專利名稱：電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及包括其的車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或者線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以及包括該電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或者線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是車輛(例如汽車)結(jié)構(gòu)中非常重要的組成部分，是為了使汽車能夠按照駕駛者的意愿保持或改變車輛的行駛方向，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要有機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。隨著車輛技術(shù)的發(fā)展，助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的使用已經(jīng)非常普及，其中最為典型的就是液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。然而，當(dāng)前保護(hù)環(huán)境的問題越來越備受人們關(guān)注，因此，世界各大汽車制造商都圍繞這一問題開發(fā)了基于電機(jī)為助力源泉的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn),諸如(1)精確的轉(zhuǎn)向回正性；(2)助力的大小可以根據(jù)車速的變化而調(diào)整，從而能夠兼顧車輛低速時(shí)的操縱輕便性和高速時(shí)的方向穩(wěn)定性；(3)不存在由于使用液壓油對環(huán)境可能造成的污染；(4)電動(dòng)轉(zhuǎn)向可以減少發(fā)動(dòng)機(jī)功率消耗、節(jié)省燃油等。因此，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)比于傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)更加節(jié)能環(huán)保、性能優(yōu)越、減少排放，也不會(huì)發(fā)生漏油等現(xiàn)象污染環(huán)境，符合社會(huì)發(fā)展的需求，可以預(yù)見，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將是未來汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。由于各種車型對于轉(zhuǎn)向扭矩的要求不同，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力點(diǎn)安裝位置也不同。常規(guī)的按照電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力位置，當(dāng)前可以分為以下四種類型(I)管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其電機(jī)助力作用在轉(zhuǎn)向管柱上；(2)齒條式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),其電機(jī)助力作用在機(jī)械轉(zhuǎn)向器的內(nèi)部齒條上；(3)單小齒輪式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其電機(jī)助力作用在機(jī)械轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)單元(例如驅(qū)動(dòng)齒輪)上；(4)雙小齒輪式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其電機(jī)助力作用在機(jī)械轉(zhuǎn)向器的內(nèi)部齒條上。以上這些類型的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括以下組成部分(1)傳感器，其用于接收和發(fā)送轉(zhuǎn)向扭矩信號；(2)電子控制單元，其用于分析、處理和發(fā)送助力控制信號；(3)作為助力源的助力電機(jī)，其用于接收助力控制信號并提供助力；(4)減速單元，其用于降低轉(zhuǎn)速并增大扭矩，(5)傳動(dòng)單元，其用于傳遞扭矩；(6)轉(zhuǎn)向管柱，其用于傳遞方向盤扭矩；以及
(7)機(jī)械轉(zhuǎn)向器，其用于對車輪提供轉(zhuǎn)向扭矩。同時(shí)，對于線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其也是基于電機(jī)來提供助力源，并且基本同樣具有電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。但是，線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)相對以上所述及的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有所調(diào)整，例如，取消了方向盤和轉(zhuǎn)向模塊之間直接的機(jī)械連接，主要包括方向盤模塊(包括轉(zhuǎn)向傳感單元)、車輛轉(zhuǎn)向模塊、電子控制單元。來自轉(zhuǎn)向傳感器和各種車輛當(dāng)前狀態(tài)的信息送給電子控制單元后，利用控制器對這些信息進(jìn)行控制運(yùn)算處理，然后對車輛轉(zhuǎn)向子系統(tǒng)(例如其中的電機(jī))發(fā)出指令，使車輛轉(zhuǎn)向。同時(shí)車輪轉(zhuǎn)向子系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)向阻力傳感器給出的信息也經(jīng)電子控制子系統(tǒng)，傳給方向盤子系統(tǒng)中模擬路感的部件。
