緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱、管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器和汽車(chē)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱，其包括固連于上套管和下套管的殼體、套設(shè)于上套管中的上轉(zhuǎn)向軸、套設(shè)于下套管中的下轉(zhuǎn)向軸、設(shè)置于上轉(zhuǎn)向軸和下轉(zhuǎn)向軸之間并與二者相連的扭桿，還包括：電機(jī)，其裝設(shè)于殼體內(nèi)并且包括以與上轉(zhuǎn)向軸相同軸向進(jìn)行布置的電機(jī)轉(zhuǎn)子和電機(jī)定子；行星齒輪機(jī)構(gòu)，其裝設(shè)于殼體內(nèi)并且其輸入端、輸出端分別與電機(jī)的輸出端和下轉(zhuǎn)向軸相連，用于放大由電機(jī)輸出的助力扭矩；扭矩傳感器，其裝設(shè)于扭桿上用于檢測(cè)該處的扭矩信號(hào)；控制器，其被設(shè)置成用于接收并根據(jù)所述扭矩信號(hào)來(lái)控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使得由電機(jī)輸出的助力扭矩經(jīng)由行星齒輪機(jī)構(gòu)放大后再?gòu)南罗D(zhuǎn)向軸輸出。它還涉及管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器和汽車(chē)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱、管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器和汽車(chē)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱、裝設(shè)有該緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱的管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器和汽車(chē)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，具備環(huán)保節(jié)能功能且性能優(yōu)越的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)在整車(chē)上的應(yīng)用逐漸增多。而管柱助力式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可移植性強(qiáng)，因此較其他形式(如齒條助力式)的EPS應(yīng)用要更為廣泛一些。管柱助力式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱的輸出扭矩可達(dá)到60—lOONm，而EPS由于受到布置空間限制等原因，它的電機(jī)扭矩一般在3—5Nm，這就需要一個(gè)大傳動(dòng)比(至少在20以上)的減速機(jī)構(gòu)，起到降(轉(zhuǎn))速升扭(矩)的作用。
[0003]目前EPS上選用的減速機(jī)構(gòu)多為蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，但存在著以下一些缺點(diǎn):⑴正效率低，目前最高只有85%，也就是說(shuō)一個(gè)傳動(dòng)比為20的蝸輪蝸桿損失15%的能量后折算得到的有效傳動(dòng)比只有17，這就需要實(shí)際增加蝸輪蝸桿傳動(dòng)比至23以上，因此需要額外增加減速機(jī)構(gòu)的尺寸；⑵逆效率低下，一般只有20%左右，就是說(shuō)在EPS不工作(或EPS功能喪失時(shí))，如果要轉(zhuǎn)向時(shí)則轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)，由蝸輪來(lái)驅(qū)動(dòng)蝸桿(此時(shí)為逆?zhèn)鲃?dòng)，傳動(dòng)效率極低)，這就需要很大的力矩才能轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)、轉(zhuǎn)動(dòng)車(chē)輪，因此是極不方便的；(3)由于蝸輪一般采用尼龍材料，而蝸桿采用鋼材制造，從而在EPS使用一段時(shí)間后，蝸輪就會(huì)被磨損，從而在蝸輪蝸桿之間會(huì)產(chǎn)生間隙，使得傳動(dòng)平順性受到影響，還會(huì)出現(xiàn)更大的力矩波動(dòng)(力矩波動(dòng)原本在正常情況下就大)，還會(huì)產(chǎn)生蝸輪蝸桿的齒由于間隙而敲擊產(chǎn)生噪音；(4)由于采用了蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)，就必然使得助力電機(jī)軸線(xiàn)必須垂直于轉(zhuǎn)向管柱軸線(xiàn)，這樣就等于在轉(zhuǎn)向管柱的徑向上增加了電機(jī)占用空間，致使EPS體積在徑向上變?yōu)榇髩K頭，這樣就造成在一些駕駛艙布置空間本來(lái)就比較狹小的車(chē)輛上根本無(wú)法布置下管柱式EPS，從而迫使選取價(jià)格更高的齒條助力式EPS，這無(wú)疑造成成本浪費(fèi)或者直接棄用EPS。
