本發(fā)明涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、控制方法及車輛。

背景技術(shù)：

相關(guān)技術(shù)中，齒輪齒條式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力通常由一個(gè)助力電機(jī)提供。存在以下問題：

如果有大的助力需求，需要增大助力電機(jī)的體積，但是空間有限，導(dǎo)致布置困難；在整車電壓不變的情況下(通常為12V)，增大功率引起電流增大而導(dǎo)致發(fā)熱量激增，易發(fā)故障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提出一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用了多助力電機(jī)，可以根據(jù)需求對(duì)每一個(gè)助力電機(jī)分配適當(dāng)?shù)碾娏?，從而?shí)現(xiàn)電動(dòng)助力更好的性能，并提升轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的使用壽命。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法。

本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供一種車輛。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面公開了一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括：轉(zhuǎn)向管柱；轉(zhuǎn)向器，所述轉(zhuǎn)向器與所述轉(zhuǎn)向管柱相連，所述轉(zhuǎn)向器包括齒輪和齒條；至少兩個(gè)助力電機(jī)，所述至少兩個(gè)助力電機(jī)布置在所述轉(zhuǎn)向管柱、齒輪和齒條中的至少兩個(gè)上；控制器，用于根據(jù)轉(zhuǎn)向所需的助力電流為所述至少兩個(gè)助力電機(jī)分配相應(yīng)的助力功率，以及控制所述至少兩個(gè)助力電機(jī)以對(duì)應(yīng)的助力功率運(yùn)行。

根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，由于采用了多助力電機(jī)，可以根據(jù)需求對(duì)每一個(gè)助力電機(jī)分配適當(dāng)?shù)碾娏?，從而?shí)現(xiàn)電動(dòng)助力更好的性能，并提升轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的使用壽命。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在一些示例中，所述控制器還用于獲取轉(zhuǎn)向需求數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)向需求數(shù)據(jù)得到所述轉(zhuǎn)向所需的助力電流，其中，所述轉(zhuǎn)向需求數(shù)據(jù)包括轉(zhuǎn)向扭矩信號(hào)、轉(zhuǎn)角信號(hào)、車速信號(hào)和時(shí)間。

在一些示例中，所述至少兩個(gè)助力電機(jī)包括第一助力電機(jī)至第三助力電機(jī)，所述第一助力電機(jī)布置在所述轉(zhuǎn)向管柱上，所述第二助力電機(jī)布置在所述齒輪上，所述第三助力電機(jī)布置在所述齒條上。

在一些示例中，所述第一助力電機(jī)布置在所述轉(zhuǎn)向管柱的上部、中部或者下部，所述第二助力電機(jī)布置在所述齒輪的齒輪軸上，所述第三助力電機(jī)布置在所述齒條的左半部或者右半部。

在一些示例中，所述控制器用于：在所述助力電流大于或等于第一預(yù)定電流時(shí)，控制所述第一助力電機(jī)至所述第三助力電機(jī)同時(shí)工作；在所述助力電流小于所述第一預(yù)定電流且大于第二預(yù)定電流時(shí)，控制所述第一助力電機(jī)和所述第二助力電機(jī)同時(shí)工作，并控制所述第三助力電機(jī)輔助運(yùn)行，其中，所述第二預(yù)定電流小于所述第一預(yù)定電流；在所述助力電流小于或等于所述第二預(yù)定電流時(shí)，控制所述第三助力電機(jī)工作，并控制所述第一助力電機(jī)和所述第二助力電機(jī)輔助運(yùn)行。

在一些示例中，所述第一預(yù)定電流小于所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可提供的最大助力電流。

本發(fā)明的第二方面公開了一種如上述任意一個(gè)實(shí)施例所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：根據(jù)轉(zhuǎn)向所需的助力電流為所述至少兩個(gè)助力電機(jī)分配相應(yīng)的助力功率；控制所述至少兩個(gè)助力電機(jī)以對(duì)應(yīng)的助力功率運(yùn)行。