現(xiàn)有的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，車輛的轉(zhuǎn)向扭矩Tif與方向盤扭矩T5 (駕駛員的手動(dòng)扭矩)和電機(jī)助力扭矩T4a有關(guān)，基本地，Tif= Til+T4a。其中，可以看出方向盤扭矩Til和電機(jī)助力扭矩T 成反比關(guān)系。車輛駕駛?cè)藛T的年齡、力量等差異較大，駕駛?cè)巳喊信仙伲總€(gè)人對轉(zhuǎn)向扭矩舒適度的要求是不一樣的?，F(xiàn)代化城市化的發(fā)展使人類居住的密度上升空間變小，擁有車輛的人數(shù)越來越多，因此很多大城市的停車位都是非常狹小的，在同一路況下原地轉(zhuǎn)向或低車速轉(zhuǎn)向時(shí)，如果不能找到最適合自己的轉(zhuǎn)向扭矩，就會(huì)導(dǎo)致很多的誤操作或者浪費(fèi)操作，嚴(yán)重地會(huì)導(dǎo)致車輛的擦碰，給生活帶來諸多不便?；蛘呷粼诟咚贂r(shí)，前面路況突發(fā)緊急狀況，但由于轉(zhuǎn)向不足或者過轉(zhuǎn)向都會(huì)引發(fā)慘劇。當(dāng)T胃基本恒定時(shí)，若駕駛員需要增加方向盤扭矩，則可以通過調(diào)節(jié)裝置控制電機(jī)助力使其減?。蝗赳{駛員需要減小方向盤扭矩時(shí)，則可以增加電機(jī)助力扭矩。當(dāng)Tif基本不恒定時(shí)，例如，在城市路面時(shí)，摩擦力一般，轉(zhuǎn)向扭矩適中；在結(jié)冰路面時(shí)，摩擦力小，轉(zhuǎn)向扭矩??；在農(nóng)村小路時(shí)，摩擦力大，轉(zhuǎn)向扭矩大。以上示例三種情況下， 如果在相同車速下只使用同一條電機(jī)助力扭矩曲線，那將影響行駛的舒適性和安全性等方面。也即，當(dāng)Tif變小或變大時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)都是通過變小或變大電機(jī)助力來保持方向盤扭矩Til，但這種情況其實(shí)是非常危險(xiǎn)的，不能讓駕駛員感受到諸如冰面無摩擦、泥濘道路摩擦力過大的情況。因此，現(xiàn)有技術(shù)中的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)存在駕駛感覺差、不同駕駛員人群的駕駛感覺差異大的缺點(diǎn)，并且進(jìn)一步影響駕駛的安全性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的在于，提高電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的駕駛感覺。本發(fā)明的又一目的在于，使電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能適用不同駕駛員的駕駛感覺要求。為實(shí)現(xiàn)以上目的或者其它目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案按照本發(fā)明的一方面，提供一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其包括傳感器，其用于接收和發(fā)送轉(zhuǎn)向扭矩信號；電子控制單元，其用于分析、處理和發(fā)送電機(jī)助力控制信號；助力電機(jī)，其用于接收助力控制信號并提供電機(jī)助力；轉(zhuǎn)向管柱，其用于傳遞方向盤扭矩；機(jī)械轉(zhuǎn)向器，其用于對車輪傳遞助力并從而控制車輛轉(zhuǎn)動(dòng)方向；以及助力調(diào)節(jié)控制模塊，其用于設(shè)定駕駛轉(zhuǎn)矩與電機(jī)助力轉(zhuǎn)矩之間的比值、并根據(jù)該比值發(fā)送電機(jī)助力調(diào)節(jié)命令至所述電子控制單元。按照本發(fā)明提供的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一實(shí)施例，其中，所述助力調(diào)節(jié)控制模塊包括助力調(diào)節(jié)控制面板，其用于設(shè)定駕駛轉(zhuǎn)矩與電機(jī)助力轉(zhuǎn)矩的比值；以及助力調(diào)節(jié)單元，其用于根據(jù)所述比值發(fā)送電機(jī)助力調(diào)節(jié)命令至所述電子控制單
