[发明专利]一种基于平行轴结构的双电机电动助力转向系统及其方法

说明书

本发明公开了一种基于平行轴结构的双电机电动助力转向系统及其方法，系统中主电机和辅助电机分别通过主电机齿轮和辅助电机齿轮连接到中间轴；中间轴的输出端通过转矩耦合器与第二转向轴并联；转矩耦合器的输出端连接转向器；转向盘转矩转角传感器的输出端、主电机的控制端、辅助电机的控制端、第一电磁离合器的控制端和第二电磁离合器的控制端连接控制器。本发明通过设置两台通过平行轴结构连接的助力电机，根据车速信号和转向盘转矩信号，控制主电机单独助力或者主、辅助电机共同输出转矩，满足商用车等对较大助力转矩的需求，并且提高商用车的燃油经济性，降低运输成本。

技术领域

本发明属于助力转向系统技术领域，具体涉及一种基于平行轴结构的双电机电动助力转向系统及其方法。

背景技术

现有的电动助力转向系统安全性、可靠性较高，转向特性曲线较理想。同时，由于采用直流电机，不需发动机提供高压油，整车燃油经济性较好。但是，受汽车用电池供电电压、安装尺寸等因素的限制，电动助力转向系统输出转矩较小，无法满足商用车转向助力的要求，目前应用领域仍局限于乘用车和轻型商用车。因此，从燃油经济性来看，采用大输出转矩的电动助力转向系统对于提高商用车的燃油经济性、降低运输成本具有积极意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于平行轴结构的双电机电动助力转向系统及其方法，以解决电动助力转向系统输出转矩过小，无法满足商用车需求的问题。

本发明采用以下技术方案：

一种基于平行轴结构的双电机电动助力转向系统，包括转向盘、控制器、转矩耦合器、转向器、双电机和中间轴，转向盘通过转矩耦合器与转向器连接，双电机分别经中间轴与转矩耦合器连接，双电机通过平行轴结构连接，控制端分别与控制器连接，控制器根据车速信号和转向盘转矩信号，控制双电机输出转矩。

具体的，双电机包括主电机和辅助电机，主电机和辅助电机分别与中间轴的一端连接，中间轴的另一端经减速机构与转矩耦合器连接。

进一步的，主电机通过主电机齿轮与第一中间轴齿轮连接，辅助电机经辅助电机齿轮与第二中间轴齿轮连接，第一中间轴齿轮和第二中间轴齿轮均与中间轴连接。

更进一步的，辅助电机通过第一电磁离合器连接辅助电机齿轮，第一电磁离合器的控制端与控制器连接。

进一步的，减速机构与转矩耦合器之间设置有第二电磁离合器，第二电磁离合器的控制端与控制器连接。

具体的，转向盘依次经第一转向轴和第二转向轴与转矩耦合器连接，中间轴的输出端与第二转向轴通过转矩耦合器并联，转矩耦合器经第三转向轴与转向器连接。

进一步的，第一转向轴上设置有转向盘转矩转角传感器，转向盘转矩转角传感器的输出端与控制器连接。

本发明的另一个技术特征是，一种基于平行轴结构的双电机电动助力转向系统的转向方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采集车速信号、侧向加速度信号和转角信号并发送给控制器，确定转向盘具有的转向力矩；

S2、控制器将步骤S1的结果与转矩转角传感器采集的转向盘转矩进行运算，得出助力电机的输出转矩；

S3、控制器对助力电机输出的转矩进行判断，如果助力电机应当输出的转矩小于或等于主电机的最大输出转矩，断开第一电磁离合器，通过控制器控制主电机的输出转矩，完成转向助力；如果助力电机应当输出的转矩大于主电机的最大输出转矩，闭合第一电磁离合器，控制器控制主电机和辅助电机共同输出转矩，完成转向助力。

具体的，步骤S1中，车速传感器采集的车速信号、加速度传感器测得的侧向加速度信号和转向盘转矩转角传感器采集的转角信号输出至控制器，并与控制器中存储的驾驶员平均偏好的转向力矩随侧向加速度和车速变化的特性曲线进行比对，得出转向盘具有的转向力矩。