根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法，由于采用了多助力電機(jī)，可以根據(jù)需求對(duì)每一個(gè)助力電機(jī)分配適當(dāng)?shù)碾娏鳎瑥亩鴮?shí)現(xiàn)電動(dòng)助力更好的性能，并提升轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的使用壽命。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在一些示例中，還包括：獲取轉(zhuǎn)向需求數(shù)據(jù)；根據(jù)所述轉(zhuǎn)向需求數(shù)據(jù)得到所述轉(zhuǎn)向所需的助力電流，其中，所述轉(zhuǎn)向需求數(shù)據(jù)包括轉(zhuǎn)向扭矩信號(hào)、轉(zhuǎn)角信號(hào)、車速信號(hào)和時(shí)間。

在一些示例中，所述至少兩個(gè)助力電機(jī)包括第一助力電機(jī)至第三助力電機(jī)，所述第一助力電機(jī)布置在所述轉(zhuǎn)向管柱上，所述第二助力電機(jī)布置在所述齒輪上，所述第三助力電機(jī)布置在所述齒條上，所述根據(jù)轉(zhuǎn)向所需的助力電流為所述至少兩個(gè)助力電機(jī)分配相應(yīng)的助力功率的步驟，包括：在所述助力電流大于或等于第一預(yù)定電流時(shí)，控制所述第一助力電機(jī)至所述第三助力電機(jī)同時(shí)工作；在所述助力電流小于所述第一預(yù)定電流且大于第二預(yù)定電流時(shí)，控制所述第一助力電機(jī)和所述第二助力電機(jī)同時(shí)工作，并控制所述第三助力電機(jī)輔助運(yùn)行，其中，所述第二預(yù)定電流小于所述第一預(yù)定電流；在所述助力電流小于或等于所述第二預(yù)定電流時(shí)，控制所述第三助力電機(jī)工作，并控制所述第一助力電機(jī)和所述第二助力電機(jī)輔助運(yùn)行。

本發(fā)明的第三方面公開了一種車輛，包括：根據(jù)上述任意一個(gè)示例所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該車輛中的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用了多助力電機(jī)，可以根據(jù)需求對(duì)每一個(gè)助力電機(jī)分配適當(dāng)?shù)碾娏?，從而?shí)現(xiàn)電動(dòng)助力更好的性能，并提升轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的使用壽命。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述的或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的第一助力電機(jī)至第三助力電機(jī)的布置示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作過程示意圖；以及

圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法的流程圖。

附圖標(biāo)記說明：

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100、轉(zhuǎn)向管柱110、轉(zhuǎn)向器120、至少兩個(gè)助力電機(jī)130、控制器140、齒輪121、齒條122、第一助力電機(jī)131、第二助力電機(jī)132、第三助力電機(jī)133。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

以下結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、控制方法及車輛。

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，并結(jié)合圖2，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100，包括：轉(zhuǎn)向管柱110、轉(zhuǎn)向器120、至少兩個(gè)助力電機(jī)130和控制器140。

其中，轉(zhuǎn)向器120與轉(zhuǎn)向管柱110相連，轉(zhuǎn)向器120包括齒輪121和齒條122。至少兩個(gè)助力電機(jī)130布置在轉(zhuǎn)向管柱110、齒輪121和齒條122中的至少兩個(gè)上。控制器140用于根據(jù)轉(zhuǎn)向所需的助力電流為至少兩個(gè)助力電機(jī)130分配相應(yīng)的助力功率，以及控制至少兩個(gè)助力電機(jī)130以對(duì)應(yīng)的助力功率運(yùn)行。

作為一個(gè)具體的示例，如圖2所示，至少兩個(gè)助力電機(jī)130包括第一助力電機(jī)131、第二助力電機(jī)132和第三助力電機(jī)133，第一助力電機(jī)131布置在轉(zhuǎn)向管柱110上，第二助力電機(jī)132布置在齒輪121上，第三助力電機(jī)133布置在齒條122上。

