一种电动助力转向系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种电动助力转向系统及其控制方法，属于车辆领域。所述电动助力转向系统包括人力传动系统，用于输入并传递人力扭矩；电动转向器，具有输入轴和输出轴，其中，所述电动转向器的输入轴处集成有驱动电机和扭矩转角传感器，所述驱动电机的输出力矩与所述人力扭矩共同作用于所述电动转向器的输入轴；控制器，用于根据所述扭矩转角传感器以及整车控制器的信号控制所述驱动电机；和车轮传动系统，与所述电动转向器的输出轴相连，用于传递所述电动转向器的输出力矩，以完成转向动作。本发明专利技术的电动助力转向系统由于将驱动电机、扭矩转角传感器集成到电动转向器的输入轴处，因此不需要改变仪表横梁结构，通用性好。

An electric power steering system and its control method

The invention provides an electric power steering system and a control method, which belongs to the field of vehicle. The human system includes the transmission system of electric power steering, for human input and transfer torque; electric power steering, with the input shaft and the output shaft, wherein the electric steering input shaft is integrated with the driving motor and the driving torque angle sensor, the output torque of the motor and the torque acting on the common human the power input shaft of the steering device; the controller, according to the control signal for the torque angle sensor and the vehicle controller of the drive motor; and the wheel drive system, and the electric power steering device connected to the output shaft, used to transfer the output torque of the electric power steering, steering action to complete. The electric power steering system of the invention is integrated into the input shaft of the electric steering device because of driving motor and torque angle sensor, so there is no need to change the structure of the instrument cross beam, and the universality is good.

【技术实现步骤摘要】
一种电动助力转向系统及其控制方法
本专利技术涉及车辆领域，特别是涉及一种电动助力转向系统及其控制方法。
技术介绍
循环球式电动助力转向系统具有高效节能、低速轻便等优点，已经在小型车辆领域广泛使用。目前对于前轴轴荷较大的MPV、皮卡、大型SUV以及商用车领域来说，为了使用循环球式电动助力转向系统，通常将齿轮齿条式转向器直接更换为循环球转向器。但是，这种结构形式往往需要在转向管柱处安装驱动电机、传感器及支架等零件，因此安装时需要改变仪表横梁的结构。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是要提供一种电动助力转向系统，使得其在安装时不需要改变仪表横梁结构。本专利技术一个进一步的目的是要使得驱动电机能够提供更大的输出扭矩。