CN201882140U - 一种电动汽车电动助力转向系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车电动助力转向系统，它包括转向盘、转向轴、电子控制单元、车速传感器及电动机，转向盘与转向轴连接，转向轴设有扭矩传感器，扭矩传感器与电子控制单元的转矩信号输入端口连接，车速传感器与电子控制单元的车速信号输入端口连接，电动机与电子控制单元连接。本实用新型能改善电动汽车的转向特性，动作迅速，定位准确，减少能源损耗，节约电能。
Description
技术领域
本实用新型属于电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车电动助力转向系统。
背景技术
传统燃油汽车的转向系统采用柴油或汽油发动机通过机械传动带动液压油泵增压以减轻负荷，转动方向盘进行汽车转向；现有的电动汽车为电动机带动液压油泵增压以减轻转向负荷，与传统燃油汽车的区别仅在于简单地将油泵叶轮动力的来源由发动机换成电动机。现有的电动汽车存在如下缺点：a)在传统燃油汽车的基础上，只是将原来由发动机带动油泵改为由电动机带动油泵，但无法兼顾电动汽车低速时的转向轻便性和高速时的转向稳定性；b)在将电能转化为油缸的压力时因存在能源转换效率低、油缸泄露、摩擦发热等无法避免的缺陷，能源损耗严重，转换效率极低；c)不管转向系统是否在工作，油泵都始终在工作，浪费电能。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种电动汽车电动助力转向系统，其能改善电动汽车的转向特性，动作迅速，定位准确，减少能源损耗，节约电能。
本实用新型是通过以下技术来实现的。
一种电动汽车电动助力转向系统，它包括转向盘、转向轴、电子控制单元、车速传感器及电动机，转向盘与转向轴连接，转向轴设有扭矩传感器，扭矩传感器与电子控制单元的转矩信号输入端口连接，车速传感器与电子控制单元的车速信号输入端口连接，电动机与电子控制单元连接。
其中，电动机设有位置传感器，位置传感器与电子控制单元的位置信号输入端口连接。
其中，电动机还设有电流传感器，电流传感器与电子控制单元的电流信号输入端口连接。
其中，电动机为永磁无刷直流电动机。
其中，还包括轴重传感器，轴重传感器与电子控制单元的轴重信号输入端口连接。
本实用新型的有益效果为：一种电动汽车电动助力转向系统，它包括转向盘、转向轴、电子控制单元、车速传感器及电动机，转向盘与转向轴连接，转向轴设有扭矩传感器，扭矩传感器与电子控制单元的转矩信号输入端口连接，车速传感器与电子控制单元的车速信号输入端口连接，电动机与电子控制单元连接。
当操纵转向盘时，扭矩传感器不断地测出转向轴的转矩信号，该转矩信号与车速传感器测出的车速信号同时输入到电子控制单元，电控单元根据转矩信号与车速信号，确定助力转矩的大小和方向，即选定电动机的电流和转动方向，调整转向辅助动力的大小，得到与电动汽车行驶工况相适应的转向辅助动力。
本实用新型能在电动汽车的各种行驶工况下提供最佳的转向辅助动力，减小由路面不平所引起的对转向系统的扰动，改善汽车的转向特性，动作迅速，定位准确；减轻汽车低速行驶时的转向操纵力，提高汽车高速行驶时的转向稳定性，进而提高电动汽车的安全性。本实用新型仅在转向时电动机才提供转向辅助动力，因而能减少燃料消耗，节约电能；本实用新型不存在渗油问题，消除了液压助力中液压油泄漏问题，可大大降低保修成本，减小对环境的污染，具有环保的优点。
附图说明
利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制。
图1为本实用新型的一种电动汽车电动助力转向系统的原理示意图。
图2为本实用新型的一种电动汽车电动助力转向系统的结构示意图。
图3为图2的A处放大示意图。
在图1至图3中包括有：
1——转向盘 2——转向轴 3——电子控制单元
4——车速传感器 5——电动机 6——扭矩传感器
7——轴重传感器
51——位置传感器 52——电流传感器。
具体实施方式
结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。
如图1~3所示，一种电动汽车电动助力转向系统，它包括转向盘1、转向轴2、电子控制单元3、车速传感器4及电动机5，转向盘1与转向轴2连接，转向轴2设有扭矩传感器6，扭矩传感器6与电子控制单元3的转矩信号输入端口连接，车速传感器4与电子控制单元3的车速信号输入端口连接，电动机5与电子控制单元3连接。
本实施例的电动机5设有位置传感器51，位置传感器51与电子控制单元3的位置信号输入端口连接。
本实施例的电动机5还设有电流传感器52，电流传感器52与电子控制单元3的电流信号输入端口连接。
本实施例的电动机5为永磁无刷直流电动机。永磁无刷直流电动机(Brushless DC Motor)是随着永磁材料技术、半导体技术和控制技术的发展而出现的一种新型电动机。永磁无刷直流电动机是根据转子位置反馈信息采用电子换相运行的交流永磁同步电动机。永磁无刷直流电动机具有大功率、高功能和微型化的优点。
