專利名稱：一種電動汽車直流伺服轉向系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電動汽車技術領域，尤其涉及一種電動汽車直流伺服轉向系統(tǒng)。
背景技術：
傳統(tǒng)燃油汽車的轉向系統(tǒng)采用柴油或汽油發(fā)動機通過機械傳動帶動液壓油泵增 壓以減輕負荷，轉動方向盤進行汽車轉向；現(xiàn)有的電動汽車為電動機帶動液壓油泵增壓以 減輕轉向負荷，與傳統(tǒng)燃油汽車的區(qū)別僅在于簡單地將油泵葉輪動力的來源由發(fā)動機換成 電動機?，F(xiàn)有的電動汽車存在如下缺點a)在傳統(tǒng)燃油汽車的基礎上，只是將原來由發(fā)動 機帶動油泵改為由電動機帶動油泵，但無法兼顧電動汽車低速時的轉向輕便性和高速時的 轉向穩(wěn)定性；b)在將電能轉化為油缸的壓力時因存在能源轉換率低、油缸泄露、摩擦發(fā)熱 等無法避免的缺陷，能源損耗嚴重，轉換效率極低；c)不管轉向系統(tǒng)是否在工作，油泵都始 終在工作，浪費電能。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，而提供一種電動汽車直流伺服轉向 系統(tǒng)，其動作迅速，安全可靠，轉向角度精準，避免能源損耗，能源轉換效率高，節(jié)約電能。本實用新型是通過以下技術來實現(xiàn)的。一種電動汽車直流伺服轉向系統(tǒng)，它包括方向手柄、主控制器，伺服控制器、伺服 電機、轉向軸和轉向輪，方向手柄設有位置設定信號傳感器，位置設定信號傳感器與主控制 器的轉向角度信號輸入端口連接，主控制器的脈沖信號輸出端口與伺服控制器的輸入端口 連接，伺服控制器與伺服電機電連接，伺服電機設有位置反饋信號傳感器，位置反饋信號傳 感器與主控制器的反饋信號輸入端口連接，伺服電機與轉向軸連接，轉向軸與轉向輪連接。其中，位置設定信號傳感器為光電式旋轉編碼器。其中，位置設定信號傳感器為線性霍爾傳感器。其中，位置設定信號傳感器為可調(diào)電阻。其中，位置反饋信號傳感器為絕對值光電編碼器。其中，位置反饋信號傳感器為旋轉變壓器。其中，它還包括自動防故障系統(tǒng)，自動防故障系統(tǒng)與主控制器電連接。其中，它還包括電源模塊，電源模塊與主控制器的電源輸入端口連接。本實用新型的有益效果為本實用新型的一種電動汽車直流伺服轉向系統(tǒng)，它包 括方向手柄、主控制器，伺服控制器、伺服電機、轉向軸和轉向輪，方向手柄設有位置設定信 號傳感器，位置設定信號傳感器與主控制器的轉向角度信號輸入端口連接，主控制器的脈 沖信號輸出端口與伺服控制器的輸入端口連接，伺服控制器與伺服電機電連接，伺服電機 設有位置反饋信號傳感器，位置反饋信號傳感器與主控制器的反饋信號輸入端口連接，伺 服電機與轉向軸連接，轉向軸與轉向輪連接。當操縱方向手柄時，位置設定信號傳感器不斷地實時輸出轉向角度信號給主控制器，主控制器接收到轉向角度信號并與當前實際位置進行比較后，發(fā)出脈沖信號給伺服控 制器，伺服控制器輸出相對應的電流給伺服電機，伺服電機通過轉向軸驅動轉向輪轉向；位 置反饋信號傳感器反饋伺服電機的角度位置信號給主控制器，主控制器將角度位置信號與 方向手柄的轉向角度信號進行比較，給出修正脈沖，以修正轉向角度，實現(xiàn)閉環(huán)控制，動作 迅速，轉向穩(wěn)妥、安全可靠，定位精準，精確度高；本實用新型只有在電動汽車轉向時才工 作，電能直接轉化為轉向的扭力，不存在中間轉換環(huán)節(jié)，能源轉換效率高，不存在能源損耗， 避免能源損耗，節(jié)約電能；其安全可靠，動作迅速，轉向角度精準，避免能源損耗，能源轉換 效率高，節(jié)約電能。

利用附圖對本實用新型作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本實用新型的 任何限制。圖1為本實用新型的一種電動汽車直流伺服轉向系統(tǒng)的原理示意圖。圖2為本實用新型的一種電動汽車直流伺服轉向系統(tǒng)的結構示意圖。圖3為圖2的A處放大示意圖。在圖1至圖3中包括有1——方向手柄2——主控制器 3——伺服控制器4——伺服電機5——轉向軸6——轉向輪7——自動防故障系統(tǒng) 8——電源模塊11——位置設定信號傳感器41——位置反饋信號傳感器。
