CN116729469A - 一种电动助力转向器和转向系统 - Google Patents

Abstract

本发明专利公开了一种电动助力转向器和转向系统，一种电动助力转向器，包括转向器本体、手感模拟器、连接板、控制器、固定支架和横拉杆组件等；转向器本体包括壳体、端盖、反向式行星滚柱丝杠副、两个电机、两个推杆、轴承等。手感模拟器将转向盘输入的转角和力矩转换成电信号，电信号控制两个电机，两个电机驱动反向式行星滚柱丝杠副，反向式行星滚柱丝杠副将电机的旋转运动转为直线运动，并推动推杆做直线运动，进而推动车轮转向。该电动助力转向器大幅齿条推力，满足前轴荷大于1.2吨的车辆的转向需求，提高转向系的机械效率、模态和刚度，提高整车NVH性能，降低重量，适合于中大型商用车。

Description

一种电动助力转向器和转向系统

技术领域

本申请涉及车辆转向系统技术领域，尤其涉及一种电动助力转向器和转向系统。

背景技术

转向系统用来改变或保持汽车行驶方向的系统装置，汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要，是保证汽车正常行驶的安全件。

汽车转向系统经历了机械转向系统(MS）、液压助力转向系统（HPS）、电控液压助力转向系统（EHPS）和电动助力转向系统（Electric Power Steering System, 简称EPS）等四个发展阶段， MS、HPS、EHPS都不能满足新能源汽车、智能驾驶的使用要求，只有EPS才能满足新能源汽车和智能驾驶的需求，并提高整车性能。

电动助力转向系统（EPS）是一种直接依靠电机提供辅助转矩的动力转向系统，可以根据不同的使用工况控制电机提供不同的辅助动力，现在EPS系统基本上为齿轮齿条式EPS,分为转向轴式电动助力转向系统（简称C-EPS）、小齿轮式电动助力转向系统(简称P-EPS）、双小齿轮式电动助力转向系统（简称DP-EPS）和齿条式电动助力转向系统（简称R-EPS）四种类型。

C-EPS、P-EPS和DP-EPS的电机减速器是蜗轮蜗杆，电机旋转轴与蜗杆同轴，小齿轮与涡轮同轴，通过蜗轮蜗杆减速后电机带动小齿轮转动，小齿轮驱动齿条做直线运动，推力基本在12kN以下，只能用于前轴荷1吨左右的车辆，主要是乘用车。

现有技术R-EPS的电机减速器是滚珠丝杠，滚珠丝杠将电机的旋转运动转换成齿条的直线运动，滚珠丝杠是用滚珠作为载荷传递元件，为点接触，刚度和强度比蜗轮蜗杆传动高，可提供为17kN左右的推力，这也是现有齿轮齿条式EPS最大推力，以滚珠丝杠作为驱动机构的R-EPS的结构形式不能提供更大推动力和更高的性能，只能用于前轴荷小于1.5吨小型车辆，不能满足前轴荷超过1.5吨的车辆的需求。

随着用户对车辆平顺性的要求越来越高，以及新能源汽车对底盘的电池包布置空间的增大，新开发的新能源商用车的前轴也越来越多地采用前独立悬架加齿轮齿条式EPS配置，同时独立悬架只有和齿轮齿条式EPS才能充分发挥独立悬架的优势和前桥整体性能，现有齿轮齿条式EPS技术无法满足要求。

反向式行星滚柱丝杠副（Inverted planetary roller screw mechanism ,IPRSM)是一种将旋转运动转化为直线运动的机械传动装置，具有螺纹传动和滚动螺旋传动的综合特征。与滚珠丝杠传动相比，其滚动体不是多个球体，而是含有螺纹的多个滚柱体，是典型的线接触，因此，行星滚柱丝杠副相对滚珠丝杠的具有刚度大、强度和抗冲击性高、转速和加速度是滚珠丝杠两倍、导程更小、承载能力大、寿命长、精度高、频响快、高速运行时噪声小等优点；随着行星滚柱丝杠副加工工艺越来越成熟，成本越来越低，可作为大推力EPS的驱动机构。

