一种新能源汽车转向助力装置的制作方法

    专利查询2025-05-26  41


    本发明涉及新能源汽车,尤其涉及一种新能源汽车转向助力装置。


    背景技术:

    1、新能源汽车中常见的转向系统则是电动助力转向系统(eps),电动助力转向系统是一种依靠电机提供辅助转矩的动力转向系统,主要由传感器(转矩和转角传感器)、助力电机、电机减速机构、控制器等部分组成,电动助力转向系统是直接由电动机提供助力,不受发动机状态的影响,能够根据车速、转向角度等因素提供适当的助力,实现更高效的能源利用和更好的操控性;电动助力转向系统主要传动结构由驱动的电机、传动的齿轮箱等组装而成,驱动电机可采用直流电机、步进电机、空心杯电机作为驱动源,齿轮箱按照需求定制的非标齿轮箱作为减速器。转向助力装置主要包括机械式液压助力转向系统、电子液压助力转向系统和电动助力转向系统;而根据电动机布置位置的不同,主要分为转向柱助力式、齿轮助力式和齿条助力式三种类型,这些类型的区别主要体现在电动机的位置、工作原理以及对车辆的影响上。

    2、上述转向柱助力式的特点是助力电动机固定在转向柱一侧,通过减速机构与转向轴相连,直接驱动转向轴助力转向,由于电机、ecu、减速机构都安装于驾驶舱内,所以具有电机和ecu的工作环境较好、方便发动机舱布置的优点,但是该优点应用于新能源汽车中并不需要节约驾驶舱空间,而电机、ecu、减速机构都安装于驾驶舱内则距离驾驶员较近,容易带来电机的力矩波动易传递到方向盘上以及电机噪声干扰的缺陷;

    3、采用齿轮助力式的特点是助力电动机和减速机构与小齿轮相连,直接驱动齿轮助力转向,不需要管柱部件传递,因而电机可以提供更大的助力;采用齿条助力式的特点是助力电动机和减速机构直接驱动齿条提供助力;但是齿轮助力式和齿条助力式都需要设置齿轮和齿条等机械结构,其结构较为繁琐,不利于实现轻量化设计、降低成本、优化零整比,而且使得电机工作环境也较差,对于密封性的设计与装配需求也在提升;

    4、综上所述,三种类型的eps原理基本相同,但是其结构设计所带来的缺点难以贴合新能源汽车的应用,即无法实现方向盘的轴体结构与转动控制轴的完全分离,不利于满足新能源汽车的电子化、智能化的发展需求,从而不利于提升驾驶舒适性乃至保障安全性。


    技术实现思路

    1、针对现有技术的不足,本发明提供了一种新能源汽车转向助力装置,解决了上述背景技术中提出的问题。

    2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:

    3、一种新能源汽车转向助力装置,包括方向盘直连管轴,所述方向盘直连管轴的顶部固定安装有方向盘机构,方向盘直连管轴的底端转动套接有轴承座,所述轴承座的底面中部固定安装有铰接支臂,所述铰接支臂的底端横向贯穿并固定插接有方向盘角度控制转轴,所述方向盘角度控制转轴的表面固定套接有转动支撑机构,所述转动支撑机构的底端固定安装有装载机构,所述装载机构顶面固定安装有调节电机部和第一减速机,所述调节电机部的输出轴通过第一减速机与方向盘角度控制转轴端部固定,所述方向盘角度控制转轴另一端固定安装有传感器支臂,所述传感器支臂的顶端通过螺栓固定有动态扭矩传感器,所述动态扭矩传感器连接有数据信号接线,所述动态扭矩传感器通过数据信号接线依次串联有电子控制器、电源适配器和转向调节电机部,所述电源适配器电性连接有电源供电线,且电源适配器通过电源供电线与转向调节电机部连接并提供供电,所述转向调节电机部的输出端固定连接有第二减速机,且转向调节电机部输出端通过第二减速机转动安装有转向驱动轴架。

