電動汽車電動助力轉向裝置及控制方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種電動汽車電動助力轉向裝置，包括：殼體；輸入軸，其與方向盤連接，所述輸入軸下端設置有齒輪；所述輸入軸上連接有扭矩傳感器；轉向桿，其設置在殼體內，所述轉向桿上設置要有齒條，所述齒條與所述齒輪嚙合，以使轉向桿在殼體內左右移動；所述轉向桿的左右兩端分別連接左轉向球頭和右轉向球頭；所述轉向桿上還設置有絲杠；滾珠螺母，其套設在絲杠外與所述絲杠配合；所述滾珠螺母兩端通過軸承支撐在殼體上；驅動電機，通過傳動裝置與所述滾珠螺母連接，以驅動所述滾珠螺母繞自身軸線旋轉。本發明專利技術還提供了一種電動汽車電動助力轉向控制方法。

Electric power assisted steering device for electric vehicle and control method

The invention discloses an electric vehicle electric power steering device comprises a casing; the input shaft and the steering wheel is connected to the input shaft is arranged at the lower end of the gear; the input shaft is connected with a torque sensor; the steering rod, which is arranged in the shell, the steering rod is provided with a rack. The rack and the gear meshing with the steering rod moving in the shell; the left and right ends of the steering rod are respectively connected with the left and right steering steering ball; the steering rod is also provided with a screw; the ball nut is sleeved on the screw rod matched with the screw at both ends; the ball nut is supported on the housing through a bearing; the drive motor, connected with the ball nut through a transmission device to drive the ball nut rotates around its axis. The invention also provides an electric power steering control method of the electric automobile.

