chǎn)生助力力矩，以滿足實(shí)時(shí)控制的要求，有效地實(shí)現(xiàn)理想的助力規(guī)律與特性。扭矩傳感器的功能是測(cè)量駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤(pán)上的力矩大小與方向，以及轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角的大小和方向，這些信號(hào)都是汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的采樣輸入信號(hào)。車(chē)速、機(jī)速傳感器采用電磁感應(yīng)式傳感器，分別安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱上。該傳感器根據(jù)車(chē)速的變化，把主副兩個(gè)線路的脈沖信號(hào)傳送給ECU，由于信號(hào)來(lái)自兩個(gè)線路，互不干擾，因此信號(hào)的可靠性提高了。電動(dòng)機(jī)的功能是根據(jù)電子控制器的指令輸出適宜的輔助扭矩，是汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的動(dòng)力源。采用四刷永磁式直流電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)對(duì)汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的性能有很大影響，是汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的關(guān)鍵部件之一，所以汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置對(duì)電動(dòng)機(jī)有很高的要求，不僅要求低轉(zhuǎn)速、大扭矩、波動(dòng)小、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、尺寸小、質(zhì)量輕，而且要求可靠性高、易控制。我們應(yīng)用的電動(dòng)機(jī)為公司自己研發(fā)、生產(chǎn)，質(zhì)量指標(biāo)及性能符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。減速機(jī)構(gòu)與電動(dòng)機(jī)相連，起降速增扭作用。采用蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，配用離合器，離合器裝在電動(dòng)機(jī)的前端蓋上，是為了保證汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向只在預(yù)先設(shè)定的車(chē)速行駛范圍內(nèi)起作用。當(dāng)車(chē)速達(dá)到某一值時(shí)，離合器分離，電動(dòng)機(jī)停止工作，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)為手動(dòng)轉(zhuǎn)向。另外，當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，離合器將自動(dòng)分離。電子控制器ECU是汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的核心，ECU是采用一個(gè)單片微處理器構(gòu)成的控制系統(tǒng)，它的功能是根據(jù)扭矩傳感器信號(hào)、車(chē)速傳感器信號(hào)及發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況進(jìn)行邏輯分析與計(jì)算，發(fā)出指令，控制電動(dòng)機(jī)和離合器的動(dòng)作。此外，ECU還有安全保護(hù)和自我診斷功能，ECU通過(guò)采集電動(dòng)機(jī)的電流、發(fā)電機(jī)電壓、發(fā)動(dòng)機(jī)工況等信號(hào)判斷其系統(tǒng)工作狀況是否正常，一旦本實(shí)用新型工作異常，助力將自動(dòng)取消，同時(shí)ECU將進(jìn)行故障診斷分析。其控制方式與算法是汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的關(guān)鍵之一，控制系統(tǒng)具有強(qiáng)抗干擾能力及高度可靠性，以適應(yīng)汽車(chē)多變的行駛環(huán)境?？刂扑惴☉?yīng)快速正確，滿足實(shí)時(shí)控制的要求，并能有效地實(shí)現(xiàn)理想的助力規(guī)律與特性。
本實(shí)用新型與液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向相比它有以下特點(diǎn)(1).汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向能在各種行駛工況下提供最佳助力，減小由路面不平所引起的對(duì)轉(zhuǎn)向裝置的擾動(dòng)，改善汽車(chē)的轉(zhuǎn)向特性，減輕汽車(chē)低速行使時(shí)的轉(zhuǎn)向操縱力，提高汽車(chē)高速行駛和側(cè)向風(fēng)力作用時(shí)的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性及可靠性，同時(shí)改善低速時(shí)操縱的輕便性，減少轉(zhuǎn)彎半徑。進(jìn)而提高汽車(chē)的主動(dòng)安全性。并且可通過(guò)設(shè)置不同的轉(zhuǎn)向手力特性來(lái)滿足不同使用對(duì)象的需要。
(2).汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向只在轉(zhuǎn)向時(shí)電動(dòng)機(jī)才提供助力，不像傳統(tǒng)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向，即使在不轉(zhuǎn)向時(shí)，油泵也一直運(yùn)轉(zhuǎn)，因而能減少燃料消耗。
(3).由于直接由電動(dòng)機(jī)提供助力，電動(dòng)機(jī)由蓄電池供電，因此汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向能否助力與發(fā)動(dòng)機(jī)是否起動(dòng)無(wú)關(guān)，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火或出現(xiàn)故障時(shí)也能提供助力。
(4).汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向取消了油泵、皮帶、皮帶輪、液壓軟管、液壓油及密封件等，其零件比液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置大大減少，因而其質(zhì)量更輕，結(jié)構(gòu)更緊湊，在安裝位置選擇方面也更容易，并且能降低噪聲。
