[发明专利]用于电动汽车的电动助力转向控制系统、装置及其方法

说明书

 

技术领域

本发明属于汽车转向领域，尤其涉及用于电动汽车的电动助力转向控制系统、装置及其方法。

 

背景技术

无论从环境方面还是从能源角度考虑，现代电动汽车都是未来汽车工业不二的选择，它不仅可实现零排放或极低排放，而且电动汽车利用的是一种来源广泛、对环境友好的可靠能源-电能。但是，迄今为止，受电动汽车关键技术发展的制约，导致这些成果转化为生产项目的并不多。根据目前的电动汽车技术发展来看，在汽车用驱动电机技术与电池技术等方面还未取得关键性突破，电动汽车的续航里程问题还没有得到根本解决。

电动助力转向系统（Electric Power Steering，缩写EPS）是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统，与传统的液压助力转向系统HPS（Hydraulic Power Steering）相比，EPS系统具有很多优点。只在转向时电机才提供助力，可以显著降低燃油消耗；转向助力大小可以通过软件调整，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。电动助力转向系统在传统内燃机汽车上已经得到很好地应用，说明EPS技术已经相当成熟。由于电动汽车取消了发动机，所以以发动机为动力来源的HPS和改进型电控液压转向系统（EHPS）都不适用于电动汽车，因此在以电池为能源的电动汽车上应用EPS是最优的方案。

专利“电动汽车电动助力转向系统及其转向助力方法”(CN201110108953.6)保护了电动汽车电动助力转向系统的组成部分及相互连接关系，并且说明了各工况下的控制方法；专利“一种电动汽车电动助力转向系统”(CN201210064816.1)公开了电动汽车电动助力转向系统的结构，其中增加了轴重传感器，轴重信号与转矩信号和车速信号共同决定助力电动机的助力转矩大小和方向。专利“一种适用于纯电动车汽车的EPS转向助力方法及系统”(CN201110164173.3)提出一种适用于纯电动车汽车的EPS转向助力方法，首先把转速脉冲信号转换成CAN总线信号，然后通过一个信号转换模块将车速CAN信号转换为EPS转向助力控制装置所需要的车速变频脉冲模拟信号和发动机转速变频脉冲模拟信号，控制装置根据车速变频脉冲模拟信号和转矩信号控制EPS电机精确提供助力。已有专利对电动汽车电动助力转向系统的结构组成和控制方法进行了保护，但是都没有提及电动汽车适用的电动助力转向系统具有的特点及相应的控制方法。

 

发明内容

本发明的目的：构建新的电动汽车电动助力转向系统以适应电动汽车特有的运行特点。由于电动汽车取消了发动机，因此以发动机转速信号为触发信号的传统电动助力转向EPS系统控制装置就不能在电动汽车上使用，本发明所保护的电动汽车电动助力转向系统以档位信号为触发信号，只有在电动汽车挂入前进挡或者倒车档时，EPS系统控制装置才会被触发，这样就避免在原地反复转动方向盘导致轮胎磨损和过多无用地消耗电池电量。本发明所保护的电动汽车电动助力转向系统实时监测电动汽车的电池电量，如果监测到电池电量过低，电动助力转向EPS系统控制装置减小助力电流以保证有更多的电能供驱动系统使用，增加电动汽车的续航里程。

本发明提出了一种用于电动汽车的电动助力转向系统，包括转向盘、输入轴、转矩转角传感器、助力电机、减速机构、输出轴、转向器、转向传动机构、电动助力转向EPS系统控制装置，其特征在于：

转向盘、输入轴、转矩转角传感器、减速机构、输出轴、转向器、转向传动机构依次机械联接，助力电机通过传动轴与减速机构联接，EPS系统控制装置通过电线与助力电机相连，EPS系统控制装置还与转矩转角传感器、车速传感器和电池通过电线联接。

其中，所述EPS系统控制装置还与电动汽车的中央控制单元通过CAN总线相连，接收所述电动汽车电池电量信号。

其中，所述EPS系统控制装置接收电动汽车档位信号。

其中，只有在所述电动汽车挂入前进挡或者倒车档时，触发所述EPS系统控制装置。

其中，所述EPS系统控制装置根据接收到的电池电量信号计算出助力系数使助力电机输出的助力能随电池电量的大小而变化。

其中，所述电动助力转向系统工作时，助力电机经减速机构放大的扭矩与驾驶员施加在转向盘的扭矩共同叠加在转向器上，再经传动机构传递到车轮，使车轮按照驾驶员的意愿转向。