【技術實現步驟摘要】
電動汽車電動助力轉向裝置及控制方法
本專利技術屬于汽車轉向機構
，特別涉及一種電動汽車電動助力轉向裝置及控制方法。
技術介紹
電動助力轉向(ElectricPowerSteering，簡稱EPS)系統是繼液壓助力轉向系統后出現的一種新型動力轉向系統，具有液壓助力轉向系統無法比擬的優勢，它不僅能節約能源，提高安全性，還有利于環境保護，是一項緊扣現代汽車發展主題的高新技術是汽車轉向系統發展的必然趨勢。同傳統的液壓助力轉向系統相比，電動助力轉向系統具有以下優點：液壓轉向助力系統的油泵，不轉向時也工作，加大了能量消耗。而EPS系統只在轉向時電動機才提供助力，因而能減少能量消耗，并能在各種行駛工況下提供最佳的轉向助力，減小了由于路面不平所引起的對轉向系統的干擾，改善了汽車的轉向性能，減輕了汽車低速行駛時的轉向操縱力，提高了汽車高速行駛時的轉向穩定性，進而提高汽車的主動安全性；由于不需要加注液壓油和安裝液壓油管，所以系統的安裝簡便，自由度大，而且成本低，無漏油故障的發生，它比常規的液壓轉向助力系統具有更好的通用性。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服現有助力轉向裝置結構復雜，可靠性差的缺陷，提供了一種電動汽車電動助力轉向裝置。本專利技術的另一個目的是解決現有電動助力控制方法中助力會發生突變產生頓挫感的缺陷，提供了一種電動汽車電動助力轉向控制方法。本專利技術提供的技術方案為：一種電動汽車電動助力轉向裝置，包括：殼體；輸入軸，其與方向盤連接，所述輸入軸下端設置有齒輪；所述輸入軸上連接有扭矩傳感器；轉向桿，其設置在殼體內，所述轉向桿上設置要有齒條，所述齒條與所述齒輪嚙合，以使轉向桿在殼體內左右移動；所述轉向桿的左右兩端分別連接左轉向球頭和右轉向球頭；所述轉向桿上還設置有絲杠；滾珠螺母，其套設在絲杠外與所述絲杠配合；所述滾珠螺母兩端通過軸承支撐在殼體上；驅動電機，通過傳動裝置與所述滾珠螺母連接，以驅動所述滾珠螺母繞自身軸線旋轉。優選的是，所述傳動裝置包括：第一帶輪，其通過平鍵與驅動電機軸固定連接；第二帶輪，其固定套設在所述滾珠螺母外，與所述滾珠螺母同軸固定；同步帶，其連接第一帶輪和第二帶輪，以將第一帶輪的動力傳遞給第二帶輪。優選的是，所述滾珠螺母與軸承接觸處設置有退火層。優選的是，所述滾珠螺母外壁上設置有環形突起，所述第二帶輪通過螺釘固定在環形突起上。優選的是，所述轉向桿與位移傳感器連接，以測量轉向桿橫向位移。優選的是，還包括車速傳感器和側向加速度傳感器。一種電動汽車電動助力轉向控制方法，包括以下步驟：步驟一、通過車速傳感器獲取車速ν，通過扭矩傳感器獲取方向盤扭矩T0；步驟二、控制驅動電機輸出助力扭矩Tz，并使其中，T1為初始助力扭矩，T2為截止助力扭矩。優選的是，還包括步驟三、控制驅動電機輸出補償扭矩Tb，并使Tb滿足其中θc為驅動電機轉角，λ為飽和函數的轉速系數，γ為調整系數，Tfricition為轉方向系統摩擦力矩；步驟四、控制驅動電機輸出扭矩Tz+Tb。本專利技術的有益效果是：本專利技術提供的電動汽車電動助力轉向裝置，結構緊湊，機械傳動效率高，傳動靈敏；具有較小的磨損量，使用壽命長，工作可靠。本專利技術提供的電動汽車電動助力轉向控制方法，助力大小隨車速發生改變，增強安全性。在轉向盤轉矩較大時提供較大的助力，減輕了駕駛員的負擔，在轉向盤輸入轉矩較小時提供適宜的助力，保證了駕駛員擁有清晰的的路感。附圖說明圖1為本專利技術所述的電動汽車電動助力轉向裝置總體結構示意圖。圖2為本專利技術所述的齒條與齒輪安裝位置示意圖。圖3為本專利技術所述的助力機構結構剖視圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。如圖1、圖2所示，本專利技術提供了一種電動汽車電動助力轉向裝置，包括殼體110，在殼體內設置有轉向桿120。輸入軸130與方向盤連接，所述輸入軸130的下端設置有齒輪131。所述輸入軸130與方向盤之間連接有扭矩傳感器，通過扭矩傳感器來測量方向盤的轉矩。所述轉向桿120上設置有齒條121，所述齒條121與所述齒輪131相嚙合，當轉動方向盤時，通過方向盤帶動輸入軸130轉動，進而使轉向桿120在殼體110內沿軸線左右移動。所述轉向桿120的兩端分別連接左轉向球頭140和右轉向球頭150，通過轉向桿120的移動帶動左轉向球頭140和右轉向球頭150移動，實現了車輪的轉向。一并參閱圖3，所述電動汽車電動助力轉向裝置還包括助力機構160。所述助力機構160包括設置在轉向桿120上的滾珠絲杠161，和套設在滾珠絲杠161外的滾珠螺母162，所述滾珠螺母162與滾珠絲杠161相配合。所述滾珠螺母162的左右兩端為軸承安裝部，其上安裝有軸承163，所述軸承163的外圈固定在殼體110上，從而使滾珠螺母162兩端通過軸承163支撐在殼體110上。在滾珠螺母162兩端的軸承安裝部上設置有退火層。通過退火層的設置，釋放了滾珠螺母162兩端的內應力，降低了硬度，防止滾珠螺母162產生裂紋。驅動電機164的外殼固定在殼體110上，所述驅動電機164通過傳動裝置與滾珠螺母162連接，帶動所述滾珠螺母162旋轉，進而帶動滾珠絲杠161左右移動。所述傳動裝置包括第一帶輪165，其與驅動電機164的驅動軸通過平鍵連接，第二帶輪166其固定套設在所述滾珠螺母162外，所述滾珠螺母162外壁上設置有環形突起167，所述第二帶輪166通過螺釘固定在環形突起167上，使滾珠螺母162與第二帶輪166同軸固定。第一帶輪165和第二帶輪166通過同步帶168連接，從而使第一帶輪165的動力傳遞給第二帶輪166。當方向盤轉動進行轉向時，帶動輸入軸130轉動，進而通過齒條121與齒輪131的嚙合，實現轉向桿120的左右移動。同時，通過扭矩傳感器能夠測量方向盤的轉向扭矩，控制器根據測量得到的方向盤的轉向扭矩，控制助力機構160輸出額外的助力扭矩，幫助轉向，減輕方向盤的轉動力矩，使方向盤變輕，便于駕駛員操作。本專利技術還提供了一種電動汽車電動助力轉向控制方法，具體步驟為：步驟一、通過車速傳感器獲取車速ν，通過扭矩傳感器獲取方向盤扭矩T0；步驟二、控制驅動電機輸出助力扭矩Tz，并使其中，T1為初始助力扭矩，T2為截止助力扭矩。作為一種優選的，將T1設定為1.5Nm，當方向盤扭矩T0小于1.5Nm時，不進行助力，能夠避免方向盤扭矩T0很小時造成電機的頻繁啟動。步驟三、控制驅動電機輸出補償扭矩Tb，并使Tb滿足其中θc為驅動電機轉角，λ為飽和函數的轉速系數，γ為調整系數，Tfricition為轉方向系統摩擦力矩；λ和γ根據經驗公式得到，可以使驅動電機輸出的扭矩平滑過度。步驟四、控制驅動電機輸出扭矩Tz+Tb。盡管本專利技術的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本專利技術的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本專利技術并不限于特定的細節和這里示出與描述的圖例。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電動汽車電動助力轉向裝置，其特征在于，包括：殼體；輸入軸，其與方向盤連接，所述輸入軸下端設置有齒輪；所述輸入軸上連接有扭矩傳感器；轉向桿，其設置在殼體內，所述轉向桿上設置要有齒條，所述齒條與所述齒輪嚙合，以使轉向桿在殼體內左右移動；所述轉向桿的左右兩端分別連接左轉向球頭和右轉向球頭；所述轉向桿上還設置有絲杠；滾珠螺母，其套設在絲杠外與所述絲杠配合；所述滾珠螺母兩端通過軸承支撐在殼體上；驅動電機，通過傳動裝置與所述滾珠螺母連接，以驅動所述滾珠螺母繞自身軸線旋轉。

