專利名稱：電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其電動和/或電動液壓式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
概括地說，本發(fā)明涉及車輛的電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動液壓式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；更具體地說， 本發(fā)明涉及車輛的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車上的重要總成之一，它的主要作用是改變或者保持汽車的行駛方 向。目前實際中所使用的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)多采用液壓助力轉(zhuǎn)向，但是，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在整車上 的應(yīng)用逐漸增多。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)助力模塊的安裝位置可以分為管柱端助力式(助力模塊 安裝于轉(zhuǎn)向管柱上)、小齒輪端助力式(助力模塊安裝于轉(zhuǎn)向小齒輪輸入軸上)、雙小齒輪 助力式(助力模塊安裝于轉(zhuǎn)向齒條上)、齒條助力式(助力模塊安裝于轉(zhuǎn)向齒條上)等類 型。這些電動助力轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)都包含方向盤轉(zhuǎn)角傳感器1、轉(zhuǎn)向管柱2、機(jī)械轉(zhuǎn)向器3、減 速機(jī)構(gòu)4、助力電機(jī)5、控制器6、小齒輪輸入軸7、方向盤扭矩傳感器8等。如圖1所示，管柱式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是將助力電機(jī)5和減速機(jī)構(gòu)4集成在了轉(zhuǎn) 向管柱2上，助力電機(jī)5通過減速機(jī)構(gòu)4進(jìn)行降轉(zhuǎn)速升扭矩，然后減速機(jī)構(gòu)4將增大后的電 機(jī)扭矩傳遞給轉(zhuǎn)向管柱2，繼而向下傳遞給了小齒輪輸入軸7和機(jī)械轉(zhuǎn)向器3中的齒條(未 圖示)，從而通過轉(zhuǎn)向拉桿帶動轉(zhuǎn)向車輪完成轉(zhuǎn)向動作。如圖2所示，小齒輪式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是將助力電機(jī)5和減速機(jī)構(gòu)4集成在了 機(jī)械轉(zhuǎn)向器3的小齒輪輸入軸7上，助力電機(jī)5通過減速機(jī)構(gòu)4進(jìn)行降轉(zhuǎn)速升扭矩，然后減 速機(jī)構(gòu)5將增大后的電機(jī)扭矩傳遞給小齒輪輸入軸7，繼而傳遞給了機(jī)械轉(zhuǎn)向器3中的齒 條，從而通過轉(zhuǎn)向拉桿帶動轉(zhuǎn)向車輪完成轉(zhuǎn)向動作。如圖3所示，雙小齒輪式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是將助力電機(jī)5和減速機(jī)構(gòu)4和一個 小齒輪集成在了機(jī)械轉(zhuǎn)向器3中的齒條上，助力電機(jī)5通過減速機(jī)構(gòu)4進(jìn)行降轉(zhuǎn)速升扭矩， 然后減速機(jī)構(gòu)4將增大后的電機(jī)扭矩傳遞給減速機(jī)構(gòu)4中的小齒輪，繼而傳遞給了機(jī)械轉(zhuǎn) 向器3中的齒條，從而通過轉(zhuǎn)向拉桿帶動轉(zhuǎn)向車輪完成轉(zhuǎn)向動作。如圖4所示，齒條式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是將助力電機(jī)5和減速機(jī)構(gòu)4直接集成在 了機(jī)械轉(zhuǎn)向器2的齒條上，助力電機(jī)5通過減速機(jī)構(gòu)4(圖中為皮帶傳動式減速機(jī)構(gòu))進(jìn)行 降轉(zhuǎn)速升扭矩，然后減速機(jī)構(gòu)4將增大后的電機(jī)扭矩傳遞給機(jī)械轉(zhuǎn)向器3中的齒條，從而通 過轉(zhuǎn)向拉桿帶動轉(zhuǎn)向車輪完成轉(zhuǎn)向動作?，F(xiàn)有的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理圖均可參看圖5。