CN203306087U

CN203306087U - 一种汽车多工况电动助力系统

Info

Publication number: CN203306087U
Application number: CN2013203065761U
Authority: CN
Inventors: 李本旺; 邵毅明; 禚保国; 周进均
Original assignee: Chongqing Jiaotong University
Current assignee: Chongqing Jiaotong University
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2023-05-31

Abstract

本实用新型涉及一种汽车助力系统，特别涉及一种汽车多工况电动助力系统，包括测量车辆的横摆角速度的陀螺仪、车速传感器、转向盘扭矩传感器、转向盘转角传感器，控制器、电动机和减速机构；还包括设置在汽车雨刮下方的雨传感器，所述雨传感器、陀螺仪、车速传感器、转向盘扭矩传感器和转向盘转角传感器与控制器输入端电性连接，所述电动机与控制端的输出端电性连接，电动机又与汽车的离合器装置相连；所述减速机构连接在汽车方向盘的传动结构上，使用本实用新型的有益之处在于：汽车在行驶中可以根据雨天和晴天的公路状况自动选择合理的电动助力系统。

Description

一种汽车多工况电动助力系统

技术领域

本实用新型涉及一种汽车助力系统，特别涉及一种汽车多工况电动助力系统。

背景技术

转向系统是汽车底盘系统中的重要部件，与汽车的操纵稳定性、舒适性和行驶安全性有着密切的关系。随着人们对汽车性能要求的不断提高，人们希望在低速时转向轻便，同时高速时要具有良好的路感。机械转向系统和传统的液压助力转向系统都无法同时满足低速转向轻便性和高速转向路感的要求。

为了解决转向系统这个“轻”与“灵”的矛盾，在机械技术、控制技术和电子技术等方面专家的不懈努力下，在20世纪后期，诞生了电动助力转向系统(Electric power steering，EPS)^，电动助力转向系统是近年来迅速发展的一种新型动力转向装置，能够较好地解决汽车转向时轻便性和灵敏性的矛盾，并且具有路感好、回正性能好、效率高、能耗少、结构紧凑、便于模块化安装、应用范围广、环保性好、低温工作性能好及开发周期短等诸多优点。电动助力转向系统正逐步取代液压助力和电液助力转向器，成为世界汽车技术发展的研究热点。与传统的液压动力转向装置相比，汽车电动助力转向具有安全、节能、环保等优点，对改善车辆的驾驶轻便性、提高车辆的操纵稳定性和安全性有重要作用，已成为乘用车动力转向系统的主流技术。

近年来，随着控制理论的飞跃发展，给电动助力转向系统的更新换代提供了良机。但我国的电动助力转向系统的研究起步比较晚，在EPS助力特性方面，国内的研究主要考虑了方向盘转向角、转向扭矩以及车速的关系，而没有考虑不同道路工况下的助力特性，其自适应能力相对较差。实际上，在不同路况上车辆转向时所需要的转向助力（力矩）是相差很大的，转向所需的助力矩随着地面附着系数的变化而变化。雨天与晴天是现实中最多的天气状况，车辆在雨天路面上行驶与在晴天干燥路面上行驶时的地面附着系数相差很大，显然雨天湿路面上的附着系数要比晴天干燥地面的附着系数小很多，针对以上实际情况，需要一种能自动识别雨天与晴天的电动助力转向控制系统，以提高电动助力转向系统的自适应能力。

实用新型内容

本实用新型的目的是要解决现有汽车在行驶中无法自动识别雨天或晴天的电动助力转向系统，从而造成汽车在雨天对路面的自适应较差的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种汽车多工况电动助力系统，包括测量车辆的横摆角速度的陀螺仪、车速传感器、转向盘扭矩传感器、转向盘转角传感器，控制器、电动机和减速机构；还包括设置在汽车雨刮下方的雨传感器，所述雨传感器、陀螺仪、车速传感器、转向盘扭矩传感器和转向盘转角传感器与控制器输入端电性连接，所述电动机与控制端的输出端电性连接，电动机又与汽车的离合器装置相连；所述减速机构连接在汽车方向盘的传动结构上。

本实用新型的好处在于：1、由于增加了识别雨天的雨传感器，并且雨传感器设置在雨刮下方，能在开始转向控制之前，快速识别了晴天和雨天，2、所述雨传感器、陀螺仪、车速传感器、转向盘扭矩传感器和转向盘转角传感器与控制器输入端电性连接，进而可以通过控制器来快速选择的助力模式的使用，助力模式分为雨天和晴天模式，这样减少了控制器自适应调节的时间，提高了电动助力转向系统的时效性，进而了增强了驾驶安全性与操纵舒适性；3、由于陀螺仪与控制器的输入端电性连接，可以通过陀螺仪测量的实际横摆角速度与电动助力转向系统根据与预设定的横摆角速度进行比较，通过调节电动机助力矩使实际横摆角速度与设计的横摆角速度相适应。

