一种CEPS智能电动助力转向系统技术方案

本实用新型专利技术具体涉及一种可针对不同行驶情况灵活改变助力效果的CEPS智能电动助力转向系统。所述的转向系统包括固定在驾驶室内的转向管柱，转向管柱内设置可旋转的上转向轴，上转向轴的一端与方向盘连接，另一端通过万向节与可旋转的下转向轴的一端连接，下转向轴通过减速机构与驱动电机连接，驱动电机与ECU连接；ECU分别与轮速传感器、车速传感器、加速度传感器、角度传感器、振动传感器、扭矩传感器通过无线方式通信连接。ECU根据各传感器采集的参数控制驱动电机，对助力效果进行调整，以满足下雨、路面湿滑、加速、颠簸情况下不同的转向需求，实现对转向助力的智能化控制。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及汽车转向系统设备领域，特别涉及一种CEPS智能电动助力转向系统。
技术介绍
EPS就是英文ElectricPowerSteering的缩写,即电动助力转向系统。电动助力转向系统是汽车转向系统的发展方向。该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。一般来讲，EPS按电机助力在转向器中的耦合位置不同分为C-EPS，P-EPS和R-EPS三种，C-EPS是ColumnElectricPowerSteering，即转向柱式电动助力转向，助力电机直接在转向柱上施加助力；P-EPS是PinionEPS，小齿轮式EPS，也有人叫针式EPS，电机通过小齿轮加力在齿条上，即转向柱与电机在同一个机构(如滚珠丝杠或循环球)里并行耦合于齿条；R-EPS是RackEPS，齿条式，电机直接将助力加在齿条上。现有的C-EPS为了解决电动助力转向装置存在低速转向时轻便性不够和高速转向时路感差的问题，增加了车速传感器，低速时增大助力效果，高速时减小助力效果。但是现有的C-EPS没有考虑其他行驶情况下的助力大小，例如汽车在匀速转弯行驶时驾驶员使用的转向力应较小，方便躲避障碍物，而在加速、减速的情况下转弯时，驾驶员使用的转向力应较大，以使汽车保持稳定，不易失控；当轮胎与路面之间的摩擦力不一样时，如干燥路面和湿滑路面，转向助力效果也应该有区别；当汽车在平整路面和颠簸路面上行驶时，也应该改变转向助力的效果。为了解决上述问题，需要设计一套可针对多种路况及车况及时改变助力效果的CEPS系统。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的是提供一种针对不同行驶情况情况灵活改变助力效果的CEPS智能电动助力转向系统。为实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：一种CEPS智能电动助力转向系统，所述的转向系统包括固定在驾驶室内的转向管柱，转向管柱内设置可旋转的上转向轴，上转向轴的一端与方向盘连接，另一端通过万向节与可旋转的下转向轴的一端连接，下转向轴的另一端与齿轮齿条转向器的齿轮连接，齿轮齿条转向器的齿条的两端分别与一个转向拉杆的一端连接，转向拉杆的另一端与车轮的转向羊角连接；所述的下转向轴通过减速机构与驱动电机连接，驱动电机与ECU连接；ECU分别与设置在轮毂上的轮速传感器、设置在车身上的车速传感器、加速度传感器、角度传感器、设置在悬架减振器上的振动传感器、设置在上转向轴上的扭矩传感器通过无线方式通信连接。优选的，所述的减速机构为蜗轮蜗杆减速器，所述的驱动电机的输出端通过行星齿轮变速器与蜗轮蜗杆减速器的蜗轮连接，蜗轮蜗杆减速器的蜗杆套在下转向轴的外侧面上。优选的，所述的ECU还与设置在汽车前挡风玻璃上的雨量传感器通过无线方式通信连接。本技术具有以下有益效果：车速传感器和轮速传感器判断车速及轮胎与地面之间滑移率，加速度传感器测量汽车处在加速还是匀速行驶情况，振动传感器测量车辆的振动情况，ECU根据各传感器采集的参数控制驱动电机，对助力效果进行调整，以满足下雨、路面湿滑、加速、颠簸情况下不同的转向需求，实现对转向助力的智能化控制。附图说明图1为转向系统结构原理图；图2为转向系统控制电路原理图。