[0004]如圖1、圖2所示，當(dāng)前采用蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)及助力電機(jī)的管柱式電動(dòng)助力管柱的主要由上轉(zhuǎn)向軸100、上套管111、支架112、扭桿113、蝸輪蝸桿殼體114、蝸輪115、下轉(zhuǎn)向軸116、下套管117、電機(jī)118、蝸桿119、扭矩傳感器120、線(xiàn)束(未圖示)、控制器(未圖示)等零件組成。由圖2可以看出，由于電機(jī)118的軸線(xiàn)與蝸輪115的軸線(xiàn)(即上轉(zhuǎn)向軸100)垂直，并且需要布置在轉(zhuǎn)向軸(或稱(chēng)為轉(zhuǎn)向管柱)的旁側(cè)，所以占用空間較大，造成有些車(chē)型可能無(wú)法布置。此外，由于蝸輪蝸桿之間的運(yùn)動(dòng)形式為滑動(dòng)，因此能量損失較大且逆效率尤其低下，所以在相同的有效傳動(dòng)比下，蝸輪尺寸要額外增大一些。另外，蝸輪蝸桿之間長(zhǎng)期磨損之后，嚙合間隙會(huì)增大，這樣傳動(dòng)噪音及扭矩波動(dòng)就會(huì)增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明主要目的是提供一種緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱，其目的還在于提供裝設(shè)有所述緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱的管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器以及汽車(chē)，以便有效解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題以及其他方面的問(wèn)題。[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
一種緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱，其包括固連于上套管和下套管的殼體、套設(shè)于所述上套管中的上轉(zhuǎn)向軸、套設(shè)于所述下套管中的下轉(zhuǎn)向軸、以及設(shè)置于所述上轉(zhuǎn)向軸和所述下轉(zhuǎn)向軸之間并與二者相連的扭桿，所述緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱還包括:
電機(jī)，其裝設(shè)于所述殼體內(nèi)，并且包括與所述上轉(zhuǎn)向軸沿著相同軸向布置的電機(jī)轉(zhuǎn)子和電機(jī)定子；
行星齒輪機(jī)構(gòu)，其裝設(shè)于所述殼體內(nèi)，并且其輸入端、輸出端分別與所述電機(jī)的輸出端和所述下轉(zhuǎn)向軸相連，用于放大由所述電機(jī)輸出的助力扭矩；
扭矩傳感器，其裝設(shè)于所述扭桿上用于檢測(cè)該處的扭矩信號(hào)；以及控制器，其被設(shè)置成用于接收并根據(jù)所述扭矩信號(hào)來(lái)控制所述電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使得由所述電機(jī)輸出的助力扭矩經(jīng)由所述行星齒輪機(jī)構(gòu)放大后再?gòu)乃鱿罗D(zhuǎn)向軸輸出。
[0007]在上述的緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱中，優(yōu)選地，所述行星齒輪機(jī)構(gòu)為3K型行星齒輪機(jī)構(gòu)，其包括:
第一齒圈，其固連于所述殼體的內(nèi)壁；
第一行星齒輪，其與所述第一齒圈相哨合；
太陽(yáng)齒輪，其固連于所述電機(jī)轉(zhuǎn)子并且與所述第一行星齒輪相嚙合；
第二齒圈，其固連于所述下轉(zhuǎn)向軸；
第二行星齒輪，其與所述第二齒圈相嚙合；
行星架，其套設(shè)于所述扭桿上并被設(shè)置成由所述第一行星齒輪和所述第二行星齒輪二者共用；以及
行星齒輪軸，其被設(shè)置成由所述第一行星齒輪和所述第二行星齒輪二者共用。
[0008]在上述的緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱中，優(yōu)選地，所述固連的形式包括焊接、螺栓連接、鉚接。
[0009]在上述的緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱中，優(yōu)選地，所述行星齒輪機(jī)構(gòu)為2K-H型行星齒輪機(jī)構(gòu)。
