[发明专利]评估电动助力转向系统中皮带传动装置健康状态的方法

说明书

本发明提供了一种评估电动助力转向系统中皮带传动装置健康状态的方法。其运用侦测电动助力转向系统中所产生的滑齿现象及滑齿现象发生的频率，甚至考虑马达的出力，来判断皮带传动装置健康状态。借此，来让使用者确实了解电动助力转向系统的皮带传动装置健康状态。

技术领域

本发明涉及评估电动助力转向系统，尤其涉及一种评估电动助力转向系统中皮带传动装置健康状态的方法。

背景技术

随着汽车科技的发展以及环保意识的发展，汽车使用电动助力转向系统逐渐地取代传统的液压助力转向系统，其原因在于：

1、传统的液压助力转向系统在引擎运转时，液压泵浦一直处于工作状态而消耗引擎的部分动力，使得整个引擎油消耗量增加。反观电动助力转向系统，是以电池为能源来源，独立于引擎运作而不增加引擎的动力耗损，此外工作效率较液压助力转向系统高，节省燃油消耗。

2、电动助力转向系统可以整合在同一装置上，增加装配及保养的便利。液压助力转向则将不同功能的组件配置在不同的地方，通过管线配置产生转向辅助功能。

3、电动助力转向系统没有液压助力转向系统的液压油更换问题，对于环境较为友善。

4、电动助力转向系统通过软件控制可以针对不同的驾驶情况调整辅助力量改善汽车操纵的稳定性和舒适性。液压助力转向系统则是维持固定的辅助力量，不能随行车状况改变辅助力量。

对于电动助力转向系统而言，可以分为管柱助力式电动助力转向系统 (Column-Type EPS)、小齿轮助力式电动助力转向系统(Pinion-Type EPS) 以及齿条助力式电动助力转向系统(Rack-Type EPS)。

对于齿条助力式电动助力转向系统(Rack-Type EPS)而言，其运作方式是在使用者转动方向盘后，通过方向机柱驱动齿轮啮合转向架的齿条部分，带动转向架移动，在此同时，装设在方向机柱上的扭矩传感器会传输信息至电子控制单元，再由电子控制单元控制马达以驱动主动轮后带动皮带，而由皮带驱动套设在螺帽外的被动轮旋转并带动螺帽旋转，再由螺帽驱动转向架上的螺杆部分移动，而产生对于使用者提供转向辅助力量的功效。

此种型式的电动助力转向系统中，选用皮带时，可以通过皮带参数以及安装方式大略得知皮带于不同张力之下可以承受的最高扭矩上限，但皮带的张力在长期使用后可能因为机构和皮带的松动、变形或是老化使得其张力降低，令可承受扭矩上限降低进而导致主动轮、皮带或被动轮之间的转动不一致而发生滑齿现象。如此一来，滑齿现象代表皮带传动装置的老化，将会使电动助力转向系统产生辅助力量不足，或者当皮带断裂时产生使用者转向时突然失去辅助力量的情况进而发生行车危险。因此，如何通过滑齿现象的评估，来让使用者确实了解电动助力转向系统皮带传动装置的健康状态，显得尤其重要。

对于电动助力转向系统的健康状态指针(State of Health，SOH)，已有美国US8634986A1号专利提出，其主要技术内容有以下步骤：通过动态模型计算第一个轮胎自动回正力矩。通过状态估测豁获得第二个轮胎自动回正力矩。计算第一个轮胎自动回正力矩与第二个轮胎自动回正力矩之间的差异。通过持续观测此差异计算出一个介于0到1的健康状态指标。并根据此健康状态指标决定控制行为。用此方法获得健康指标是包含整个电动辅助转向系统的状态，无法单独探讨各部件的健康状态，也就无法单独得知驱动皮带的健康状态来事先避免皮带突然断裂对驾驶者造成的影响。

此外还有WO2017061257 A1号专利提出，其提供角度传感器失效时的应对方式，并同时具备系统异常的诊断。然而只能侦测突然发生的异常状况，还是无法了解电动辅助转向系统的健康状态。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种评估电动助力转向系统中皮带传动装置健康状态的方法，其通过滑齿现象的评估来让使用者可确实了解电动助力转向系统中皮带传动装置的健康状态，降低遇到电动助力转向系统失效的风险。