一種帶主動回正功能的eps電動助力轉(zhuǎn)向裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車控制領(lǐng)域，具體的是涉及一種帶主動回正功能的EPS電動助力轉(zhuǎn)向裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]過去幾十年，在汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)里，一直由液壓助力轉(zhuǎn)向占據(jù)著主導(dǎo)地位;然而液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，為保持工作壓力，不管有無轉(zhuǎn)向，必須保持液壓栗不斷工作，消耗發(fā)動機動力，浪費了大量的能耗，同時該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝保養(yǎng)不便;一種環(huán)保性、節(jié)能性的動力轉(zhuǎn)向裝置被提上開發(fā)議程;這就有了后來EPS電動助力轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展。
[0003]EPS電動助力的開發(fā)致力于實現(xiàn)隨速助力，低速輕便、高速沉穩(wěn)不發(fā)飄，以電機作為動力源，不損耗發(fā)動機動力，產(chǎn)品安裝、保養(yǎng)方便快捷，有效克服液壓助力轉(zhuǎn)向的缺陷并實現(xiàn)優(yōu)于液壓助力轉(zhuǎn)向的性能特點，同時作為未來新能源汽車發(fā)展中轉(zhuǎn)向系統(tǒng)里的不二選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，提供一種帶主動回正功能的EPS電動助力轉(zhuǎn)向裝置。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006]一種帶主動回正功能的EPS電動助力轉(zhuǎn)向裝置，包括EPS上軸總成、EPS下軸總成和EPS控制器，
[0007]所述EPS上軸總成的管柱部分由內(nèi)管柱與外套管組成，蝸輪蝸桿副殼體內(nèi)的渦輪與內(nèi)管柱嚙合相連，電機固定于殼體上，輸出端與蝸桿相連，通過電機作為助力動力源輸出動力，蝸輪蝸桿副進行減速增扭，實現(xiàn)對管柱的助力；
[0008]所述EP S下軸總成由下傳動軸與萬向（十字)節(jié)組成，通過萬向節(jié)連接下傳動軸和EPS上軸總成，下傳動軸另一端連接電機輸入端，連接方式為內(nèi)外花鍵嚙合；
[0009]所述EPS控制器通過設(shè)置在EPS上軸總成內(nèi)的扭矩傳感器采集轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩的大小和方向。
[0010]在上述技術(shù)方案中，所述扭矩傳感器設(shè)置在EPS上軸總成內(nèi)蝸輪蝸桿副殼體上。
[0011]在上述技術(shù)方案中，所述EPS控制器或設(shè)置在EPS上軸總成上，或設(shè)置在電動助力轉(zhuǎn)向裝置外任意地方。
[0012]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:本實用新型采用電動助力轉(zhuǎn)向裝置，不但使得整個裝置的體積相對于液壓裝置變小，減少了在汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)內(nèi)多余的部件，且電動助力轉(zhuǎn)向裝置的精度明顯高于傳統(tǒng)的液壓模式，提高汽車在形式過程中的安全性和可操作性。
【附圖說明】
[0013]本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：
[0014]圖I是EPS電動助力轉(zhuǎn)向裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是EPS控制器結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]其中：I是EPS上軸總成，2是EPS下總成，3是扭矩傳感器B，4是扭矩傳感器A。
【具體實施方式】
[0017]如圖I所示，本實用新型主要包括EPS上軸總成，EPS下總成和EPS控制器;EPS上軸總成的管柱部分由內(nèi)管柱與外套管組成，蝸輪蝸桿副殼體內(nèi)禍輪與內(nèi)管柱嗤合相連，電機固定于殼體上，輸出端與蝸桿相連，通過電機作為助力動力源輸出動力，蝸輪蝸桿副進行減速增扭，實現(xiàn)對管柱的助力；矢量傳感器布置于殼體上，感知轉(zhuǎn)向扭矩大小及方向，作為動力輸出的依據(jù);EPS下總成由下傳動軸與萬向（十字）節(jié)組成，通過萬向節(jié)連接下傳動軸和EPS上軸總成，下傳動軸另一端連接電機輸入端，連接方式為內(nèi)外花鍵嚙合;EPS控制器由三個相對獨立的電源模塊、電機驅(qū)動模塊、微控制器模塊組成;基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。
[0018]本實用新型的基本工作原理是：當(dāng)轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動時，扭矩傳感器將檢測到的轉(zhuǎn)矩信號(包括矢量大小、方向）轉(zhuǎn)化為電信號送至電子控制單元ECU，ECU再根據(jù)扭矩信號、車速信號、軸重信號等按預(yù)先設(shè)定的程序及公式進行計算，得出助力電動機的轉(zhuǎn)向和助力電流的大小并向助力電機輸出指令，由電機完成轉(zhuǎn)向助力控制。
[0019]本實用新型包括兩個關(guān)鍵部件扭矩傳感器和電動機，扭矩傳感器用來檢測轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩的大小和方向，以及轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的大小和方向，它是EPS的控制信號之一;精確、可靠、低成本的扭矩傳感器是決定EPS能否占領(lǐng)市場關(guān)鍵的因素；電機根據(jù)ECU的指令輸出適宜的轉(zhuǎn)矩，電機是EPS的關(guān)鍵部件之一，對EPS的性能有很大的影響；由控制系統(tǒng)根據(jù)不同的工況輸入指令，由電機產(chǎn)生不同的助力轉(zhuǎn)矩。