[0010]在上述的緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱中，優(yōu)選地，所述行星齒輪機(jī)構(gòu)為具有復(fù)合輪系的行星齒輪機(jī)構(gòu)，所述復(fù)合輪系包含復(fù)合的行星輪系和定軸輪系。
[0011]一種管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器，所述管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器中設(shè)置有如以上任一項(xiàng)所述的緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱。
[0012]一種汽車(chē)，所述汽車(chē)上裝設(shè)置有如上所述的管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:通過(guò)巧妙地采用行星齒輪機(jī)構(gòu)(例如3K型、2K-H型等)作為電動(dòng)助力管柱的減速機(jī)構(gòu)，使得本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)更為緊湊、傳動(dòng)比大、正逆效率均很高、齒輪傳動(dòng)時(shí)更為平穩(wěn)、力矩波動(dòng)極小、齒輪嚙合磨損小等諸多優(yōu)點(diǎn)。而且，本發(fā)明更為巧妙將助力電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子軸線(xiàn)與轉(zhuǎn)向管柱軸線(xiàn)同向布置，使得電機(jī)與轉(zhuǎn)向管柱渾然一體，電機(jī)轉(zhuǎn)子空套于管柱軸上，電機(jī)絲毫不用占用額外的空間，使得在前艙較小的車(chē)輛內(nèi)布置EPS成為可能，這樣就從根本上解決了目前管柱式EPS在布置上及減速機(jī)構(gòu)方面所有不足之處(例如正效率只有85%、逆效率只有20%左右、電機(jī)布置于管柱旁側(cè)而需要占用額外空間、力矩波動(dòng)大、長(zhǎng)期工作磨損大)。【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但是應(yīng)當(dāng)知道，這些附圖僅是為解釋目的而設(shè)計(jì)的，因此不作為本發(fā)明范圍的限定。此外，除非特別指出，這些附圖僅意在概念性地說(shuō)明此處描述的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，而不必要依比例進(jìn)行繪制。
[0015]圖1是現(xiàn)有的電動(dòng)助力管柱的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是沿著圖1中A-A方向的剖視圖。
[0017]圖3是3K型行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
[0018]圖4是本發(fā)明的緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱一個(gè)實(shí)施例的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]首先，需要說(shuō)明的是，以下將以示例方式來(lái)具體說(shuō)明本發(fā)明的緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱的具體結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)等，然而所有的描述僅是用來(lái)進(jìn)行說(shuō)明的，而不應(yīng)將其理解為對(duì)本發(fā)明形成任何限制。此外，在本文所提及各實(shí)施例中予以描述或隱含的任意單個(gè)技術(shù)特征，或者被顯示或隱含在各附圖中的任意單個(gè)技術(shù)特征，仍然可在這些技術(shù)特征(或其等同物)之間繼續(xù)進(jìn)行任意組合或刪減，從而獲得可能未在本文中直接提及的本發(fā)明的更多其他實(shí)施例。
[0020]為了更為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所采用減速機(jī)構(gòu)，有必要介紹一下行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。通常，由兩組(或兩排)及以上的行星齒輪機(jī)構(gòu)組成的機(jī)構(gòu)被稱(chēng)為復(fù)合式或者多排行星齒輪機(jī)構(gòu)，常用的有3K型及2K-H型行星齒輪機(jī)構(gòu)。3K型行星齒輪機(jī)構(gòu)有三個(gè)中心輪(太陽(yáng)齒輪或內(nèi)齒圈均可稱(chēng)為中心輪)，2K-H型行星齒輪機(jī)構(gòu)有兩個(gè)中心輪及一個(gè)行星架。下面將以3K型行星齒輪機(jī)構(gòu)為例進(jìn)行傳動(dòng)比說(shuō)明，本發(fā)明在圖4中即采用了這種類(lèi)型的行星齒輪機(jī)構(gòu)作為一種不例性實(shí)施方式。