進(jìn)一步地，第一助力電機(jī)131可以布置在轉(zhuǎn)向管柱110的上部、中部或者下部，第二助力電機(jī)132可以布置在齒輪121的齒輪軸上，第三助力電機(jī)133可以布置在齒條122的左半部或者右半部。

結(jié)合圖3所示，控制器140(如聯(lián)合控制單元)首先獲取轉(zhuǎn)向需求數(shù)據(jù)，并根據(jù)轉(zhuǎn)向需求數(shù)據(jù)得到轉(zhuǎn)向所需的助力電流，其中，轉(zhuǎn)向需求數(shù)據(jù)包括轉(zhuǎn)向扭矩信號(hào)、轉(zhuǎn)角信號(hào)、車速信號(hào)和時(shí)間。轉(zhuǎn)向扭矩信號(hào)可以由扭矩傳感器檢測得到，轉(zhuǎn)角信號(hào)可以由轉(zhuǎn)角傳感器檢測得到，車速信號(hào)可以由車速傳感器檢測得到。

具體地說，設(shè)轉(zhuǎn)向所需的助力電流為I_X，轉(zhuǎn)向扭矩信號(hào)為N_I，轉(zhuǎn)角信號(hào)為A_I，車速信號(hào)為V_I，時(shí)間為t。轉(zhuǎn)向所需的助力電流I_X為N_I、A_I、V_I、t的函數(shù)，即I_X＝f(N_I，A_I，V_I，t)。當(dāng)然，在本發(fā)明的其他示例中，也可以通過已有的方式計(jì)算出電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí)所需的助力的功率，由于為電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供的電壓固定(如12V電壓)，因此，可以根據(jù)功率和電壓確定出轉(zhuǎn)向所需的助力電流I_X。

當(dāng)確定出轉(zhuǎn)向所需的助力電流I_X之后，控制器140用于在助力電流大于或等于第一預(yù)定電流時(shí)，控制第一助力電機(jī)131至第三助力電機(jī)133同時(shí)工作；在助力電流小于第一預(yù)定電流且大于第二預(yù)定電流時(shí)，控制第一助力電機(jī)131和第二助力電機(jī)132同時(shí)工作，并控制第三助力電機(jī)133輔助運(yùn)行，其中，第二預(yù)定電流小于第一預(yù)定電流；在助力電流小于或等于第二預(yù)定電流時(shí)，控制第三助力電機(jī)133工作，并控制第一助力電機(jī)131和第二助力電機(jī)132輔助運(yùn)行。其中，第一預(yù)定電流小于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可提供的最大助力電流。

如圖4所示，控制器140(如聯(lián)合控制單元)根據(jù)函數(shù)和輸入信號(hào)值計(jì)算出電流I_X。首先判斷I_X≥0.7I是否成立，如果是，則控制第一助力電機(jī)131(即電機(jī)1)、第二助力電機(jī)132(電機(jī)2)和第三助力電機(jī)133(電機(jī)3)同時(shí)工作；如果否則進(jìn)一步判斷0.3I＜I_X＜0.7I是否成立，如果0.3I＜I_X＜0.7I成立則控制電機(jī)1和電機(jī)2工作，并控制電機(jī)3輔助(即只需克服自身慣性以及與電機(jī)1和電機(jī)2同步)；如果否則再進(jìn)一步判斷I_X≤0.3I是否成立，如果I_X≤0.3I成立則控制電機(jī)1工作，電機(jī)2和電機(jī)3輔助。

在以上描述中，第一預(yù)定電流設(shè)為0.7I，第二預(yù)定電流設(shè)為0.3I，I為電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可提供的最大助力電流。

作為具體的應(yīng)用，在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)路線上分開布置2個(gè)或2個(gè)以上助力電機(jī)，單個(gè)助力電機(jī)的功率、體積都可以做的較小，從而可以靈活利用空間，實(shí)現(xiàn)大功率助力和較大可變范圍的助力，并降低電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)熱量。