随着用户对车辆平顺性的要求越来越高，以及新能源汽车对底盘的电池包布置空间和轻量化的需求，前轴载荷超过1.5吨的新开发车辆也越来越多地采用前独立悬架配置，而独立悬架只有和齿轮齿条式EPS才能充分发挥独立悬架的优势和前桥整体性能，现有齿轮齿条式EPS推力已无法满足要求。

发明内容

为了解决现有电动助力转向器推力小等技术不足问题，本申请提供一种可以解决上述问题的一种电动助力转向器和转向系统。

根据第一方面，本申请提供一种电动助力转向器，包括转向器本体、手感模拟器、控制器、两个横拉杆组件。

所述转向器本体包括转向器壳体、反向式行星滚柱丝杠副，在所述转向器壳体的中面两侧还分别设有端盖、电机、推杆、两个轴承、弹垫、支撑组件、内锁紧螺母、外锁紧螺母；

所述反向式行星滚柱丝杠副包括滚柱丝杠、长螺母、若干滚柱、两个保持架、两个卡簧，将所述电机的动力在减速后传递到所述横拉杆组件，并将所述电机的旋转运动转化为推杆的直线运动；

所述电机为中空电机，两个所述电机分别套装在所述长螺母上，两个所述电机的磁钢表贴在所述长螺母外表面，所述长螺母作为转子，所述电机的定子安装在所述转向器壳体内；所述电机向所述控制器提供位移和扭矩电信号；

所述横拉杆组件包括横拉杆、内球销座、内球销防尘罩和外球销组件，所述外球销组件与车轮相连；

所述推杆为中空的圆柱体，两端设有内螺纹，所述推杆外端与所述内球销座相连，所述推杆内端与所述滚柱丝杠连接；

所述手感模拟器由模拟器壳体、输入轴、传感器、小齿轮、齿条、支撑套、防尘罩和连接端头组成，所述模拟器壳体固定在所述转向器壳体上。所述手感模拟器是将转向时转向盘的扭矩和转角转变成扭矩电信号和转角电信号，并将所述扭矩电信号和所述转角电信号输入到所述控制器；

所述控制器固定在所述转向器壳体的外面，根据所述手感模拟器输入的电信号、车辆的电信号、所述电机的电信号，控制电动助力的运行，并进行故障诊断。

两个所述端盖分别固定在所述转向器壳体的两端；在所述长螺母两端分别设有两个所述轴承，在所述轴承的外端设有所述内锁紧螺母；在所述长螺母端面外侧设有所述支撑组件，所述长螺母端面与所述支撑组件之间有间隙，在所述支撑组件外端面设有所述外锁紧螺母；所述支撑组件由支撑本体、衬套、内O型密封圈、外O型密封圈组成。

所述电机的旋转中心与所述长螺母中心线重合，两个所述电机并联在一起为所述转向器本体提供动力；在原地转向时，两个所述电机产生最大扭矩大于左右两个转向车轮一起转动的启动力矩；所述控制器设有容错功能，当其中一个所述电机通电被切断，另一个所述电机的扭矩大于车辆行驶时的转向力矩而继续工作，保证转向安全冗余。

在所述滚柱丝杠内为中空的圆柱面，两端对称，在外表面中部设置有相同导程的丝杠螺纹，两端设有连接螺纹，在邻近所述丝杠螺纹的两端设有丝杠齿轮，在所述连接螺纹与所述丝杠齿轮之间设有卡簧槽；所述丝杠螺纹的每个导程内设有若干头数螺纹，各头螺纹之间的螺距相等；在所述滚柱外表面的中部设有滚柱螺纹，所述滚柱螺纹为单头螺纹，在所述滚柱的两端设有枢轴，在所述枢轴和所述滚柱螺纹之间设有滚柱齿轮；所述滚柱螺纹与所述丝杠螺纹的螺旋角相同，所述丝杠齿轮与所述滚柱齿轮的齿数比等于所述丝杠螺纹与所述滚柱螺纹的头数比。