[0021]圖3為3K型行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，其主要由大齒圈a、行星齒輪b、太陽(yáng)齒輪C、行星架d、行星齒輪e、大齒圈f等組成,其中大齒圈a被固定，行星齒輪b與大齒圈a及太陽(yáng)齒輪c嚙合，行星齒輪b與行星齒輪e共用一個(gè)行星架d，行星齒輪e與大齒圈f嚙合，動(dòng)力由太陽(yáng)齒輪c輸入,最后由大齒圈f輸出。由太陽(yáng)齒輪c到大齒圈f的傳動(dòng)比為:
icf=Zb*Zf*(Zc+Za) / Zc* (Zb*Zf_Za*Ze)(I)
其中Za、Zb、Zc、Ze、Zf分別為大齒圈a、行星齒輪b、太陽(yáng)齒輪C、行星齒輪e、大齒圈f的齒數(shù)，所以只要選取合適的齒輪齒數(shù)，很容易就得到需要的傳動(dòng)比。例如在電動(dòng)助力管柱中，蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比一般選20左右，那么選用3K型行星齒輪機(jī)構(gòu)就可以選取Za=54, Zb=20, Zc=14, Ze=14, Zf=48,則帶入上述傳動(dòng)比計(jì)算公式(I)就計(jì)算得到行星齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比i。f =22.8，滿(mǎn)足電動(dòng)助力管柱對(duì)減速比的要求。由此看來(lái)采用3K型行星齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)助力管柱所需的大傳動(dòng)比是非常容易的，在后文中即以3K型行星齒輪機(jī)構(gòu)為例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的工作原理的。
[0022]總體而言，本發(fā)明的緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱主要包括:與上套管和下套管固定連接的殼體、分別套設(shè)在上套管和下套管中的上轉(zhuǎn)向軸和下轉(zhuǎn)向軸、用來(lái)連接上轉(zhuǎn)向軸和下轉(zhuǎn)向軸的扭桿、裝設(shè)在殼體內(nèi)的電機(jī)和行星齒輪機(jī)構(gòu)、裝設(shè)在扭桿上用來(lái)檢測(cè)該處扭矩信號(hào)的扭矩傳感器、用來(lái)接收并根據(jù)扭矩信號(hào)來(lái)控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)控制器。其中，電機(jī)包括與上轉(zhuǎn)向軸采用同一軸向進(jìn)行布置的電機(jī)轉(zhuǎn)子和電機(jī)定子，而行星齒輪機(jī)構(gòu)的輸入端、輸出端分別與電機(jī)的輸出端和下轉(zhuǎn)向軸相連以便放大由電機(jī)輸出的助力扭矩，并且通過(guò)控制器來(lái)使得經(jīng)由行星齒輪機(jī)構(gòu)放大后額電機(jī)輸出助力扭矩從下轉(zhuǎn)向軸輸出。
[0023]在圖4中，它示意性地圖示出了本發(fā)明的緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱一個(gè)實(shí)施例的剖視結(jié)構(gòu)。如該圖所示，主要設(shè)置有上轉(zhuǎn)向軸1、上套管2、支架3、電機(jī)定子4、電機(jī)轉(zhuǎn)子5、扭桿6、第一齒圈7、第一行星齒輪8、第二齒圈9、行星架10、第二行星齒輪11、行星齒輪軸
12、下套管13、太陽(yáng)齒輪14、下轉(zhuǎn)向軸15、扭矩傳感器16、電機(jī)及減速器殼體17。其中，電機(jī)及減速器殼體17、電機(jī)定子4、電機(jī)轉(zhuǎn)子5共同組成電機(jī)18,第一齒圈7、第一行星齒輪8、太陽(yáng)齒輪14、行星齒輪軸12、第二行星齒輪11、第二齒圈9共同組成行星齒輪機(jī)構(gòu)19，其中上轉(zhuǎn)向軸I與方向盤(pán)(未圖示)固定連接上套管2空套于上轉(zhuǎn)向軸I上，并且支架3與上套管2固定連接，上套管2與電機(jī)及減速器殼體17固定連接，電機(jī)及減速器殼體17與下套管13固定連接，電機(jī)定子4和電機(jī)轉(zhuǎn)子5均與轉(zhuǎn)向軸I沿著同軸方向進(jìn)行布置。電機(jī)轉(zhuǎn)子5為空心狀，空套于轉(zhuǎn)向軸I和扭桿6上，扭桿6的一端與轉(zhuǎn)向軸I固定連接，另一端與下轉(zhuǎn)向軸15固定連接(下轉(zhuǎn)向軸15的下端還連接有中間軸、轉(zhuǎn)向器等，均未予以圖示)，電機(jī)轉(zhuǎn)子5與太陽(yáng)齒輪14固定連接，太陽(yáng)齒輪14與第一行星齒輪8嚙合，電機(jī)及減速器殼體17的內(nèi)壁固定連接有第一齒圈7，第一齒圈7與第一行星齒輪8嚙合，第二行星齒輪11與第二齒圈9嚙合，第二齒圈9與下轉(zhuǎn)向軸15固定連接，第一行星齒輪8與第二行星齒輪11共用一個(gè)行星架10及一個(gè)行星齒輪軸12，行星架10空套于扭桿6上，扭矩傳感器16固定于扭桿6上。在本文中所提到的“固定連接”或“固連”的形式均不作限制，例如采用焊接、螺栓連接、鉚接等均可以，而且所有零件的材料不作限制。為了使得方案清楚明了，圖中略去了用于控制電機(jī)的控制器以及可能存在的相關(guān)連接線(xiàn)束、軸承、螺栓等。