【技術特征摘要】
1.一種電動汽車電動助力轉向裝置，其特征在于，包括：殼體；輸入軸，其與方向盤連接，所述輸入軸下端設置有齒輪；所述輸入軸上連接有扭矩傳感器；轉向桿，其設置在殼體內，所述轉向桿上設置要有齒條，所述齒條與所述齒輪嚙合，以使轉向桿在殼體內左右移動；所述轉向桿的左右兩端分別連接左轉向球頭和右轉向球頭；所述轉向桿上還設置有絲杠；滾珠螺母，其套設在絲杠外與所述絲杠配合；所述滾珠螺母兩端通過軸承支撐在殼體上；驅動電機，通過傳動裝置與所述滾珠螺母連接，以驅動所述滾珠螺母繞自身軸線旋轉。2.根據權利要求1所述的電動汽車電動助力轉向裝置，其特征在于，所述傳動裝置包括：第一帶輪，其通過平鍵與驅動電機軸固定連接；第二帶輪，其固定套設在所述滾珠螺母外，與所述滾珠螺母同軸固定；同步帶，其連接第一帶輪和第二帶輪，以將第一帶輪的動力傳遞給第二帶輪。3.根據權利要求1所述的電動汽車電動助力轉向裝置，其特征在于，所述滾珠螺母與軸承接觸處設置有退火層。4.根據權利要求2所述的電動汽車電動助力轉向裝置，其特征在于，所述滾珠螺母外壁上設置有環形突起，所述第二帶輪通過螺釘固定在環形突起上。5.根據權利要求4所述的電動汽車電動助力轉向裝置，其特征在于，所述轉向桿與位移傳感器連接，以測量轉向桿橫向位移。6.根據權利要求5所述的電動汽...

【專利技術屬性】
技術研發人員：段敏，魏健楠，
申請(專利權)人：遼寧工業大學，
類型：發明
國別省市：遼寧,21