| 专利名称： | 一种用于商用车的电动液压转向装置 | ||
| 专利名称(英文)： | For commercial vehicle electric hydraulic steering device | ||
| 专利号： | CN201610050308.6 | 申请时间： | 20160126 |
| 公开号： | CN105501293A | 公开时间： | 20160420 |
| 申请人： | 荆州恒隆汽车技术（检测）中心 | ||
| 申请地址： | 434000 湖北省荆州市沙市区荆沙大道88号 | ||
| 发明人： | 傅早清; 李琦; 姜殿鑫; 艾涛; 徐刚春; 马经华; 夏甘露 | ||
| 分类号： | B62D5/06; B62D5/04; B62D6/00; B62D5/30; B62D101/00; B62D111/00 | 主分类号： | B62D5/06 |
| 代理机构： | 荆州市亚德专利事务所 42216 | 代理人： | 陈德斌 |
| 摘要： | 本发明涉及一种用于商用车的电动液压转向系统，属汽车助力转向器领域。它由循环球转向器、中间轴、芯轴、蜗轮、蜗杆、传感器、支撑座、电机和控制器构成；循环球转向器的连接阀体一侧通过连接螺钉固装有中间壳体，中间壳体内通过轴承A装有芯轴，芯轴的一端与循环球转向器的输入轴键连接，芯轴的另一端延伸至中间壳体外端，中间壳体内的芯轴上活动套装有中间轴，中间轴与循环球转向器的转向螺杆连接。该装置在车辆正常运行过程中，电机和液压助力共同工作，使转向时所需液压助力减小，从而达到节能目的；控制器（ECU）根据车速信号，在高速时，不提供或提供较小的电动助力，满足了驾驶稳定性和安全性的要求。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention relates to a electric used for commercial vehicle hydraulic steering system, which belongs to the field for vehicle power-assisted steering device. By recirculating ball steering gear the, intermediate shaft, a core shaft, a worm wheel, worm, sensor, a supporting base, a motor and a controller; the connection of the recirculating ball steering gear on one side of the valve body through the connecting screw is fixedly provided with an intermediate shell, the middle shell through the bearing is provided with a mandrel A, one end of the central spindle and recirculating ball steering gear is connected with the input shaft, the other end of the mandrel extending to the outer end of the middle shell, the middle shell of the core shaft is sleeved on the intermediate shaft, the intermediate shaft and is connected with a steering screw recirculating ball steering gear. The device in the process of normal operation of the vehicle, the motor and the hydraulic power-assisted joint work, the required hydraulic