[发明专利]汽车EPS系统中输入轴与输出轴相对转角的检测装置及方法

说明书

本发明属于EPS助力转向技术领域，公开了汽车EPS系统中输入轴与输出轴相对转角的检测装置及方法，其中所述检测装置包括：扭力扳手和数字倾角仪。所述扭力扳手包括杆体部和头部，其头部与汽车EPS系统中输入轴下部固定，且通过扭力扳手的摆动可驱使该输入轴在第一极限角度与第二极限角度之间旋转；所述数字倾角仪通过安装件可拆卸的安装于所述杆体部上，且该数字倾角仪包括摆角检测模块与数据处理模块，其摆角检测模块用于检测输入轴分别处于第一极限角度和第二极限角度时所述扭力扳手摆动的第一摆角和第二摆角，其数据处理模块用于根据第一摆角、第二摆角及汽车EPS系统中输出轴的初始角度计算输入轴与输出轴的相对转角。

技术领域

本发明属于EPS助力转向技术领域，具体涉及汽车EPS系统中输入轴与输出轴相对转角的检测装置及方法。

背景技术

汽车电动助力转向器(electronic power steering，简称EPS)是汽车转向技术发展的重要方向，目前已经取代传统液压助力转向系统成为现代高级轿车的标配。随着控制目标的要求越来越高，EPS转向系统的转向控制引入了转向角度控制，具体根据转矩转角传感器信号进行转向状态判断，进而为转向控制策略提供不同的助力控制信号依据。

据现有研究可知，现有的转矩转角传感器多安装于EPS系统的输入轴上，因此其所采集到的信号主要反映为输入轴状态，而整体汽车的实际转向是基于输出轴的转向而实现的，因此输入轴与输出轴之间的相对转角误差对EPS系统的实际助力转向精确度存在着一定影响。

目前，关于输入轴与输出轴之间的相对转角的测量方法为：采用套筒扳手分别按照顺时针和逆时针的方向转动输入轴下部至极限位置，并且在转动时采用百分表测量套筒上的悬臂的顺时针摆角与逆时针摆角之差，进而由此实现相对转角的间接测量。在这种测量方法中，一是利用套筒扳手转动输入轴时其转动力矩不可控，二是利用百分表测量套筒悬臂的摆角时人工度数误差较大，因此导致整体测量的精准性较差，难以满足日渐精准的测量及转向控制的需求。

发明内容

鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，本发明的目的在于提供汽车EPS系统中输入轴与输出轴相对转角的检测装置及方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种汽车EPS系统中输入轴与输出轴相对转角的检测装置，包括：

扭力扳手，包括杆体部和头部，其头部与汽车EPS系统中输入轴下部固定，且通过扭力扳手的摆动可驱使该输入轴在第一极限角度与第二极限角度之间旋转；

数字倾角仪，通过安装件可拆卸的安装于所述杆体部上，且该数字倾角仪包括摆角检测模块与数据处理模块，其摆角检测模块用于检测输入轴分别处于第一极限角度和第二极限角度时所述扭力扳手摆动的第一摆角和第二摆角，其数据处理模块用于根据第一摆角、第二摆角及汽车EPS系统中输出轴的初始角度计算输入轴与输出轴的相对转角。

为实现上述目的，本发明还提供如下技术方案：

一种利用上述检测装置检测汽车EPS系统中输入轴与输出轴相对转角的检测方法，包括：

获取汽车EPS系统中输出轴的初始角度、并记录；

通过安装件将数字倾角仪固定于所述扭力扳手的杆体部上；

将扭力扳手的头部与汽车EPS系统中输入轴下部固定；

驱动扭力扳手摆动，并带动输入轴分别旋转至第一极限角度和第二极限角度，分别读取输入轴处于第一极限角度和第二极限角度时所述数字倾角仪所检测到的扭力扳手摆动的第一摆角和第二摆角；

通过所述数字倾角仪计算得出输入轴与输出轴的相对转角。

综上

在具体计算出输入轴与输出轴的相对转角时，依照如下公式进行计算：