專利名稱：一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器，確切地說是一種基于非接觸式傳感器的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器。主要應(yīng)用于汽車及帶有方向盤的船舶等交通工具，屬于汽車轉(zhuǎn)向器總成應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，隨著電動(dòng)汽車的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于沒有了發(fā)動(dòng)機(jī)而缺少了動(dòng)力源，其發(fā)展受到了一定限制。而電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以其明顯的節(jié)能效果得到了快速發(fā)展，但采用電位計(jì)式傳感器的傳統(tǒng)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器壽命短，由于安裝誤差等因素造成的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器使用過程中精度不易保證等問題逐漸顯現(xiàn)。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型以解決上述技術(shù)問題為目的，提供一種使用壽命長、精度有保證的采用非接觸式扭矩傳感器的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器，由非接觸式扭矩傳感器⑷、電機(jī)(9)、控制器(5)、減速機(jī)構(gòu)⑶、轉(zhuǎn)向輸入軸⑴、轉(zhuǎn)向中間軸⑵以及內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)的扭桿輸入軸(3)和內(nèi)部為空心的扭桿輸出軸(6)等組成。上述轉(zhuǎn)向輸入軸(I)的上端通過外花鍵固定轉(zhuǎn)向盤，下端通過內(nèi)花鍵連接轉(zhuǎn)向中間軸(2)。轉(zhuǎn)向中間軸(2)的下方通過內(nèi)花鍵與扭桿輸入軸(3)相連，扭桿(7)的兩端分別位于扭桿輸入軸(3)與扭桿輸出軸出)內(nèi)部的孔中，并通過銷釘使扭桿(7)的兩端與兩軸連接。上述非接觸式扭矩傳感器(4)的上下兩部分分別與扭桿輸入軸(3)和扭桿輸出軸(6)連接，扭桿輸出軸
(6)外部安裝有由蝸輪和蝸桿組成的減速機(jī)構(gòu)(8)，蝸桿由電機(jī)(9)驅(qū)動(dòng)從而帶動(dòng)蝸輪及扭桿輸出軸(6)產(chǎn)生助力。非接觸式扭矩傳感器(4)電源輸入端和信號(hào)輸出端分別和控制器的電源輸出端和信號(hào)輸入端連接，控制器(5)的信號(hào)輸出端連接電機(jī)(9)的電源端，控制器(5)的電源輸入端連接蓄電池。本實(shí)用新型以非接觸式傳感器作為扭矩傳感器，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電位計(jì)式傳感器壽命短及安裝精度不易保證的缺陷。該電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器在扭桿輸入軸和扭桿輸出軸連接處安裝非接觸式傳感器，測(cè)試扭桿扭矩，采用這種連接方式使非接觸式傳感器與轉(zhuǎn)向軸更好的匹配。本實(shí)用新型的有益效果是在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器扭桿輸入軸和扭桿輸出軸連接處安裝非接觸式傳感器，提高傳感器的耐磨性和使用壽命，從而提高電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的控制精度及使用壽命，適宜推廣。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型控制部分電路原理框圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例參照?qǐng)D1，一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器，由非接觸式扭矩傳感器4、電機(jī)9、控制器5、減速機(jī)構(gòu)8、轉(zhuǎn)向輸入軸I、轉(zhuǎn)向中間軸2以及內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)的扭桿輸入軸3和內(nèi)部為空心的扭桿輸出軸6等組成。上述轉(zhuǎn)向輸入軸I的上端通過外花鍵固定轉(zhuǎn)向盤，下端通過內(nèi)花鍵連接轉(zhuǎn)向中間軸2。轉(zhuǎn)向中間軸2的下方通過內(nèi)花鍵與扭桿輸入軸3相連，扭桿7的兩端分別位于扭桿輸入軸3與扭桿輸出軸6內(nèi)部的孔中，并通過銷釘使扭桿7的兩端與兩軸連接。上述非接觸式扭矩傳感器4的上下兩部分分別與扭桿輸入軸3和扭桿輸出軸6連接，扭桿輸出軸6外部安裝有由蝸輪和蝸桿組成的減速機(jī)構(gòu)8，蝸桿由電機(jī)9驅(qū)動(dòng)從而帶動(dòng)蝸輪及扭桿輸出軸6產(chǎn)生助力。非接觸式扭矩傳感器4電源輸入端和信號(hào)輸出端分別和控制器5的電源輸出端和信號(hào)輸入端連接，控制器5的信號(hào)輸出端連接電機(jī)9的電源端,控制器5的電源輸入端連接蓄電池。上述非接觸式扭矩傳感器4的型號(hào)為SX-4400A，但不僅限于此，也可采用適合的 其它型號(hào)。參照?qǐng)D2，本實(shí)用新型硬件設(shè)計(jì)包括電源電路、信號(hào)處理電路、微處理器電路、接口電路、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、系統(tǒng)保護(hù)電路等。