[0024]下面將結(jié)合圖4的示例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的工作原理。當(dāng)上轉(zhuǎn)向軸I接受來(lái)自方向盤(pán)的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向力矩時(shí)，轉(zhuǎn)向力矩將被依次傳遞至扭桿6、下轉(zhuǎn)向軸15、轉(zhuǎn)向器(未圖示)等(注意:該轉(zhuǎn)向力矩只是總轉(zhuǎn)向力矩的極小的一部分，大部分轉(zhuǎn)向力矩還需要由電機(jī)18經(jīng)過(guò)行星齒輪機(jī)構(gòu)19來(lái)提供)，扭矩傳感器16將從扭桿6上測(cè)得扭矩信號(hào)輸入給控制器，控制器根據(jù)扭矩信號(hào)對(duì)電機(jī)18發(fā)出指令，使得電機(jī)18動(dòng)作，從而輸出助力扭矩，該助力扭矩經(jīng)太陽(yáng)齒輪14，第一行星齒輪8、行星齒輪軸12、第二行星齒輪11、第二齒圈9，最終傳至下轉(zhuǎn)向軸15，這樣，實(shí)際上該助力扭矩就經(jīng)過(guò)了由第一齒圈7、第一行星齒輪8、太陽(yáng)齒輪
14、行星齒輪軸12、第二行星齒輪11、第二齒圈9共同組成的行星齒輪機(jī)構(gòu)19的放大(關(guān)于傳動(dòng)比的計(jì)算已在上文中做過(guò)詳述)，這經(jīng)過(guò)放大幾十倍(一般為20倍左右)的助力扭矩與來(lái)自方向盤(pán)的很小的轉(zhuǎn)向力矩疊加后，將用來(lái)共同驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向器，從而完成了轉(zhuǎn)向操作，這樣就能極大地降低駕駛者操作方向盤(pán)的強(qiáng)度和手力，從而給駕駛者帶來(lái)了極大的便利性。
[0025]當(dāng)然，以上僅具體描述了 3K型行星齒輪機(jī)構(gòu)在本發(fā)明上的應(yīng)用，然而應(yīng)當(dāng)理解的是本發(fā)明中提及的行星齒輪機(jī)構(gòu)是包括但并不局限于3K型行星齒輪機(jī)構(gòu)，亦可采用其他類(lèi)型的行星齒輪機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如可以采用2K-H型或者復(fù)合輪系(行星輪系和定軸輪系的復(fù)合)等。
[0026]顯然，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱的結(jié)構(gòu)是更為緊湊的，這是因?yàn)楸景l(fā)明充分利用了行星齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，巧妙地將電機(jī)18與上轉(zhuǎn)向軸I布置為同軸結(jié)構(gòu)，由此節(jié)省出了大塊空間，使得不必像現(xiàn)有技術(shù)那樣需要刻意為電機(jī)占用其他的空間。由此，即便是在駕駛艙空間比較狹小的車(chē)輛內(nèi)，也可以布置和使用管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
[0027]此外，還需要特別指出的是，與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明可以使得減速機(jī)構(gòu)的正逆效率都很高，這是由于本發(fā)明采用了行星齒輪機(jī)構(gòu)，而該機(jī)構(gòu)實(shí)為齒輪傳動(dòng)，其正逆效率都可達(dá)到95%以上。由于行星齒輪機(jī)構(gòu)效率很高、傳動(dòng)平穩(wěn)且不存在力矩波動(dòng)，這也保證了在同樣的有效減速比下本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)更具有尺寸優(yōu)勢(shì)，而且也不會(huì)產(chǎn)生因?yàn)橛虚g隙而產(chǎn)生的敲擊噪音，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行更加安全、可靠。因此，非常適于將本發(fā)明的緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱應(yīng)用到管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器中，并且將這樣的管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器裝設(shè)到汽車(chē)上，以便充分發(fā)揮出本發(fā)明的上述這些技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