J Li ο在以上所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述助力調(diào)節(jié)控制面板包括調(diào)節(jié)按鈕和顯示屏，所述助力調(diào)節(jié)控制面板被安裝于車輛駕駛艙內(nèi)方便于駕駛員操作的位置。在以上所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述助力調(diào)節(jié)控制面板還用于記錄記錄相應(yīng)駕駛員和/或相應(yīng)路況下設(shè)定的所述比值。具體地，所述轉(zhuǎn)向扭矩信號包含力矩和角度信號。在以上所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以為管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、齒條式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、單小齒輪式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或者雙小齒輪式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。在以上所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括助力傳遞裝置。
在以上所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，較佳地，所述助力傳遞裝置包括減速單元和 傳動(dòng)單元。按照本發(fā)明的又一方面，提供一種線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，所述線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括方向盤模塊、車輪轉(zhuǎn)向模塊、電子控制單元，其中，所述線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括助力調(diào)節(jié)控制模塊，其用于設(shè)定駕駛轉(zhuǎn)矩與電機(jī)助力轉(zhuǎn)矩之間的比值、并根據(jù)該比值發(fā)送電機(jī)助力調(diào)節(jié)命令至所述電子控制單元。按照本發(fā)明提供的線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一實(shí)施例，其中，所述助力調(diào)節(jié)控制模塊包括助力調(diào)節(jié)控制面板，其用于輸入外部控制命令；以及助力調(diào)節(jié)單元，其用于處理所述外部控制命令以發(fā)送助力調(diào)節(jié)命令至所述電子控制單兀。在以上所述的線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述助力調(diào)節(jié)控制面板包括調(diào)節(jié)按鈕和顯示屏，所述助力調(diào)節(jié)控制面板被安裝于車輛駕駛艙內(nèi)方便于駕駛員操作的位置。在以上所述的線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述助力調(diào)節(jié)控制面板還用于記錄記錄相應(yīng)駕駛員和/或相應(yīng)路況下設(shè)定的所述比值。在以上所述的線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述車輪轉(zhuǎn)向模塊包括傳感器，其用于接收和發(fā)送轉(zhuǎn)向扭矩信號；助力電機(jī)，其用于接收助力控制信號并提供助力；以及助力傳遞裝置。按照本發(fā)明的又一方法，提供一種車輛，其包括以上所述及的任意一種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)效果是，通過引入助力調(diào)節(jié)控制模塊，在轉(zhuǎn)向扭矩Tif發(fā)生變化時(shí)，根據(jù)助力調(diào)節(jié)控制模塊設(shè)定的電機(jī)助力扭矩T 與方向盤扭矩T胃之間的比值k，控制電機(jī)助力扭矩T %|4按比例地變化，從而，方向盤扭矩Til也是按比例的變化，這樣，由路面狀況變化等因素導(dǎo)致轉(zhuǎn)向扭矩Tif的變化反映至方向盤上，駕駛員感覺好，并且，根據(jù)不同駕駛?cè)藛T和/或路況，可以調(diào)節(jié)設(shè)定k，適用不同路況和/或不同駕駛?cè)藛T的駕駛感覺要求。因此，裝有該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛駕駛感覺好，安全性和駕駛舒適性等都得到大大提高。


從結(jié)合附圖的以下詳細(xì)說明中，將會(huì)使本發(fā)明的上述和其它目的及優(yōu)點(diǎn)更加完全清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的標(biāo)號表示。
圖I是按照本發(fā)明實(shí)施例提供的單小齒輪式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I所示單小齒輪式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理示意圖；圖3是按照本發(fā)明實(shí)施例提供的線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖I或圖3所示轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力調(diào)節(jié)控制面板的結(jié)構(gòu)實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施例方式下面介紹的是本發(fā)明的多個(gè)可能實(shí)施例中的一些，旨在提供對本發(fā)明的基本了解，并不旨在確認(rèn)本發(fā)明的關(guān)鍵或決定性的要素或限定所要保護(hù)的范圍。容易理解，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在不變更本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神下，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以提出可相互替換的其它實(shí)現(xiàn)方式。因此，以下具體實(shí)施方式
