[发明专利]无扭矩传感器的电动液压助力转向装置及控制方法

说明书

本发明公开了一种无扭矩传感器的电动液压助力转向装置及控制方法。本发明通过电机的转速来判断当前是否需要转向助力：当检测到电机转速下降且下降幅度超过预先设置的第一阈值时，判定当前需要助力转向，控制电机提高转速进行助力，能够在不使用扭力传感器的情况下控制现有的液压助力转向装置实现助力，降低了成本，提高了生产效率，充分利用了车内空间，提高了系统的稳定性和可靠性。并且，本发明还针对车辆低速行驶时方向盘较沉、高速时方向盘较轻的情况进行了进一步修正补偿，提高了驾驶的舒适性，以及方向盘的有效道路感知能力和合理的控制能力。

技术领域

本发明涉及一种电动液压助力转向装置，还涉及一种电动液压助力转向控制方法。

背景技术

随着汽车技术的发展，助力转向器已经广泛应用于各类汽车的转向装置中。早期的液压助力转向器需要发动机提供动力，发动机不启动就没有液压助力，后期逐渐演变为采用电动机为液压助力提供动力的方式。

现有的液压助力转向装置或控制方法中，均需要根据扭矩传感器来确定电动机的输出功率，其缺陷在于：(1)增加了助力转向器的设备成本，并需要为扭力传感器的安装预留位置，降低了生产效率；(2)所增加的扭矩传感器虽然提高了系统的响应速度，但同时也增加了系统的不稳定性，并且一旦扭矩传感器失效则整个系统将出现停滞。

发明内容

本发明提出了一种无扭矩传感器的电动液压助力转向装置及控制方法，其目的是：(1)降低成本；(2)提高生产效率；(3)充分利用车内空间；(4)提高助力系统的稳定性和可靠性。

本发明技术方案如下：

无扭矩传感器的电动液压助力转向装置，包括电机以及动力输入端与电机输出轴相连接的液压泵，所述液压泵通过转向阀连接有液压助力转向柱，所述电机为伺服电机，还包括与该伺服电机相连接的驱动器；所述驱动器内设有处理器与存储器，所述存储器内存储有转向控制程序，所述转向控制程序被处理器执行时通过电机的转速来判断当前是否需要转向助力：当检测到电机转速下降且下降幅度超过预先设置的第一阈值时，判定当前需要助力转向，控制电机提高转速进行助力。

本发明还公开了一种无扭矩传感器的电动液压助力转向控制方法：设置电机与作为液压助力动力源的液压泵相连接，所述液压泵通过转向阀连接有液压助力转向柱，所述电机为伺服电机，还设置驱动器与伺服电机相连接，所述助力转向控制方法由驱动器内存储的转向控制程序实现，所述转向控制程序通过电机的转速来判断当前是否需要转向助力：当检测到电机转速下降且下降幅度超过预先设置的第一阈值时，判定当前需要助力转向，控制电机提高转速进行助力。

作为上述方法的进一步改进：所述转向控制程序中预设有第一转速和第二转速，第一转速高于第二转速；当转向控制程序检测到需要助力转向时，先控制电机以第一转速运行，再控制电机以第二转速运行。

作为上述方法的进一步改进：当转向控制程序控制电机进行助力后，通过电机的转速来判断是否需要撤销助力：当检测到电机转速上升且上升幅度超过预先设置的第二阈值时，判定当前需要将助力撤销，控制电机降低转速撤销助力。

作为上述方法的进一步改进：若未发现需要撤销助力，则维持电机以现有速度运行。

作为上述方法的进一步改进：转向控制程序中预设转矩-转速关系表，该表中记载了电机所承受的负载的转矩T_load与第一转速、第二转速以及第三转速之间的对应关系，第一转速高于第二转速，第二转速高于第三转速；

当转向控制程序检测到需要助力转向时，先根据下式计算出T_load：

dω/dt＝(1/J)×(i_q×k_t-T_load-Kn)；