電源11為控制器6提供能 量，控制器接6收發(fā)動機(jī)點火信號9、車速信號10、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器1傳輸?shù)霓D(zhuǎn)角信號、方 向盤扭矩傳感器8傳輸?shù)呐ぞ匦盘柸缓筮M(jìn)行運算，選擇合適的助力曲線(如圖6所示)，然 后控制器6驅(qū)動助力電機(jī)5動作，助力電機(jī)5輸出合適的扭矩，減速機(jī)構(gòu)4將扭矩增大后傳 遞給機(jī)械轉(zhuǎn)向器3——轉(zhuǎn)向管柱式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中是通過轉(zhuǎn)向管柱2間接地將助力扭矩傳遞給 機(jī)械轉(zhuǎn)向器3的——從而驅(qū)動轉(zhuǎn)向車輪完成轉(zhuǎn)向操作，也減輕了駕駛員的負(fù)擔(dān)。需注意的 是，驅(qū)動轉(zhuǎn)向器3運轉(zhuǎn)的扭矩包含了駕駛員施加在轉(zhuǎn)向管柱2上的手力和助力電機(jī)5的助力扭矩。目前的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)雖然會根據(jù)車速的不同選擇控制器中的不同的助力曲 線從而改變助力的大小，但是助力曲線卻不會根據(jù)車輛的轉(zhuǎn)向阻力發(fā)生變化。換言之，雖然 引起轉(zhuǎn)向阻力變化的原因很多，如乘客數(shù)目變化、路況變化等，但是，在車速一定時，不管轉(zhuǎn) 向阻力發(fā)生什么變化，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用的助力曲線均不變化。在相同車速和相同的 方向盤轉(zhuǎn)角時，如果轉(zhuǎn)向阻力發(fā)生變化，則由于此時電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供的助力不變，最 終導(dǎo)致駕駛感覺不同。例如在冰雪路面上或者車輛上只有駕駛員一人時，轉(zhuǎn)向阻力明顯減 小，在各個方向盤轉(zhuǎn)角時，方向盤明顯比在正常柏油路面或者車輛滿載時偏輕，行車安全性 受到影響。另外，目前駕駛員在車內(nèi)轉(zhuǎn)動方向盤時并不能直接觀察到轉(zhuǎn)向車輪的具體轉(zhuǎn)角， 從而不知道轉(zhuǎn)向車輪的準(zhǔn)確方位，很大程度上只能依靠方向盤的位置和車輛下一步的走向 或者經(jīng)驗感覺粗略地判斷車輪的方位，這種估計往往存在較大的誤差。尤其是倒車時，方向 盤操縱特別頻繁，一會左打方向，一會右打方向，如果真要在車內(nèi)較準(zhǔn)確地判斷此時轉(zhuǎn)向車 輪的轉(zhuǎn)角和方位，那就要始終記住自己對方向盤的操作，這顯然是比較麻煩而且容易出錯 的。但往往又存在停車車位給駕駛員的停車空間很有限的問題，當(dāng)車輛在運動中時，如果轉(zhuǎn) 向車輪的方位和轉(zhuǎn)角判斷出錯，導(dǎo)致方向盤角度打過了或者打的角度不足，這時輕則花費 很長時間才將車輛準(zhǔn)確倒庫，重則碰撞了兩旁的車輛或障礙物。目前所有的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)均存 在這一問題。再者，當(dāng)駕駛員長時間開車時，容易產(chǎn)生駕駛疲勞以至于出現(xiàn)駕駛員打瞌睡的情 況。這種情況十分危險，及易發(fā)生交通事故。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其包括轉(zhuǎn)向器、控制器和 阻力傳感器，其特征在于，所述阻力傳感器測量車輛轉(zhuǎn)向作用于轉(zhuǎn)向器中的轉(zhuǎn)向部件的阻 力，所述控制器根據(jù)車輛速度以及轉(zhuǎn)向部件的阻力實時地選擇助力曲線，轉(zhuǎn)向器根據(jù)所選 擇的助力曲線提供助力。通過這種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使得在同一種車速下、轉(zhuǎn)向阻力改變 時，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力曲線也相應(yīng)變化。例如，在同一車速下同時例如車輛行駛于 冰雪路面上或者車上只乘坐駕駛員一人時，如果轉(zhuǎn)向助力變小，則電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助 力曲線能夠接近于b曲線(參看圖9)；而當(dāng)例如車輛行駛于正常的柏油路面或者車輛滿載 時車輛的轉(zhuǎn)向阻力恢復(fù)正常或者變大時，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力曲線能夠接近于a曲線 (參看圖9)，從而在各種情況下將轉(zhuǎn)向阻力的變化對駕駛員手感的影響降至最小，保證了 最佳的方向盤力矩和手感并且保證了行車安全性。可選地，如前所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)向部件是轉(zhuǎn)向器中的轉(zhuǎn)向齒 條。