[0020]本實用新型的助力控制是在轉(zhuǎn)向過程(轉(zhuǎn)向角增大）中為減輕轉(zhuǎn)向盤的操縱力，通過減速機構(gòu)把電機轉(zhuǎn)矩作用到機械轉(zhuǎn)向系(轉(zhuǎn)向軸)上的一種基本控制模式。
[0021]其控制步驟如下：
[0022]I)輸入由車速傳感器測得的車速信號；
[0023]2)輸入由轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩傳感器測得的轉(zhuǎn)向盤力矩大小和方向；
[0024]3)根據(jù)車速和轉(zhuǎn)向盤力矩，由助力特性得到電動機目標電流；
[0025]4)通過電動機電流控制器控制電動機輸出力矩。在這一基本控制過程中，助力特性曲線確定系統(tǒng)的控制目標，決定著EPS系統(tǒng)的性能;EPS的助力特性曲線屬于車速感應(yīng)型，在同一轉(zhuǎn)向盤力矩輸人下，電動機的目標電流隨車速的增加而降低，能較好地兼顧輕便性與路感的要求，實現(xiàn)低速輕便、高速沉穩(wěn)的操作手感。
[0026]當(dāng)汽車以一定速度行駛時，由于轉(zhuǎn)向輪主銷后傾角和主銷內(nèi)傾角的存在，使得轉(zhuǎn)向輪具有自動回正的作用;隨著車速的提高，回正轉(zhuǎn)矩增大，而輪胎與地面的側(cè)向附著系數(shù)卻減小，二者綜合作用使得回正性能提高；駕駛員松開轉(zhuǎn)向盤后，隨著作用在轉(zhuǎn)向盤上的力的減小，轉(zhuǎn)向盤將在回正力矩的作用下回正；
[0027]在轉(zhuǎn)向盤回正過程中，有兩種情況需要考慮：I)回正力矩過大，引起轉(zhuǎn)向盤位置超調(diào)；2)回正力矩過小，轉(zhuǎn)向盤不能回到中間位置;對前一種情況，可以利用電動機的阻尼來防止出現(xiàn)超調(diào);后一種情況需要對助力進行補償，以增加回正能力；
[0028]本系統(tǒng)可以根據(jù)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩大小和方向判斷轉(zhuǎn)向盤是否處于回正狀態(tài);實現(xiàn):低速行駛轉(zhuǎn)向回正過程中，EPS系統(tǒng)在保持機械系統(tǒng)原有的回正特性外，由ECU向助力電機發(fā)出回正補償命令，對回正進行助力補償；高速行駛轉(zhuǎn)向回正時，為防止回正超調(diào)，由電機采用阻尼控制。
[0029]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實施方式】。本發(fā)明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【主權(quán)項】
1.一種帶主動回正功能的EPS電動助力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于包括EPS上軸總成、EPS下軸總成和EPS控制器， 所述EPS上軸總成的管柱部分由內(nèi)管柱與外套管組成，蝸輪蝸桿副殼體內(nèi)的渦輪與內(nèi)管柱嚙合相連，電機固定于殼體上，輸出端與蝸桿相連，通過電機作為助力動力源輸出動力，蝸輪蝸桿副進行減速增扭，實現(xiàn)對管柱的助力； 所述EP S下軸總成由下傳動軸與萬向十字節(jié)組成，通過萬向節(jié)連接下傳動軸和EP S上軸總成，下傳動軸另一端連接電機輸入端，連接方式為內(nèi)外花鍵嚙合； 所述EPS控制器通過設(shè)置在EPS上軸總成內(nèi)的扭矩傳感器采集轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩的大小和方向。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種帶主動回正功能的EPS電動助力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于所述扭矩傳感器設(shè)置在EPS上軸總成內(nèi)蝸輪蝸桿副殼體上。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種帶主動回正功能的EPS電動助力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于所述EPS控制器或設(shè)置在EPS上軸總成上，或設(shè)置在電動助力轉(zhuǎn)向裝置外任意地方。
【專利摘要】本實用新型公開了一種帶主動回正功能的EPS電動助力轉(zhuǎn)向裝置，包括EPS上軸總成、EPS下軸總成和EPS控制器，所述EPS上軸總成的管柱部分由內(nèi)管柱與外套管組成，蝸輪蝸桿副殼體內(nèi)的渦輪與內(nèi)管柱嚙合相連，電機固定于殼體上，輸出端與蝸桿相連，通過電機作為助力動力源輸出動力，蝸輪蝸桿副進行減速增扭，實現(xiàn)對管柱的助力；本系統(tǒng)可以根據(jù)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩大小和方向判斷轉(zhuǎn)向盤是否處于回正狀態(tài)；實現(xiàn)：低速行駛轉(zhuǎn)向回正過程中，EPS系統(tǒng)在保持機械系統(tǒng)原有的回正特性外，由ECU向助力電機發(fā)出回正補償命令，對回正進行助力補償；高速行駛轉(zhuǎn)向回正時，為防止回正超調(diào)，由電機采用阻尼控制。
【IPC分類】B62D119/00, B62D101/00, B62D6/00, B62D5/04
【公開號】CN205149964
【申請?zhí)枴緾N201520856555
【發(fā)明人】潘中正
【申請人】綿陽華瑞汽車有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年11月2日