本實(shí)用新型涉及汽車工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種汽車管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前各種汽車車輛上使用的電動(dòng)轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)大都是通過(guò)在轉(zhuǎn)向管柱上安裝蝸輪蝸桿減速機(jī)實(shí)現(xiàn)的，隨著時(shí)代發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步，逐漸暴漏出如下問(wèn)題：蝸輪蝸桿減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比小，傳動(dòng)效率低下；安裝助力電機(jī)時(shí)，助力電機(jī)的輸出軸需要垂直于轉(zhuǎn)向管柱安裝在轉(zhuǎn)向管柱的側(cè)面，占用駕駛室內(nèi)的空間較大，由于車輛駕駛室的空間緊湊，因此現(xiàn)有的蝸輪蝸桿式電動(dòng)轉(zhuǎn)向管柱在裝配時(shí)經(jīng)常發(fā)生干涉，增加操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；并且在使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)異響，維修時(shí)安裝和拆卸操作難度較大等現(xiàn)象。

因此，如何提供一種輸入扭矩小，且輸出扭矩大，且體積小，且易于安裝、拆卸以及更換的管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于上述說(shuō)明，本實(shí)用新型的目的在于提供一種汽車管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有輸入扭矩小，且輸出扭矩大，且體積小，能有效解決使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)異響的問(wèn)題，且易于安裝、拆卸以及更換的特點(diǎn)。

為解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種汽車管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向管柱和轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)、行星齒輪減速器、同步帶、扭矩/轉(zhuǎn)角傳感器、控制器以及殼體；

所述殼體固定設(shè)置于所述轉(zhuǎn)向管柱上，所述行星齒輪減速器設(shè)置于所述殼體內(nèi)，所述電動(dòng)機(jī)固定設(shè)置于所述殼體上，且所述電動(dòng)機(jī)的輸出軸與所述行星齒輪減速器的輸入端連接，所述行星齒輪減速器的輸出端通過(guò)所述同步帶與所述轉(zhuǎn)向管柱上的從動(dòng)同步帶輪嚙合傳動(dòng)連接以用于實(shí)現(xiàn)所述電動(dòng)機(jī)助力所述轉(zhuǎn)向管柱轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述轉(zhuǎn)向管柱包括轉(zhuǎn)向輸入軸與花鍵輸出軸，所述轉(zhuǎn)向輸入軸的上端與汽車的方向盤連接，所述花鍵輸出軸的下端與汽車的轉(zhuǎn)向器連接；

所述扭矩/轉(zhuǎn)角傳感器設(shè)置于所述轉(zhuǎn)向輸入軸上，所述扭矩/轉(zhuǎn)角傳感器與所述控制器電連接以將電信號(hào)傳輸給所述控制器，所述控制器與所述電動(dòng)機(jī)電連接以控制所述電動(dòng)機(jī)的輸出功率。

優(yōu)選的，所述電動(dòng)機(jī)與所述行星齒輪減速器呈直線布置，且所述行星齒輪減速器的輸出端的軸向方向與所述轉(zhuǎn)向管柱的軸向方向平行。

優(yōu)選的，所述行星齒輪減速器包括行星齒輪、輸出內(nèi)齒輪、固定內(nèi)齒圈以及輸入軸；

所述行星齒輪設(shè)置在所述輸入軸的偏心軸段位置上且通過(guò)所述輸入軸與所述電動(dòng)機(jī)的輸出軸傳動(dòng)連接；

所述固定內(nèi)齒圈直接固定在所述行星齒輪減速器的殼體內(nèi)；

所述輸出內(nèi)齒輪通過(guò)軸承固定在所述行星齒輪減速器的殼體內(nèi)；

所述行星齒輪的外輪齒與所述輸出內(nèi)齒輪的內(nèi)輪齒嚙合連接；

所述行星齒輪的外輪齒與所述固定內(nèi)齒圈的內(nèi)輪齒嚙合連接；

所述輸出內(nèi)齒輪的外徑設(shè)置為主動(dòng)同步帶輪，所述輸出內(nèi)齒輪通過(guò)所述同步帶與所述轉(zhuǎn)向管柱上的從動(dòng)同步帶輪嚙合傳動(dòng)連接。

優(yōu)選的，所述從動(dòng)同步帶輪設(shè)置于所述花鍵輸出軸上。

優(yōu)選的，所述扭矩/轉(zhuǎn)角傳感器為非接觸式傳感器；所述非接觸式傳感器設(shè)置于所述轉(zhuǎn)向輸入軸的下部。

優(yōu)選的，還包括用于連接所述轉(zhuǎn)向輸入軸與所述花鍵輸出軸的扭桿，所述扭桿的一端通過(guò)花鍵與所述花鍵輸出軸的上端過(guò)盈聯(lián)接，所述扭桿的另一端通過(guò)圓柱銷與所述轉(zhuǎn)向輸入軸的下端鉚接連接。

