一种助力转向系统及车辆的制作方法

本实用新型涉及汽车结构领域，具体涉及一种助力转向系统及车辆。

背景技术：

随着汽车工业的快速发展，汽车转向系统也不断的迭代，以新的转向技术来解决车辆转向系统实际应用的问题，转向系统设计仍然是不断完善和改进的过程。

关于电动助力转向器，目前设计方案多数应用tas(扭矩+转角传感器)，转向系统可以实时测量并反馈转角和扭矩信号，转向系统为adas(advanceddrivingassistantsystem，高级驾驶辅助系统)功能提供基本是通过转角进行控制或扭矩控制。

用于对转向器输入轴转向角进行探测的转角传感器，通过一对大小齿轮和输入轴的大齿圈配合，应用对磁场敏感的传感器感应大小齿轮转动时候磁场变化，径计算得到转向器输入轴转动角度。

车辆电动化智能化方向发展，整车用电器增多，多出现大功率用电器，整车电器环境复杂多样，转向器布置在机舱处于电器环境复杂区域，但目前多应用霍尔传感器，而霍尔传感器受环境影响较敏感的，影响转向控制精确性，使得转向探测的准确度低。

有些车型中使用光栅尺传感器替代霍尔传感器，但是光栅尺传感器设置在车辆转向系统中容易受到油脂的污染，从而降低灵敏度和测量准确性。

因此，有必要提供一种方案，解决光栅尺传感器设置在车辆转向系统中容易受到油脂污染的技术问题。

技术实现要素：

为了解决光栅尺传感器设置在车辆转向系统中容易受到油脂污染的技术问题，本实用新型提出了一种助力转向系统及车辆，本实用新型具体是以如下技术方案实现的。

本实用新型提供一种助力转向系统，包括：齿条；外壳，所述外壳罩设于所述齿条外，所述外壳包括壳体和盖板，所述壳体上设有凹槽，所述凹槽的槽底设有两个滑道，所述滑道沿所述凹槽的长度方向分布，所述凹槽的长度方向与所述齿条的长度方向同向，两个所述滑道之间设有第一通孔，所述盖板罩设于所述凹槽上；光栅尺传感器，所述光栅尺传感器设于所述凹槽中，所述光栅尺传感器设有第一面，所述第一面滑设于所述滑道上，所述第一面延伸至所述第一通孔外并与所述齿条连接。

本实用新型助力转向系统的进一步改进在于，所述盖板设有第二通孔；所述助力转向系统还包括位置传感器，所述位置传感器设于所述盖板的远离所述光栅尺传感器的一面并覆盖所述第二通孔。

本实用新型助力转向系统的进一步改进在于，所述光栅尺传感器的所述第一面设有公扣，所述齿条设有母扣，所述公扣与所述母扣卡接。

本实用新型助力转向系统的更进一步改进在于，所述母扣设有连接孔，所述母扣的远离所述齿条的一端设有向所述连接孔的中心线延伸的止挡块；

所述公扣设有用于抵靠所述止挡块的弯折部，所述弯折部设于所述公扣的远离所述光栅尺传感器的一端。

本实用新型助力转向系统的更进一步改进在于，所述光栅尺传感器的所述第一面和所述齿条之间还设有弹性件，所述光栅尺传感器还设有与所述第一面相对的第二面，所述第二面设有支撑件，所述支撑件的远离所述第二面的一端抵靠于所述盖板。

本实用新型助力转向系统的更进一步改进在于，所述第一面与所述母扣之间在所述齿条的径向方向上设有第一间隙，所述止挡块与所述弯折部之间在所述齿条的径向方向上设有第二间隙。

本实用新型助力转向系统的更进一步改进在于，所述公扣设有缺口，所述弹性件设于所述缺口中。

本实用新型助力转向系统的更进一步改进在于，所述弹性件为弹簧或橡胶，所述支撑件为滚柱。

本实用新型助力转向系统的更进一步改进在于，所述光栅尺传感器的所述第二面设有盲孔，所述滚柱设于所述盲孔中。

本实用新型还提供一种车辆，所述车辆包括上述的助力转向系统。

采用上述技术方案，本实用新型提供的助力转向系统及车辆具有如下有益效果：

(1)本实用新型可以采集实际监测的齿条位置信号与adas需求值比对，减少了齿条位置请求转化为角度后进行比对的推导误差，可以提高adas功能的执行精准程度；

(2)本实用新型应用光栅尺传感器，可以使转向系统受电磁场干扰影响较小，相比现有技术，本实用新型解决了齿轮、齿条传动过程光栅尺振动或受力弯曲导致测量准确度差的问题；