以及附圖僅是對本發(fā)明的技術(shù)方案的示例性說明，而不應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的全部或者視為對本發(fā)明技術(shù)方案的限定或限制。 圖I所示為按照本發(fā)明實(shí)施例提供的單小齒輪式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)示意圖。在本發(fā)明提供的新型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，通過進(jìn)一步在現(xiàn)有的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中安裝助力調(diào)節(jié)控制模塊，該助力調(diào)節(jié)控制模塊可以接收外部控制命令并進(jìn)而發(fā)送助力調(diào)節(jié)命令至電子控制單元中。結(jié)合圖I所示實(shí)施例對該發(fā)明的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行描述。參閱圖I，在該實(shí)施例中，該單小齒輪式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比于現(xiàn)有的單小齒輪式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，同樣地包括轉(zhuǎn)向管柱31、傳感器32、電子控制單元33、作為助力源的助力電機(jī)34、減速單元35、傳動(dòng)單元36和機(jī)械轉(zhuǎn)向器37。其中，傳感器32用于接收和發(fā)送轉(zhuǎn)向信號，電子控制單元33用于分析、處理和發(fā)送助力控制信號，助力電機(jī)34用于接收助力控制信號并提供助力，轉(zhuǎn)向管柱31用于傳遞方向盤扭矩，機(jī)械轉(zhuǎn)向器37用于對車輪提供轉(zhuǎn)向扭矩并從而實(shí)現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)動(dòng)方向；傳感器32可以發(fā)送轉(zhuǎn)向扭矩信號，在其它實(shí)例中，也可以發(fā)送包含力矩和角度的轉(zhuǎn)向扭矩信號。在該實(shí)例中，傳感器32安裝在機(jī)械轉(zhuǎn)向器37內(nèi)部，電子控制單元33(在該圖示實(shí)例中為非集成式)、助力電機(jī)34與殼體內(nèi)部的減速單元35連接。由傳感器32提供轉(zhuǎn)向信號給電子控制單元33控制助力電機(jī)34，再經(jīng)由減速單元35(在該圖示實(shí)例中為蝸輪蝸桿式減速單元)進(jìn)行降低轉(zhuǎn)速并增大扭矩，然后減速單元35將增大后的電機(jī)扭矩通過傳動(dòng)單元36傳遞給機(jī)械轉(zhuǎn)向器37內(nèi)部的傳動(dòng)單元，再傳遞給機(jī)械轉(zhuǎn)向器37內(nèi)部的齒條，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)向拉桿傳遞至轉(zhuǎn)向車輪完成轉(zhuǎn)向動(dòng)作。參閱圖1，在實(shí)施例中，該單小齒輪式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括助力調(diào)節(jié)單元38、助力調(diào)節(jié)控制面板39。在該實(shí)例中，助力調(diào)節(jié)控制模塊主要地包括助力調(diào)節(jié)單元38和助力調(diào)節(jié)控制面板39。較佳地，助力調(diào)節(jié)控制面板39包括調(diào)節(jié)按鈕和顯示屏，并安裝于車輛駕駛艙內(nèi)方便于駕駛員操作的位置。助力調(diào)節(jié)控制面板39的具體結(jié)構(gòu)形式以及安裝方式不受本發(fā)明實(shí)施例限制。助力調(diào)節(jié)控制面板39進(jìn)一步可以將駕駛員輸入的控制命令輸入至助力調(diào)節(jié)單元38，助力調(diào)節(jié)單元38將該控制命令信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而以電子控制單元33可讀形式的助力調(diào)節(jié)命令信號輸入至電子控制單元33。如背景技術(shù)中所描述，車輛的轉(zhuǎn)向扭矩Tif基本地與方向盤扭矩Til和電機(jī)助力扭矩T 之和。助力電機(jī)所輸出的電機(jī)助力扭矩T 是可以根據(jù)路面情況而被調(diào)節(jié)變化；當(dāng)Tit變小或變大時(shí)，T胃的變化基本通過的T 變化來實(shí)現(xiàn)，這樣，駕駛員所輸入的方向盤扭矩T1!是基本不變化的，因此，駕駛員難以感受到諸如冰面無摩擦、泥濘道路摩擦力過大的情況，駕駛感覺差并存在危險(xiǎn)。