由于駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱力矩最終轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)向齒條的直線推力，轉(zhuǎn)向助力也是直接或者 間接地轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)向齒條的直線推力，從而推動轉(zhuǎn)向車輪轉(zhuǎn)動，而轉(zhuǎn)向阻力也是比較直接、比 較真實地傳遞到了轉(zhuǎn)向齒條上，所以將轉(zhuǎn)向部件設(shè)置為轉(zhuǎn)向齒條有助于真實地測量實際的 轉(zhuǎn)向阻力?？蛇x地，如前所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)向部件是轉(zhuǎn)向器中的轉(zhuǎn)向拉 桿。轉(zhuǎn)向拉桿作為轉(zhuǎn)向部件的優(yōu)點在于傳遞的轉(zhuǎn)向阻力比較直接，布置轉(zhuǎn)向阻力傳感器也
4比較容易?？蛇x地，如前所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述助力曲線是帶狀區(qū)間。帶狀區(qū) 間的助力曲線為同一車速下但轉(zhuǎn)向阻力不同的情況提供了更為精準(zhǔn)的不同的助力曲線，從 而在各種情況下將轉(zhuǎn)向阻力的變化對駕駛員手感的影響降至最小，保證了最佳的方向盤力 矩和手感并且保證了行車安全性?？蛇x地，如前所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)向器是管柱端助力式轉(zhuǎn)向 器、小齒輪端助力式轉(zhuǎn)向器、雙小齒輪助力式轉(zhuǎn)向器或齒條助力式轉(zhuǎn)向器?？蛇x地，如前所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括顯示屏以及方向盤轉(zhuǎn)角傳 感器，顯示屏能夠顯示由方向盤轉(zhuǎn)角傳感器的方向盤轉(zhuǎn)角信號轉(zhuǎn)換所得的車輪轉(zhuǎn)角信息。 通過這種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使得在倒車時能夠直觀地實時地看到轉(zhuǎn)向車輪的角度和方位 (參看圖10)，從而避免了盲目地左右來回打方向進(jìn)行倒車以及對旁邊的物體產(chǎn)生可能的 碰撞，使得倒車操作準(zhǔn)確無誤，節(jié)約了倒車時間和倒車時燃油的消耗；對于新手司機(jī)來說更 是對倒車操作提供了便捷而及時的信息。可選地，如前所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，顯示屏單獨布置在儀表板上。車輪 轉(zhuǎn)角顯示屏單獨布置的優(yōu)點在于它并不影響DVD顯示屏的諸多功能。可選地，如前所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，顯示屏與DVD顯示屏集成為一體。 車輪轉(zhuǎn)角顯示屏與DVD顯示屏集成為一體的優(yōu)點在于成本低，一屏多用，節(jié)省布置空間，不 再需要單獨為車輪轉(zhuǎn)角顯示屏預(yù)留空間等。可選地，如前所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括喚醒裝置。通過這種電動助 力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以使得汽車具有駕駛員疲勞駕駛時的警示提醒功能，該喚醒裝置與電動助力 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制器相連，當(dāng)方向盤長期不動時，例如方向盤轉(zhuǎn)角較長時間不發(fā)生顯著變化， 則電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器就會認(rèn)為駕駛員這時出現(xiàn)疲勞駕駛的情況從而向喚醒裝置發(fā) 出信號，喚醒裝置立刻發(fā)出特殊的喚醒信號，喚醒駕駛員以使其注意集中精力駕駛車輛或 者勸駕駛員停車休息，能夠有效避免疲勞駕駛時可能產(chǎn)生的交通事故隱患。可選地，如前所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，喚醒裝置是語音提醒裝置，其根據(jù)方向盤 的停動時間和/或轉(zhuǎn)角變化大小發(fā)出警示音。采用此種方法來喚醒處于疲勞駕駛中的駕駛 員的優(yōu)點在于提醒信號更為醒目，提醒效果更為明顯?？蛇x地，如前所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述警示音逐漸增大。讓聲音逐漸 增大的優(yōu)點在于使駕駛員不會因為突來的較大的聲音喚醒信號而出現(xiàn)驚慌失措的危險情 況?？蛇x地，如前所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述警示音為“請注意集中精力”或 者“請您停車休息片刻”。