所述保持架为圆环形，中部设有中心孔，围绕圆环中心孔在圆环四周均布若干枢轴孔，所述枢轴孔数与所述滚柱数相同，所述滚柱两端的所述枢轴分别插入所述枢轴孔内，并沿所述滚柱丝杠圆周方向均匀分布；两个所述保持架分别安装在所述滚柱丝杠上，所述保持架的中心孔与所述滚柱丝杠外圆间隙配合，所述保持架内侧与所述丝杠齿轮的外侧贴合，所述保持架外侧的所述卡簧槽内设有卡簧；所述丝杠螺纹与所述滚柱螺纹啮合，所述丝杠齿轮与所述滚柱齿轮啮合，所述滚柱丝杠、所述滚柱、所述保持架、所述卡簧装配成一体，所有所述滚柱螺纹的外侧构成拟合外螺纹；

所述长螺母内表面设有与所述丝杠螺纹相同头数、相同导程和相同牙型的内螺纹，所述内螺纹与所述拟合外螺纹啮合。

所述手感模拟器中的所述输入轴的上端与转向管柱内的转向轴相连，而所述转向轴与所述转向盘相连；所述输入轴的下端与所述传感器中扭杆一端花键相连，所述扭杆的另一端与相当于输出轴的所述小齿轮花键相连；所述齿条和所述支撑套在所述模拟器壳体内，在所述齿条上有斜齿，所述斜齿与所述小齿轮啮合；除所述斜齿处外所述齿条为中空的圆柱体，所述支撑套设在所述模拟器壳体端部内表面与所述齿条一端外表面之间，所述齿条另一端通过连接端头和所述连接板固定在所述内球销座上。

根据第二方面，本申请提供所述转向系统，包括上述第一方面保护的所述一种电动助力转向器。

本申请采用以上技术方案与现有技术具有如下有益效果：

1. 大幅提高齿条型电动助力转向器的齿条推力，满足前轴荷大于1.2吨的车辆的转向需求；

2. 为横拉杆组件的内球销座提供线性运动和线性转向力，转向器直接推动横拉杆运动，提高转向系模态和刚度，提高整车NVH性能；

3. 大幅间隙减小转向系统游隙，进一步提高车辆行驶的操纵稳定性、操纵准确性，提高整车K&C性能；

4. 提高转向系统整体机械效率；

5. 降低整套转向系统重量；

6. 提高转向系统与前独立悬架匹配度，提高与独立悬架运动匹配的协调性和稳定性，不仅适合于中大型商用车，也适用于较大乘用车。

附图说明

图1为本申请的原理图；

图2为本申请的示意图；

图3为本申请经过转向器壳体中心线和模拟器壳体中心线的中部剖视图；

图4为图3的I处局部放大图；

图5为本申请的滚柱丝杠1031、滚柱1033和保持架1034安装的示意图；

图6为滚柱丝杠1031的示意图；

图7为长螺母1032的示意图；

图8为滚柱1033的示意图；

图9为图3的II处局部放大图；

图10为支撑组件108的示意图和剖视图。

1-转向器本体；101-转向器壳体；102-端盖；1021-圆环凸台；103-反向式行星滚柱丝杠副；1031-滚柱丝杠；10311-丝杠螺纹；10312-丝杠齿轮；10313-卡簧槽；10314-连接螺纹；1032-长螺母；10321-内螺纹；10322-轴承安装面；10323-磁钢表贴面；10324-外螺纹；1033-滚柱；10331-滚柱螺纹；10332-滚柱齿轮；10333-枢轴；1034-保持架；1035-卡簧；104-电机；1041-磁钢；1042-定子；105-推杆；106-轴承；107-弹垫；108-支撑组件；1081-支撑本体；10811-薄圆环；1082-衬套；1083-内O型密封圈；1084-外O型密封圈；109-内锁紧螺母；110-外锁紧螺母；111-壳体支架；