[0028]以上列舉了若干具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)闡明本發(fā)明的緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱、管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器和汽車(chē)，這些個(gè)例僅供說(shuō)明本發(fā)明的原理及其實(shí)施方式之用，而非對(duì)本發(fā)明的限制，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員還可以做出各種變形和改進(jìn)。因此，所有等同的技術(shù)方案均應(yīng)屬于本發(fā)明的范疇并為本發(fā)明的各項(xiàng)權(quán)利要求所限定。
【權(quán)利要求】
1.一種緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱，其包括固連于上套管和下套管的殼體、套設(shè)于所述上套管中的上轉(zhuǎn)向軸、套設(shè)于所述下套管中的下轉(zhuǎn)向軸、以及設(shè)置于所述上轉(zhuǎn)向軸和所述下轉(zhuǎn)向軸之間并與二者相連的扭桿，其特征在于，所述緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱還包括: 電機(jī)，其裝設(shè)于所述殼體內(nèi)，并且包括與所述上轉(zhuǎn)向軸沿著相同軸向布置的電機(jī)轉(zhuǎn)子和電機(jī)定子； 行星齒輪機(jī)構(gòu)，其裝設(shè)于所述殼體內(nèi)并且其輸入端、輸出端分別與所述電機(jī)的輸出端和所述下轉(zhuǎn)向軸相連，用于放大由所述電機(jī)輸出的助力扭矩； 扭矩傳感器，其裝設(shè)于所述扭桿上用于檢測(cè)該處的扭矩信號(hào)；以及 控制器，其被設(shè)置成用于接收并根據(jù)所述扭矩信號(hào)來(lái)控制所述電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使得由所述電機(jī)輸出的助力扭矩經(jīng)由所述行星齒輪機(jī)構(gòu)放大后再?gòu)乃鱿罗D(zhuǎn)向軸輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱，其特征在于，所述行星齒輪機(jī)構(gòu)為3K型行星齒輪機(jī)構(gòu),其包括: 第一齒圈，其固連于所述殼體的內(nèi)壁； 第一行星齒輪，其與所述第一齒圈相哨合； 太陽(yáng)齒輪，其固連于所述電機(jī)轉(zhuǎn)子并且與所述第一行星齒輪相嚙合； 第二齒圈，其固連于所述下轉(zhuǎn)向軸； 第二行星齒輪，其與所述第二齒圈相嚙合； 行星架，其套設(shè)于所述扭桿上并被設(shè)置成由所述第一行星齒輪和所述第二行星齒輪二者共用；以及 行星齒輪軸，其被設(shè)置成由所述第一行星齒輪和所述第二行星齒輪二者共用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱，其特征在于，所述固連的形式包括焊接、螺栓連接、鉚接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱，其特征在于，所述行星齒輪機(jī)構(gòu)為2K-H型行星齒輪機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱，其特征在于，所述行星齒輪機(jī)構(gòu)為具有復(fù)合輪系的行星齒輪機(jī)構(gòu)，所述復(fù)合輪系包含復(fù)合的行星輪系和定軸輪系。
6.一種管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器，其特征在于，所述管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器中設(shè)置有如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的緊湊型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向管柱。
7.一種汽車(chē)，其特征在于，所述汽車(chē)上裝設(shè)置有如權(quán)利要求6所述的管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器。
【文檔編號(hào)】B62D1/16GK103832467SQ201210485480
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月26日
【發(fā)明者】張平, 張成寶, 周中堅(jiān), 左張兵, 鄭強(qiáng), 豐燁, 馬國(guó)宸 申請(qǐng)人:上海汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司