采用此類聲音的優(yōu)點在于能夠更為形象地、醒目地提醒駕駛員不 要疲勞駕駛，當(dāng)然也可以操用其他聲音內(nèi)容?？蛇x地，如前所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，當(dāng)方向盤的停動時間大于60秒時 語音提醒裝置發(fā)出警示音。規(guī)定方向盤停動時間為大于60秒只是舉例說明，當(dāng)然也可以選 擇方向盤的停動時間為其他數(shù)值，之所以采用方向盤的停動時間作為判斷駕駛員是否疲勞 的條件，是因為如果沒有疲勞駕駛，那么方向盤是不可能長時間(例如60秒)不動的，利用 方向盤的停動時間作為判斷是否疲勞駕駛比使用其他方法來說更為直接和有效?？蛇x地，如前所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括用于控制語音提醒裝置的控制開關(guān)。采用此控制開關(guān)的優(yōu)點在于如果駕駛員認(rèn)為自己精力很充沛(例如已經(jīng)進(jìn)行了 長時間的休息)的話，他可以自由選擇將語音提醒裝置關(guān)閉，從而自己可以安心駕駛車輛。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其具有任一如前所述所述的 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種電動液壓式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其具有任一如前所述 的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。


結(jié)合附圖，根據(jù)后面具體實施方式
的詳細(xì)描述，本發(fā)明的前述和其它目的、特征和 優(yōu)點將變得非常顯然。圖中圖1是管柱式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖；圖2是小齒輪式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖；圖3是雙小齒輪式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖；圖4是齒條式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖；圖5是現(xiàn)有技術(shù)電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理圖；圖6是現(xiàn)有技術(shù)電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力曲線圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于小齒輪式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力曲線圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)向車輪角度的顯示樣式。應(yīng)當(dāng)了解，如上所述的附圖僅具說明性的目的而并非意在限定本發(fā)明的范圍；這 些附圖也并不一定是按實際比例繪制的，某些特征可能會已放大比例以示出特定的細(xì)節(jié)。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的示例性具體實施方式
進(jìn)行更詳細(xì)的說明。在本發(fā)明的一個實施方式中，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向器3、控制器6和阻力傳 感器13，其中所述阻力傳感器13測量車輛轉(zhuǎn)向作用于轉(zhuǎn)向器中的轉(zhuǎn)向部件的阻力，所述控 制器根據(jù)車輛速度以及轉(zhuǎn)向部件的阻力實時地選擇助力曲線，轉(zhuǎn)向器根據(jù)所選擇的助力曲 線提供助力。更具體地說，本發(fā)明所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，可以包括下列組件方向盤轉(zhuǎn)角傳 感器1、轉(zhuǎn)向管柱2、機(jī)械轉(zhuǎn)向器3、減速機(jī)構(gòu)4、助力電機(jī)5、控制器6、小齒輪輸入軸7、方向 盤扭矩傳感器8、轉(zhuǎn)向阻力(齒條阻力)傳感器13，也可以進(jìn)一步包括轉(zhuǎn)向車輪轉(zhuǎn)角顯示屏 12和喚醒裝置例如語音提醒裝置14等。不難了解，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在零件構(gòu)成上 增加了轉(zhuǎn)向阻力(齒條阻力)傳感器13以及轉(zhuǎn)向車輪轉(zhuǎn)角顯示屏12、喚醒裝置例如語音提 醒裝置14等。