其主要功能是采集扭矩傳感器信號(hào)、車速傳感器信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和EPS電動(dòng)機(jī)反饋電流信號(hào)等，對(duì)其進(jìn)行信號(hào)處理后，根據(jù)微處理器中的助力策略和控制算法，通過脈寬調(diào)制控制電動(dòng)機(jī)電流，使其提供適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向助力。同時(shí)，EPS控制系統(tǒng)還提供過壓、過流、過熱等報(bào)警保護(hù)功能。控制系統(tǒng)由蓄電池提供12V直流電源。進(jìn)入控制器后分兩路，一路經(jīng)過電源模塊轉(zhuǎn)換為5V電壓給微控制器供電；另一路經(jīng)繼電器以及H橋驅(qū)動(dòng)電路給電動(dòng)機(jī)提供12V電源。從扭矩及車速等傳感器采集的信號(hào)經(jīng)濾波、整形等處理后，送入微處理器。微處理器根據(jù)輸入信號(hào)計(jì)算出最優(yōu)的助力轉(zhuǎn)矩，并將反饋電流與電機(jī)給定電流作比較，輸出控制電機(jī)的PWM信號(hào)通過調(diào)整脈寬調(diào)整電機(jī)電流的大小，從而達(dá)到理想的助力效果。過電流、及過壓等保護(hù)電路的作用是為了防止電動(dòng)機(jī)因電流、電壓過大而損壞，保護(hù)電路中采用電壓比較器來將實(shí)際值與給定閾值作比較，一旦超出設(shè)定閾值，立刻輸出報(bào)警信號(hào)并推出電動(dòng)助力狀態(tài)，達(dá)到對(duì)系統(tǒng)保護(hù)和行車安全的保護(hù)目的。本實(shí)用新型由扭桿測(cè)扭矩，即通過非接觸式扭矩傳感器來檢測(cè)駕駛員在轉(zhuǎn)向操作時(shí)產(chǎn)生的扭矩和轉(zhuǎn)角的大小和方向，并將所需信息轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)輸入控制單元，再結(jié)合當(dāng)前的車速信號(hào)，由控制單元對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算后得到一個(gè)與行駛工況相適應(yīng)的助力力矩，最后發(fā)出指令驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩通過傳動(dòng)裝置的作用而產(chǎn)生助力。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器，包括電機(jī)(9)、減速機(jī)構(gòu)(8)，其特征在于它還包括非接觸式扭矩傳感器(4)、控制器(5)、轉(zhuǎn)向輸入軸(I)、轉(zhuǎn)向中間軸(2)以及內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)的扭桿輸入軸(3)和內(nèi)部為空心的扭桿輸出軸￠)，上述轉(zhuǎn)向輸入軸(I)的上端通過外花鍵固定轉(zhuǎn)向盤，下端通過內(nèi)花鍵連接轉(zhuǎn)向中間軸(2),轉(zhuǎn)向中間軸(2)的下方通過內(nèi)花鍵與扭桿輸入軸(3)相連，扭桿(7)的兩端分別位于扭桿輸入軸(3)與扭桿輸出軸￠)內(nèi)部的孔中，并通過銷釘使扭桿(7)的兩端與兩軸連接，上述非接觸式扭矩傳感器(4)的上下兩部分分別與扭桿輸入軸⑶和扭桿輸出軸(6)連接，扭桿輸出軸(6)外部安裝有由蝸輪和蝸桿組成的減速機(jī)構(gòu)(8)，蝸桿由電機(jī)(9)驅(qū)動(dòng)，非接觸式扭矩傳感器(4)電源輸入端和信號(hào)輸出端分別和控制器(5)的電源輸出端和信號(hào)輸入端連接，控制器(5)的信號(hào)輸出端連接電機(jī)(9)的電源端，控制器(5)的電源輸入端連接蓄電池。
專利摘要一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器，以非接觸式傳感器作為扭矩傳感器，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電位計(jì)式傳感器壽命短及安裝精度不易保證的缺陷，主要應(yīng)用于汽車及帶有方向盤的船舶等交通工具。它由非接觸式扭矩傳感器、電機(jī)、控制器、減速機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向輸入軸、轉(zhuǎn)向中間軸以及內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)的扭桿輸入軸和內(nèi)部為空心的扭桿輸出軸等組成。該電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器在輸入軸和輸出軸連接處安裝非接觸式傳感器，檢測(cè)扭桿扭矩，采用這種連接方式使非接觸式傳感器與轉(zhuǎn)向軸更好的匹配。本實(shí)用新型的有益效果是在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器扭桿輸入軸和扭桿輸出軸連接處安裝非接觸式傳感器，提高傳感器的耐磨性和使用壽命，從而提高電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的控制精度，適宜推廣。
文檔編號(hào)B62D5/04GK202669909SQ20122028984
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月20日
發(fā)明者張力爭, 梁繼輝, 張宏遠(yuǎn), 張昕, 蔡玲, 戴超 申請(qǐng)人:遼寧華隆汽車技術(shù)有限公司