power-assisted steering is reduced, thereby achieving the purpose of saving energy; a controller (ECU) according to the vehicle speed signal, when at a high speed, does not provide, or providing relatively small electric power, the driving stability and meet the requirement of safety. | ||
1.一种用于商用车的电动液压转向装置，它由循环球转向器、中间轴（1）、芯轴（2）、蜗轮（3）、蜗杆（4）、传感器、支撑座（5）、电机（6）和控制器构成；循环球转向器包括输入轴（7）、转向螺杆（8）、转向螺母（9）、扭杆（10）、连接阀体（11）、转向器壳体（12）和转向臂轴（13）；其特征在于：循环球转向器的连接阀体（11）一侧通过连接螺钉固装有中间壳体（14），中间壳体（14）内通过轴承A（15）装有芯轴（2），芯轴（2）的一端与循环球转向器的输入轴（7）键连接，芯轴（2）的另一端延伸至中间壳体（14）外端，中间壳体（14）内的芯轴（2）上活动套装有中间轴（1），中间轴（1）与循环球转向器的转向螺杆（8）连接，中间轴（1）上通过压紧螺母（16）安装有轴承B（17），轴承B（17）一侧的中间轴（1）上通过轴承C（18）装有支撑座（5），轴承B（17）与轴承C（18）之间的中间轴（1）上固装有蜗轮（3），蜗轮（3）上方通过电机（6）装有蜗杆（4），蜗杆（4）和蜗轮（3）啮合连接；轴承C（18）一侧的中间轴（1）端头与芯轴（2）之间安装有传感器，传感器通过导线与控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于商用车的电动液压转向装置，其特征在于：所述的传感器的转子（20）安装在中间轴（1）上；传感器的定子（21）安装在芯轴（2）上。
3.根据权利要求1所述的一种用于商用车的电动液压转向装置，其特征在于：所述的循环球转向器的转向螺杆（8）大端部开有多个凹槽，中间轴（1）的螺纹端部设置有多个与凹槽对应的凸齿，转向螺杆（8）与中间轴（1）之间通过凹槽与凸齿的配合相互连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于商用车的电动液压转向装置，其特征在于：所述的转向器壳体（12）与连接阀体（11）之间的转向螺杆（8）上设置有外圈（24）。
5.根据权利要求1所述的一种用于商用车的电动液压转向装置，其特征在于：所述的中间轴（1）与芯轴（2）之间设置有轴承D（19）。
6.根据权利要求1所述的一种用于商用车的电动液压转向装置，其特征在于：所述的轴承A（15）一侧的芯轴（2）上装有防尘罩（22）和防尘封（23）。
1.一种用于商用车的电动液压转向装置，它由循环球转向器、中间轴（1）、芯轴（2）、蜗轮（3）、蜗杆（4）、传感器、支撑座（5）、电机（6）和控制器构成；循环球转向器包括输入轴（7）、转向螺杆（8）、转向螺母（9）、扭杆（10）、连接阀体（11）、转向器壳体（12）和转向臂轴（13）；其特征在于：循环球转向器的连接阀体（11）一侧通过连接螺钉固装有中间壳体（14），中间壳体（14）内通过轴承A（15）装有芯轴（2），芯轴（2）的一端与循环球转向器的输入轴（7）键连接，芯轴（2）的另一端延伸至中间壳体（14）外端，中间壳体（14）内的芯轴（2）上活动套装有中间轴（1），中间轴（1）与循环球转向器的转向螺杆（8）连接，中间轴（1）上通过压紧螺母（16）安装有轴承B（17），轴承B（17）一侧的中间轴（1）上通过轴承C（18）装有支撑座（5），轴承B（17）与轴承C（18）之间的中间轴（1）上固装有蜗轮（3），蜗轮（3）上方通过电机（6）装有蜗杆（4），蜗杆（4）和蜗轮（3）啮合连接；轴承C（18）一侧的中间轴（1）端头与芯轴（2）之间安装有传感器，传感器通过导线与控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于商用车的电动液压转向装置，其特征在于：所述的传感器的转子（20）安装在中间轴（1）上；传感器的定子（21）安装在芯轴（2）上。
