[發(fā)明專利]一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711025091.4
• 申請(qǐng)日: 2017-10-27
• 公開（公告）號(hào): CN107914768A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜建威;劉俊榮;李紅艷;尹華清;徐東升
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉利四川商用車有限公司;南充吉利商用車研究院有限公司;浙江吉利新能源商用車有限公司
• 主分類號(hào): B62D5/04
• 分類號(hào): B62D5/04
• 代理公司: 北京智匯東方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11391
• 代理人: 薛峰,康正德

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛領(lǐng)域，特別是涉及一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

循環(huán)球式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有高效節(jié)能、低速輕便等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在小型車輛領(lǐng)域廣泛使用。

目前對(duì)于前軸軸荷較大的MPV、皮卡、大型SUV以及商用車領(lǐng)域來說，為了使用循環(huán)球式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，通常將齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器直接更換為循環(huán)球轉(zhuǎn)向器。

但是，這種結(jié)構(gòu)形式往往需要在轉(zhuǎn)向管柱處安裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳感器及支架等零件，因此安裝時(shí)需要改變儀表橫梁的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是要提供一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使得其在安裝時(shí)不需要改變儀表橫梁結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明一個(gè)進(jìn)一步的目的是要使得驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠提供更大的輸出扭矩。

特別地，本發(fā)明提供了一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括：

人力傳動(dòng)系統(tǒng)，用于輸入并傳遞人力扭矩；

電動(dòng)轉(zhuǎn)向器，具有輸入軸和輸出軸，其中，所述電動(dòng)轉(zhuǎn)向器的輸入軸處集成有驅(qū)動(dòng)電機(jī)和扭矩轉(zhuǎn)角傳感器，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出力矩與所述人力扭矩共同作用于所述電動(dòng)轉(zhuǎn)向器的輸入軸；

控制器，分別與整車控制器和所述扭矩轉(zhuǎn)角傳感器相連，以用于根據(jù)所述扭矩轉(zhuǎn)角傳感器以及所述整車控制器的信號(hào)控制所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)；和

車輪傳動(dòng)系統(tǒng)，與所述電動(dòng)轉(zhuǎn)向器的輸出軸相連，以接收所述電動(dòng)轉(zhuǎn)向器的輸出力矩，并完成轉(zhuǎn)向動(dòng)作。

進(jìn)一步地，所述電動(dòng)轉(zhuǎn)向器為電動(dòng)循環(huán)球轉(zhuǎn)向器。

進(jìn)一步地，所述人力傳動(dòng)系統(tǒng)包括：

轉(zhuǎn)向盤，用于輸入所述人力扭矩；

轉(zhuǎn)向管柱，固定于駕駛室前圍板，其一端與所述轉(zhuǎn)向盤通過花鍵相連；和

中間軸，其一端與所述轉(zhuǎn)向管柱的另一端通過十字軸萬向節(jié)相連，另一端與所述電動(dòng)循環(huán)球轉(zhuǎn)向器的輸入軸通過十字軸萬向節(jié)相連。

進(jìn)一步地，所述中間軸包括相配合的花鍵軸和花鍵套，以使得所述中間軸在其軸向上可伸縮。

進(jìn)一步地，所述電動(dòng)循環(huán)球轉(zhuǎn)向器內(nèi)部還設(shè)有蝸輪蝸桿減速結(jié)構(gòu)，所述蝸桿與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸固定連接，所述蝸輪與所述電動(dòng)循環(huán)球轉(zhuǎn)向器的輸入軸固定連接。

進(jìn)一步地，所述控制器設(shè)有：A端口，與所述扭矩轉(zhuǎn)角傳感器相連，用于采集所述人力扭矩；

B端口，與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連，用于控制所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)；

C端口，與整車電源相連，以為所述控制器供電；和

D端口，與所述整車控制器相連，用于采集整車信息；

所述控制器根據(jù)所述人力扭矩和所述整車信息控制所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩。

進(jìn)一步地，所述控制器為防水型控制器。

進(jìn)一步地，所述車輪傳動(dòng)系統(tǒng)包括：

轉(zhuǎn)向搖臂，其一端與所述電動(dòng)循環(huán)球轉(zhuǎn)向器的輸出軸相連；

轉(zhuǎn)向拉桿，其一端與所述轉(zhuǎn)向搖臂的另一端相連；

左輪，與所述轉(zhuǎn)向拉桿的另一端相連并由所述轉(zhuǎn)向拉桿驅(qū)動(dòng)，以完成轉(zhuǎn)向；

橫拉桿，其一端與所述左輪相連；和

右輪，與所述橫拉桿的另一端相連并由所述橫拉桿驅(qū)動(dòng)，以與所述左輪同步完成轉(zhuǎn)向。

特別地，本發(fā)明還提供了一種控制方法，用于上述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括以下步驟：

根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)及所述控制器的溫度特性確定所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的保護(hù)系數(shù)；

根據(jù)所述保護(hù)系數(shù)計(jì)算所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能承受的最大電流值及所述最大電流值的持續(xù)時(shí)間；

當(dāng)所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作電流達(dá)到所述最大電流值、且持續(xù)工作時(shí)長(zhǎng)達(dá)到所述持續(xù)時(shí)間時(shí)，進(jìn)入熱保護(hù)程序，以控制所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工作電流降低至平衡電流值。

進(jìn)一步地，所述持續(xù)時(shí)間為15秒，到達(dá)所述平衡電流值的時(shí)間為150秒。

本發(fā)明的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于將驅(qū)動(dòng)電機(jī)、扭矩轉(zhuǎn)角傳感器集成到電動(dòng)轉(zhuǎn)向器的輸入軸處，因此不需要改變儀表橫梁結(jié)構(gòu)，通用性好。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)不在與轉(zhuǎn)向管柱連接而是通過蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)與所述電動(dòng)轉(zhuǎn)向器的輸入軸相連，因此不再受轉(zhuǎn)向管柱的強(qiáng)度限制，能提供更大的輸出扭矩來適應(yīng)大軸荷車輛轉(zhuǎn)向力的需求，應(yīng)用范圍更廣。

根據(jù)下文結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)更加明了本發(fā)明的上述以及其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征。

附圖說明

后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本發(fā)明的一些具體實(shí)施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中：