专利名称：：一种电动助力转向系统的制作方法
技术领域：
：电动助力转向系统用于汽车零部件领域。
背景技术：
：电动助力转向系统自产生以来，根据前轴负荷的不同助力电动机布置的位置也不同，根据助力电动机布置的位置电动助力转向系统分为三种类型第一种类型是转向轴助力式转向系统即电动机通过减速器与转向轴相连，如附图l所示，转向轴助力式电动助力转向系统基本上是由机械式转向装置、电磁离合器、转矩传感器、转角传感器、车速传感器、控制器、三相鼠笼电动机和减速器组成，其工作原理如下当操纵转向盘时，装在转向输入轴上的转矩传感器、转角传感器不断地检测出转向输入轴的转矩、转角信号，这些信号与车速信号同时输入到电子控制单元，电子控制单元根据这些输入信号，控制助力电动机输出转矩的大小和方向。电动机的转矩经过电磁离合器通过减速器减速增矩后，传递到汽车转向输出轴上，使之得到一个与汽车工况相适应的转向作用力。第二种类型是转向器小齿轮助力式转向系统即电动机通过减速器与转向器小齿轮相连，如附图2所示，其工作原理与转向轴助力式电动助力转向系统类似，区别在于助力电动机的助力直接加在转向器小齿轮上。第三种类形是转向齿条轴助力式转向系统即电动机通过减速器与转向器齿条轴相连，如附图3所示，其工作原理与转向轴助力式电动助力转向系统类似，区别在于助力电动机的助力直接加在转向齿条上。
发明内容本发明的目的是通过引入交流异步电动机用于助力电动机，同时采用助力电动机轴和转向输出轴为一体式新型结构，来达到简化交流电动助力转向系统结构、提高系统可靠性的目的。本发明提供一种新型的电动助力转向系统，其由机械式转向装置、安装在转向输入轴上的转矩传感器、车速传感器、接收转矩信号与车速信号的电子控制单元、由电子控制单元控制的助力电动机、与助力电动机轴相连接的转向输出轴组成。其中，方向盘l与转向输入轴2-1相连，转向输入轴2-1上装有转角传感器4、扭矩传感器3，并与助力电动机7的轴相连，助力电动机7的轴和转向输出轴2-2是一体的，转角传感器4、扭矩传感器3的信号通过信号线传给控制器5，控制器5的控制信号通过信号线传给助力电动机7，转向输出轴2-2通过连杆与转向小齿轮9相连，转向小齿轮9与转向齿条10相连，转向齿条10通过连接杆11与车轮12相连。其中，助力电动机轴和转向输出轴为一体式，将助力电动机输出的转矩直接加在转向输出轴上。上述助力电动机可以是三相鼠笼电动机。本发明所述的新型的电动助力转向系统具有如下特点1)三相鼠笼电动机具有结构坚固、简单、大过载转矩的特点，可以使功率较小电动机输出大转矩。2)由于省去了减速机构，所以尽管在逆变时损失些能量但是可保证总效率(80%左右)高于基于直流电动机加上减速器(大减速比多为涡轮涡杆式)的系统(90%*60%=54%左右)。3)三相鼠笼电动机的控制系统价格会高些，但由于省去了减速器所以总价格又可以降下来。4)这种结构使电动机在开始助力时由于减速机构弹性、惯性造成的滞后减小，所以手感好。附图1:传统的转向轴助力式转向系统；附图2:传统的转向器小齿轮助力式转向系统；附图3:传统的转向齿条轴助力式转向系统；附图4:本发明的助力电动机轴和转向输出轴为一体式的转向系统。其中1、方向盘2-l、转向输入轴2-2、转向输出轴3、扭矩传感器4、转角传感器5、控制器6、电磁离合器7、助力电动机8、减速器9、转向器小齿轮10、转向齿条11、连接杆12、车轮具体实施例方式本发明提供一种助力电动机轴和转向输出轴一体式电动助力转向系统。电动机轴和转向输出轴一体式电动助力转向系统也是是由机械式转向装置、转矩传感器、车速传感器、控制器、三相鼠笼电动机组成。其工作原理如下当操纵转向盘时，装在转向输入轴上的转矩传感器不断的检测出转向输入轴的转矩信号，该信号与车速信号同时输入到电子控制单元，电子控制单元根据这些输入信号，控制助力电动机输出转矩的大小和方向。电动机输出的转矩直接加在转向输出轴上，使之得到一个与汽车工况相适应的转向作用力。电动机轴和转向输出轴一体式电动助力转向系统设计依据如下1)由表1知转动轿车最大转矩为28.5N^，如果按1:1助力的话，0.7kw的电动机就可满足要求，如果需要大助力比的话可选功率更大的电动机，所以从扭矩输出的来讲完全可行。2)从制造的角度讲鼠笼电动机的结构简单，很容易做成细长型结构，电动机轴和转向输出轴做成一体。3)电动机轴的位置信息可以通过转向输出轴的转角信息获得。表1转动汽车方向盘所需极限扭矩(实测)单位Nm<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>其中车型为桑塔纳普通型轿车，方向盘半径为15cm。表2三相鼠笼变频电动机输出扭矩(北京电动机总厂提供)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>注实际上，最大过载转矩短期可达3-5倍额定转矩。本文中，助力电动机是电动机的一种；电子控制单元即电子控制器是控制器的一种。权利要求一种电动助力转向系统，由机械式转向装置、安装在转向输入轴上的转矩传感器、车速传感器、接收转矩信号与车速信号的电子控制单元、由电子控制单元控制的助力电动机、与助力电动机轴相连接的转向输出轴组成，其特征在于方向盘(1)与转向输入轴(2-1)相连，转向输入轴(2-1)上装有转角传感器(4)和扭矩传感器(3)，并与助力电动机(7)的轴相连，助力电动机(7)的轴和转向输出轴(2-2)是一体的，转角传感器(4)、扭矩传感器(3)的信号通过信号线传给控制器(5)，控制器(5)的控制信号通过信号线传给助力电动机(7)，转向输出轴(2-2)通过连杆与转向小齿轮(9)相连，转向小齿轮(9)与转向齿条(10)相连，转向齿条(10)通过连接杆(11)与车轮(12)相连；助力电动机轴和转向输出轴为一体式，将助力电动机输出的转矩直接加在转向输出轴上。2.如权利要求1所述的电动助力转向系统，其特征在于所述助力电动机为三相鼠笼电动机。3.如权利要求2所述的电动助力转向系统，其特征在于所述三相鼠笼电动机为细长型结构。4.如权利要求1所述的电动助力转向系统，其特征在于助力电动机轴的位置信息通过转向输出轴的转角信息获得。全文摘要本发明提供了一种电动助力转向系统，应用于汽车零部件领域。采用由机械式转向装置、安装在转向输入轴上的转矩传感器、车速传感器、接收转矩信号与车速信号的电子控制单元、由电子控制单元控制的助力电动机、与助力电动机轴相连接的转向输出轴组成。其特征在于采用细长型的异步电动机作为助力电动机，把助力电动机轴和转向输出轴设计为一体式，省去了减速机构，使助力电动机输出的转矩直接加在转向输出轴上。这种新型结构的电动助力转向系统结构简单，驾驶员操控手感好。文档编号B62D5/04GK101708733SQ20091023752公开日2010年5月19日申请日期2009年11月17日优先权日2009年11月17日发明者余达太,张卫冬申请人:北京科技大学