[實用新型]一種帶車輛振動傳感器的小齒輪電動助力轉向系統

有效

• 申請號: 201420790788.6
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN204488905U
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 李志鵬;史松卓;王猛;那少聃
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及電動助力轉向系統，具體涉及一種帶車輛振動傳感器的小齒輪電動助力轉向系統。

背景技術

原有的電動轉向系統主要包括包括ECU、力矩傳感器、車速傳感器、助力電機和減速機構構成的電動助力轉向裝置以及由轉向盤、轉向柱、轉向器、轉向橫拉桿和轉向輪組成的轉向裝置，如圖1所示。如圖2所示，加速度傳感器能夠檢測出車輛的振動情況，加速度傳感器檢測的振動信號通過無線收發模塊送入ECU處理，通過控制輸入到助力電機中的助力電流的大小可以提高車輛在振動不同的情況下的基本助力性能。

原有的電動助力轉向系統中助力電機和減速機構都安裝在轉向柱上如圖1所示。這種電動助力轉向系統由于助力電機安裝在轉向軸上，轉向時助力電機輸出的轉矩有部分要來克服轉向軸的剛性形變。

為了使電機在輸出相同轉矩時使轉向器能夠獲得更大的轉向力，將助力電機和減速機構直接與轉向器相連，減少轉向柱剛度形變對電機輸出力矩的削弱作用。

發明內容

本實用新型的目的是使ECU能夠根據車輛的實時振動情況通過控制輸入到助力電機的助力電流大小來提高系統的基本助力特性，同時當助力電機輸出相同的轉矩時，使轉向器能夠獲得更大的轉向力。

本實用新型的技術方案是：一種帶車輛振動傳感器的小齒輪電動助力轉向系統，包括ECU、力矩傳感器、車速傳感器、加速度傳感器、無線收發器、助?力電機和減速機構構成的電動助力轉向裝置以及由轉向盤、轉向柱、轉向器、轉向橫拉桿和轉向輪組成的轉向裝置，所述的助力電機與減速機構直接與小齒輪連接，EUC通過對車速信號、扭矩信號、轉角信號和加速度傳感器測量到的車輛振動信號進行運算處理，輸出相應的電流到助力電機，在轉向盤轉向時提供助力。其特點是，在所述的電動助力轉向裝置內增加加速度傳感器和無線收發裝置，加速度傳感器測量到的信號值可以間接反應出車輛的振動情況，ECU通過對加速度傳感器測量到的信號的處理，通過改變輸出到助力電機的電流可以改善系統的基本助力性能；將助力電機與減速機構直接與小齒輪連接，當助力電機輸出相同的轉矩時，轉向器能夠獲得更大的助力。

本實用新型的有益效果是，本實用新型在電動助力轉向系統中加入了對車輛振動信號的處理和分析，使ECU能夠根據不同的車輛振動情況來控制輸出到助力電機的助力電流，提高系統的基本助力性能，同時助力電機與減速機構直接安裝在小齒輪上，在電機輸出相同的轉矩時，轉向器能夠獲得更大的轉向力。

附圖說明

圖1是普通電動助力轉向系統結構框圖

圖2是帶車輛振動傳感器的小齒輪電動助力轉向系統結構框圖

圖3是單位階躍響應下有車輛振動信號和沒有車輛振動信號的系統時域響應曲線

圖4是單位階躍響應下有車輛振動信號和沒有車輛振動信號的系統頻域響應曲線

具體實施方式

由圖2所示，一種帶車輛振動傳感器的小齒輪電動助力轉向系統，包括ECU、力矩傳感器、車速傳感器、加速度傳感器、無線收發器、助力電機和減速機構構成的電動助力轉向裝置以及由轉向盤、轉向柱、轉向器、轉向橫拉桿和轉向輪組成的轉向裝置，所述的加速度傳感器與無線收發裝置1安裝在車輪內側，無線收發裝置2安裝在ECU控制板上，所述的力矩傳感器安裝在轉向柱上，用來檢測轉向盤轉動時產生的扭矩和轉角信號，車速傳感器檢測到的車速信號與力矩傳感器檢測到的扭矩和轉角信號以及加速度傳感器檢測到的車輛振動信號一同送入ECU運算處理，所述的助力電機和減速機構直接與小齒輪連接，屬于小齒輪型電動轉向助力系統。

當車輛在路面行駛時，由于路面狀況的不同車輛會產生不同的振動情況，安裝在車輪內側的加速度傳感器首先采集車輛振動信號，然后將模擬的振動信號通過外圍電路的AD轉換單元轉換為數字信號，轉換后的數字信號再通過放大器放大能夠得到ECU可以處理的信號，通過無線收發裝置1、2進行數據傳輸，無線收發器2與MCU之間通過IIC總線實現通訊。圖3所示為單位階躍響應下有車輛振動信號和沒有車輛振動信號的系統時域響應曲線，圖4是單位階躍響應下有車輛振動信號和沒有車輛振動信號的系統頻域響應曲線，通過曲線可知通過對車輛振動信號的采集和處理，增強了系統的穩定性并加快了響應時間，提高了系統的工作性能。

本實用新型專利在原有的車速信號、扭矩信號、轉角信號的基礎上加入了車輛的振動信號，使控制單元能夠根據車輛不同的振動情況來控制輸出到助力電機的電流，提高了系統工作的穩定性和可靠性，同時由于采用小齒輪型電動助力轉向系統，使系統更適合應用在前輪載荷大的車輛上。