本發(fā)明中，通過在某一時(shí)間段(或在某一路況下)內(nèi)恒定電機(jī)助力扭矩T電助與方向盤扭矩Til之間的比值(例如，T4aZtil= k)，因此，即使在Tif發(fā)生變化時(shí)，T是按照該比值k變化的，因此，Tif的變化會(huì)至少部分地反映在所需的方向盤扭矩Til上，這樣駕駛員可以感覺到的T胃變化，提高駕駛感覺。在一實(shí)例中，當(dāng)路面某一小段的路況發(fā)生變化時(shí)，即車輛通過該路段時(shí)，在基本相同車速下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向時(shí)，其相應(yīng)所需轉(zhuǎn)向扭矩Tif的發(fā)生變化；由于助力調(diào)節(jié)控制面板39可以設(shè)定駕駛轉(zhuǎn)矩T胃與電機(jī)助力轉(zhuǎn)矩T 之間的比值，如果車輛在通過該路段時(shí)，助力調(diào)節(jié)控制面板39設(shè)定電機(jī)助力扭矩T 與方向盤扭矩Til的比值為Ii1，在所需轉(zhuǎn)向扭矩Tif發(fā)生變化的情況下，即ATif，那么，助力調(diào)節(jié)單元38可以將該比值命令I(lǐng)c1發(fā)送至電子控制單元33，電子控制單元33根據(jù)該比值Ic1來發(fā)送電機(jī)助力控制信號至助力電機(jī)34，從而調(diào)整電機(jī)助力扭矩T電助的變化值，SP AT電助。在這種控制方式下，ΛΤ電助=(!^/(!^+!^父八丁^^并且， 此時(shí)所需的方向盤扭矩的變化值Λ Til= (AT轉(zhuǎn)-AT電助)=(1/(1^+1)) X Λ T轉(zhuǎn)，因此，T轉(zhuǎn)的變化會(huì)按比例地反映在所需的方向盤扭矩Til上，駕駛員能感覺到瞬間路面狀況的變化，駕駛感覺變化好。在又一實(shí)例中，當(dāng)路面路況持續(xù)發(fā)生變化時(shí)，即由一種路況進(jìn)入另一種路況，轉(zhuǎn)向扭矩T轉(zhuǎn)也會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化，如果助力調(diào)節(jié)控制面板39仍舊將電機(jī)助力扭矩T 4助與方向盤扭矩Til的比值設(shè)定在之前路況的比值(例如Iq = T4aZtil),那么會(huì)使駕駛員感覺在該路況情況下駕駛感覺變差Gc1是之前路況中使駕駛員感覺舒適的比值)，此時(shí)可以通過重新設(shè)定駕駛轉(zhuǎn)矩Til與電機(jī)助力轉(zhuǎn)矩T4a之間的比值，來滿足駕駛感覺需求。例如，當(dāng)由正常路面進(jìn)入結(jié)冰路面時(shí)，轉(zhuǎn)向扭矩Tif會(huì)大大減小，此時(shí)，通過助力調(diào)節(jié)控制面板39減小Ic1 Gc1=T4aZtil)，從而，助力調(diào)節(jié)單元38將該調(diào)節(jié)ki的外部輸入命令信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，輸入至電子控制單元33，電子控制單元33根據(jù)該命令相應(yīng)地減小電機(jī)助力轉(zhuǎn)矩T4a所占的比例，因此，所需要的方向盤扭矩Til相應(yīng)增加，駕駛員在結(jié)冰路面上易于感覺路況的變化，駕駛感覺好，易于控制轉(zhuǎn)向?；蛘哂掷?，當(dāng)由城市路面進(jìn)入鄉(xiāng)村路面時(shí)，相反地，轉(zhuǎn)向扭矩Tif會(huì)大大增加，通過助力調(diào)節(jié)控制面板39增大Ic1、進(jìn)而通過助力調(diào)節(jié)單元38根據(jù)該比值發(fā)送至電機(jī)助力調(diào)節(jié)命令至電子控制單元33，來控制助力電機(jī)的助力轉(zhuǎn)矩T4a的變化。需要說明的是，電機(jī)助力扭矩T4a與方向盤扭矩Til之間的比值k的大小設(shè)定不是限制性的，其可以根據(jù)路面狀況具體變化情況而設(shè)定，也可以根據(jù)駕駛員的具體感覺來隨時(shí)調(diào)整。在還一實(shí)例中，由于每個(gè)駕駛?cè)藛T對方向盤扭矩適用情況是不同的(例如，由于臂力大小差異所導(dǎo)致)，因此，當(dāng)駕駛員更換時(shí)，新駕駛員可以通過助力調(diào)節(jié)控制面板39來設(shè)定自己合適的電機(jī)助力扭矩T4a與方向盤扭矩Til之間的比值k，進(jìn)而根據(jù)該比值k來調(diào)節(jié)電機(jī)助力扭矩T4a，因此，該單小齒輪式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能適用不同駕駛員的駕駛感覺要求。需要說明的是，在優(yōu)選實(shí)例中，助力調(diào)節(jié)控制面板39可以記錄駕駛員設(shè)置的電機(jī)助力扭矩T4a與方向盤扭矩Til之間的比值k。例如，對于駕駛員A，在城市正常路況時(shí)，記錄比值k2，代表A的城市路況模式；在鄉(xiāng)村路況時(shí)，記錄比值k3，代表A的鄉(xiāng)村路況模式；對于駕駛員B，在城市正常路況時(shí)，記錄比值k4，代表B的城市路況模式；在鄉(xiāng)村路況時(shí)，記錄比值k5，代表B的鄉(xiāng)村路況模式。因此，對于某一駕駛員在某一路況時(shí)，可以直接設(shè)定其駕駛感覺良好的比值。駕駛轉(zhuǎn)矩與電機(jī)助力轉(zhuǎn)矩之間的比值設(shè)定過程大大簡化，且操作方便。圖2所示為圖I所示單小齒輪式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理示意圖。