[发明专利]一种直驱式电液动力转向器

说明书

本发明公开了一种直驱式电液动力转向器，包括伺服电机，伺服电机驱动双向液压泵直接推动助力油缸进行转向助力，由伺服电机本身的变速、变向和变力矩的功能以满足转向变速、变向、变负载和变转向助力特性的功能要求，转动方向盘使输入轴和反馈机构上端发生相对转动，因此扭杆变形产生扭矩，扭矩角度传感器向控制器传递扭矩和角度信号，控制器根据扭矩信号、角度信号、车速信号和伺服电机的电流反馈信号，决定电机的转向、转速和转动力矩，伺服电机驱动双向液压泵泵出高压液压油，直接进入转向油缸进行转向助力。本发明的优点在于节能、具有自动回正能力、大转向助力矩、易于控制、结构简单、紧凑、可靠、易于制造，带来更好的使用前景。

技术领域

本发明涉及一种直驱式电液动力转向器，特别适用于转向力矩要求特别高的转向器。

背景技术

传统液压动力转向器系统：发动机带动转向油泵为液压转向器供油，转动方向盘，转向液压分配阀工作，高压油进入转向油缸，推动转向桥进行转向。该转向系统的油泵一直都在高速运转，因此不节能。转向桥的转向力矩随着车提高反而降低，但转向油泵转速随车速增高而增高，转向泵的流量也随之增大，液压转向器的方向盘转动力矩随之反而降低，因此该转向系统存在着高速“发飘”的弱点。由于没有车速反馈，因此该转向系统的转向力矩特性不能随车速改变而改变。另外该系统不易控制，不能实现自动驾驶。电控液压动力转向系统：电控单元根据车速控制电机转速，电机带动液压泵为传动液压转向器供油，就够成了电控液压动力转向系统。为了保证转向系统的快速响应，该系统的电动机仍然在高速运转，因此该转向系统仍然具有不节能和不易控制的弱点，电动转向：电控单元根据方向盘的转动力矩、转动方向和车速共同决定电机的助力大小、转向方向和转速，电机通过蜗杆涡轮助力到输入轴上，输入轴再通过转向器本身的减速机构作用到转向器的输出轴上。由于转向器有两级减速，对转向器的机械强度要求非常高，因此电动转向器一般只用于前桥负荷小的轿车和微卡上，不适于轻卡和重卡上。由于受到减速机构的机械强度限制，电动转向器的结构尺寸大，不紧凑。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种直驱式电液动力转向器。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种直驱式电液动力转向器，包括伺服电机、双向液压泵、助力油缸、反馈机构、扭杆、输入轴、扭矩角度传感器、控制器，所述伺服电机驱动双向液压泵直接推动助力油缸进行转向助力，由伺服电机本身的变速、变向和变力矩的功能以满足转向变速、变向、变负载和变转向助力特性的功能要求，转动所述方向盘使所述输入轴和反馈机构上端发生相对转动，因此所述扭杆变形产生扭矩，所述扭矩角度传感器向控制器传递扭矩和角度信号，且控制器根据扭矩信号、转角信号和伺服电机的电流反馈信号驱动伺服电机，所述伺服电机驱动双向液压泵泵出高压液压油直接推动助力油缸的活塞移动，活塞推动连杆机构使转向轮胎转动，所述助力油缸活塞的移动通过反馈机构，反馈到反馈机构的上端跟随输入轴一起转动，以实现转向器的连续转向。

优选的，所述反馈机构可为循环球转向器，包括螺杆、齿条螺母、臂轴，所述输入轴和螺杆通过扭杆连接在一起，所述扭矩角度传感器位于输入轴和螺杆的结合部位，且螺杆和齿条螺母通过滚珠丝杆副进行配合，所述齿条螺母装在助力油缸孔内，所述齿条螺母上的齿条与臂轴的扇齿进行啮合，所述双向液压泵、伺服电机和控制器依次装在助力油缸的尾部。

优选的，所述反馈机构可为齿轮齿条转向器，包括油壶、小齿轮轴、油缸活塞、齿条，所述输入轴和小齿轮轴通过扭杆连接在一起，所述扭矩角度传感器装在输入轴和小齿轮轴的结合部位，且小齿轮轴和齿条通过齿轮齿条进行啮合，所述油缸活塞固定在齿条上，且油缸活塞装在助力油缸的孔内，所述控制器、油壶、双向液压泵和伺服电机依次装在助力油缸的上方。

优选的，所述伺服电机驱动双向液压泵直接推动转向器助力油缸进行转向助力，且伺服电机可以是：异步交流电机、有刷直流电机、无刷电机或交流永磁同步电机。