[发明专利]一种电动助力转向系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种电动助力转向系统及其控制方法。该电动助力转向系统不设有转向油泵，由电机直接提供助力，通过控制模块分析司机转向意图，由控制模块控制电机执行工作，转向力通过行星轮及蜗轮蜗杆调速后，作用于车轮转向。

技术领域

本发明涉及助力转向系统，具体涉及一种电动助力转向系统及其控制方法。

背景技术

传统的车用助力转向系统一般由发动机提供动力，因此为了保证车辆的安全性要求转向助力的持续供给，发动机就很难实现怠速停机，对于城市交通拥堵的路况发动机一直处于工作状态，不仅浪费了燃料，而且增加了尾气排放，特别是城市公交车，由于其需要进站、出站，车辆起停的时间就更长，而且公交车的运营时间一般较长，发动机长时间的低效率工作对于节能减排的影响很大。

随着车辆转向技术的发展，电动液压助力转向在车辆上的应用也日益增多，它使用电动机提供转向助力，通过传感器和各种电子控制元件监控车辆行驶的方向数据，跟随车速等参数控制助力的大小，保证车辆的安全转向。而对于公交车等大型客车而言，由于其需要的转向助力较大，也就要求电机的输出扭矩较大，而且存在助力转向系统体积太大的问题，而且由于电机与油泵的连接处常会因为密封不好而出现漏油的现象，系统的可靠性较低，影响到整车的安全性能。

为了解决上述问题，本发明提出一种电动助力转向系统及其控制方法。该电动助力转向系统不设有转向油泵，由电机直接提供助力，通过分析司机转向意图，由控制模块控制电机执行工作，通过行星轮及蜗轮蜗杆调速后，作用于车轮转向。

发明内容

现有的电动液压助力转向系统存在助力转向系统体积太大的问题，而且由于电机与油泵的连接处常会因为密封不好而出现漏油的现象，系统的可靠性较低，影响到整车的安全性能。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种电动助力转向系统，包括输入轴、电机、输出轴，其特征在于所述输入轴与所述输出轴通过一组蜗轮蜗杆连接，所述蜗杆为平面二次包络环面蜗杆，所述输入轴连接所述蜗杆第一端，所述电机与所述蜗杆第二端刚性连接，所述输出轴与所述蜗轮刚性连接，两者保持同步转动；所述输出轴处设有曲柄，连接车辆车轮。

所述输入轴与所述蜗杆第一端之间还设有一个弹性扭转杆，所述连接杆第一端连接所述输入轴，所述连接杆第二端连接所述蜗杆第一端。

进一步，所述输入轴与所述蜗杆之间还设有力矩传感器，所述力矩传感器用于检测所述输入轴与所述蜗杆之间力矩。所述电机与所述蜗杆之间设有第一减速器和第二减速器，所述第一与第二减速器采用行星轮结构。

该系统还设有一个控制模块，所述控制模块用于控制所述电机工作，所述控制模块通过车辆低压电源供电，所述控制模块连接所述力矩传感器与所述电机。

一种电动助力转向系统控制方法，用于控制权利要求8所述的电动助力转向系统，其特征在于，控制电动助力转向系统工作包括以下步骤：

(a)驾驶员通过旋转方向盘使所述输入轴形成一定转动；

(b)所述输入轴通过所述弹性扭转杆带动所述蜗杆转动，同时所述弹性扭转杆产生弹性形变，所述弹性扭转杆与所述蜗杆之间形成一定力矩，所述弹性扭转杆具有形变极限，当弹性形变达到最大值时，所述力矩达到最大值；

(c)所述力矩传感器检测所述输入轴与所述蜗杆之间力矩数值，并将所述力矩数值发送给所述控制模块，所述控制模块分析力矩数值与实时车速，得出控制策略，向所述电机发送工作指令；

(d)所述电机带动所述蜗杆旋转，当所述力矩数值为零时，所述电机停止工作。

相比现有的，本发明有显著优点和有益效果，具体体现为：