[发明专利]电动助力转向系统及其转向实验模拟系统

说明书

本发明公开了电动助力转向系统及其转向实验模拟系统，包括固定在转向轴上的转向盘、并排设置的两个转向车轮，在两个转向轮之间的横桥上左右滑动连接有水平齿条，水平齿条的左右两端与两个转向轮的转向机构对应传动连接，包括扭矩传感器、旋转角度传感器、主助力机构、副助力机构和电子控制单元ECU；电动助力转向实验模拟系统，包括电动助力转向系统和转向阻力模拟装置，所述转向阻力模拟装置包括第三执行电机、信号处理器DSP，所述第三执行电机通过第三减速器传动连接有阻力齿轮，阻力齿轮与水平齿条啮合连接，位移传感器和第三执行电机均与信号处理器DSP信号控制连接，位移传感器与第三执行电机形成闭环控制；控制较为稳定，大大提高驾驶的舒适度。

技术领域

本发明属于汽车转向助力系统技术领域，特别涉及一种电动助力转向系统及其转向实验模拟系统，主要应用在重型车辆的转向助力，及对带有电动助力系统的重型车辆进行的转向实验模拟系统。

背景技术

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，电动助力转向系统主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元（ECU）等组成。驾驶员在操纵方向盘进行转向时，扭矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到电子控制单元，电子控制单元根据扭矩传感器检测到的转矩电压信号、转动方向和车速信号等，向电动机控制器发出指令，使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩，从而产生辅助动力。汽车不转向时，电子控制单元不向电动机控制器发出指令，电动机不工作。其与传统的液压助力转向系统（HydraulicPower Steering，缩写HPS）相比，电动助力转向系统具有很多优点。电动助力转向系统只在转向时电动机才提供动力，因而能减少能量的消耗，转向助力的大小可以由编程调整，可以兼顾低速时转向轻便性和高速时操纵稳定性，也可以根据不同的行驶工况提供最佳的转向助力，减小了受路面不平度的影响而引起的对转向系统的干扰，提高了汽车的主动安全性。

然而现有的电动助力转向系统在辅助转向时不能够形成完全的闭环控制，出现控制不稳定的问题甚至出现辅助过度的问题而影响了驾驶感；另一方面在对电动助力转向系统进行改进、调试、安装等研究开发时，往往需要去实际路面驾驶，研发周期长、成本高，因此设计开发一种针对带有电动助力系统的重型车辆进行的转向模拟装置具有重大的科研价值和应用价值。

发明内容

本发明目的在于提供了一种电动助力转向系统及其转向实验模拟系统，解决了上述现有技术中存在的问题；为达到上述目的所采取的技术方案是：

电动助力转向系统，包括固定在转向轴上的转向盘、并排设置的两个转向车轮，在两个转向轮之间的横桥上左右滑动连接有水平齿条，水平齿条的左右两端与两个转向轮的转向机构对应传动连接，其特征在于，包括扭矩传感器、旋转角度传感器、主助力机构、副助力机构和电子控制单元ECU；

扭矩传感器，安装在转向轴上用于监测转向盘的旋转方向和扭矩；

旋转角度传感器，安装在转向轴上用于监测转向盘的旋转角度；

主助力机构，通过齿轮齿条啮合方式与水平齿条传动连接以控制水平齿条左右滑动；

副助力机构，通过连杆机构方式与水平齿条传动连接以控制水平齿条左右滑动；

所述扭矩传感器、旋转角度传感器、主助力机构、副助力机构均与电子控制单元ECU信号控制连接。

优选的，所述主助力机构包括位移传感器和第一执行电机，所述位移传感器用于监测水平齿条的运动位置，第一执行电机通过第一减速器传动连接有动齿轮，动齿轮与水平齿条啮合连接；位移传感器和第一执行电机均与电子控制单元ECU信号控制连接，位移传感器与第一执行电机形成闭环控制。