(3)本实用新型设有容置光栅尺传感器的凹槽和覆盖凹槽的盖板，避免了光栅尺传感器表面受油脂污染；

(4)本实用新型中光栅尺传感器和齿条之间通过公扣、母扣和弹性件相连接，可以吸收齿条移动或弯曲带来的振动和径向位移，同时本实用新型中设计第一间隙和第二间隙对齿轮齿条耐久磨损量进行齿条径向间隙补偿。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1提供的助力转向系统的装配关系示意图。

图2为本实用新型实施例1提供的助力转向系统的立体示意图。

图3为本实用新型实施例1中凹槽的结构示意图。

图4为本实用新型实施例1中位置传感器的工作原理示意图。

图5为本实用新型实施例1中光栅传感器的结构示意图。

图6为本实用新型实施例1中光栅传感器的俯视示意图。

图7为本实用新型实施例1中光栅传感器与齿条的连接结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了解决光栅尺传感器设置在车辆转向系统中容易受到油脂污染的技术问题，本实用新型提出了一种助力转向系统及车辆，本实用新型具体是以如下技术方案实现的。

实施例1：

结合图1至图7所示，本实用新型提出的一种助力转向系统包括：齿条10；外壳，外壳罩设于齿条10外，外壳包括壳体20和盖板22，壳体20上设有凹槽21，凹槽21的槽底设有两个滑道，滑道沿凹槽21的长度方向分布，凹槽21的长度方向与齿条10的长度方向同向，两个滑道之间设有第一通孔，盖板22罩设于凹槽21上；光栅尺传感器30，光栅尺传感器30设于凹槽21中，光栅尺传感器30设有第一面，第一面滑设于滑道上，第一面延伸至第一通孔外并与齿条10连接。

本实施例1中，齿条10设于外壳的壳体20中；第一通孔连通凹槽21和壳体20的容置齿条10的空间；滑道的长度方向与凹槽21的长度方向相同。齿条10可以在壳体20中沿齿条10长度方向做平移运动，而光栅尺传感器30的第一面与齿条10连接，同时光栅尺传感器30的第一面还滑设在滑道上，又因为滑道的长度方向与齿条10的长度方向同向，由此实施例1实现了当齿条10移动时，齿条10可以带动光栅尺传感器30沿着滑道移动，进而可以根据光栅尺传感器30的移动得到齿条10的位移。

本实施例1中的盖板22可拆卸地连接于壳体20，覆盖于凹槽21上。壳体20和盖板22可以为光栅尺传感器30遮挡油脂，避免油脂污染光栅尺传感器30，从而保证测量准确性。盖板22可以通过螺栓连接于壳体20。

进一步地，盖板22设有第二通孔；助力转向系统还包括位置传感器40，位置传感器40设于盖板22的远离光栅尺传感器30的一面并覆盖第二通孔。

当齿条10移动时，齿条10带动光栅尺传感器30沿着滑道移动，导致光栅位置发生变化，本实施例1可以通过位置传感器40检测光栅的移动，位置传感器40透过第二通孔可检测得到光栅的位置变化情况。

结合图5至图7所示，进一步地，光栅尺传感器30的第一面设有公扣31，齿条10设有母扣11，公扣31与母扣11卡接。本实施例1中，光栅尺传感器30和齿条10之间采用卡接的方式连接，便于拆卸、更换。母扣11的形状适配于公扣31的形状。

更进一步地，母扣11设有连接孔，母扣11的远离齿条10的一端设有向连接孔的中心线延伸的止挡块111；公扣31设有用于抵靠止挡块111的弯折部311，弯折部311设于公扣31的远离光栅尺传感器30的一端。本实施例1中母扣11连接孔的形状适配于公扣31的主体及弯折部311的形状。

结合图6和7所示，更进一步地，光栅尺传感器30的第一面和齿条10之间还设有弹性件32，光栅尺传感器30还设有与第一面相对的第二面，第二面设有支撑件33，支撑件33的远离第二面的一端抵靠于盖板22。