(5).汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置沒(méi)有液壓回路，比液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置更易調(diào)整和檢測(cè)，裝配自動(dòng)化程度更高，并且可以通過(guò)設(shè)置不同的程序，能快速與不同車(chē)型匹配。因而能縮短生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)周期。
(6).汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置不存在滲油問(wèn)題，可大大降低保修成本，減少對(duì)環(huán)境的污染。據(jù)Delphi公司稱(chēng)，1995年傳統(tǒng)的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在全世界占其所銷(xiāo)售的汽車(chē)75％，也就是3700萬(wàn)輛汽車(chē)要消耗4000萬(wàn)升液壓油。如果電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置全面進(jìn)入市場(chǎng)，效益很可觀。
(7).汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向比液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向具有更好的低溫工作性能。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
如圖1示的本實(shí)用新型為一種汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，扭矩傳感器2安裝在轉(zhuǎn)向盤(pán)1的轉(zhuǎn)向桿下端，扭矩傳感器2將轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)角大小轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳給電子控制器ECU3，車(chē)速傳感器4安裝在變速器輸出軸上，機(jī)速傳感器5位于發(fā)動(dòng)機(jī)7上，車(chē)速傳感器4和機(jī)速傳感器5將當(dāng)前狀況的車(chē)速和發(fā)動(dòng)機(jī)速度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳給電子控制器ECU3，電子控制器ECU3對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行處理后，向汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)6發(fā)出指令，電動(dòng)機(jī)6按指令要求發(fā)出一定的轉(zhuǎn)矩。
機(jī)速傳感器5型號(hào)4861291EB，車(chē)速傳感器4型號(hào)4819848EC，扭矩傳感器2型號(hào)CP-30-NF，電動(dòng)機(jī)6采用四刷永磁式直流電動(dòng)機(jī)。
權(quán)利要求1.一種汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其特征是扭矩傳感器(2)安裝在轉(zhuǎn)向盤(pán)(1)的轉(zhuǎn)向桿下端，扭矩傳感器(2)將轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)角大小轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳給電子控制器ECU(3)，車(chē)速傳感器(4)安裝在變速器輸出軸上，機(jī)速傳感器(5)位于發(fā)動(dòng)機(jī)(7)上，車(chē)速傳感器(4)和機(jī)速傳感器(5)將當(dāng)前狀況的車(chē)速和發(fā)動(dòng)機(jī)速度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳給電子控制器ECU(3)，電子控制器ECU(3)對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行處理后，向汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)(6)發(fā)出指令，電動(dòng)機(jī)(6)按指令要求發(fā)出一定的轉(zhuǎn)矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其特征是機(jī)速傳感器(5)型號(hào)4861291EB，車(chē)速傳感器(4)型號(hào)4819848EC，扭矩傳感器(2)型號(hào)CP-30-NF，電動(dòng)機(jī)(6)采用四刷永磁式直流電動(dòng)機(jī)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型為一種汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，扭矩傳感器安裝在轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)向桿下端，扭矩傳感器將轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)角大小轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳給電子控制器ECU，車(chē)速傳感器安裝在變速器輸出軸上，機(jī)速傳感器位于發(fā)動(dòng)機(jī)上，車(chē)速傳感器和機(jī)速傳感器將當(dāng)前狀況的車(chē)速和發(fā)動(dòng)機(jī)速度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳給電子控制器ECU，電子控制器ECU對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行處理后，向汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)發(fā)出指令，電動(dòng)機(jī)按指令要求發(fā)出一定的轉(zhuǎn)矩。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、噪音小、體積小、重量輕、材料利用率高，便于大批量生產(chǎn)，使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)B62D5/04GK2792901SQ20052002093
公開(kāi)日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2005年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月2日
發(fā)明者楊天夫 申請(qǐng)人:哈爾濱泰富實(shí)業(yè)有限公司