3.根据权利要求1所述的一种用于商用车的电动液压转向装置，其特征在于：所述的循环球转向器的转向螺杆（8）大端部开有多个凹槽，中间轴（1）的螺纹端部设置有多个与凹槽对应的凸齿，转向螺杆（8）与中间轴（1）之间通过凹槽与凸齿的配合相互连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于商用车的电动液压转向装置，其特征在于：所述的转向器壳体（12）与连接阀体（11）之间的转向螺杆（8）上设置有外圈（24）。
5.根据权利要求1所述的一种用于商用车的电动液压转向装置，其特征在于：所述的中间轴（1）与芯轴（2）之间设置有轴承D（19）。
6.根据权利要求1所述的一种用于商用车的电动液压转向装置，其特征在于：所述的轴承A（15）一侧的芯轴（2）上装有防尘罩（22）和防尘封（23）。
翻译：技术领域
本发明涉及一种用于商用车的电动液压转向系统，属汽车助力转向器领域。
背景技术
为满足车辆节能、安全和驾驶舒适性等发展要求，通常会采用电动转向系统（EPS）来取代现有的液压助力转向器，但是由于中、重型商用车转向耗费的功率较大，现阶段的电机技术难以经济的满足这一要求；即不能满足节能和驾驶舒适性的要求，以及应急转向时的安全性。为此，有必要研发一种既可以满足节能和驾驶舒适性的要求，还可以增加应急转向时的安全性；并且在正常工作状态下，电动液压转向系统根据车辆运行中受到的阻力，由液压和电动助力共同提供转向助力；在液压油泵失效或发动机失效的情况下，则由电动助力和转向手力通过转向器的机械传动部分提供应急转向助力的电动液压转向装置。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种在车辆转向过程中，由电动和液压助力共同工作，使转向时所需液压助力减小，从而达到节能目的；并且可有效满足节能、安全、驾驶舒适性、主动回正、侧风补偿等要求的用于商用车的电动液压转向装置。
本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的：
一种用于商用车的电动液压转向装置，它由循环球转向器、中间轴、芯轴、蜗轮、蜗杆、传感器、支撑座、电机和控制器构成；循环球转向器包括输入轴、转向螺杆、转向螺母、扭杆、连接阀体、转向器壳体和转向臂轴；其特征在于：循环球转向器的一侧通过连接阀体和连接螺钉固装有中间壳体，中间壳体内通过轴承A装有芯轴，芯轴的一端与循环球转向器的输入轴键连接，芯轴的另一端延伸至中间壳体外端，中间壳体内的芯轴上活动套装有中间轴，中间轴与循环球转向器的转向螺杆连接，中间轴上通过压紧螺母安装有轴承B，轴承B一侧的中间轴上通过轴承C装有支撑座，轴承B与轴承C之间的中间轴上固装有蜗轮，蜗轮上方通过电机装有蜗杆，蜗杆和蜗轮啮合连接；轴承C一侧的中间轴端头与芯轴之间安装有传感器，传感器通过导线与控制器连接。
所述的传感器的转子安装在中间轴上；传感器的定子安装在芯轴上。
所述的循环球转向器的转向螺杆大端部开有多个凹槽，中间轴的螺纹端部设置有多个与凹槽对应的凸齿，转向螺杆与中间轴之间通过凹槽与凸齿的配合相互连接。
所述的转向器壳体与连接阀体之间的转向螺杆上设置有外圈。
所述的中间轴与芯轴之间设置有轴承D。
所述的轴承A一侧的芯轴上装有防尘罩和防尘封。
本发明具有如下有益效果：
1.车辆在转向过程中，由电机和液压助力共同工作，使转向时所需液压助力减小，从而达到节能目的；
2.车辆在转向过程中，控制器（ECU）根据车速信号，在高速时，不提供或提供较小的电动助力；在低速时，提供较大的电动助力。使得高、低速情况下的操纵力变化不大，满足驾驶舒适性要求；
3.在车辆实施转向操作后，控制器（ECU）根据传感器角度信号，通过电机对转向螺杆施加正向或反向助力，使车辆主动回到直线位置；
4.车辆在行进过程中，如遭遇侧风使车辆偏航，控制器（ECU）根据传感器角度信号，通过电机对转向螺杆施加正向或反向助力，使车辆自主纠偏，保持直线行驶；
