[发明专利]一种基于同步器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同步器的双电机电动助力转向系统及其方法，主电机和辅助电机通过轴‑固定齿轮单元耦合转矩，转矩耦合后通过行星齿轮单元的行星架输出；行星架输出轴通过转矩耦合器与第二转向轴并联；转矩耦合器将转矩输出至转向器；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、电磁离合器的控制端连接控制器。本发明通过设置两台由行星齿轮单元和轴‑固定齿轮单元相连的助力电机，根据车速信号和转向盘转矩信号，由控制器控制单电机单独助力或者主、辅电机共同输出转矩，满足商用车等对较大助力转矩的要求，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技术领域，具体涉及一种基于同步器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，提供一种基于同步器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较小，无法满足商用车需求的问题。

本发明采用以下技术方案：

一种基于同步器的双电机电动助力转向系统，包括转向盘、转矩耦合器、转向器、双电机和控制器，双电机通过轴-固定齿轮单元耦合转矩后通过行星齿轮单元行星架的输出轴与转矩耦合器连接，转向盘通过转矩耦合器与行星架的输出轴并联连接，转矩耦合器将转矩输出至转向器，双电机的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实现助力转向。

具体的，行星齿轮单元包括设置在齿圈中心的太阳轮、行星轮和行星架，行星轮啮合在太阳轮与齿圈之间，行星架设置在行星轮上，行星架通过行星轮、太阳轮、齿圈与双电机连接。

进一步的，双电机包括主电机和辅助电机，主电机为空心轴电机，与太阳轮连接，太阳轮经行星轮与行星架的输出轴连接；辅助电机通过辅助电机齿轮与同步器结合套连接，经同步器结合套与太阳轮或齿圈连接，齿圈通过行星轮与行星架的输出轴连接。

进一步的，同步器结合套经转速耦合齿轮与齿圈连接，或经转矩耦合齿轮与主电机齿轮连接，太阳轮和主电机齿轮均与主电机的输出轴连接。

更进一步的，转矩耦合齿轮上安装有第一制动器，齿圈上安装有第二制动器。

具体的，行星架的输出轴经减速机构与转矩耦合器连接，减速机构与转矩耦合器之间设置有电磁离合器，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，转矩耦合器经第三转向轴与转向器连接，第一转向轴上安装有与控制器连接的转向盘转矩转角传感器。

本发明的另一个技术特征是，一种基于同步器的双电机电动助力转向系统的转向控制方法，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结果与转向盘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，控制器关闭辅助电机，同步器结合套处于中间位置，控制器控制主电机的输出转矩，完成转向助力；