優(yōu)選的，所述電動(dòng)機(jī)通過(guò)法蘭安裝在所述殼體上。

優(yōu)選的，所述電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與所述行星齒輪減速器的輸入軸連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供了一種汽車管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，本實(shí)用新型中，電動(dòng)機(jī)通過(guò)行星齒輪減速器放大扭矩，與現(xiàn)有的電動(dòng)助力系統(tǒng)中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，輸入扭矩小，且輸出扭矩大，傳動(dòng)效率大幅提升，使車輛的轉(zhuǎn)向操作更加靈活、輕便，安全性更好，并能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的主動(dòng)回正；本實(shí)用新型中的電動(dòng)機(jī)與轉(zhuǎn)向管柱平行布置，使得整個(gè)轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的體積較小，不會(huì)發(fā)生干涉，易于安裝、拆卸以及更換；本實(shí)用新型采用了同步帶連接，有效的解決了以往電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置在使用中出現(xiàn)的異響問(wèn)題；而且本實(shí)用新型中轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的安裝位置與現(xiàn)有的車輛一致，不需改動(dòng)車輛的其它現(xiàn)有轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；且該轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)設(shè)置在駕駛艙內(nèi)，采用無(wú)刷電機(jī)或有刷電機(jī)均可，不受環(huán)境影響，故障率低、使用壽命長(zhǎng)，同樣尺寸大小，輸出力矩大；本實(shí)用新型采用行星齒輪減速器與轉(zhuǎn)向管柱平行布置，與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向管柱中的輸出軸的安裝位置相同，可直接替換現(xiàn)有的轉(zhuǎn)向管柱產(chǎn)品，不需對(duì)車輛其它部件進(jìn)行改造。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的的汽車管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中電動(dòng)機(jī)與行星齒輪減速器的放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1電動(dòng)機(jī)，2轉(zhuǎn)向管柱，3行星齒輪減速器，4同步帶，5殼體，6行星齒輪，7固定內(nèi)齒圈，8輸出內(nèi)齒輪，9輸入軸，10從動(dòng)同步帶輪，11非接觸式傳感器，12轉(zhuǎn)向輸入軸，13花鍵輸出軸，14扭桿，15圓柱銷，16法蘭，17聯(lián)軸器。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“軸向”、“徑向”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”、“水平”、“豎直”等指示的方位或位置關(guān)系為基于實(shí)際應(yīng)用中的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”，可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過(guò)它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征的的正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征的正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如圖1至圖2所示，圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的的汽車管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中電動(dòng)機(jī)與行星齒輪減速器的放大結(jié)構(gòu)示意圖。

本實(shí)用新型提供了一種汽車管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向管柱2和轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)1、行星齒輪減速器3、同步帶、4、扭矩/轉(zhuǎn)角傳感器、控制器以及殼體5；

殼體5固定設(shè)置于轉(zhuǎn)向管柱2上，行星齒輪減速器3設(shè)置于殼體5內(nèi)，電動(dòng)機(jī)1固定設(shè)置于殼體5上，且電動(dòng)機(jī)1的輸出軸與行星齒輪減速器3的輸入端連接，行星齒輪減速器3的輸出端通過(guò)同步帶與轉(zhuǎn)向管柱2上的從動(dòng)同步帶輪嚙合傳動(dòng)連接以用于實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)1助力轉(zhuǎn)向管柱2轉(zhuǎn)動(dòng)；

轉(zhuǎn)向管柱2包括轉(zhuǎn)向輸入軸12與花鍵輸出軸13，轉(zhuǎn)向輸入軸12的上端與汽車的方向盤連接，花鍵輸出軸13的下端與汽車的轉(zhuǎn)向器連接；

扭矩/轉(zhuǎn)角傳感器設(shè)置于轉(zhuǎn)向輸入軸12上，扭矩/轉(zhuǎn)角傳感器與控制器電連接以將電信號(hào)傳輸給控制器，控制器與電動(dòng)機(jī)1電連接以控制電動(dòng)機(jī)1的輸出功率。