2-手感模拟器；21-输入轴；22-传感器；23-小齿轮；24-齿条；25-模拟器壳体；251-安装孔；26-模拟器支架；27-防尘罩；28-连接端头；29-支撑套；

3-横拉杆组件；31-内球销座；32-横拉杆；33-外球销； 34-内球销防尘罩；

4-控制器；5-连接板；6-CAN连线； 7-密封护套。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本申请的技术方案作进一步阐述。

在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。 然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到， 其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“ 第一”、“ 第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。本申请所说“ 连接”、“ 联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。本申请所说“ 正向”、“ 方向”，只是区别不同的方向。

在本申请的实施例中，一种电动助力转向器的设计关键在于三点：一是电机的转子是长螺母，两电机并联为转向器提供动力，反向式行星滚柱丝杠副将电机的旋转运动转为直线运动，并实现减速；二是手感模拟器将适合驾驶员操作的转向盘的转角和力矩转换成电信号，电信号控制电机实现电动助力转向；三是手感模拟器和转向器本体固定在一起，电机通过反向式行星滚柱丝杠副作用在推杆上的推力与转向盘通过小齿轮齿条产生的推力所形成的合力通过横拉杆组件克服轮胎与地面的摩擦力推动左右车轮转动，电机所产生的推力远大于所述齿条的推力，实现车辆的电动助力转向。

本实施例提供一种电动助力转向器和转向系统。

在第一方面，一种电动助力转向器包括转向器本体1、手感模拟器2、横拉杆组件3、控制器4、连接板5、CAN连线6、密封护套7，密封护套7主要用于防尘，如图1、图2、图3所示。

一种实施例中，转向器本体1包括转向器壳体101、两个端盖102、反向式行星滚柱丝杠副103、两个电机104、两个推杆105、四个轴承106、两个弹垫107、两个支撑组件108、两个内锁紧螺母109、两个外锁紧螺母110、壳体支架111。反向式行星滚柱丝杠副103、电机104、推杆105、轴承106、弹垫107、支撑组件108、内锁紧螺母109、外锁紧螺母110装在转向器壳体101和端盖102组成的壳体内。相对转向器壳体101中面两边各有一个电机104、一个推杆105、两个轴承106、一个弹垫107、一个支撑组件108、一个内锁紧螺母109、一个外锁紧螺母110，一个端盖102，如图3所示。

转向器壳体101为圆柱形壳体，两端有安装端盖102的法兰面，中部有环状凸起，用于电机104的定子安装限位，如图3所示。

端盖102为圆柱形壳体，外表面有法兰，法兰四周有若干螺栓过孔，法兰的一侧为圆环凸台1021，用于与转向器壳体101的装配和密封，法兰的另一侧为圆筒状，内装轴承106、弹垫107、支撑组件108、内锁紧螺母109、外锁紧螺母110，如图3、图9所示。

两个电机104为中空电机，分别套装在长螺母1032上，电机104的磁钢表贴在长螺母1032外表面上，长螺母1032作为转子，电机104的定子安装在转向器壳体101内，电机104的旋转中心与长螺母1032中心线重合，两个电机104并联在一起为转向器本体1提供动力，如图3所示。

横拉杆组件3包括内球销座31、横拉杆32、内球销防尘罩34和外球销组件33，内球销座31与推杆105相连，外球销组件33与车轮相连，推杆105的推力通过横拉杆组件3传递到车轮，使车轮产生转向，如图1、图2、图3所示。

