[实用新型]一种带车辆振动传感器的小齿轮电动助力转向系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电动助力转向系统，具体涉及一种带车辆振动传感器的小齿轮电动助力转向系统。

背景技术

原有的电动转向系统主要包括包括ECU、力矩传感器、车速传感器、助力电机和减速机构构成的电动助力转向装置以及由转向盘、转向柱、转向器、转向横拉杆和转向轮组成的转向装置，如图1所示。如图2所示，加速度传感器能够检测出车辆的振动情况，加速度传感器检测的振动信号通过无线收发模块送入ECU处理，通过控制输入到助力电机中的助力电流的大小可以提高车辆在振动不同的情况下的基本助力性能。

原有的电动助力转向系统中助力电机和减速机构都安装在转向柱上如图1所示。这种电动助力转向系统由于助力电机安装在转向轴上，转向时助力电机输出的转矩有部分要来克服转向轴的刚性形变。

为了使电机在输出相同转矩时使转向器能够获得更大的转向力，将助力电机和减速机构直接与转向器相连，减少转向柱刚度形变对电机输出力矩的削弱作用。

发明内容

本实用新型的目的是使ECU能够根据车辆的实时振动情况通过控制输入到助力电机的助力电流大小来提高系统的基本助力特性，同时当助力电机输出相同的转矩时，使转向器能够获得更大的转向力。

本实用新型的技术方案是：一种带车辆振动传感器的小齿轮电动助力转向系统，包括ECU、力矩传感器、车速传感器、加速度传感器、无线收发器、助 力电机和减速机构构成的电动助力转向装置以及由转向盘、转向柱、转向器、转向横拉杆和转向轮组成的转向装置，所述的助力电机与减速机构直接与小齿轮连接，EUC通过对车速信号、扭矩信号、转角信号和加速度传感器测量到的车辆振动信号进行运算处理，输出相应的电流到助力电机，在转向盘转向时提供助力。其特点是，在所述的电动助力转向装置内增加加速度传感器和无线收发装置，加速度传感器测量到的信号值可以间接反应出车辆的振动情况，ECU通过对加速度传感器测量到的信号的处理，通过改变输出到助力电机的电流可以改善系统的基本助力性能；将助力电机与减速机构直接与小齿轮连接，当助力电机输出相同的转矩时，转向器能够获得更大的助力。

本实用新型的有益效果是，本实用新型在电动助力转向系统中加入了对车辆振动信号的处理和分析，使ECU能够根据不同的车辆振动情况来控制输出到助力电机的助力电流，提高系统的基本助力性能，同时助力电机与减速机构直接安装在小齿轮上，在电机输出相同的转矩时，转向器能够获得更大的转向力。

附图说明

图1是普通电动助力转向系统结构框图

图2是带车辆振动传感器的小齿轮电动助力转向系统结构框图

图3是单位阶跃响应下有车辆振动信号和没有车辆振动信号的系统时域响应曲线

图4是单位阶跃响应下有车辆振动信号和没有车辆振动信号的系统频域响应曲线

具体实施方式

由图2所示，一种带车辆振动传感器的小齿轮电动助力转向系统，包括ECU、力矩传感器、车速传感器、加速度传感器、无线收发器、助力电机和减速机构构成的电动助力转向装置以及由转向盘、转向柱、转向器、转向横拉杆和转向轮组成的转向装置，所述的加速度传感器与无线收发装置1安装在车轮内侧，无线收发装置2安装在ECU控制板上，所述的力矩传感器安装在转向柱上，用来检测转向盘转动时产生的扭矩和转角信号，车速传感器检测到的车速信号与力矩传感器检测到的扭矩和转角信号以及加速度传感器检测到的车辆振动信号一同送入ECU运算处理，所述的助力电机和减速机构直接与小齿轮连接，属于小齿轮型电动转向助力系统。

当车辆在路面行驶时，由于路面状况的不同车辆会产生不同的振动情况，安装在车轮内侧的加速度传感器首先采集车辆振动信号，然后将模拟的振动信号通过外围电路的AD转换单元转换为数字信号，转换后的数字信号再通过放大器放大能够得到ECU可以处理的信号，通过无线收发装置1、2进行数据传输，无线收发器2与MCU之间通过IIC总线实现通讯。图3所示为单位阶跃响应下有车辆振动信号和没有车辆振动信号的系统时域响应曲线，图4是单位阶跃响应下有车辆振动信号和没有车辆振动信号的系统频域响应曲线，通过曲线可知通过对车辆振动信号的采集和处理，增强了系统的稳定性并加快了响应时间，提高了系统的工作性能。

本实用新型专利在原有的车速信号、扭矩信号、转角信号的基础上加入了车辆的振动信号，使控制单元能够根据车辆不同的振动情况来控制输出到助力电机的电流，提高了系统工作的稳定性和可靠性，同时由于采用小齿轮型电动助力转向系统，使系统更适合应用在前轮载荷大的车辆上。