結(jié)合圖I和圖2，對該單小齒輪式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行說明。其中，電子控制單元33的電壓能夠由電源71 (例如車載電源)提供，電子控制單元33可以接收發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火信號73、車速信號72、傳感器32所傳輸?shù)霓D(zhuǎn)向扭矩信號，電子控制單元33接收的信號并不受該實(shí)施例限制。電子控制單元33可以根據(jù)指令控制助力電機(jī)34輸出相應(yīng)的扭矩，減速單元35被助力電機(jī)驅(qū)動(dòng)，減速單元35使其降低轉(zhuǎn)速并增大扭矩后將能量傳給傳動(dòng)單元36，傳動(dòng)單元36帶動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)向器37的內(nèi)部齒條,于是齒條拉動(dòng)橫拉桿控制車輪轉(zhuǎn)向。當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤后，馬上就可以感覺到方向盤扭矩是否符合自己的駕駛感覺要求，若不符合，則可以通過助力調(diào)節(jié)控制面板39來輸入調(diào)節(jié)電機(jī)助力的控制命令，即調(diào)節(jié)電機(jī)助力扭矩T與方向盤扭矩Til之間的比值，關(guān)于該比值的該控制命令輸入至助力調(diào)節(jié)單元38以實(shí)現(xiàn)信號處理，進(jìn) 而輸出至電子控制單元33中(若助力調(diào)節(jié)單元38與電子控制單元33集成在一起，則直接進(jìn)入電子控制單元33)進(jìn)行處理，隨后，助力電機(jī)34根據(jù)電子控制單元33的輸出信號將增加或降低轉(zhuǎn)速來保證駕駛員的舒適性和安全性。在駕駛員確定適合自己的電機(jī)助力后，可以使用助力調(diào)節(jié)控制面板39記錄當(dāng)前的相關(guān)數(shù)據(jù)(也即比值)，這樣下次在遇到類似狀況時(shí)，無需重新調(diào)試即可設(shè)定可以滿足自己的駕駛感覺需求適合自己的電機(jī)助力扭矩，操作方便。盡管以上實(shí)施例僅說明了單小齒輪式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其工作原理，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)以上教導(dǎo)和啟示，同樣地可以將圖I中所示的助力調(diào)節(jié)單元38、助力調(diào)節(jié)控制面板39以類推的方式應(yīng)用于其它類型的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，例如，管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、齒條式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、雙小齒輪式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。本發(fā)明的管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、齒條式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或雙小齒輪式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)及其原理相對于現(xiàn)有技術(shù)基本未作改進(jìn)，主要改進(jìn)在于增加助力調(diào)節(jié)控制模塊，其助力調(diào)節(jié)控制模塊的結(jié)構(gòu)及其功能與圖I所示的基本相似，在此不再一一贅述。圖3所示為按照本發(fā)明實(shí)施例提供的線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)示意圖。在該實(shí)施例中，主要包括方向盤模塊51、前輪轉(zhuǎn)向模塊52、電子控制單兀53和自動(dòng)防故障系統(tǒng)(圖中未示出)，前輪轉(zhuǎn)向模塊52具體地也可以包括如圖I中所示的助力電機(jī)34、減速單元35、傳動(dòng)單元36等，前輪轉(zhuǎn)向模塊52作用于機(jī)械轉(zhuǎn)向器，從而驅(qū)動(dòng)前輪完成轉(zhuǎn)向操作。進(jìn)一步地，與圖I所示單小齒輪式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相似，該線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還增加了助力調(diào)節(jié)控制面板59、助力調(diào)節(jié)單元58，助力調(diào)節(jié)控制面板59、助力調(diào)節(jié)單元58組成助力調(diào)節(jié)控制模塊。與圖I所示實(shí)施例的單小齒輪式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理基本類似，助力調(diào)節(jié)控制模塊可以于設(shè)定駕駛轉(zhuǎn)矩Til與電機(jī)助力轉(zhuǎn)矩T4a之間的比值k、并根據(jù)該比值發(fā)送電機(jī)助力調(diào)節(jié)命令至電子控制單元53。較佳地，助力調(diào)節(jié)控制面板59包括調(diào)節(jié)按鈕和顯示屏，并安裝于駕駛艙內(nèi)方便于駕駛員操作的位置。