本实施例的还包括轴重传感器7，轴重传感器7与电子控制单元3的轴重信号输入端口连接。
扭矩传感器6是对转向轴的扭转力矩感知的检测。扭矩传感器6将扭力的物理变化转换成精确的转向轴转矩信号。位置传感器51将信号输入电子控制单元3，使电子控制单元3能实时检测转子（即转向轴）当前的位置，并调整输出电流的大小与方向，形成闭环控制。
电子控制单元3（ECU）由微型计算机、输入、输出及控制电路等组成，是电动汽车电动助力转向系统的核心，它根据扭矩传感器6、车速传感器4、轴重传感器5以及电动机5位置传感器51、电流传感器52等输入的信号，进行分析计算，得出最佳控制参数，发出控制指令，控制电动机5的动作。此外，电子控制单元3还具备安全保护与自我诊断功能。电动汽车行进过程中，电子控制单元3不断采集各部件的工作信号，一旦系统某部件工作异常，控制电机断电分离，同时进行故障诊断分析，输出显示故障信号。
当操纵转向盘1时，扭矩传感器6不断地测出转向轴的转矩信号，该转矩信号与车速传感器4测出的车速信号同时输入到电子控制单元3，电控单元根据转矩信号与车速信号，确定助力转矩的大小和方向，即选定电动机5的电流和转动方向，调整转向辅助动力的大小，得到与电动汽车行驶工况相适应的转向辅助动力。
转向轴2的转矩信号、汽车的车速信号、汽车的轴重信号用于确定助力电动机的助力转矩大小和方向，电动机电流信号用于电机的闭环控制。这些信号用来作为本实用新型的输入信号，共同决定助力信号的输出。
本实用新型能在电动汽车的各种行驶工况下提供最佳的转向辅助动力，减小由路面不平所引起的对转向系统的扰动，改善汽车的转向特性，动作迅速，定位准确；减轻汽车低速行驶时的转向操纵力，提高汽车高速行驶时的转向稳定性，进而提高电动汽车的安全性，并且可通过设置不同的转向手力特性来满足不同使用对象的需要。
本实用新型仅在转向时电动机5才提供转向辅助动力，因而能减少燃料消耗，节约电能；取消了油泵、皮带、皮带轮、液压软管、液压油及密封件等，其零件比现有技术大大减少，因而其质量更轻、结构更紧凑，在安装位置选择方面也更容易，并且能降低噪声。
本实用新型没有液压回路，比现有技术更易调整和检测，装配自动化程度更高，并且可以通过设置不同的程序，快速与不同车型匹配，因而能缩短生产和开发周期。
本实用新型不存在渗油问题，消除了液压助力中液压油泄漏问题，可大大降低保修成本，减小对环境的污染，具有环保的优点，而且具有更好的低温工作性能。
以上所述仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。
Claims (5)
1.一种电动汽车电动助力转向系统，其特征在于：它包括转向盘、转向轴、电子控制单元、车速传感器及电动机，转向盘与转向轴连接，转向轴设有扭矩传感器，扭矩传感器与电子控制单元的转矩信号输入端口连接，车速传感器与电子控制单元的车速信号输入端口连接，电动机与电子控制单元连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车电动助力转向系统，其特征在于：电动机设有位置传感器，位置传感器与电子控制单元的位置信号输入端口连接。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车电动助力转向系统，其特征在于：电动机还设有电流传感器，电流传感器与电子控制单元的电流信号输入端口连接。
4.根据权利要求1 所述的一种电动汽车电动助力转向系统，其特征在于：电动机为永磁无刷直流电动机。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车电动助力转向系统，其特征在于：还包括轴重传感器，轴重传感器与电子控制单元的轴重信号输入端口连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN106813821A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-06-09 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 一种方向盘手力测量装置 |
| CN110053662A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-07-26 | 斯沃博达汽车电子（昆山）有限公司 | 汽车电动助力转向系统及助力转向控制方法 |
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2010
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| CN106813821B (zh) * | 2017-02-28 | 2019-02-19 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 一种方向盘手力测量装置 |
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