转向系变传动比的主动电动助力转向系统 【技术领域】
本发明涉及转向机构， 尤其涉及一种转向系变传动比的主动电动助力转向系统。背景技术 现有的电动助力转向系统是在原有传统机械转向系统发展起来的， 机械转向系统 的角传动比是固定不变的， 目前电动助力转向也不能改变转向系的角传动比， 而只能减轻 转向的转矩， 而在低速、 原地泊车时不能减小转向行程 ( 转向角度 )， 减轻驾驶员的劳动强 度， 再而在高速时不能满足转向稳重 ( 低灵敏度 ) 的要求。
换句话说， 不论是在市区窄小的街道缓行或是高速公路上奔驰， 方向盘与前轮的 转向角度比始终一成不变。如果采用直接转向， 驾驶者在过急弯时就不需要大幅转动方向 盘， 但是在高速行驶时， 方向盘细微的动作都将会影响到行驶稳定性 ； 反过来说， 转向系统 越是间接， 车辆在高速公路上的行驶稳定性就越高， 但是必须牺牲过弯时的操控性。所以， 传统的转向系统都必须在安全性与舒适性之间做出权衡。
发明内容 本发明所解决的技术问题在于提供一种转向系变传动比的主动电动助力转向系 统， 以解决上述背景技术中的缺点。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现 ：
转向系变传动比的主动电动助力转向系统， 包括 ： 转向盘， 转向管柱， 转角传感器， 扭转传感器， 蜗轮蜗杆减速机， 助力电机， 齿轮齿条转向器， 无级变速器及驱动无级变速器 变速比的调节电机， 轮速传感器， 陀螺仪， 转向系统控制器。
转向系变传动比的主动电动助力转向系统， 在转向盘和下传动轴之间装有一个电 子控制的机械无级变速器， 其中的无级变速器有一个输入轴、 一个输出轴和一个速比调节 轴， 一个输入轴连接到转向盘， 速比调节轴与电动机输出轴相连， 通过控制器里变速比模块 控制， 输出轴则与转向柱相连。最终从输出轴传出的整体转向角度是由驾驶者输入的转向 盘角度通过无级变速器变速后的角度。
此外， 转向系变传动比的主动电动助力转向系统的其他组成部件还包括判定当前 驾驶条件和驾驶者指令的稳定控制单元和多个传感器。另外， 转向系变传动比的主动电动 助力转向系统始终通过车载网络与动态稳定控制单元联网。
本发明可以在车辆转向过度时， 主动进行反转向调整。使之与汽车电子稳定控制 系统共同作用， 可以自动进行车辆控制， 确保其稳定性。
本发明可以通过助力电动调整车辆， 代替驾驶员实施反转向， 在多种路面共存的 情况下， 都能保证车辆直线行驶， 可确保稳定性， 并在不同路况间切换时向车辆施加更大的 制动力， 制动距离更为缩短。
转向系变传动比的主动电动助力转向系统能够从转向一开始就能判断转向后出 现的情况， 通过电子控制的无级变速器自动修正转向角度， 干预降低偏航情况的发生， 从而
防止在公路上高速行驶时突然变线以超越另一辆车然后回到车道时， 或者高速行驶中突然 发现前方有障碍物需要急转弯时， 很容易出现的转向不足或者转向过度， 避免了此过程中 车体可能失去控制的情况。 且能使汽车电子稳定控制系统不必像在其他车辆中那样干预驾 驶， 保证车辆行驶的平稳性。
当调整转向系变传动比后无法完成对车辆的控制时， 转向系反转向调整， 以确保 汽车稳定性要求。当转向系反转向调整无法完成对车辆的控制时， 汽车电子稳定控制系统 才参与到工作中来， 用以减少汽车电子稳定控制系统使用的频率， 提高了车辆行驶的平稳 性。
在控制部分中有三大功能模块 ： 变速比控制模块， 助力控制模块， 转向稳定性控制 模块。 其中助力控制模块中包括助力控制， 回正控制， 阻尼控制， 力矩补偿控制 ； 变速比模块 包括转向系变速比控制， 转角补偿控制 ； 转向稳定性控制模块包括转向系统反转向控制， 还 包括与车身稳定性控制 (ABS， EBD， TCS， ASR 等 ) 的一些接口、 通讯等，
有益效果 ：
本发明使用简便， 智能化程度高， 能主动进行反转向调整， 在转向过程中均匀调节 受力元件， 相互补偿， 从而将转向的灵敏性、 轻便性和操纵稳定性完美结合， 提高了操纵性 能的同时提高了安全性能。 附图说明 图 1 为本发明较佳实施例的示意图 ；
