CN103991473A - 一种电动助力转向系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动助力转向系统，包括方向盘，方向盘驱动的转向管柱，转向管柱连接的转向器，以及由电动机、离合器、减速机构、转矩传感器和电子控制单元组成的助力系统，其特征在于：所述的助力系统安装在转向管柱上。本发明的转向系统采用电动助力转向，配以与电机驱动相适应的PID控制器，通过精确的匹配和试验标定，使整车不论是在高速还是低速，输入还是反馈上都拥有良好的操控性能；另外，结构优化后，整车的最小转弯半径大幅减小，增加了整车的机动性。
Description
技术领域：
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉一种电动助力转向系统。
背景技术：
转向系统是车辆(例如汽车)结构中非常重要的组成部分，是为了使汽车能够按照驾驶者的意愿保持或改变车辆的行驶方向，转向系统主要有机械转向系统和助力转向系统。随着车辆技术的发展，助力转向系统的使用已经非常普及，其中最为典型的就是液压助力转向系统。然而，当前保护环境的问题越来越备受人们关注，因此，世界各大汽车制造商都围绕这一问题开发了基于电机为助力源泉的电动助力转向系统和线控助力转向系统。
电动助力转向系统具有很多优点，诸如：(1)精确的转向回正性；(2)助力的大小可以根据车速的变化而调整，从而能够兼顾车辆低速时的操纵轻便性和高速时的方向稳定性；(3)不存在由于使用液压油对环境可能造成的污染；(4)电动转向可以减少发动机功率消耗、节省燃油等。因此，电动助力转向系统比于传统液压助力转向系统更加节能环保、性能优越、减少排放，也不会发生漏油等现象污染环境，符合社会发展的需求，可以预见，电动助力转向系统将是未来汽车转向系统的主要发展方向。
目前，在大多数的电动助力转向系统中的助力系统通常安装在转向器上，
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种电动助力转向系统。
本发明的技术方案为：一种电动助力转向系统，包括方向盘，方向盘驱动的转向管柱，转向管柱连接的转向器，以及由电动机、离合器、减速机构、转矩传感器和电子控制单元组成的助力系统，其特征在于：所述的助力系统安装在转向管柱上。
进一步，所述的转矩传感器安装在转向管柱中。
进一步，所述的转向管柱为完全吸能式可变角度转向管柱。
进一步，所述的电动机为永磁直流电动机。
本发明的有益效果是：转向系统采用电动助力转向，配以与电机驱动相适应的PID控制器，通过精确的匹配和试验标定，使整车不论是在高速还是低速，输入还是反馈上都拥有良好的操控性能；另外，结构优化后，整车的最小转弯半径大幅减小，增加了整车的机动性。
附图说明:
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
如图1所示，在电动助力转向系统中，通过转动方向盘1直接驱动转向管柱2，在转向管柱2中的转矩传感器8检测到转向轴上的力矩和位置信号后，与车速传感器测得车速信号一起不断地输入电子控制单元4，与电子控制单元4集成在一起的PID控制器根据电子控制单元4给定的数值分析和实际的数据偏差，然后对偏差进行调整，电子控制单元4根据输入的信号决定装在转向轴一侧的电动机6的旋转方向和助力电流大小，并通过离合器7和减速机构3将辅助动力施加到转向传动轴9中，转向传动轴9驱动转向器5控制车辆转向。
通过将助力系统安装在转向管柱2上，可以使电动助力转向系统结构简单紧凑、易于安装。
在电子控制单元中4的PID控制器在车辆出厂前经过匹配，该匹配通过试验搜集数据，通过软件进行参数匹配，一般车型的转弯半径在5米以上，而使用经过了PID控制器匹配的电动助力转向系统转弯半径在4.8米左右，使车辆能够兼顾低速时的转向轻便性和高速时的操纵稳定性，回正性能好。传统的液压助力转向系统所提供的转向助力大小不能随车速的提高而改变，这样就使得车辆虽然在低速时具有良好的转向轻便性，但是在高速行驶时转向盘太轻，产生转向“发飘”的现象，驾驶员缺少显著的“路感”，降低了高速行驶时的车辆稳定性和驾驶员的安全感。
将转矩传感器8安装在转向管柱内，极大的利用了转向管柱2内的空余空间，减小转向系统的体积。
通过使用完全吸能式可变角度转向管柱，在车辆发生碰撞时，该转向管柱通过与人体碰撞过程中可以被压缩变形，延长了两者的互相作用时间，减少驾驶员在碰撞过程中的受伤程度。
在本发明中，助力系统内部采用永磁直流电动机，该种电动机可以改变电枢电压来方便地调速，与他励式直流电动机相比，具有体积小、效率高、结构简单、用铜量少等优点。
Claims (4)
1.一种电动助力转向系统，包括方向盘，方向盘驱动的转向管柱，转向管柱连接的转向器，以及由电动机、离合器、减速机构、转矩传感器和电子控制单元组成的助力系统，其特征在于：所述的助力系统安装在转向管柱上。
2.根据权利要求1所述的电动助力转向系统，其特征在于：所述的转矩传感器安装在转向管柱中。
3.根据权利要求1所述的电动助力转向系统，其特征在于：所述的转向管柱为完全吸能式可变角度转向管柱。
4.根据权利要求1所述的电动助力转向系统，其特征在于：所述的电动机为永磁直流电动机，电动机转子是强永磁式的。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201410219629.5A CN103991473A (zh) | 2014-05-23 | 2014-05-23 | 一种电动助力转向系统 |
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| CN201410219629.5A CN103991473A (zh) | 2014-05-23 | 2014-05-23 | 一种电动助力转向系统 |
Publications (1)
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| CN103991473A true CN103991473A (zh) | 2014-08-20 |
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Family Applications (1)
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| CN201410219629.5A Pending CN103991473A (zh) | 2014-05-23 | 2014-05-23 | 一种电动助力转向系统 |
Country Status (1)
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