优选的，为了防止临时积水导致传感器的误触发，所述雨传感器和控制器之间设置有强制关闭雨天助力模式的断开装置。

优选的，为了达到助力转向系统更加具有自适应能力，所述电动机上设置有测速传感器并连接在控制器的输入端。

附图说明

图1是本实用新型实施例的汽车多工况电动助力系统的结构连接框图；

图2是本实用新型实施例中提到的汽车多工况电动助力系统的控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案进一步说明：

如图1所示，为本实用新型提供一种汽车多工况电动助力系统，包括测量车辆的横摆角速度的陀螺仪6、车速传感器4、转向盘扭矩传感器8、转向盘转角传感器9，控制器3、电动机11和减速机构7；还包括设置在汽车雨刮下方的雨传感器1，所述雨传感器1、陀螺仪6、车速传感器4、转向盘扭矩传感器8和转向盘转角传感器9与控制器3输入端电性连接，所述电动机11与控制器3的输出端电性连接，电动机11又与汽车的离合器装置10相连；所述减速机构7连接在汽车方向盘的传动结构上。

由于增加了识别雨天的雨传感器1，并且雨传感器1设置在雨刮下方，能在汽车开始转向控制之前，快速识别晴天和雨天，雨传感器1、陀螺仪6、车速传感器4、转向盘扭矩传感器8和转向盘转角传感器9与控制器3输入端电性连接，进而可以通过控制器3来快速选择助力模式，助力模式分为雨天和晴天模式，这样减少了控制器3自适应调节的时间，提高了电动助力转向系统的时效性，进而了增强了驾驶安全性与操纵舒适性；由于陀螺仪6与控制器3的输入端电性连接，可以通过陀螺仪6测量的实际横摆角速度与电动助力转向系统根据与预设定的横摆角速度进行比较，通过调节电动机11的助力矩使实际横摆角速度与设定的横摆角速度相适应。

雨传感器1和控制器3之间设置有强制关闭雨天助力模式的断开装置2，是为了防止临时积水导致传感器的误触发，所述电动机11上设置有测速传感器5并连接在控制器3的输入端，是为了达到助力转向系统更加具有自适应能力。

本实用新型中，陀螺仪6用于测量车辆的横摆角速度，将所测的车辆实际横摆角速度传递给控制器3；方向盘转角传感器9是用于测量方向盘的转角，将所测信号传递给控制器3；方向盘扭矩传感器8用于测量方向盘的力矩，将所测信号传递给控制器3；车速传感器4也将所测信号传递给控制器3；在控制器3中将根据现有的电动助力转向控制系统的助力特性曲线对地面附着系数对转向力矩的影响，设定能确定出晴天、雨天两种路况合适的阀值；从而通过雨传感器1来选择晴天、雨天两种路况下的助力特性曲线，同时由控制器3选择输出雨天和晴天的助力模式。

如图2所示，是实现本系统的控制流程：控制器3根据雨信号、车速信号、方向盘转角信号、方向盘转矩信号以及电动助力转向系统参数计算出电动机的预设助力矩、转向轮转角、车辆横摆角速度，同时将车辆实际横摆角速度与预设车辆横摆角速度进行比较，将比较信号反馈给控制器3，控制器3根据横摆角速度比较信号对合理调节电机的输出电流，从而达到控制系统的自适应控制效果。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims

1.一种汽车多工况电动助力系统，包括测量车辆的横摆角速度的陀螺仪、车速传感器、转向盘扭矩传感器、转向盘转角传感器，控制器、电动机和减速机构；其特征在于：还包括设置在汽车雨刮下方的雨传感器，所述雨传感器、陀螺仪、车速传感器、转向盘扭矩传感器和转向盘转角传感器与控制器输入端电性连接，所述电动机与控制端的输出端电性连接，电动机又与汽车的离合器装置相连；所述减速机构连接在汽车方向盘的传动结构上。

2.根据权利要求1所述的汽车多工况电动助力系统，其特征在于：所述雨传感器和控制器之间设置有强制关闭雨天助力模式的断开装置。

3.根据权利要求1或2所述的汽车多工况电动助力系统，其特征在于：所述电动机上设置有测速传感器，该传感器连接在控制器的输入端。