图 2 为本发明的工作流程示意图。
其中 ： 转向盘 1、 转向盘角度传感器 2、 转向管柱 3、 转角速比调节电机 4、 无级变速 器 5、 控制器 6、 力矩传感器 7、 轮速传感器 8、 轮胎 9、 齿轮齿条转向器 10、 助力电机 11、 蜗轮 蜗杆减速机 12、 陀螺仪 13、 助力模块 14、 转向系变速比模块 15、 车身稳定性控制模块 16、 转 角信号 17、 力矩信号 18、 轮速信号 19、 陀螺仪信号 20。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、 创作特征、 达成目的与功效易于明白了解， 下面结 合具体图示， 进一步阐述本发明。
参见图 1 转向系变传动比的主动电动助力转向系统， 主要包括 ： 转向盘 1、 转向盘 角度传感器 2、 转向管柱 3、 转角速比调节电机 4、 无级变速器 5、 控制器 6、 力矩传感器 7、 轮 速传感器 8、 轮胎 9、 齿轮齿条转向器 10、 助力电机 11、 蜗轮蜗杆减速机 12、 陀螺仪 13。
在本实施例中， 转向盘 1 通过转向管柱 3 连接转角速比调节电机 4 和无级变速器 5， 在转向管柱 3 上有一转向盘角度传感器 2， 这些部分通过一长杆结构连接车体， 车体上包 括力矩传感器 7、 轮速传感器 8、 轮胎 9、 齿轮齿条转向器 10、 助力电机 11、 蜗轮蜗杆减速机 12、 陀螺仪 13， 其中齿轮齿条转向器 10、 助力电机 11、 蜗轮蜗杆减速机 12 连接转向装置， 轮 速传感器 8 靠近轮胎 9， 陀螺仪 13 在车体重心处， 车体内安装有控制器 6。
在本实施例中的转向系变传动比的主动电动助力转向系统的工作过程为 ： 当汽车 点火发动后， 转动转向盘 1 时， 转角信号 17、 力矩信号 18、 轮速信号 19、 陀螺仪信号 20、 以及 由转角速比调节电机 4 获得的当前转向系传动比信号传输到控制器 6。其中转角信号 17、 力矩信号 18、 轮速信号 19 传递给助力模块 14， 从而控制助力电 机 11 进行助力操作， 从而进行回正、 阻尼控制。轮速信号 19 和陀螺仪信号 20 传递给转向 系变速比模块 15， 根据汽车的轮速信号 19 控制转角速比调节电机 4， 调整至合适的转向系 传动比， 以获得最佳手感。
其次根据陀螺仪 13 上的陀螺仪信号 20 判断汽车是否有失稳趋势， 适当地通过转 角速比调节电机 4 调节转向系传动比， 使得转向在保持汽车稳定的情况下获得最大的传动 比， 同时通过转向管柱 3 对转角进行补偿， 使转向更灵活、 精确。当改变转向系传动比后， 力 矩信号 18 会发生变化， 这时转向系变速比模块 15 会向助力模块 14 通讯， 请求助力模块 14 对转矩进行补偿。当转角信号 17 和陀螺仪信号 20 传递给车身稳定性控制模块 16， 控制器 6 接受转角速比调节电机 4 确认当前传动比， 通过轮速信号 19 和转角信号 17 能判断汽车理 论轨迹， 通过陀螺仪信号 20 能得出汽车实际行驶轨迹， 把理论轨迹与实际轨迹相比较， 如 果得出答案相等， 表示汽车没有失稳， 如果答案不相等， 表示汽车失稳， 对转向实施反转向 控制， 从而使汽车调整到稳定状态。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。 本行业的技术 人员应该了解， 本发明不受上述实施例的限制， 上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理， 在不脱离本发明精神和范围的前提下， 本发明还会有各种变化和改进， 这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。 本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。