    4、优选的,所述方向盘机构包括方向盘机组安装机构、方向盘横辐条架、方向盘纵辐条架和方向盘轮盘,所述方向盘机组安装机构固定套接在方向盘直连管轴顶端并与其内部连通,所述方向盘横辐条架的数量为两个,且两个方向盘横辐条架固定连接于方向盘机组安装机构和方向盘轮盘之间的两侧处,所述方向盘纵辐条架固定安装在方向盘机组安装机构和方向盘轮盘之间的前侧处。

    5、优选的,所述方向盘机组安装机构包括方向盘操控机组安装套、安装沿圈和安装凹槽,所述安装凹槽开设于安装沿圈内圈,所述安装沿圈固定安装在方向盘操控机组安装套顶部,所述方向盘直连管轴顶端与方向盘操控机组安装套固定插接;所述向盘横辐条架包括横辐条和装配通孔,所述装配通孔纵向贯穿开设于横辐条的板面;所述方向盘纵辐条架包括主辐臂和贯通中槽,所述贯通中槽纵向贯穿于主辐臂的中部。

    6、优选的,所述转动支撑机构包括支撑臂板和支持轴承,所述支持轴承横向贯穿并固定插接在支撑臂板的板面,所述方向盘角度控制转轴转动插接在支持轴承的内部;所述装载机构包括装载底板和装载通孔,所述装载通孔纵向贯穿开设于装载底板板面的边缘,且支撑臂板的底端与装载底板的顶面固定连接。

    7、优选的,所述调节电机部包括方向盘角度调节驱动电机、电机支板和第一联轴器,所述方向盘角度调节驱动电机的输出轴通过第一联轴器与第一减速机输入端连接,且方向盘角度调节驱动电机和第一联轴器通过电机支板与装载底板顶面固定安装。

    8、优选的,所述转向调节电机部包括转向调节驱动电机和第二联轴器,所述转向调节驱动电机的输出端通过第二联轴器与第二减速机连接;所述转向调节电机部和第二减速机的底部固定安装有转向结构安装架,所述转向驱动轴架包括转向轴体和转向连接轴承,所述转向轴体通过转向连接轴承与转向结构安装架转动插接,所述转向轴体的底端固定安装有万向节安装架。

    9、优选的,所述转向结构安装架包括转向结构横支板、转向驱动结构纵支板、贯通空槽和底螺孔,所述底螺孔贯穿开设于转向结构横支板板面的边缘,所述贯通空槽贯穿开设于转向驱动结构纵支板底端的中部,所述转向驱动结构纵支板的顶部和底部分别与转向调节电机部和转向结构横支板固定连接;所述万向节安装架包括箍套架和万向节安装点孔,所述万向节安装点孔贯穿开设于箍套架的侧壁。

    10、优选的,所述方向盘直连管轴表面的中部固定安装有驾驶舱隔离胶套环,所述驾驶舱隔离胶套环作用于方向盘直连管轴突出于驾驶舱处的密封。

    11、优选的,所述驾驶舱隔离胶套环包括柔性胶环套、形变拉伸降阻波纹凹凸和安装圆孔,所述安装圆孔贯穿开设于柔性胶环套的靠近边缘处,所述形变拉伸降阻波纹凹凸设于柔性胶环套环体的中部处。

    12、优选的,所述方向盘直连管轴的下表面管体上贯穿并固定插接有接线管,所述接线管的内部与方向盘直连管轴的内部相连通。

    13、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

    14、1、该新能源汽车转向助力装置,通过设置方向盘的轴体结构(方向盘直连管轴)与转向的转动控制轴结构(转向驱动轴架)采用分离式设计,即利用电子化进行控制,通过动态扭矩传感器对方向盘机构转动后的方向盘直连管轴的转矩数据进行感应,并将电信号输送至电子控制器,进而实现计算控制转向调节电机部,已实现电子化控制的方向转动助力,从而极大程度上满足了新能源汽车的电子化、智能化的发展需求,达到了提升驾驶舒适性的效果,进而保障了安全性。