當(dāng)前的電動助力轉(zhuǎn)向器為四種類型管柱式電動助力、小齒輪式電動助力、雙 小齒輪式、齒條式。由于這四種電動轉(zhuǎn)向器的工作原理和組成基本相同，所以這里僅以小齒 輪式電動助力轉(zhuǎn)向器為例，說明本發(fā)明的工作原理。本發(fā)明當(dāng)然可以應(yīng)用在管柱式、雙小齒 輪式、齒條式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中。圖7中示出了本發(fā)明應(yīng)用于小齒輪式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖。在轉(zhuǎn)向管柱2上裝有方向盤轉(zhuǎn)角傳感器1，結(jié)構(gòu)形式和工作原理不作限制，用以測量方向盤轉(zhuǎn)角；轉(zhuǎn)向 管柱2的下端和機(jī)械轉(zhuǎn)向器3上的小齒輪輸入軸7相連；方向盤扭矩傳感器8安裝在小齒 輪輸入軸7上，結(jié)構(gòu)形式和工作原理不作限制，用以測量方向盤扭矩；減速機(jī)構(gòu)4 (結(jié)構(gòu)形式 不作限制，如蝸輪蝸桿等)和助力電機(jī)5集成(安裝)在小齒輪輸入軸7上，助力電機(jī)5將 扭矩輸出給減速機(jī)構(gòu)4，繼而傳遞給小齒輪輸入軸7 ；控制器6安裝在汽車前艙內(nèi)，也可以集 成在機(jī)械轉(zhuǎn)向器3上或者其他位置，控制器6與其他零件(如電源、電機(jī)、傳感器等)的線 束并未畫出；轉(zhuǎn)向阻力(齒條阻力)傳感器13可安裝在轉(zhuǎn)向器的內(nèi)部的齒條上或者轉(zhuǎn)向拉 桿上，或者其它地方，該傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)形式不作限制，它用來測量轉(zhuǎn)向阻力(齒 條阻力)的值。轉(zhuǎn)向車輪轉(zhuǎn)角顯示屏12安裝在駕駛艙內(nèi)的儀表板上，用來顯示轉(zhuǎn)向車輪的 轉(zhuǎn)角和方位，其轉(zhuǎn)角顯示樣式可以設(shè)計為如圖10的樣式。語音提醒裝置14，安裝位置和工 作原理不做限制，可以安裝在儀表板或者靠近駕駛員耳朵附近的地方，或者其它地方，用于 在駕駛員疲勞駕駛時可能因打盹而停止操作方向時立刻發(fā)出特殊的聲音提醒信號，提醒駕 駛員注意集中精力駕駛車輛或者勸駕駛員停車休息，語音提醒裝置14和控制器6用信號線 (圖中未畫出)相連，并接收來自控制器6的指令信號。本發(fā)明工作原理圖均可參看圖8。其中，電源11 (車載電源)為控制器6提供能 量，控制器接6收發(fā)動機(jī)點火信號9、車速信號10、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器1傳輸?shù)霓D(zhuǎn)角信號、方 向盤扭矩傳感器8傳輸?shù)呐ぞ匦盘?、轉(zhuǎn)向阻力(齒條阻力)傳感器13傳輸?shù)恼鎸嵉霓D(zhuǎn)向阻 力信號、然后進(jìn)行運算，從存儲的多條助力曲線中選擇合適的助力曲線(如圖9所示)，然 而該助力曲線圖相對于圖6所示的助力曲線圖發(fā)生了很大的變化，原來的助力曲線圖(圖 6)在每個車速下只對應(yīng)一條助力曲線，也就是說，車速一定，助力曲線也就一定，而圖9所 示的助力曲線圖中的每個車速下不再是一條曲線而是一個帶狀區(qū)間(如零車速時的助力 曲線為從曲線a到曲線b的一個區(qū)間)，那么控制器6根據(jù)車速信號10也只能選擇助力曲 線帶(例如曲線a到曲線b的一個區(qū)間)，再根據(jù)轉(zhuǎn)向阻力(齒條阻力)傳感器13向控制 器6傳輸?shù)霓D(zhuǎn)向阻力信號，才能選定助力曲線(例如可以選定助力曲線靠近a或者b)，這 就是本發(fā)明引入轉(zhuǎn)向阻力(齒條阻力)傳感器13的重要作用，控制器6這才能夠?qū)χ﹄?機(jī)5發(fā)出指令，助力電機(jī)5輸出合適的扭矩，該扭矩經(jīng)減速機(jī)構(gòu)4增大后傳遞給機(jī)械轉(zhuǎn)向器 3 (轉(zhuǎn)向管柱式的則是通過轉(zhuǎn)向管柱2間接地將助力扭矩傳遞給機(jī)械轉(zhuǎn)向器3的)，從而驅(qū) 動轉(zhuǎn)向車輪完成極佳的轉(zhuǎn)向動作。注驅(qū)動轉(zhuǎn)向器3運轉(zhuǎn)的扭矩包含了駕駛員施加在轉(zhuǎn)向 管柱2上的手力和助力電機(jī)5的助力扭矩。這就解決了原電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)當(dāng)車輛上的乘 客數(shù)量或者路況等發(fā)生變化時，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)向阻力(齒條阻力)變化，從而導(dǎo)致方向盤手力 (手感)發(fā)生變化，最終影響行車安全性這一問題。