本實(shí)用新型中電動(dòng)機(jī)優(yōu)選的采用永磁同步無(wú)刷電機(jī)，有刷電機(jī)亦可。

本實(shí)用新型行星齒輪減速器3包括帶有偏心的輸入軸帶動(dòng)雙級(jí)行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，一級(jí)行星齒輪與固定內(nèi)齒組件相互嚙合，第二級(jí)行星齒輪與輸出內(nèi)齒組件相互嚙合，輸出內(nèi)齒組件通過(guò)同步帶、同步帶輪與轉(zhuǎn)向管柱連接。轉(zhuǎn)向輸入軸12與方向盤連接，轉(zhuǎn)向管柱中的花鍵輸出軸13與汽車轉(zhuǎn)向器連接。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)1與行星齒輪減速器3呈直線布置，且行星齒輪減速器3的輸出端的軸向方向與轉(zhuǎn)向管柱2的軸向方向平行。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，行星齒輪減速器3包括行星齒輪6、輸出內(nèi)齒輪7、固定內(nèi)齒圈8以及輸入軸9；

行星齒輪6固定套設(shè)在輸入軸9上且通過(guò)輸入軸9與電動(dòng)機(jī)1的輸出軸傳動(dòng)連接；

固定內(nèi)齒圈8直接固定在行星齒輪減速器3的殼體內(nèi)；

輸出內(nèi)齒輪7通過(guò)軸承固定在行星齒輪減速器3的殼體內(nèi)；

行星齒輪6的外輪齒與輸出內(nèi)齒輪7的內(nèi)輪齒嚙合連接；

行星齒輪6的外輪齒與固定內(nèi)齒圈8的內(nèi)輪齒嚙合連接；

輸出內(nèi)齒輪7的外徑設(shè)置為主動(dòng)同步帶輪，輸出內(nèi)齒輪7通過(guò)同步帶與轉(zhuǎn)向管柱2上的從動(dòng)同步帶輪嚙合傳動(dòng)連接。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，從動(dòng)同步帶輪10設(shè)置于花鍵輸出軸13上。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，扭矩/轉(zhuǎn)角傳感器為非接觸式傳感器11；非接觸式傳感器11設(shè)置于轉(zhuǎn)向輸入軸12的下部。非接觸式傳感器主用于向控制器傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤扭矩信號(hào)和方向盤轉(zhuǎn)向角度信號(hào)使控制器控制電動(dòng)機(jī)改變輸出功率助力轉(zhuǎn)向管柱轉(zhuǎn)向。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，還包括用于連接轉(zhuǎn)向輸入軸與花鍵輸出軸的扭桿14，扭桿14的一端通過(guò)花鍵與花鍵輸出軸13的上端過(guò)盈連接，扭桿的另一端通過(guò)圓柱銷15與轉(zhuǎn)向輸入軸12的下端鉚接連接。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)1通過(guò)法蘭16安裝在殼體上。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)1通過(guò)聯(lián)軸器17與行星齒輪減速器3的輸入軸連接。

本實(shí)用新型提供的汽車管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作模式：車輛轉(zhuǎn)向時(shí)，駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤帶動(dòng)轉(zhuǎn)向輸入軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向輸入軸帶動(dòng)扭桿一端轉(zhuǎn)動(dòng)，使扭桿扭轉(zhuǎn)變形，非接觸式傳感器11將扭桿扭轉(zhuǎn)的力矩和角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)發(fā)送至控制器，控制器根據(jù)該電信號(hào)向電動(dòng)機(jī)1發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)1向方向盤的旋轉(zhuǎn)方向助力轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)1帶動(dòng)行星齒輪減速器3，行星齒輪減速器3將電動(dòng)機(jī)1的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩放大后傳遞給車輛的轉(zhuǎn)向管柱2，最終傳遞給車輛的轉(zhuǎn)向器，行星齒輪減速器3能夠通過(guò)內(nèi)部多級(jí)變速達(dá)到增大輸出力矩的效果，同時(shí)提高了傳動(dòng)效率。

本實(shí)用新型針對(duì)想要解決的技術(shù)問(wèn)題，提供了多個(gè)遞進(jìn)式的技術(shù)方案，多個(gè)遞進(jìn)式的技術(shù)方案相互組合疊加，相互配合，相互促進(jìn)，形成一個(gè)整體方案，以解決上述的技術(shù)問(wèn)題，取得的技術(shù)效果遠(yuǎn)好于上述任何一個(gè)技術(shù)方案的技術(shù)效果，疊加效應(yīng)顯著。

本實(shí)用新型未詳盡描述的方法和裝置均為現(xiàn)有技術(shù)，不再贅述。

本說(shuō)明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其它實(shí)施例的不同之處，每個(gè)實(shí)施例之間相同或相似部分互相參見即可。

以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)于這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見的，本文所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬范圍。