    15、2、该新能源汽车转向助力装置,通过采用方向盘直连管轴与转向驱动轴架为分离式的设计,使得驱动车辆转向的电机-转向调节电机部分离出,可远离驾驶员进行安装,避免了控制转向的较大功率的电机产生的力矩波动传递到方向盘上而影响驾驶员的情况,也达到了降低噪声干扰驾驶舱的效果。


    技术特征:

    1.一种新能源汽车转向助力装置,包括方向盘直连管轴(1),其特征在于,所述方向盘直连管轴(1)的顶部固定安装有方向盘机构,方向盘直连管轴(1)的底端转动套接有轴承座(6),所述轴承座(6)的底面中部固定安装有铰接支臂(7),所述铰接支臂(7)的底端横向贯穿并固定插接有方向盘角度控制转轴(12),所述方向盘角度控制转轴(12)的表面固定套接有转动支撑机构(8),所述转动支撑机构(8)的底端固定安装有装载机构(9),所述装载机构(9)顶面固定安装有调节电机部(10)和第一减速机(11),所述调节电机部(10)的输出轴通过第一减速机(11)与方向盘角度控制转轴(12)端部固定,所述方向盘角度控制转轴(12)另一端固定安装有传感器支臂(13),所述传感器支臂(13)的顶端通过螺栓固定有动态扭矩传感器(14),所述动态扭矩传感器(14)连接有数据信号接线(15),所述动态扭矩传感器(14)通过数据信号接线(15)依次串联有电子控制器(16)、电源适配器(17)和转向调节电机部(19),所述电源适配器(17)电性连接有电源供电线(18),且电源适配器(17)通过电源供电线(18)与转向调节电机部(19)连接并提供供电,所述转向调节电机部(19)的输出端固定连接有第二减速机(20),且转向调节电机部(19)输出端通过第二减速机(20)转动安装有转向驱动轴架(22)。

    2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车转向助力装置,其特征在于,所述方向盘机构包括方向盘机组安装机构(2)、方向盘横辐条架(3)、方向盘纵辐条架(4)和方向盘轮盘(5),所述方向盘机组安装机构(2)固定套接在方向盘直连管轴(1)顶端并与其内部连通,所述方向盘横辐条架(3)的数量为两个,且两个方向盘横辐条架(3)固定连接于方向盘机组安装机构(2)和方向盘轮盘(5)之间的两侧处,所述方向盘纵辐条架(4)固定安装在方向盘机组安装机构(2)和方向盘轮盘(5)之间的前侧处。

    3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车转向助力装置,其特征在于,所述方向盘机组安装机构(2)包括方向盘操控机组安装套(201)、安装沿圈(202)和安装凹槽(203),所述安装凹槽(203)开设于安装沿圈(202)内圈,所述安装沿圈(202)固定安装在方向盘操控机组安装套(201)顶部,所述方向盘直连管轴(1)顶端与方向盘操控机组安装套(201)固定插接;所述向盘横辐条架(3)包括横辐条(301)和装配通孔(302),所述装配通孔(302)纵向贯穿开设于横辐条(301)的板面;所述方向盘纵辐条架(4)包括主辐臂(401)和贯通中槽(402),所述贯通中槽(402)纵向贯穿于主辐臂(401)的中部。

    4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车转向助力装置,其特征在于,所述转动支撑机构(8)包括支撑臂板(801)和支持轴承(802),所述支持轴承(802)横向贯穿并固定插接在支撑臂板(801)的板面,所述方向盘角度控制转轴(12)转动插接在支持轴承(802)的内部;所述装载机构(9)包括装载底板(901)和装载通孔(902),所述装载通孔(902)纵向贯穿开设于装载底板(901)板面的边缘,且支撑臂板(801)的底端与装载底板(901)的顶面固定连接。