具體實施方式
結合以下實施例對本實用新型作進一步描述。如圖廣3所示，一種電動汽車直流伺服轉向系統(tǒng)，它包括方向手柄1、主控制器2， 伺服控制器3、伺服電機4、轉向軸5和轉向輪6，方向手柄1設有位置設定信號傳感器11， 位置設定信號傳感器11與主控制器2的轉向角度信號輸入端口連接，主控制器2的脈沖信 號輸出端口與伺服控制器3的輸入端口連接，伺服控制器3與伺服電機4電連接，伺服電機 4設有位置反饋信號傳感器41，位置反饋信號傳感器41與主控制器2的反饋信號輸入端口 連接，伺服電機4與轉向軸5連接，轉向軸5與轉向輪6連接。伺服電機4與轉向軸5連接 通過法蘭盤連接，轉向軸5與轉向輪6為機械連接。本實施例所述的位置設定信號傳感器11為光電式旋轉編碼器，光電式旋轉編碼 器(encoder)是集光機電技術于一體的速度位移傳感器。當光電式旋轉編碼器軸帶動光柵 盤旋轉時，經(jīng)發(fā)光元件發(fā)出的光被光柵盤狹縫切割成斷續(xù)光線，并被接收元件接收產(chǎn)生初 始信號。該信號經(jīng)后繼電路處理后，輸出脈沖或代碼信號。本實施例所述的位置設定信號傳感器11為線性霍爾傳感器。線性型霍爾傳感器 由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成。方向手柄1的旋轉動作帶動內(nèi)置磁鐵的轉動， 改變線性型霍爾傳感器感應面的磁場強度，由它輸出O — 5V的模擬量，以精確表示方向手 柄1的當前方位。線性型霍爾傳感器的精度高、線性度好，傳輸精確。[0029]本實施例所述的位置設定信號傳感器11為可調(diào)電阻?？烧{(diào)電阻也叫可變電阻，其 電阻值的大小隨著方向手柄1的旋轉而改變。給其正負兩端通上5V電源，便能在輸出端產(chǎn) 生0 — 5V的模擬量信號表示方向手柄1的當前方位。本實施例所述的位置反饋信號傳感器41為絕對值光電編碼器。伺服電機帶動絕 對值光電編碼器的軸旋轉時，有與位置一一對應的代碼(二進制、BCD碼等)輸出，從代碼大 小的變更可判別正反方向和位移所處的位置，無需判別電路。由此信號來確定電機當前角 度和方向。本實施例所述的位置反饋信號傳感器41為旋轉變壓器。旋轉變壓器(resolver) 是一種電磁式傳感器，又稱同步分解器。它是一種測量角度用的小型交流電動機，用來測量 旋轉物體的轉軸角位移和角速度，由定子和轉子組成。其中定子繞組作為變壓器的原邊，接 受勵磁電壓。轉子繞組作為變壓器的副邊，通過電磁耦合得到感應電壓。本實施例還包括自動防故障系統(tǒng)7，自動防故障系統(tǒng)7與主控制器2電連接。自動 防故障系統(tǒng)7包括一系列的監(jiān)控和實施算法，針對不同的故障形式和故障等級做出相應的 處理，以求最大限度地保持電動汽車的正常行駛。它采用嚴密的故障檢測和處理邏輯，提高 電動汽車安全性能。本實施例還包括電源模塊8，電源模塊8與主控制器2的電源輸入端口連接。電源 模塊8承擔著主控制器2、伺服控制器3以及其它電動汽車用電器的供電任務。當操縱方向手柄1時，位置設定信號傳感器11不斷地實時輸出轉向角度信號給主 控制器2，主控制器2接收到轉向角度信號并與當前實際位置進行比較后，發(fā)出脈沖信號給 伺服控制器3，伺服控制器3輸出相對應的電流給伺服電機4，伺服電機4通過轉向軸5驅 動轉向輪6轉向；位置反饋信號傳感器41反饋伺服電機4的角度位置信號給主控制器2，主 控制器2將角度位置信號與方向手柄1的轉向角度信號進行比較，給出修正脈沖，以修正轉 向角度，實現(xiàn)閉環(huán)控制，動作迅速，轉向穩(wěn)妥、安全可靠，定位精準，精確度高；本實用新型只 有在電動汽車轉向時才工作，電能直接轉化為轉向的扭力，不存在中間轉換環(huán)節(jié)，能源轉換 效率高，不存在能源損耗，避免能源損耗，節(jié)約電能；其安全可靠，動作迅速，轉向角度精準， 避免能源損耗，能源轉換效率高，節(jié)約電能。