本發(fā)明所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其控 制器不但根據(jù)車速信號，而且根據(jù)轉(zhuǎn)向阻力(齒條阻力)信號共同來選擇最優(yōu)的助力曲線， 從而達(dá)到了向盤手力(手感)不會因轉(zhuǎn)向阻力的變化而變化，從而提高了行車安全性。這 是本發(fā)明的第一個優(yōu)點。與此同時，控制器6接收方向盤轉(zhuǎn)角傳感器1傳輸?shù)霓D(zhuǎn)角信號，將之轉(zhuǎn)換為真實的 轉(zhuǎn)向車輪的轉(zhuǎn)角信號，而布置在儀表盤上的轉(zhuǎn)向車輪轉(zhuǎn)角顯示屏接收到該信號后，將之很 形象地顯示出來(顯示樣式如圖10)，使駕駛員對轉(zhuǎn)向車輪的偏轉(zhuǎn)角度有了直觀的判斷，從 而在倒車時不會盲目地打方向，極大地方便了駕駛員的倒車操作，使得倒車操作準(zhǔn)確無誤， 避免了倒車時對旁邊的物體產(chǎn)生可能的碰撞、節(jié)約了倒車時間和倒車時燃油的消耗，為駕駛員特別是新手司機(jī)進(jìn)行倒車操作提供了便捷而及時的信息。這是本發(fā)明的第二的優(yōu)點。另外，我們知道，如果駕駛員出現(xiàn)疲勞駕駛的跡象時，往往反映遲鈍，甚至出現(xiàn)打 盹現(xiàn)象，那么這時，車輛的轉(zhuǎn)向動作就會停止，也就是說，方向盤幾乎停止轉(zhuǎn)動了，因為司機(jī) “睡著了”。那么，本發(fā)明所述的電動助力轉(zhuǎn)向器，控制器6接收方向盤轉(zhuǎn)角傳感器1傳輸?shù)?轉(zhuǎn)角信號，并實時監(jiān)測此信號的變化的頻率和大小，如果方向盤轉(zhuǎn)角信號很長時間(例如 可以規(guī)定為大于60秒等等)不發(fā)生顯著變化(例如顯著變化可定義為相對于上一次轉(zhuǎn)角 位置，本次轉(zhuǎn)向超過10度等等)，那么，控制器6就會認(rèn)為駕駛員此時可能出現(xiàn)駕駛疲勞而 “睡著了”，控制器6就會向喚醒裝置例如語音提醒裝置14發(fā)出動作指令信號，語音提醒裝 置14就會連續(xù)發(fā)出類似“請注意集中精力”或者“請您停車休息片刻”，或者其它有警示作 用的聲音，且聲音逐漸增大，用來提醒駕駛員注意集中精力，不要疲勞駕駛，以免出現(xiàn)交通 事故。這是本發(fā)明的第三個優(yōu)點。當(dāng)然，如果有人覺得此提醒聲音覺得比較吵鬧，那么可以 在儀表板或者方向盤上設(shè)置開關(guān)，或者安裝于其它地方，用來控制語音提醒裝置14的開與 關(guān)。本發(fā)明提供了一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，不但具有現(xiàn)有電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的所有優(yōu) 點，還能夠根據(jù)車速信號和轉(zhuǎn)向阻力(齒條阻力)信號共同選擇最優(yōu)的助力曲線，從而達(dá)到 了向盤手力(手感)不會轉(zhuǎn)向阻力的變化而變化，從而提高了行車安全性。而且能夠為駕 駛員直觀地提供了轉(zhuǎn)向車輪的轉(zhuǎn)角，從而使得駕駛員在倒車時不會盲目地“亂”打方向，極 大地方便了駕駛員的倒車操作，使得倒車操作準(zhǔn)確無誤，避免了倒車時對旁邊的物體產(chǎn)生 可能的碰撞、節(jié)約了倒車時間和倒車時燃油的消耗，為駕駛員特別是新手司機(jī)進(jìn)行倒車操 作提供了便捷而及時的信息。并且本發(fā)明的控制器實時監(jiān)測方向盤轉(zhuǎn)角信號，根據(jù)其變化 頻率及變化大小判斷駕駛員此時可能出現(xiàn)駕駛疲勞而“睡著了”，及時地給語音提醒裝置發(fā) 出指令，從而連續(xù)發(fā)出類似“請注意集中精力”或者“請您停車休息片刻”，用來提醒駕駛員 注意集中精力，不要疲勞駕駛，以免出現(xiàn)交通事故。應(yīng)當(dāng)注意，在本說明書中，術(shù)語“包括”的意思是指存在所述的特征，但并不排除 還存在其它的技術(shù)特征；在不與說明書的記載矛盾的情況下，涉及到裝置或部件數(shù)量的詞 “一”或“一個”等也不排除復(fù)數(shù)的情況。此外，在實際應(yīng)用中，說明書中所涉及的技術(shù)特征的各種變型可以重新進(jìn)行組合。 在此公開的具體的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋成是限制性的，而僅僅是用于教示本領(lǐng) 域技術(shù)人員從多個方面使用本發(fā)明的基本工作原理。所以，在未改變本發(fā)明的總體構(gòu)思的 情況下，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的上述技術(shù)方案將本發(fā)明的不同特征進(jìn) 行重新組合、改型從而得到更多不同的實施方式，但這些不同的實施方式無疑均落入本發(fā) 明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其包括轉(zhuǎn)向器、控制器和阻力傳感器，其特征在于，所述阻 力傳感器測量車輛轉(zhuǎn)向作用于轉(zhuǎn)向器中的轉(zhuǎn)向部件的阻力，所述控制器根據(jù)車輛速度以及 轉(zhuǎn)向部件的阻力實時地選擇助力曲線，轉(zhuǎn)向器根據(jù)所選擇的助力曲線提供助力。
