[實用新型]一種具有力矩補償的電動助力轉向系統

有效

• 申請號: 201720137127.7
• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN206446661U
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 楊佳興
• 申請（專利權）人: 上海拿森汽車電子有限公司
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D6/00;B62D101/00;B62D119/00;B62D137/00
• 代理公司: 上海宣宜專利代理事務所(普通合伙)31288
• 代理人: 劉君

技術領域

本實用新型涉及一種汽車轉向系統，尤其涉及一種具有力矩補償的電動助力轉向系統(Electric Power Steering，簡稱EPS)。

背景技術

電動助力轉向系統是汽車轉向系統的發展方向。該系統由電動助力機直接提供轉向助力，省去了液壓動力轉向系統所必需的動力轉向油泵、軟管、液壓油、傳送帶和裝于發動機上的皮帶輪，既節省能量，又保護了環境。另外，還具有調整簡單、裝配靈活以及在多種狀況下都能提供轉向助力的特點。

EPS的基本原理是：轉矩傳感器與轉向軸(小齒輪軸)連接在一起，當轉向軸轉動時，轉矩傳感器開始工作，把輸入軸和輸出軸在扭桿作用下產生的相對轉動角位移變成電信號傳給ECU，ECU根據車速傳感器和轉矩傳感器的信號決定電動機的旋轉方向和助力電流的大小，從而完成實時控制助力轉向。因此它可以很容易地實現在車速不同時提供電動機不同的助力效果，保證汽車在低速轉向行駛時輕便靈活，高速轉向行駛時穩定可靠。為了更好地實現比較好的轉向手感，有必要進一步對轉向力矩進行補償。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種具有力矩補償的電動助力轉向系統，能夠方便地對轉向盤回正及原始扭矩進行補償，從而實現比較好的轉向手感。

本實用新型為解決上述技術問題而采用的技術方案是提供一種具有力矩補償的電動助力轉向系統，包括機械轉向系統和電子控制單元，其中，所述電子控制單元為二階扭矩補償器或四階扭矩補償器，所述電子控制單元的第一輸入端和轉角傳感器相連采集轉向盤角度，所述電子控制單元的第二輸入端和扭矩傳感器相連采集轉向盤原始扭矩輸入信號，所述電子控制單元的輸出端通過轉向助力電機、減速機構和機械轉向系統相連。

上述的具有力矩補償的電動助力轉向系統，其中，所述機械轉向系統包括轉向盤、轉向管柱和轉向器，所述轉向管柱通過中間軸和轉向器相連，所述轉向器的兩端設置有轉向拉桿、轉向節臂和轉向輪，所述助力電機安裝在轉向管柱或轉向器上，所述轉角傳感器安裝在轉向管柱上，所述扭矩傳感器安裝在中間軸上。

上述的具有力矩補償的電動助力轉向系統，其中，所述電子控制單元的第三輸入端和車速傳感器相連獲取當前車速對應的阻尼補償信號。

本實用新型對比現有技術有如下的有益效果：本實用新型提供的具有力矩補償的電動助力轉向系統，通過采集轉向盤角度和原始扭矩輸入信號，使用二階扭矩補償器或四階扭矩補償器進行力矩補償，從而實現比較好的轉向手感，且結構簡單，易于實施。

附圖說明

圖1為本實用新型的電動助力轉向系統示意圖；

圖2為本實用新型的電動助力轉向ECU控制示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。

圖1為本實用新型的電動助力轉向系統示意圖。

請參見圖1，本實用新型的電動助力轉向系統由機械轉向系統加裝轉角傳感器2，扭矩傳感器11，電子控制單元13，轉向助力電機12及其減速機構4等組成。其中，機械轉向系統主要包括轉向盤1，轉向管柱3，中間軸5，轉向器6，小齒輪10，轉向拉桿7，轉向節臂9和轉向輪8；扭矩傳感器用以檢測駕駛員操縱力矩；助力電機可安裝在轉向管柱或轉向器上，通過減速機構給駕駛員提供助力力矩。

本實用新型提供的具有力矩補償的電動助力轉向系統，所述電子控制單元13為二階扭矩補償器或四階扭矩補償器，所述電子控制單元13的第一輸入端和轉角傳感器2相連采集轉向盤角度，所述電子控制單元13的第二輸入端和扭矩傳感器11相連采集轉向盤原始扭矩輸入信號，所述電子控制單元13的輸出端通過轉向助力電機12、減速機構4和機械轉向系統相連

圖2中扭矩傳感器信號Td，轉角傳感器信號A與車速傳感器信號V輸入到電子控制單元(ECU)的力矩控制模塊，計算出相應的助力力矩Icmd，作為目標力矩指令輸出給電機控制模塊，控制器輸出電流驅動助力電機工作。由于扭矩傳感器測量到的扭矩信號與轉向系統真實的扭矩相比一般存在一定程度的滯后，因此扭矩信號進入力矩控制模塊之前一般要進行補償處理，如圖2中所示，否則電動助力轉向系統的電機助力力矩可能與機械管柱的固有頻率發生諧振，使整套轉向系統震動。

本實用新型的電子控制單元13為二階扭矩補償器或四階扭矩補償器，第一輸入端采集轉向盤原始扭矩輸入信號,通過調節濾波參數的方式進行力矩補償,輸出為補償后的扭矩信號。二階扭矩補償器或四階扭矩補償器是一個超前滯后的濾波器，具有幅頻增益和相頻補償的作用。比如常用的二階扭矩補償器離散表達式如下：