推杆105为中空的圆柱体，推杆105的两端设有内螺纹，用于与滚柱丝杠1031和内球销座31连接，如图3、图4所示。

CAN连线6是将车辆的CAN总线电信号输入到控制器4，CAN连线6输入的电信号包括车速电信号、横摆角速度电信号和侧向加速度电信号等。

一种实施例中，手感模拟器2由输入轴21、传感器22、小齿轮23、齿条24、模拟器壳体25、防尘罩27、连接端头28和支撑套29组成，齿条24和支撑套29在所述模拟器壳体25内，齿条24上有与小齿轮23啮合的斜齿，除斜齿处外齿条24为中空的圆柱体，支撑套29设在模拟器壳体25端部内表面与齿条24一端外表面之间，齿条24另一端通过连接端头28和连接板5固定在内球销座31上；模拟器壳体25上有二个模拟器支架26，上有螺栓过孔，用螺栓螺母与壳体支架111固定在一起，如图1、图2、图3所示。

输入轴21的上端与转向管柱内的转向轴相连，而转向轴与转向盘相连；输入轴21的下端与传感器22内的扭杆一端花键相连，扭杆的另一端花键与相当于输出轴的小齿轮23相连；转向盘转动时，相对于小齿轮23与齿条24上的斜齿的啮合阻力，引起传感器22内的扭杆扭转变形，在输入轴21上产生相对于小齿轮23的扭矩和转角；传感器22将输入轴21的扭矩和转角转变成扭矩电信号和转角电信号，并将扭矩电信号和转角电信号输入到控制器4。同时，转向盘的扭矩通过转向轴、传感器22、小齿轮23作用在齿条24上，并转换成齿条24的推力，齿条24的推力通过连接端头28和连接板5作用在横拉杆组件3上，如图1、图2、图3所示。

一种实施例中，反向式行星滚柱丝杠副103由滚柱丝杠1031、长螺母1032、滚柱1033、 两个保持架1034、两个卡簧1035组成。在滚柱丝杠1031内为中空的圆柱面，两端对称，外表面中部设置有相同导程的丝杠螺纹10311，两端设有连接螺纹10314，相邻丝杠螺纹10311两端设有丝杠齿轮10312，连接螺纹10314与丝杠齿轮10312之间设有卡簧槽10313；丝杠螺纹10311的每个导程内设有若干头数螺纹，各头螺纹之间的螺距相等。滚柱1033外表面的中部设有滚柱螺纹10331，滚柱螺纹10331为单头螺纹，滚柱的两端设有枢轴10333，枢轴10333和滚柱螺纹10331之间设有滚柱齿轮10332；滚柱螺纹10331与丝杠螺纹10311的螺旋角相同，丝杠齿轮10312与滚柱齿轮10332的齿数比等于丝杠螺纹10311与滚柱螺纹10331的头数比，如图4、图5、图6所示。

保持架1034为圆环形，中部为中心孔，围绕中心孔在圆环四周均布若干枢轴孔，保持架1034上的枢轴孔数与滚柱1033数量相同，滚柱1033两端的枢轴10333分别插入保持架1034的枢轴孔内，并沿滚柱丝杠1031圆周方向均匀分布，滚柱1033在围绕滚柱丝杠1031做行星运动时始终保持轴线相互平行；两个保持架1034分别套装在滚柱丝杠1031上，保持架1034的中心孔与滚柱丝杠1031外圆间隙配合，保持架1034内侧与丝杠齿轮10312的外侧贴合，保持架1034外侧的卡簧槽10313内设有卡簧1035；丝杠螺纹10311与滚柱螺纹10331啮合；丝杠齿轮10312与滚柱齿轮10332啮合，以消除长螺母1032螺旋角对滚柱1033产生倾斜力矩和限制滚柱1033相对于滚柱丝杠1031产生滑动。滚柱丝杠1031、滚柱1033、保持架1034、卡簧1035装配成一体，所有滚柱螺纹10331的外侧构成拟合外螺纹，如图4、图5、图6所示。