具体实施方式如图1-图2所示的一种CEPS智能电动助力转向系统，包括固定在驾驶室内的转向管柱1，转向管柱1内设置可旋转的上转向轴2，上转向轴2的一端与方向盘3连接，另一端通过万向节与可旋转的下转向轴4的一端连接，下转向轴4的另一端与齿轮齿条转向器5的齿轮连接，齿轮齿条转向器5的齿条的两端分别与一个转向拉杆6的一端连接，转向拉杆6的另一端与车轮7的转向羊角连接；所述的下转向轴4通过减速机构与驱动电机8连接，所述的减速机构为蜗轮蜗杆减速器，所述的驱动电机8的输出端通过行星齿轮变速器与蜗轮蜗杆减速器的蜗轮连接，蜗轮蜗杆减速器的蜗杆套在下转向轴4的外侧面上。通过控制行星齿轮变速器的档位来改变下转向轴4受到的扭矩的大小，从而减小对驱动电机8的要求。所述的驱动电机8与ECU9连接，ECU9分别与设置在轮毂上的轮速传感器10、设置在车身上的车速传感器11、加速度传感器12、角度传感器13、设置在悬架减振器上的振动传感器14、设置在上转向轴2上的扭矩传感器15通过无线方式通信连接。汽车行驶时，ECU9采集扭矩传感器15的扭矩参数，该参数即为驾驶员施加的初始转向扭矩，同时ECU采集车速传感器11的信号，确定汽车的行驶速度，低速时增大驱动电机8输出到下转向轴4的扭矩，即增大助力效果，以使转向轻便，高速时为了保持汽车行驶稳定，减小助力效果。ECU9采集轮速传感器10的信号，并将集轮速传感器10的信号与车速传感器11的信号进行对比，确定轮胎与地面之间的滑移率；当轮胎与地面之间滑移率较小时，则增大助力效果，当轮胎与地面之间滑移率较大时，减小助力效果。ECU9采集加速度传感器12的信号，当汽车处在匀速行驶时，增大助力效果以方便汽车躲避障碍物；当汽车加速行驶或减速行驶，减小助力效果以保持汽车稳定。ECU9采集振动传感器14的信号，确定汽车在平坦路面行驶还是在颠簸路面行驶，汽车行驶在平坦路面上时，减小助力效果；汽车行驶在颠簸路面上时，增大助力效果。汽车转向时角度传感器13检测汽车的转向角度，并与方向盘旋转的圈数进行对比，检测转向系统的精确度。更好的实施方式是：所述的ECU9还与设置在汽车前挡风玻璃上的雨量传感器16通过无线方式通信连接，当下雨路面湿滑时，适当增大助力效果，以提高汽车的行驶安全性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CEPS智能电动助力转向系统，所述的转向系统包括固定在驾驶室内的转向管柱(1)，转向管柱(1)内设置可旋转的上转向轴(2)，上转向轴(2)的一端与方向盘(3)连接，另一端通过万向节与可旋转的下转向轴(4)的一端连接，下转向轴(4)的另一端与齿轮齿条转向器(5)的齿轮连接，齿轮齿条转向器(5)的齿条的两端分别与一个转向拉杆(6)的一端连接，转向拉杆(6)的另一端与车轮(7)的转向羊角连接；其特征在于：所述的下转向轴(4)通过减速机构与驱动电机(8)连接，驱动电机(8)与ECU(9)连接；ECU(9)分别与设置在轮毂上的轮速传感器(10)、设置在车身上的车速传感器(11)、加速度传感器(12)、角度传感器(13)、设置在悬架减振器上的振动传感器(14)、设置在上转向轴(2)上的扭矩传感器(15)通过无线方式通信连接。

【技术特征摘要】
1.一种CEPS智能电动助力转向系统，所述的转向系统包括固定在驾驶室内的转向管柱(1)，转向管柱(1)内设置可旋转的上转向轴(2)，上转向轴(2)的一端与方向盘(3)连接，另一端通过万向节与可旋转的下转向轴(4)的一端连接，下转向轴(4)的另一端与齿轮齿条转向器(5)的齿轮连接，齿轮齿条转向器(5)的齿条的两端分别与一个转向拉杆(6)的一端连接，转向拉杆(6)的另一端与车轮(7)的转向羊角连接；其特征在于：所述的下转向轴(4)通过减速机构与驱动电机(8)连接，驱动电机(8)与ECU(9)连接；ECU(9)分别与设置在轮毂上的轮速传感器(10)、设置在...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁发义，
申请(专利权)人：绵阳市恒义机械制造有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51