特别地，本专利技术提供了一种电动助力转向系统，包括：人力传动系统，用于输入并传递人力扭矩；电动转向器，具有输入轴和输出轴，其中，所述电动转向器的输入轴处集成有驱动电机和扭矩转角传感器，所述驱动电机的输出力矩与所述人力扭矩共同作用于所述电动转向器的输入轴；控制器，分别与整车控制器和所述扭矩转角传感器相连，以用于根据所述扭矩转角传感器以及所述整车控制器的信号控制所述驱动电机；和车轮传动系统，与所述电动转向器的输出轴相连，以接收所述电动转向器的输出力矩，并完成转向动作。进一步地，所述电动转向器为电动循环球转向器。进一步地，所述人力传动系统包括：转向盘，用于输入所述人力扭矩；转向管柱，固定于驾驶室前围板，其一端与所述转向盘通过花键相连；和中间轴，其一端与所述转向管柱的另一端通过十字轴万向节相连，另一端与所述电动循环球转向器的输入轴通过十字轴万向节相连。进一步地，所述中间轴包括相配合的花键轴和花键套，以使得所述中间轴在其轴向上可伸缩。进一步地，所述电动循环球转向器内部还设有蜗轮蜗杆减速结构，所述蜗杆与所述驱动电机的输出轴固定连接，所述蜗轮与所述电动循环球转向器的输入轴固定连接。进一步地，所述控制器设有：A端口，与所述扭矩转角传感器相连，用于采集所述人力扭矩；B端口，与所述驱动电机相连，用于控制所述驱动电机；C端口，与整车电源相连，以为所述控制器供电；和D端口，与所述整车控制器相连，用于采集整车信息；所述控制器根据所述人力扭矩和所述整车信息控制所述驱动电机输出转矩。进一步地，所述控制器为防水型控制器。进一步地，所述车轮传动系统包括：转向摇臂，其一端与所述电动循环球转向器的输出轴相连；转向拉杆，其一端与所述转向摇臂的另一端相连；左轮，与所述转向拉杆的另一端相连并由所述转向拉杆驱动，以完成转向；横拉杆，其一端与所述左轮相连；和右轮，与所述横拉杆的另一端相连并由所述横拉杆驱动，以与所述左轮同步完成转向。特别地，本专利技术还提供了一种控制方法，用于上述电动助力转向系统，包括以下步骤：根据所述驱动电机及所述控制器的温度特性确定所述电动助力转向系统的保护系数；根据所述保护系数计算所述电动助力转向系统能承受的最大电流值及所述最大电流值的持续时间；当所述电动助力转向系统的工作电流达到所述最大电流值、且持续工作时长达到所述持续时间时，进入热保护程序，以控制所述驱动电机的工作电流降低至平衡电流值。进一步地，所述持续时间为15秒，到达所述平衡电流值的时间为150秒。本专利技术的电动助力转向系统由于将驱动电机、扭矩转角传感器集成到电动转向器的输入轴处，因此不需要改变仪表横梁结构，通用性好。进一步地，所述驱动电机不在与转向管柱连接而是通过蜗轮蜗杆减速机构与所述电动转向器的输入轴相连，因此不再受转向管柱的强度限制，能提供更大的输出扭矩来适应大轴荷车辆转向力的需求，应用范围更广。根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1是根据本专利技术一个实施例的电动助力转向系统的结构示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的电动转向器的结构示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的电动转向器电机传感器部分的剖视图；图4是根据本专利技术一个实施例的电动转向器电机连接部分的剖视图；图5是根据本专利技术一个实施例的控制器的结构示意图；图6是根据本专利技术一个实施例的电动助力转向系统的电流控制框图；图7是根据本专利技术一个实施例的控制方法的流程图；图8是根据本专利技术一个实施例的驱动电机工作电流与时间的关系图。具体实施方式图1是根据本专利技术一个实施例的电动助力转向系统的结构示意图。图3是根据本专利技术一个实施例的电动转向器电机传感器部分的剖视图。如图1所示，所述电动助力转向系统可包括人力传动系统10、电动转向器20、控制器30和车轮传动系统40。所述人力传动系统10用于输入并传递人力扭矩。所述电动转向器20具有输入轴201和输出轴202，其中，所述电动转向器20的输入轴201处集成有驱动电机21和扭矩转角传感器22(参见图3)，所述驱动电机21的输出力矩与所述人力扭矩共同作用于所述电动转向器20的输入轴201。所述控制器30分别与整车控制器60和所述扭矩转角传感器22相连，以用于根据所述扭矩转角传感器22以及整车控制器60的信号控制所述驱动电机21。