长螺母1032两端对称，外表面设有轴承安装面10322、磁钢表贴面10323、外螺纹10324；长螺母1032内表面设有与丝杠螺纹10311相同头数、相同导程和相同牙型的内螺纹10321，内螺纹10321与拟合外螺纹啮合；当长螺母1032随电机104做正向或反向旋转运动时，滚柱1033围绕滚柱丝杠1031做相应的自转和公转，保持架1034围绕滚柱丝杠1031的中心线做正向或反向旋转运动，滚柱1033驱动滚柱丝杠1031沿长螺母1032中心线方向仅做往复直线运动，如图3、图4、图5、图6、图7、图8所示。

支撑组件108包括支撑本体1081、衬套1082、内O型密封圈1083、外O型密封圈1084。支撑本体1081外表面为圆柱形，上设有半圆形凹槽，内表面为三个半径不同的圆柱面组成，最大的内圆柱面与外圆柱面形成薄圆环10811，支撑本体1081的最小内径的内圆柱面上设有半圆形凹槽，外O型密封圈1084套装在支撑本体1081外表面上，内O型密封圈1083装在支撑本体1081内侧最小圆柱面上。衬套1082为摩擦系数很小且耐磨的材料，装在支撑本体1081内侧，衬套1082的内径略小于支撑本体1081的最小内径，支撑组件108用于支撑推杆105、轴承106的外圈限位、端部密封等，如图9、图10所示。

一种实施例中，控制器4进行电动助力控制和故障诊断。传感器电信号包括扭矩电信号、转角电信号、CAN 连线6传入的电信号、两个电机104的扭矩电信号和位移电信号等，控制器4的电动助力控制是从以各传感器电信号为地址的数据表（预先设定）通过表查找方式，瞬间调用数据，求出最佳的电机104电动助力转矩，然后，通过驱动电路向电机104输出驱动信号驱动电机同步运行；故障诊断包括通过扭矩传感器信号检查马达工作方向的电路、各种部件的故障诊断、检查WDT(Watch Dog Timer)电路等，检测到异常时，记住故障模式并关闭相关继电器以切断故障电机通电，然后点亮指示灯，用闪烁代码显示故障内容，此时，电动助力转向器在设定的时间内切换到单电机工作。

本实施例具有一定的容错功能，当两个电机104都正常工作时，各自承担一半的助力电流，当其中一个电机104通电被切断，另一个电机104的扭矩大于车辆行驶时的转向力矩而继续工作，保证转向安全冗余。

一种实施例中，关于本申请的安装，首先，将两个定子1042分别从转向器壳体101的两端压入转向器壳体101，在端盖102的安装面上涂上密封胶后用螺栓将两个端盖102固定在转向器壳体101的两端；在将磁钢1041表贴在长螺母1032上后，将长螺母1032插入定子1042内，一端依次压入两个轴承106，并使轴承106的内圈与轴承安装面10322配合，装上弹垫107，拧紧内锁紧螺母109，并压在弹垫107上，同样，另一端依次压入两个轴承106，装上弹垫107，拧紧内锁紧螺母109。

此次，将保持架1034套装在滚柱丝杆1031上，然后将若干个滚柱1033的枢轴10333插入保持架1034四周枢轴孔内，并使保持架1034内侧与丝杠齿轮10312的外侧贴合，装上卡簧1035；在连接螺纹10314涂上防松胶后再将两个推杆105的拧到滚柱丝杠1031两端的连接螺纹10314上；先将推杆105一端插入长螺母1032内，并使滚柱1033的拟合外螺纹与长螺母1032内螺纹10321啮合，慢慢拧入长螺母1032中；再将支撑组件108压入端盖102内，并使支撑本体1081上的薄圆环10811压在轴承106的外圈上，拧进外锁紧螺母110，并压在支撑本体1081的外端，同样，压入支撑组件108，拧进外锁紧螺母110；在内球销座31的外螺纹上涂上防松胶后，一个内球销座31的外螺纹拧入推杆105外端，在套装连接板5后另一个内球销座31外螺纹拧入另一个推杆105外端，使横拉杆组件3与推杆105连在一起，并在外面装上密封护套7。

