评估电动助力转向系统中皮带传动装置健康状态的方法制造方法及图纸

本发明专利技术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。

Method of Evaluating the Health of Belt Drive in Electric Power Steering System

The invention provides a method for evaluating the health status of belt transmission device in electric power steering system. It uses the detection of sliding teeth phenomenon and the frequency of sliding teeth phenomenon in electric power steering system, and even considers the output of motor to judge the health status of belt transmission. In this way, users can really understand the health status of belt drives in electric power steering system.

【技术实现步骤摘要】
评估电动助力转向系统中皮带传动装置健康状态的方法
本专利技术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。
技术介绍
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-TypeEPS)、小齿轮助力式电动助力转向系统(Pinion-TypeEPS)以及齿条助力式电动助力转向系统(Rack-TypeEPS)。对于齿条助力式电动助力转向系统(Rack-TypeEPS)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(StateofHealth，SOH)，已有美国US8634986A1号专利提出，其主要
技术实现思路
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WO2017061257A1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。
技术实现思路
本专利技术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。因此，依据本专利技术所提供的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，其运用在一电动助力转向系统，该电动助力转向系统包含有一个转向机构，具有一个壳体和一个转向架，该壳体具有一个第一开口和一个第二开口；该转向架，设置在该壳体并且分别穿出该第一开口和该第二开口，该转向架具有一个齿条部和一个螺杆部；一个齿轮，固接一个转向机柱，并啮合该齿条部；一个螺帽，在该壳体内螺接该螺杆部；一个马达，固接该壳体，该马达具有至少一个转子和一支输出轴，该转子带动该输出轴转动；一个主动轮固接该输出轴；一个被动轮套设在该螺帽；一条皮带，套设在该主动轮和该被动轮；该评估电动助力转向系统中皮带传动装置健康状态的方法还包含下列步骤：信息测量：使用一个第一传感器测量该转向机柱每个运作时间点的转动，产生一第一测量信息；使用一个第二传感器测量该转子每个时间点的转动，产生一个第二测量信息；信息判读：使用一个电子控制单元(ECU)，读取该第一测量信息和该第二测量信息；该电子控制单元预先存储一个数据数据库，该数据数据库存储该转子对应该转向机柱彼此的一个转动关系以及各判断依据；滑齿状态判断：该电子控制单元运用该第一测量信息/该第二测量信息，配合该数据数据库中的该转动关系，产生一个比对信息；该电子控制单元比对该第二测量信息/该第一测量信息与该比对信息，若该两者之间相差小于一门槛值，则判定正常；若两者之间相差超过该门槛值，则判定产生滑齿现象。借此，当发生滑齿现象，代表电动助力转向系统的皮带传动装置健康状态下降，可以先行提醒使用者，降低遇到电动助力转向系统失效的风险。其中，该第一测量信息和该第二测量信息为转动角度、角速度、角加速度其中之一或其组合。此外，在步骤c)中，判定产生滑齿现象后，该电子控制单元产生一个警告信息，被运用于发出警示来警告使用者。值得一提的是，还有一个步骤d)健康状态判断：该电子控制单元记录滑齿现象发生的时间点，并且判断在预先设定的一个时段中，若滑齿现象发生频率小于由预先存储在该电子控制单元的一个门槛频率，则判定警戒状态；若滑齿现象发生频率大于该门槛频率，则判定危险状态。同样地，在步骤d)中，判定危险状态后，该电子控制单元产生一个警告信息，被运用于发出警示来警告使用者。或者在步骤d)中，还使用一个位于转向机柱上的扭力传感器测量驾驶者出力或还使用一个电流传感器评估马达出力，输出一个出力信号到该电子控制单元；设定一个高出力条件，当该出力信号代表的出力值大于该高出力条件，则定义为高出力状态；若滑齿现象没有发生，定义为正常状态；若在非高出力状态下发生滑齿现象，定义为危险状态；若在高出力状态发生滑齿现象但发生频率小于该门槛频率，判定警戒状态；若在高出力状态发生滑齿现象且发生频率大于该门槛频率，则判定为危险状态。如此可以更细致地划分使用情况，更贴近使用者需求。附图说明图1为本专利技术第一较佳实施例的立体图，显示电动助力转向系统。图2为本专利技术第一较佳实施例的剖面示意图，显示电动助力转向系统。图3为本专利技术第一较佳实施例的部分立体图，显示电动助力转向系统。图4为本专利技术第一较佳实施例的系统示意图，显示电动助力转向系统。图5为本专利技术第一较佳实施例的流程方框图，显示评估电动助力转向系统中皮带传动装置健康状态的方法。图6为本专利技术第二较佳实施例的流程方框图，显示评估电动助力转向系统中皮带传动装置健康状态的方法。图7为本专利技术第二较佳实施例的另一方案的流程方框图，其中，增加高出力状态的判断条件。【符号说明】10电动助力转向系统11转向机构(pinionsteeringmechanism)111壳体111a第一开口111b第二开口112转向架(steering本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一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，其运用在一电动助力转向系统，该电动助力转向系统包含有一个转向机构，具有一个壳体和一个转向架，该壳体具有一个第一开口和一个第二开口；该转向架，设置在该壳体并且分别穿出该第一开口和该第二开口，该转向架具有一个齿条部和一个螺杆部；一个齿轮，固接一个转向机柱，并啮合该齿条部；一个螺帽，在该壳体内螺接该螺杆部；一个马达，固接该壳体，该马达具有至少一个转子和一支输出轴，该转子带动该输出轴转动；一个主动轮固接该输出轴；一个被动轮套设在该螺帽；一条皮带，套设在该主动轮和该被动轮；该评估电动助力转向系统中皮带传动装置健康状态的方法的特征在于包含下列步骤：a)信息测量：使用一个第一传感器测量该转向机柱每个运作时间点的转动，产生一第一测量信息；使用一个第二传感器测量该转子每个时间点的转动，产生一个第二测量信息；b)信息判读：使用一个电子控制单元，读取该第一测量信息和该第二测量信息；该电子控制单元预先存储一个数据数据库，该数据数据库存储该转子对应该转向机柱彼此的一个转动关系以及各判断依据；c)滑齿状态判断：该电子控制单元运用该第一测量信息/该第二测量信息，配合该数据数据库中的该转动关系，产生一个比对信息；该电子控制单元比对该第二测量信息/该第一测量信息与该比对信息，若该两者之间相差小于一门槛值，则判定正常；若两者之间相差超过该门槛值，则判定产生滑齿现象。...