本實用新型具有如下突出優(yōu)勢1)、通過位置反饋信號傳感器41的反饋閉環(huán)控 制、伺服控制器3脈沖信號定位，轉向穩(wěn)妥、可靠、高精度；2)、取消了方向手柄1和轉向輪6 之間的機械連接，通過軟件協(xié)調(diào)它們之間的運動關系，取消了它們之間的機械約束和干涉， 使之相對獨立運動，駕駛員只需很小的力量就可輕易轉動方向手柄1，轉向時快速、省力； 3)、1 :1傳動比設置，減少了機構部件數(shù)量，而減少了從方向手柄1到轉向輪6之間的傳遞 過程，使系統(tǒng)慣性、系統(tǒng)摩擦和傳動部件之間的總間隙都得以降低，從而使系統(tǒng)的響應速度 和響應的準確性得以提高；4)、1 :1傳動比設置，方向手柄1偏轉的角度即汽車轉向的角度， 所見即所得，直觀、明了，便于掌控；5)、直流伺服轉向系統(tǒng)采用了軟件控制，因而可以把轉 向系統(tǒng)與其它主動安全設備如ABS、汽車動力學控制、防碰撞、軌道跟蹤、自動導航以及自動 駕駛等功能相結合，實現(xiàn)對汽車的整體控制，提高汽車整體穩(wěn)定性。以上所述僅是本實用新型的較佳實施方式，故凡依本實用新型專利申請范圍所述 的構造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本實用新型專利申請范圍內(nèi)。
權利要求1.一種電動汽車直流伺服轉向系統(tǒng)，其特征在于它包括方向手柄、主控制器，伺服控 制器、伺服電機、轉向軸和轉向輪，方向手柄設有位置設定信號傳感器，位置設定信號傳感 器與主控制器的轉向角度信號輸入端口連接，主控制器的脈沖信號輸出端口與伺服控制器 的輸入端口連接，伺服控制器與伺服電機電連接，伺服電機設有位置反饋信號傳感器，位置 反饋信號傳感器與主控制器的反饋信號輸入端口連接，伺服電機與轉向軸連接，轉向軸與 轉向輪連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種電動汽車直流伺服轉向系統(tǒng)，其特征在于位置設定信 號傳感器為光電式旋轉編碼器。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種電動汽車直流伺服轉向系統(tǒng)，其特征在于位置設定信 號傳感器為線性霍爾傳感器。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種電動汽車直流伺服轉向系統(tǒng)，其特征在于位置設定信 號傳感器為可調(diào)電阻。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種電動汽車直流伺服轉向系統(tǒng)，其特征在于位置反饋信 號傳感器為絕對值光電編碼器。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種電動汽車直流伺服轉向系統(tǒng)，其特征在于位置反饋信 號傳感器為旋轉變壓器。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種電動汽車直流伺服轉向系統(tǒng)，其特征在于它還包括自 動防故障系統(tǒng)，自動防故障系統(tǒng)與主控制器電連接。
8.根據(jù)權利要求1至7任意一項所述的一種電動汽車直流伺服轉向系統(tǒng)，其特征在于 它還包括電源模塊，電源模塊與主控制器的電源輸入端口連接。
專利摘要本實用新型涉及電動汽車技術領域，尤其涉及一種電動汽車直流伺服轉向系統(tǒng)，它包括方向手柄、主控制器，伺服控制器、伺服電機、轉向軸和轉向輪，方向手柄設有位置設定信號傳感器，位置設定信號傳感器與主控制器的轉向角度信號輸入端口連接，主控制器的脈沖信號輸出端口與伺服控制器的輸入端口連接，伺服控制器與伺服電機電連接，伺服電機設有位置反饋信號傳感器，位置反饋信號傳感器與主控制器的反饋信號輸入端口連接，伺服電機與轉向軸連接，轉向軸與轉向輪連接。本實用新型動作迅速，安全可靠，轉向角度精準，避免能源損耗，能源轉換效率高，節(jié)約電能。
文檔編號B62D5/04GK201882139SQ20102066054
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權日2010年12月15日
發(fā)明者萬生龍, 李月亮 申請人:東莞洲亮通訊科技有限公司