最后，在手感模拟器2的两端装上防尘罩27，先将支撑套28压入模拟器壳体25的端部，并将齿条24装入模拟器壳体25，支撑套28对齿条24起到支撑作用，再将小齿轮23插入模拟器壳体25上的安装孔251内，并与齿条24啮合，然后再分别装上传感器22和输入轴21并固定，完成手感模拟器2的安装。用螺栓螺母将两个模拟器支架26分别与两个壳体支架111固定在一起，用螺母将连接板5另一端固定在连接端头28上，最后将控制器4装在转向器壳体101上，并连接好电线，完成本申请的安装，如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10所示。

当驾驶员操纵车辆转向时，由转向盘、 转向轴输入的力矩和角度经手感模拟器2将扭矩和转角转变成扭矩电信号和转角电信号，并将扭矩电信号和转角电信号输入到控制器4。控制器4根据扭矩电信号、转角电信号、CAN 连线6传入的电信号、两个电机104的扭矩电信号和位移电信号进行计算，求出电机104最佳的电动助力转矩，给两个电机104提供驱动电信号，控制两个电机104的同步运行。当电机104运行时，磁钢1041和长螺母1032做旋转运动；反向式行星滚柱丝杠副103将长螺母1032的旋转运动转换为滚柱丝杠1031的直线运动，并带动与滚柱丝杠1031固定在一起的推杆105做直线运动；同时，将电机104的扭矩转换为推杆105的推力，滚柱丝杠1031作用在推杆105上的推力与齿条24的推力所形成的合力通过横拉杆组件3克服轮胎与地面的摩擦力推动左右车轮转动，滚柱丝杠1031作用在推杆105上的推力远大于齿条24的推力，实现车辆的电动助力转向。

在第二方面，本申请提供一种转向系统，该转向系统包括上述的一种电动助力转向器、转向盘、转向轴、转向轮等，一种电动助力转向器的输入轴21与转向轴连接，转向轴与转向盘连接，横拉杆组件3与转向轮相连，CAN连线6与整车CAN总线相连。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种电动助力转向器，其特征在于，包括转向器本体、手感模拟器、控制器、两个横拉杆组件；

所述转向器本体包括转向器壳体、反向式行星滚柱丝杠副，在所述转向器壳体的中面两侧还分别设有端盖、电机、推杆、两个轴承、弹垫、支撑组件、内锁紧螺母、外锁紧螺母；

所述反向式行星滚柱丝杠副包括滚柱丝杠、长螺母、若干滚柱、两个保持架、两个卡簧，将所述电机的动力在减速后传递到所述横拉杆组件，并将所述电机的旋转运动转化为推杆的直线运动；

所述电机为中空电机，两个所述电机分别套装在所述长螺母上，两个所述电机的磁钢表贴在所述长螺母外表面，所述长螺母作为转子，所述电机的定子安装在所述转向器壳体内；所述电机向所述控制器提供位移和扭矩电信号；

所述横拉杆组件包括横拉杆、内球销座、内球销防尘罩和外球销组件，所述外球销组件与车轮相连；

所述推杆为中空的圆柱体，两端设有内螺纹，所述推杆外端与所述内球销座相连，所述推杆内端与所述滚柱丝杠连接；

所述手感模拟器由模拟器壳体、输入轴、传感器、小齿轮、齿条、支撑套、防尘罩和连接端头组成，所述模拟器壳体固定在所述转向器壳体上；所述手感模拟器是将转向时转向盘的扭矩和转角转变成扭矩电信号和转角电信号，并将所述扭矩电信号和所述转角电信号输入到所述控制器；