【技术特征摘要】
1.一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，其运用在一电动助力转向系统，该电动助力转向系统包含有一个转向机构，具有一个壳体和一个转向架，该壳体具有一个第一开口和一个第二开口；该转向架，设置在该壳体并且分别穿出该第一开口和该第二开口，该转向架具有一个齿条部和一个螺杆部；一个齿轮，固接一个转向机柱，并啮合该齿条部；一个螺帽，在该壳体内螺接该螺杆部；一个马达，固接该壳体，该马达具有至少一个转子和一支输出轴，该转子带动该输出轴转动；一个主动轮固接该输出轴；一个被动轮套设在该螺帽；一条皮带，套设在该主动轮和该被动轮；该评估电动助力转向系统中皮带传动装置健康状态的方法的特征在于包含下列步骤：a)信息测量：使用一个第一传感器测量该转向机柱每个运作时间点的转动，产生一第一测量信息；使用一个第二传感器测量该转子每个时间点的转动，产生一个第二测量信息；b)信息判读：使用一个电子控制单元，读取该第一测量信息和该第二测量信息；该电子控制单元预先存储一个数据数据库，该数据数据库存储该转子对应该转向机柱彼此的一个转动关系以及各判断依据；c)滑齿状态判断：该电子控制单元运用该第一测量信息/该第二测量信息，配合该数据数据库中的该转动关系，产生一个比对信息；该电子控制单元比对该第二测量信息/该第一测量信息与该比对信息，若该两者之间相差小于一门槛值，则判定正常；若两者之间相差超过该门槛值，则判定产生滑齿现象。2.依据权利要求1所述的评估电动助力转向系统中皮带...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊凯，廖益围，黄钧昱，颜铭赐，王信富，
申请(专利权)人：上银科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71