本实施例1中，支撑件33的第一端固定连接于光栅尺传感器30的第二面之间，支撑件33的第二端抵靠于盖板22，当光栅尺传感器30沿着滑道滑动时，支撑件33可以在盖板22的靠近光栅尺传感器30的一面滑动；支撑件33一直支设于盖板22和光栅尺传感器30之间，使得盖板22和光栅尺传感器30之间的距离保持不变，光栅尺传感器30相对于外壳的位置不会发生改变。而本实施例1中的弹性件32设于光栅尺传感器30的第一面和齿条10之间，弹性件32具有弹性，当齿条10移动或弯曲时，弹性件32可以吸收由齿条10移动或弯曲而带来的振动或径向位移，避免光栅尺传感器30受到碰撞而损坏。

结合图7所示，更进一步地，第一面与母扣11之间在齿条10的径向方向上设有第一间隙51，止挡块111与弯折部311之间在齿条10的径向方向上设有第二间隙52。

随着转向系统的运作，齿条10会发生一定的磨损。本实施例1中，设置第一间隙51和第二间隙52用于对齿条10耐久磨损量进行齿条10径向间隙补偿。具体地，可以选取能够产生合适弹力的弹性件32，使得齿条10和光栅尺传感器30的第一面之间保持合适的距离，形成第一间隙51和第二间隙52。

当齿条10发生磨损时，齿条10下移，第二间隙52变小，第一间隙51变大。

更进一步地，公扣31设有缺口，弹性件32设于缺口中。

本实施例1中，公扣31形成有缺口，公扣31包括四个部分的子扣，缺口位于相邻子扣之间，弹性件32设于缺口中，弹性件32的第一端固定连接于光栅尺传感器30的第一面，弹性件32的第二端固定连接于齿条10。

更进一步地，弹性件32为弹簧或橡胶，支撑件33为滚柱。

结合图5和图6所示，更进一步地，光栅尺传感器30的第二面设有盲孔，滚柱设于盲孔中。

实施例2：

本实施例2提供了一种车辆，车辆包括上述的助力转向系统。

当今车辆电动化智能化方向发展，整车电器环境变得复杂。本实用新型提供一种可以用于新型电动助力转向器齿条10位置直接测量的结构，可以更准确的提供齿条10位置信息且可以在复杂的电器环境下正常工作，可用于在adas(advanceddrivingassistantsystem，高级驾驶辅助系统)下根据齿条10位置控制电动助力转向输出。

本实用新型中，位置传感器40连接转向器ecu(electroniccontrolunit，电子控制单元)。当驾驶员驾驶车辆转动方向盘，转向器的齿条10左右移动，进而装配在齿条10上的光栅尺传感器30在壳体20的滑道内移动，光栅尺传感器30与位置传感器40本体有相对位移，位置传感器40感应到光栅变化并通过信号线41将齿条10位置信号传递给助力电机带ecu总成(接转向器ecu)。

本实用新型可以采集实际监测的齿条10位置信号与adas需求值比对，减少了齿条10位置请求转化为角度后进行比对的推导误差，可以提高adas功能的执行精准程度。adas有齿条10位置控制需求，通过位移传感器直接测量齿条10位移与adas需求进行比对控制电机输出，避免将齿条10位置需求计算推导出转角信息进行对比控制电机输出。

本实用新型在转向系统应用光栅齿条10位移传感器，可以使转向系统受电磁场干扰影响较小。相比现有技术，本实用新型解决了齿轮、齿条10传动过程光栅尺振动或受力弯曲导致测量准确度差的问题。本实用新型设有容置光栅尺传感器30的凹槽21和覆盖凹槽21的盖板22，避免了光栅尺传感器30表面受油脂污染。

位置传感器40主要作用通过位置传感器40的探头感受齿条10移动后带来的光栅尺传感器30的移动，从而获得齿条10的位移。

光栅尺传感器30可以随着齿条10沿着齿条10长度方向移动，齿条10径向方向有间隙调整量。本实用新型中光栅尺传感器30和齿条10之间通过公扣31、母扣11和弹性件32相连接，可以吸收齿条10移动或弯曲带来的振动和径向位移，同时本实用新型中设计第一间隙51和第二间隙52对齿轮齿条10耐久磨损量进行齿条10径向间隙补偿。

本实用新型中滚柱可以保证光栅尺传感器30在凹槽21中相对盖板22和凹槽21底面距离不变的位置滑动。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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