所述控制器固定在所述转向器壳体的外面，根据所述手感模拟器输入的电信号、车辆的电信号、所述电机的电信号，控制电动助力的运行，并进行故障诊断。

2.根据权利要求1所述的一种电动助力转向器，其特征在于，两个所述端盖分别固定在所述转向器壳体的两端；在所述长螺母两端分别设有两个所述轴承，在所述轴承的外端设有所述内锁紧螺母；在所述长螺母端面外侧设有所述支撑组件，所述长螺母端面与所述支撑组件之间有间隙，在所述支撑组件外端面设有所述外锁紧螺母；所述支撑组件由支撑本体、衬套、内O型密封圈、外O型密封圈组成。

3.根据权利要求1所述的一种电动助力转向器，其特征在于，所述电机的旋转中心与所述长螺母中心线重合，两个所述电机并联在一起为所述转向器本体提供动力；在原地转向时，两个所述电机产生最大扭矩大于左右两个转向车轮一起转动的启动力矩；所述控制器设有容错功能，当其中一个所述电机通电被切断，另一个所述电机的扭矩大于车辆行驶时的转向力矩而继续工作，保证转向安全冗余。

4.根据权利要求1所述的一种电动助力转向器，其特征在于，在所述滚柱丝杠内为中空的圆柱面，两端对称，在外表面中部设置有相同导程的丝杠螺纹，两端设有连接螺纹，在邻近所述丝杠螺纹的两端设有丝杠齿轮，在所述连接螺纹与所述丝杠齿轮之间设有卡簧槽；所述丝杠螺纹的每个导程内设有若干头数螺纹，各头螺纹之间的螺距相等；在所述滚柱外表面的中部设有滚柱螺纹，所述滚柱螺纹为单头螺纹，在所述滚柱的两端设有枢轴，在所述枢轴和所述滚柱螺纹之间设有滚柱齿轮；所述滚柱螺纹与所述丝杠螺纹的螺旋角相同，所述丝杠齿轮与所述滚柱齿轮的齿数比等于所述丝杠螺纹与所述滚柱螺纹的头数比。

5.根据权利要求4所述的一种电动助力转向器，其特征在于，所述保持架为圆环形，中部设有中心孔，围绕圆环中心孔在圆环四周均布若干枢轴孔，所述枢轴孔数与所述滚柱数相同，所述滚柱两端的所述枢轴分别插入所述枢轴孔内，并沿所述滚柱丝杠圆周方向均匀分布；两个所述保持架分别安装在所述滚柱丝杠上，所述保持架的中心孔与所述滚柱丝杠外圆间隙配合，所述保持架内侧与所述丝杠齿轮的外侧贴合，所述保持架外侧的所述卡簧槽内设有卡簧；所述丝杠螺纹与所述滚柱螺纹啮合，所述丝杠齿轮与所述滚柱齿轮啮合，所述滚柱丝杠、所述滚柱、所述保持架、所述卡簧装配成一体，所有所述滚柱螺纹的外侧构成拟合外螺纹；

所述长螺母内表面设有与所述丝杠螺纹相同头数、相同导程和相同牙型的内螺纹，所述内螺纹与所述拟合外螺纹啮合。

6.根据权利要求1所述的一种电动助力转向器，其特征在于，所述手感模拟器中的所述输入轴的上端与转向管柱内的转向轴相连，而所述转向轴与所述转向盘相连；所述输入轴的下端与所述传感器中扭杆一端花键相连，所述扭杆的另一端与相当于输出轴的所述小齿轮花键相连；所述齿条和所述支撑套在所述模拟器壳体内，在所述齿条上有斜齿，所述斜齿与所述小齿轮啮合；除所述斜齿处外所述齿条为中空的圆柱体，所述支撑套设在所述模拟器壳体端部内表面与所述齿条一端外表面之间，所述齿条另一端通过所述连接端头和连接板固定在所述内球销座上。

7.一种转向系统，其特征在于，所述转向系统包括如权利要求1-6任一项所述的一种电动助力转向器。