一种电动推杆式转向助力装置的制作方法

本发明涉及汽车转向助力系统领域，具体的说是一种电动式转向助力装置。

背景技术：

随着电动式新能源的提出，电动式四轮车得到了快速地发展及应用。目前车辆转向助力主要分为液压式及电动式，其中液压式转向助力系统主要存在功耗高、结构复杂、环境适应力差等问题；电动式转向助力系统主要依靠电机作为驱动力，其主要存在结构复杂、故障率高、转向助力较小等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于，针对上述的问题，本发明主要提供了一种结构简单、高效节能、转向轻便的电动推杆式转向助力装置；该转向助力装置主要依靠电动推杆提供转向动力，当驾驶员操纵方向盘时，通过拉压应力检测装置检测转向拉杆上的受力的方向及大小，控制器接收来自拉压应力传感器的数据并经过判断和处理后，根据设定好的助力特性输出控制信号，进而控制推杆电机的输出功率，最终实现稳定转向助力。

为此本发明采用以下技术方案，即一种电动推杆式转向助力装置，包括：

（一）带拉压应力传感器的传动拉杆，拉压应力传感器主要用以检测作用在转向拉杆上的力的大小和方向，通过螺纹连接的方式安装在转向拉杆的中间；

（二）电动推杆，电动推杆一端安装在转向连杆间靠右端，另一端安装在前桥中间靠左端，采用单杆偏置的安装方式（反之亦然），可有效增大转向力矩，提高转向性能；

（三）转向控制器用于根据采集到的转向拉杆的应力以及控制电推推杆伸缩进而实现转向助力。

其中，所述助电动推杆为市场上主流的利用直流电机式助力电动推杆，其电动机输出的力矩通过减速机构和螺杆螺母传动副，推动转向连杆转动。

所述转向控制器主要由51单片机、信号采集与处理电路、电动推杆驱动电路、监测电路、保护电路等组成。

本发明的有益效果是，区别液压式转向助力装置，电动推杆转向助力装置只在进行转向助力工作才提供动力，因而能大大降低能量消耗能降低环境污染；能够在各种行驶工况下提供稳定的力，改善车辆的转向特性，提高转向稳定性；同时相比液压式传动系统可明显降低维修成本、减少噪声具备良好的低温工作性能。

附图说明

图1是本发明的控制原理图，图2是本发明的结构图，图3是本发明的助力转向控制器的电子控制单元的原理图。

具体实施方式

如图1所示，转向控制器根据采集到的转向拉杆上的实际拉应力fm与预先设定的拉杆应力fs（该应力与转动方向盘扭矩成正比）确定电磁推杆的供电电压占空比d，然后根据作用在转向拉杆上的实际应力fm与预先设定的的应力fs对电磁推杆的供电电压占空比进行反馈跟踪控制。

如图2所示，电动推杆式转向助力装置的工作原理是：当驾驶员转动方向盘（1）通过转向轴（2）传递到循环球转向器（3），经转向拉杆（4）、转向摇臂（6）、转向连杆（9）带动前轮转动，其中在转向拉杆处安装有拉压应力传感器（5），拉压应力传感器（5）将测得的应力传递给转向控制器（7），转向控制器（7）根据该应力信号对推杆电机的助力方向及输出功率进行合理控制，推杆电机（7）推动转向连杆（9）实现转向助力。

如图3所示，转向控制器主要由51单片机、信号采集与处理电路、电动推杆驱动电路、保护电路、监测电路等组成。信号采集与处理电路用于采集安装在转向拉杆上的拉压应力传感器所输出的电信号。驱动电路包括电子驱动设备如固态继电器、状态指示灯和pwm直流电机驱动器等，其中利用单片机产生频率为50hz的pwm脉冲信号和方向信号，通过控制pwm信号的占空比控制推杆电机输出功率，并通过改变方向信号的高低电平控制推杆电机的伸缩。保护电路主要包括热继电器、保险管等电子器件，当系统出现异常状态后，可迅速切断电源开关，保证系统安全。监测电路用于对系统进行保护，提高系统的安全可靠性。

本发明的有益效果是，区别液压式转向助力装置，电动推杆转向助力装置只在进行转向助力工作才提供动力，因而能大大降低能量消耗能降低环境污染；能够在各种行驶工况下提供稳定的助力，改善车辆的转向特性，提高转向稳定性；同时相比较液压式传动系统可明显降低维修成本、减少噪声并具备良好的低温工作性能。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：

技术总结
一种电动推杆式转向助力装置，包括带拉压应力传感器的转向拉杆、电动推杆和转向助力控制器。拉压应力传感器主要用以检测作用在转向拉杆上的力的大小和方向，通过螺纹连接的方式安装在转向拉杆的中间。电动推杆一端安装在转向连杆中间靠右端，另一端安装在前桥中间靠左端，采用单杆偏置的安装方式。转向控制器主要由51单片机、信号采集与处理电路、电动推杆驱动电路、监测电路、保护电路等组成，用于根据采集到的转向拉杆的应力以及控制电动推杆伸缩进而实现转向助力。本发明可有效降低能量消耗，降低环境污染，能够适应各种行驶工况，改善车辆的转向特性且具备良好的低温工作性能。

技术研发人员：李景彬;姚庆旺;屈伸;马朋勃;孟令峰;陈兴华;温宝琴;丁龙朋;坎杂
受保护的技术使用者：石河子大学
技术研发日：2019.03.21
技术公布日：2019.05.24