[發(fā)明專利]一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410219629.5
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN103991473A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉傳富;李彥輝;張海波;韓磊
• 申請（專利權(quán)）人: 河南速達(dá)電動汽車科技有限公司
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D6/00;B62D101/00;B62D119/00;B62D113/00
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41117
• 代理人: 楊妙琴

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及電動汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是車輛(例如汽車)結(jié)構(gòu)中非常重要的組成部分，是為了使汽車能夠按照駕駛者的意愿保持或改變車輛的行駛方向，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要有機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。隨著車輛技術(shù)的發(fā)展，助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的使用已經(jīng)非常普及，其中最為典型的就是液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。然而，當(dāng)前保護(hù)環(huán)境的問題越來越備受人們關(guān)注，因此，世界各大汽車制造商都圍繞這一問題開發(fā)了基于電機為助力源泉的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有很多優(yōu)點，諸如：(1)精確的轉(zhuǎn)向回正性；(2)助力的大小可以根據(jù)車速的變化而調(diào)整，從而能夠兼顧車輛低速時的操縱輕便性和高速時的方向穩(wěn)定性；(3)不存在由于使用液壓油對環(huán)境可能造成的污染；(4)電動轉(zhuǎn)向可以減少發(fā)動機功率消耗、節(jié)省燃油等。因此，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)比于傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)更加節(jié)能環(huán)保、性能優(yōu)越、減少排放，也不會發(fā)生漏油等現(xiàn)象污染環(huán)境，符合社會發(fā)展的需求，可以預(yù)見，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將是未來汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。?

目前，在大多數(shù)的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的助力系統(tǒng)通常安裝在轉(zhuǎn)向器上，?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

????本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括方向盤，方向盤驅(qū)動的轉(zhuǎn)向管柱，轉(zhuǎn)向管柱連接的轉(zhuǎn)向器，以及由電動機、離合器、減速機構(gòu)、轉(zhuǎn)矩傳感器和電子控制單元組成的助力系統(tǒng)，其特征在于：所述的助力系統(tǒng)安裝在轉(zhuǎn)向管柱上。?

????進(jìn)一步，所述的轉(zhuǎn)矩傳感器安裝在轉(zhuǎn)向管柱中。?

????進(jìn)一步，所述的轉(zhuǎn)向管柱為完全吸能式可變角度轉(zhuǎn)向管柱。?

????進(jìn)一步，所述的電動機為永磁直流電動機。?

本發(fā)明的有益效果是：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用電動助力轉(zhuǎn)向，配以與電機驅(qū)動相適應(yīng)的PID控制器，通過精確的匹配和試驗標(biāo)定，使整車不論是在高速還是低速，輸入還是反饋上都擁有良好的操控性能；另外，結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，整車的最小轉(zhuǎn)彎半徑大幅減小，增加了整車的機動性。?

附圖說明:

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式：

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。

如圖1所示，在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，通過轉(zhuǎn)動方向盤1直接驅(qū)動轉(zhuǎn)向管柱2，在轉(zhuǎn)向管柱2中的轉(zhuǎn)矩傳感器8檢測到轉(zhuǎn)向軸上的力矩和位置信號后，與車速傳感器測得車速信號一起不斷地輸入電子控制單元4，與電子控制單元4集成在一起的PID控制器根據(jù)電子控制單元4給定的數(shù)值分析和實際的數(shù)據(jù)偏差，然后對偏差進(jìn)行調(diào)整，電子控制單元4根據(jù)輸入的信號決定裝在轉(zhuǎn)向軸一側(cè)的電動機6的旋轉(zhuǎn)方向和助力電流大小，并通過離合器7和減速機構(gòu)3將輔助動力施加到轉(zhuǎn)向傳動軸9中，轉(zhuǎn)向傳動軸9驅(qū)動轉(zhuǎn)向器5控制車輛轉(zhuǎn)向。?

????通過將助力系統(tǒng)安裝在轉(zhuǎn)向管柱2上，可以使電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單緊湊、易于安裝。?

在電子控制單元中4的PID控制器在車輛出廠前經(jīng)過匹配，該匹配通過試驗搜集數(shù)據(jù)，通過軟件進(jìn)行參數(shù)匹配，一般車型的轉(zhuǎn)彎半徑在5米以上，而使用經(jīng)過了PID控制器匹配的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)彎半徑在4.8米左右，使車輛能夠兼顧低速時的轉(zhuǎn)向輕便性和高速時的操縱穩(wěn)定性，回正性能好。傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所提供的轉(zhuǎn)向助力大小不能隨車速的提高而改變，這樣就使得車輛雖然在低速時具有良好的轉(zhuǎn)向輕便性，但是在高速行駛時轉(zhuǎn)向盤太輕，產(chǎn)生轉(zhuǎn)向“發(fā)飄”的現(xiàn)象，駕駛員缺少顯著的“路感”，降低了高速行駛時的車輛穩(wěn)定性和駕駛員的安全感。?

將轉(zhuǎn)矩傳感器8安裝在轉(zhuǎn)向管柱內(nèi)，極大的利用了轉(zhuǎn)向管柱2內(nèi)的空余空間，減小轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的體積。?

通過使用完全吸能式可變角度轉(zhuǎn)向管柱，在車輛發(fā)生碰撞時，該轉(zhuǎn)向管柱通過與人體碰撞過程中可以被壓縮變形，延長了兩者的互相作用時間，減少駕駛員在碰撞過程中的受傷程度。?

在本發(fā)明中，助力系統(tǒng)內(nèi)部采用永磁直流電動機，該種電動機可以改變電樞電壓來方便地調(diào)速，與他勵式直流電動機相比，具有體積小、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、用銅量少等優(yōu)點。?