2.如權(quán)利要求1所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)向部件是轉(zhuǎn)向器中的轉(zhuǎn)向齒條。
3.如權(quán)利要求1所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)向部件是轉(zhuǎn)向器中的轉(zhuǎn)向拉桿。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述助力曲線是帶狀區(qū)間。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)向器是管柱端助 力式轉(zhuǎn)向器、小齒輪端助力式轉(zhuǎn)向器、雙小齒輪助力式轉(zhuǎn)向器或齒條助力式轉(zhuǎn)向器。
6.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括顯示屏以及方 向盤轉(zhuǎn)角傳感器，顯示屏能夠顯示由方向盤轉(zhuǎn)角傳感器的方向盤轉(zhuǎn)角信號轉(zhuǎn)換所得的車輪 轉(zhuǎn)角信息。
7.如權(quán)利要求6所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，顯示屏單獨布置在儀表板上。
8.如權(quán)利要求6所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，顯示屏與DVD顯示屏集成為一體。
9.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括喚醒裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，喚醒裝置是語音提醒裝置，其根據(jù)方向盤 的停動時間和/或轉(zhuǎn)角變化大小發(fā)出警示音。
11.如權(quán)利要求10所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述警示音逐漸增大。
12.如權(quán)利要求10所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述警示音為“請注意集中精力” 或者“請您停車休息片刻”。
13.如權(quán)利要求10所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，當(dāng)方向盤的停動時間大于60秒時 語音提醒裝置發(fā)出警示音。
14.如權(quán)利要求10所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括用于控制語音提醒裝置的 控制開關(guān)。
15.一種電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其具有如權(quán)利要求1至14中任一項所述的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
16.一種電動液壓式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其具有如權(quán)利要求1至14中任一項所述的電動助力轉(zhuǎn) 向系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其包括轉(zhuǎn)向器、控制器和阻力傳感器，其中，所述阻力傳感器測量車輛轉(zhuǎn)向作用于轉(zhuǎn)向器中的轉(zhuǎn)向部件的阻力，所述控制器根據(jù)車輛速度以及轉(zhuǎn)向部件的阻力實時地選擇助力曲線，轉(zhuǎn)向器根據(jù)所選擇的助力曲線提供助力。本發(fā)明還涉及具有前述電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動液壓式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。本發(fā)明有利地解決了因轉(zhuǎn)向阻力變化引起的方向盤轉(zhuǎn)角相同而作用于方向盤的手力不同、從而駕駛感覺不同的問題，保證了最佳的方向盤力矩和手感及行車安全性。
文檔編號B62D3/02GK102114867SQ20091024775
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者周中堅, 張平, 張成寶, 殷古鵬, 鄭虎, 陶喆 申請人:上海汽車集團(tuán)股份有限公司