所述车轮传动系统40与所述电动转向器20的输出轴202相连，以接收所述电动转向器20的输出力矩，并完成转向动作。本专利技术的电动助力转向系统，将驱动电机21、扭矩转角传感器22集成到电动转向器20的输入轴201处，因此不需要改变仪表横梁结构，通用性好；并且这种结构布置使得驱动电机21的输出扭矩可以增大，从而适应大轴荷车辆转向力的需求，应用范围更广。在本专利技术的另一个实施例中，所述电动转向器20为电动循环球转向器。如图1所示，在一个实施例中，所述人力传动系统10包括转向盘11、转向管柱12及中间轴13。所述转向盘11用于输入所述人力扭矩。所述转向管柱12固定于驾驶室前围板，其一端与所述转向盘11通过花键相连。所述中间轴13的一端与所述转向管柱12的另一端通过十字轴万向节相连，另一端与所述电动转向器20的输入轴201通过十字轴万向节相连，所述中间轴13包括相配合的花键轴和花键套，以使得所述中间轴13在其轴向上可伸缩。图4是根据本专利技术一个实施例的电动转向器电机连接部分的剖视图。如图4所示，在本专利技术的一个实施例中，所述电动转向器20内部还设有蜗轮蜗杆减速结构，所述蜗杆203与所述驱动电机21的输出轴211固定连接，所述蜗轮204与所述电动转向器20的输入轴201固定连接。所述驱动电机21的输出力矩通过所述蜗轮蜗杆减速结构传递至所述驱动电机21的输出轴211，与所述人力扭矩共同作用于所述驱动电机21的输出轴211处。图2是根据本专利技术一个实施例的电动转向器的结构示意图。图5是根据本专利技术一个实施例的控制器的结构示意图。如图5所示，在另一个实施例中，所述控制器30设有A端口31、B端口32、C端口33和D端口34。所述控制器30通过所述A端口31与所述扭矩转角传感器22相连(参见图2)，用于采集所述人力扭矩。所述控制器30通过所述B端口32与所述驱动电机21相连(参见图2)，用于控制所述驱动电机21。所述控制器30通过所述C端口33与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动助力转向系统，包括：人力传动系统，用于输入并传递人力扭矩；电动转向器，具有输入轴和输出轴，其中，所述电动转向器的输入轴处集成有驱动电机和扭矩转角传感器，所述驱动电机的输出力矩与所述人力扭矩共同作用于所述电动转向器的输入轴；控制器，分别与整车控制器和所述扭矩转角传感器相连，以用于根据所述扭矩转角传感器以及所述整车控制器的信号控制所述驱动电机；和车轮传动系统，与所述电动转向器的输出轴相连，以接收所述电动转向器的输出力矩，并完成转向动作。

【技术特征摘要】
1.一种电动助力转向系统，包括：人力传动系统，用于输入并传递人力扭矩；电动转向器，具有输入轴和输出轴，其中，所述电动转向器的输入轴处集成有驱动电机和扭矩转角传感器，所述驱动电机的输出力矩与所述人力扭矩共同作用于所述电动转向器的输入轴；控制器，分别与整车控制器和所述扭矩转角传感器相连，以用于根据所述扭矩转角传感器以及所述整车控制器的信号控制所述驱动电机；和车轮传动系统，与所述电动转向器的输出轴相连，以接收所述电动转向器的输出力矩，并完成转向动作。2.根据权利要求1所述的电动助力转向系统，其特征在于，所述电动转向器为电动循环球转向器。3.根据权利要求2所述的电动助力转向系统，其特征在于，所述人力传动系统包括：转向盘，用于输入所述人力扭矩；转向管柱，固定于驾驶室前围板，其一端与所述转向盘通过花键相连；和中间轴，其一端与所述转向管柱的另一端通过十字轴万向节相连，另一端与所述电动循环球转向器的输入轴通过十字轴万向节相连。4.根据权利要求3所述的电动助力转向系统，其特征在于，所述中间轴包括相配合的花键轴和花键套，以使得所述中间轴在其轴向上可伸缩。5.根据权利要求2所述的电动助力转向系统，其特征在于，所述电动循环球转向器内部还设有蜗轮蜗杆减速结构，所述蜗杆与所述驱动电机的输出轴固定连接，所述蜗轮与所述电动循环球转向器的输入轴固定连接。6.根据权利要求2所述的电动助力转向系统，其特征在于，所述控制器设...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜建威，刘俊荣，李红艳，尹华清，徐东升，
申请(专利权)人：吉利四川商用车有限公司，南充吉利商用车研究院有限公司，浙江吉利新能源商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51