    5.根据权利要求4所述的一种新能源汽车转向助力装置,其特征在于,所述调节电机部(10)包括方向盘角度调节驱动电机(1001)、电机支板(1002)和第一联轴器(1003),所述方向盘角度调节驱动电机(1001)的输出轴通过第一联轴器(1003)与第一减速机(11)输入端连接,且方向盘角度调节驱动电机(1001)和第一联轴器(1003)通过电机支板(1002)与装载底板(901)顶面固定安装。

    6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车转向助力装置,其特征在于,所述转向调节电机部(19)包括转向调节驱动电机(1901)和第二联轴器(1902),所述转向调节驱动电机(1901)的输出端通过第二联轴器(1902)与第二减速机(20)连接;所述转向调节电机部(19)和第二减速机(20)的底部固定安装有转向结构安装架(21),所述转向驱动轴架(22)包括转向轴体(2201)和转向连接轴承(2202),所述转向轴体(2201)通过转向连接轴承(2202)与转向结构安装架(21)转动插接,所述转向轴体(2201)的底端固定安装有万向节安装架(23)。

    7.根据权利要求6所述的一种新能源汽车转向助力装置,其特征在于,所述转向结构安装架(21)包括转向结构横支板(2104)、转向驱动结构纵支板(2101)、贯通空槽(2102)和底螺孔(2103),所述底螺孔(2103)贯穿开设于转向结构横支板(2104)板面的边缘,所述贯通空槽(2102)贯穿开设于转向驱动结构纵支板(2101)底端的中部,所述转向驱动结构纵支板(2101)的顶部和底部分别与转向调节电机部(19)和转向结构横支板(2104)固定连接;所述万向节安装架(23)包括箍套架(2301)和万向节安装点孔(2302),所述万向节安装点孔(2302)贯穿开设于箍套架(2301)的侧壁。

    8.根据权利要求1所述的一种新能源汽车转向助力装置,其特征在于,所述方向盘直连管轴(1)表面的中部固定安装有驾驶舱隔离胶套环(24),所述驾驶舱隔离胶套环(24)作用于方向盘直连管轴(1)突出于驾驶舱处的密封。

    9.根据权利要求1所述的一种新能源汽车转向助力装置,其特征在于,所述驾驶舱隔离胶套环(24)包括柔性胶环套(2401)、形变拉伸降阻波纹凹凸(2402)和安装圆孔(2403),所述安装圆孔(2403)贯穿开设于柔性胶环套(2401)的靠近边缘处,所述形变拉伸降阻波纹凹凸(2402)设于柔性胶环套(2401)环体的中部处。

    10.根据权利要求1所述的一种新能源汽车转向助力装置,其特征在于,所述方向盘直连管轴(1)的下表面管体上贯穿并固定插接有接线管(25),所述接线管(25)的内部与方向盘直连管轴(1)的内部相连通。


    技术总结
    本发明涉及新能源汽车技术领域,公开了种新能源汽车转向助力装置,包括方向盘直连管轴,所述方向盘直连管轴的顶部固定安装有方向盘机构,方向盘直连管轴的底端转动套接有轴承座。通过设置方向盘的轴体结构(方向盘直连管轴)与转向的转动控制轴结构(转向驱动轴架)采用分离式设计,即利用电子化进行控制,通过动态扭矩传感器对方向盘机构转动后的方向盘直连管轴的转矩数据进行感应,并将电信号输送至电子控制器,进而实现计算控制转向调节电机部,已实现电子化控制的方向转动助力,从而极大程度上满足了新能源汽车的电子化、智能化的发展需求,达到了提升驾驶舒适性的效果,进而保障了安全性。

    技术研发人员:丁上洋
    受保护的技术使用者:斯沃博达汽车电子(昆山)有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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