通過調(diào)節(jié)按鈕，駕駛員可以方便地輸入調(diào)節(jié)電機(jī)助力的控制命令，即通過設(shè)定助力調(diào)節(jié)控制模塊可以于設(shè)定駕駛轉(zhuǎn)矩Til與電機(jī)助力轉(zhuǎn)矩T 之間的比值k來調(diào)節(jié)電機(jī)助力。助力調(diào)節(jié)控制面板59的具體結(jié)構(gòu)形式以及安裝方式不受本發(fā)明實(shí)施例限制。助力調(diào)節(jié)控制面板59進(jìn)一步可以將駕駛員輸入的控制命令輸入至助力調(diào)節(jié)單元58，助力調(diào)節(jié)單元58將該控制命令信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而以電子控制單元53可讀形式的助力調(diào)節(jié)命令信號輸入至電子控制單元53。電子控制單元53在接收該助力調(diào)節(jié)命令信號以后，電子控制單元53綜合處理該助力調(diào)節(jié)命令信號進(jìn)而控制助力電機(jī),從而使電機(jī)助力所輸出的電機(jī)助力轉(zhuǎn)矩T 根據(jù)所需轉(zhuǎn)向扭矩Tif的變化來按比例地變化。助力調(diào)節(jié)控制模塊中的助力調(diào)節(jié)控制面板59和助力調(diào)節(jié)單元58的控制原理及功能，可以參見圖I和圖2所示實(shí)施例的助力調(diào)節(jié)控制面板39和助力調(diào)節(jié)單元38，在此不再一一描述。因此，通過增加助力調(diào)節(jié)控制模塊，線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)同樣具有圖I所示實(shí)施例的單小齒輪式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。圖4所示為圖I或圖3所示轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力調(diào)節(jié)控制面板的結(jié)構(gòu)實(shí)施例示意圖。在該實(shí)施例中，助力調(diào)節(jié)控制面板(39或59)可以集成安裝于車輛的電子儀表盤上，其包括顯示屏91和調(diào)節(jié)按鈕92，顯示屏91可以用來顯示當(dāng)前設(shè)定駕駛轉(zhuǎn)矩1^與電機(jī)助力轉(zhuǎn)矩T%a之間的比值k(例如，k = T4a/T駕)，從而可以反映出所需駕駛轉(zhuǎn)矩Til的大小。例如，在路況不變的情況下(不考慮車速等對駕駛轉(zhuǎn)矩Til變化的影響)，k越大，所需的駕駛轉(zhuǎn)矩Til越??；在路況變化的情況下，所需的駕駛轉(zhuǎn)矩Til也按比值變化。駕駛員可以通過顯示屏91可以清晰地了解當(dāng)前設(shè)定的k值，并可以進(jìn)一步根據(jù)駕駛感覺來隨時(shí)調(diào)節(jié)k值。 本發(fā)明同時(shí)還提供一種車輛，這種車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)用如圖I或圖3所示的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該車輛的其它部件并不是本發(fā)明的改進(jìn)之處，在此，不作一一說明。以上例子主要說明了本發(fā)明的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及包括該兩者轉(zhuǎn)向系統(tǒng)之一的車輛。盡管只對其中一些本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，本發(fā)明可以在不偏離其主旨與范圍內(nèi)以許多其他的形式實(shí)施。因此，所展示的例子與實(shí)施方式被視為示意性的而非限制性的，在不脫離如所附各權(quán)利要求所定義的本發(fā)明精神及范圍的情況下，本發(fā)明可能涵蓋各種的修改與替換。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),其包括 傳感器，其用于接收和發(fā)送轉(zhuǎn)向扭矩信號； 電子控制單元，其用于分析、處理和發(fā)送電機(jī)助力控制信號； 助力電機(jī)，其用于接收助力控制信號并提供電機(jī)助力； 轉(zhuǎn)向管柱，其用于傳遞方向盤扭矩；以及 機(jī)械轉(zhuǎn)向器，其用于對車輪傳遞助力并從而控制車輛轉(zhuǎn)動(dòng)方向； 其特征在于，所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括助力調(diào)節(jié)控制模塊，其用于設(shè)定駕駛轉(zhuǎn)矩與電機(jī)助力轉(zhuǎn)矩之間的比值、并根據(jù)該比值發(fā)送電機(jī)助力調(diào)節(jié)命令至所述電子控制單元。
2.如權(quán)利要求I所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述助力調(diào)節(jié)控制模塊包括 助力調(diào)節(jié)控制面板，其用于設(shè)定駕駛轉(zhuǎn)矩與電機(jī)助力轉(zhuǎn)矩的比值；以及 助力調(diào)節(jié)單元，其用于根據(jù)所述比值發(fā)送電機(jī)助力調(diào)節(jié)命令至所述電子控制單元。