例如：通常的大型SUV汽車需要大功率的助力電機(jī)(即設(shè)置在齒輪軸上R-EPS的助力電機(jī))，從而電流過大導(dǎo)致發(fā)熱量大而存在安全隱患，而本發(fā)明的實(shí)施例可用3個(gè)小功率助力電機(jī)代替單獨(dú)大功率的助力電機(jī)，從而具有體積小，可以靈活利用空間，實(shí)現(xiàn)大功率助力和較大可變范圍的助力，并降低電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)熱量。

另外，如某轎車為了提高性能，原有的設(shè)在轉(zhuǎn)向管柱C-EPS上的助力電機(jī)不能滿足要求，則可在原有的設(shè)在轉(zhuǎn)向管柱C-EPS上的助力電機(jī)的基礎(chǔ)上在齒條上增加另外一個(gè)小型助力電機(jī)以滿足要求。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，由于采用了多助力電機(jī)，可以根據(jù)需求對(duì)每一個(gè)助力電機(jī)分配適當(dāng)?shù)碾娏鳎瑥亩鴮?shí)現(xiàn)電動(dòng)助力更好的性能，并提升轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的使用壽命。

圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法的流程圖。如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：

S501：根據(jù)轉(zhuǎn)向所需的助力電流為所述至少兩個(gè)助力電機(jī)分配相應(yīng)的助力功率；

S501：控制所述至少兩個(gè)助力電機(jī)以對(duì)應(yīng)的助力功率運(yùn)行。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，還包括：獲取轉(zhuǎn)向需求數(shù)據(jù)；根據(jù)所述轉(zhuǎn)向需求數(shù)據(jù)得到所述轉(zhuǎn)向所需的助力電流，其中，所述轉(zhuǎn)向需求數(shù)據(jù)包括轉(zhuǎn)向扭矩信號(hào)、轉(zhuǎn)角信號(hào)、車速信號(hào)和時(shí)間。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述至少兩個(gè)助力電機(jī)包括第一助力電機(jī)至第三助力電機(jī)，所述第一助力電機(jī)布置在所述轉(zhuǎn)向管柱上，所述第二助力電機(jī)布置在所述齒輪上，所述第三助力電機(jī)布置在所述齒條上，所述根據(jù)轉(zhuǎn)向所需的助力電流為所述至少兩個(gè)助力電機(jī)分配相應(yīng)的助力功率的步驟，包括：在所述助力電流大于或等于第一預(yù)定電流時(shí)，控制所述第一助力電機(jī)至所述第三助力電機(jī)同時(shí)工作；在所述助力電流小于所述第一預(yù)定電流且大于第二預(yù)定電流時(shí)，控制所述第一助力電機(jī)和所述第二助力電機(jī)同時(shí)工作，并控制所述第三助力電機(jī)輔助運(yùn)行，其中，所述第二預(yù)定電流小于所述第一預(yù)定電流；在所述助力電流小于或等于所述第二預(yù)定電流時(shí)，控制所述第三助力電機(jī)工作，并控制所述第一助力電機(jī)和所述第二助力電機(jī)輔助運(yùn)行。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法，由于采用了多助力電機(jī)，可以根據(jù)需求對(duì)每一個(gè)助力電機(jī)分配適當(dāng)?shù)碾娏?，從而?shí)現(xiàn)電動(dòng)助力更好的性能，并提升轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的使用壽命。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法的具體實(shí)現(xiàn)方式與本發(fā)明實(shí)施例的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方式類似，具體請參見系統(tǒng)部分的描述，為了減少冗余，此處不做贅述。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的實(shí)施例公開了一種車輛，包括：根據(jù)上述任意一個(gè)實(shí)施例所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該車輛中的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用了多助力電機(jī)，可以根據(jù)需求對(duì)每一個(gè)助力電機(jī)分配適當(dāng)?shù)碾娏?，從而?shí)現(xiàn)電動(dòng)助力更好的性能，并提升轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的使用壽命。

另外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的車輛的其它構(gòu)成以及作用對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言都是已知的，為了減少冗余，此處不做贅述。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不是必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。