5.在液压油泵失效或发动机失效的情况下，电机助力通过蜗轮蜗杆构成的减速机构及中间轴传递到转向螺杆，同时转向手力通过芯轴及输入轴也传递到转向螺杆，再通过循环球两级传动机构及转向执行机构，提供应急转向，以满足转向安全性要求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1、中间轴，2、芯轴，3、蜗轮，4、蜗杆，5、支撑座，6、电机，7、输入轴，8、转向螺杆，9、转向螺母，10、扭杆，11、连接阀体，12、转向器壳体，13、转向臂轴，14、中间壳体，15、轴承A，16、压紧螺母，17、轴承B，18、轴承C，19、轴承D，20、转子，21、定子，22、防尘罩，23、防尘封，24、外圈。
具体实施方式
该用于商用车的电动液压转向装置由循环球转向器、中间轴1、芯轴2、蜗轮3、蜗杆4、传感器、支撑座5、电机6和控制器构成；循环球转向器包括输入轴7、转向螺杆8、转向螺母9、扭杆10、连接阀体11、转向器壳体12和转向臂轴13。循环球转向器的连接阀体11一侧通过连接螺钉固装有中间壳体14，中间壳体14内通过轴承A15装有芯轴2，芯轴2的一端与循环球转向器的输入轴7键连接，芯轴2的另一端延伸至中间壳体14外端。中间壳体14内的芯轴2上活动套装有中间轴1，中间轴1与芯轴2之间设置有轴承D19。
循环球转向器的转向螺杆8大端部开有多个凹槽，中间轴1的螺纹端部设置有多个与凹槽对应的凸齿，转向螺杆8与中间轴1之间通过凹槽与凸齿的配合相互连接。中间轴1上通过压紧螺母16安装有轴承B17，轴承B17一侧的中间轴1上通过轴承C18装有支撑座5。轴承B17与轴承C18之间的中间轴1上固装有蜗轮3，蜗轮3上方通过电机6装有蜗杆4，蜗杆4和蜗轮3啮合连接。轴承C18一侧的中间轴1端头与芯轴2之间安装有传感器，传感器的转子20安装在中间轴1上；传感器的定子21安装在芯轴2上。传感器和电机6分别通过导线与控制器（ECU，图中未示）连接。轴承15A一侧的芯轴2上装有防尘罩22和防尘封23。转向器壳体12与连接阀体11之间的转向螺杆8上设置有外圈24，以保证转向器壳体12与连接阀体11之间的同轴度。
该用于商用车的电动液压转向装置在工作中当车辆需要转向操作时，驾驶员按需要方向转动转向盘，与转向盘相联结的芯轴2带动输入轴7转动，并打开转向器转阀，使转向器的液压和机械部分同常规液压转向器的工作方式一样进行转向助力；同时，根据安装在中间轴1和芯轴2之间的传感器（转子20和定子21）所测得的扭矩和角度信号上传控制器（ECU），控制器（ECU）结合控制策略，控制器（ECU）控制电机6给出合适的助力，通过蜗轮3、蜗杆4构成的减速机构将该助力增大，然后通过中间轴1将增大后的助力传递到转向螺杆8，通过转向器的转向螺母9、转向臂轴13等主要零部件和车辆上的转向执行机构提供附加转向助力，由于该附加转向助力承担了部分需要液压转向器提供的转向助力，因此将减少液压部分的工作压力，从而产生节能效果。
车辆在行进过程中，当需要转向时，控制器（ECU）根据车速信号，在车速较高时，控制电机6不提供或提供较小的电动助力；在车速较低时，控制电机6提供较大的电动助力。使得车辆在高、低速情况下，操纵芯轴2的手力变化不大，满足了驾驶舒适性要求。
在车辆完成转向操作后，如果转向轮没有回到直线位置，控制器（ECU）根据传感器（测出的角度信号，控制电机6的电流和转动方向，通过蜗轮3、蜗杆4构成的减速机构对转向螺杆8施加正向或反向助力，再通过转向器的转向螺母9、转向臂轴13等主要零部件和车辆上的转向执行机构，使车辆主动回到直线位置。
车辆在行进过程中，如遭遇侧风使车辆偏航，控制器（ECU）传感器测出的角度信号，通过控制电机6的电流和转动方向，使电机6产生的助力通过蜗轮3、蜗杆4对转向螺杆8施加正向或反向助力，再通过转向器的转向螺母9、转向臂轴13等主要零部件和车辆上的转向执行机构，使车辆自主纠偏，保持直线行驶。
当车辆在行进过程中，出现液压油泵失效或发动机失效的情况时，车辆立即进入应急转向状态，此时控制器（ECU）根据控制策略，使电机6产生最大助力，该助力通过蜗轮3和蜗杆4构成的减速机构和中间轴1将此助力传递到转向螺杆8；另外驾驶人员的转向手力通过转向盘传递到芯轴2，通过输入轴7将此转向手力也传递到转向螺杆8；电动和手力两路助力通过循环球转向器两级传动机构（主要包含转向螺杆8、转向螺母9、转向臂轴13等零部件）和车辆转向执行机构，向车辆提供应急转向功能，以满足转向安全性要求。