3.如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述助力調(diào)節(jié)控制面板包括調(diào)節(jié)按鈕和顯示屏，所述助力調(diào)節(jié)控制面板被安裝于車輛駕駛艙內(nèi)方便于駕駛員操作的位置。
4.如權(quán)利要求2或3所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述助力調(diào)節(jié)控制面板還用于記錄相應(yīng)駕駛員和/或相應(yīng)路況下設(shè)定的所述比值。
5.如權(quán)利要求I所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向扭矩信號包含力矩和角度信號。
6.如權(quán)利要求I所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、齒條式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、單小齒輪式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或者雙小齒輪式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
7.如權(quán)利要求I所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括助力傳遞裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述助力傳遞裝置包括減速單元和傳動(dòng)單元。
9.一種線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，所述線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括方向盤模塊、車輪轉(zhuǎn)向模塊、電子控制單元，其特征在于，所述線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括 助力調(diào)節(jié)控制模塊，其用于設(shè)定駕駛轉(zhuǎn)矩與電機(jī)助力轉(zhuǎn)矩之間的比值、并根據(jù)該比值發(fā)送電機(jī)助力調(diào)節(jié)命令至所述電子控制單元。
10.如權(quán)利要求9所述的線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述助力調(diào)節(jié)控制模塊包括 助力調(diào)節(jié)控制面板，其用于輸入外部控制命令；以及 助力調(diào)節(jié)單元，其用于處理所述外部控制命令以發(fā)送助力調(diào)節(jié)命令至所述電子控制單
11.如權(quán)利要求10所述的線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述助力調(diào)節(jié)控制面板包括調(diào)節(jié)按鈕和顯示屏，所述助力調(diào)節(jié)控制面板被安裝于車輛駕駛艙內(nèi)方便于駕駛員操作的位置。
12.如權(quán)利要求9所述的線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述助力調(diào)節(jié)控制面板還用于記錄記錄相應(yīng)駕駛員和/或相應(yīng)路況下設(shè)定的所述比值。
13.如權(quán)利要求9所述的線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述車輪轉(zhuǎn)向模塊包括傳感器，其用于接收和發(fā)送轉(zhuǎn)向扭矩信號；助力電機(jī)，其用于接收助力控制信號并提供助力；以及助力傳遞裝置。
14.一種車輛，其特征在于，包括如權(quán)利要求I至13中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及包括其的車輛，屬于車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。該發(fā)明的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)均包括助力調(diào)節(jié)控制模塊，所述助力調(diào)節(jié)控制模塊用于設(shè)定駕駛轉(zhuǎn)矩與電機(jī)助力轉(zhuǎn)矩之間的比值、并根據(jù)該比值發(fā)送電機(jī)助力調(diào)節(jié)命令至所述電子控制單元。并且該車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使用該發(fā)明的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該發(fā)明的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)駕駛感覺好，適用不同路況和/或不同駕駛?cè)藛T的駕駛感覺要求，駕駛安全性和駕駛舒適性等都得到大大提高。
文檔編號B62D5/04GK102774416SQ201110118700
公開日2012年11月14日 申請日期2011年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月9日
發(fā)明者于俊玲, 馮煜康, 周中堅(jiān), 張艷, 楊輝, 梁晉, 殷古鵬, 王明軍, 肖寒松, 邵磊, 鄭虎, 陶喆 申請人:上海汽車集團(tuán)股份有限公司