TWI647135B - Switching control method for electric assist steering module and electric hydraulic steering module - Google Patents

Abstract

一種電動輔助轉向模組與電動液壓轉向模組的切換控制方法，以一控制單元驅使一電動輔助轉向模組運作，並於一速度資訊不大於一車速門檻值時，驅使一電動液壓轉向模組運作，以使該電動輔助轉向模組與該電動液壓轉向模組共同對一方向主機提供輔助轉向力，該控制單元並於一力矩資訊不小於一力矩門檻值時，驅使該電動液壓轉向模組的一液壓馬達以大於一預設轉速的轉速運轉，且於該力矩資訊小於該力矩門檻值時，驅使該電動液壓轉向模組的該液壓馬達以小於該預設轉速的轉速運轉，藉此能調整該電動輔助轉向模組與該電動液壓轉向模組對該方向主機所提供的轉向動力，而減少整體電力的損耗。

Description

電動輔助轉向模組與電動液壓轉向模組的切換控制方法

本發明是有關於一種車輛控制方法，特別是指一種電動輔助轉向模組與電動液壓轉向模組的切換控制方法。

現有的大型車輛包括一方向盤、一連接該方向盤的連動模組、一受該連動模組連動的電動液壓轉向模組（EHPS），及一受該電動液壓轉向模組連動的方向主機，當該電動液壓轉向模組運作時，能夠根據該方向盤的扭力而對該方向主機施加輔助轉向力，進而讓該大型車輛轉彎。

然而，該電動液壓轉向模組一旦啟動後，就會不斷耗電，即便是在該大型車輛直線行駛而不需要轉向的情況下，同樣會持續耗電，因此非常浪費電力。

因此，本發明之目的，即在提供一種克服先前技術所述缺點的電動輔助轉向模組與電動液壓轉向模組的切換控制方法。

於是，本發明電動輔助轉向模組與電動液壓轉向模組的切換控制方法，應用於一巴士，該巴士包括一動力方向盤裝置、一方向主機、一用來產生一對應該巴士的行車速度的速度資訊的行車訊號單元，及一控制單元，該動力方向盤裝置具有一方向盤、一連接該方向盤的方向機柱、一設置於該方向機柱並用來產生一對應該方向盤的力矩的一力矩資訊的力矩感測器、一用來間接連動該方向主機的電動輔助轉向模組、一用來直接連動該方向主機的電動液壓轉向模組，及一連接於該方向機柱及該方向主機間並可受該電動輔助轉向模組連動的動力傳遞模組，該控制單元電連接該力矩感測器、該電動輔助轉向模組、該電動液壓轉向模組及該行車訊號單元，該切換控制方法包含以下步驟：

（A）該控制單元驅使該電動輔助轉向模組運作。

（B）該控制單元接收該速度資訊，並於該電動輔助轉向模組運作後，且該速度資訊不大於一車速門檻值時，驅使該電動液壓轉向模組運作，以使該電動輔助轉向模組與該電動液壓轉向模組共同對該方向主機提供輔助轉向力。

（C）該控制單元接收該扭力資訊，並於該電動液壓轉向模組運作後，且該力矩資訊不小於一力矩門檻值時，驅使該電動液壓轉向模組的一液壓馬達以大於一預設轉速的轉速運轉。

（D）該控制單元接收該扭力資訊，並於該電動液壓轉向模組運作後，且該力矩資訊小於該力矩門檻值時，驅使該電動液壓轉向模組的該液壓馬達以小於該預設轉速的轉速運轉。

本發明之功效在於：藉由該電動輔助轉向模組與電動液壓轉向模組的切換控制方法，能根據該巴士的行車速度及該方向盤的扭力來調整該電動輔助轉向模組與該電動液壓轉向模組對該方向主機所提供的輔助轉向力，而減少整體電力的損耗。

參閱圖1與圖2，本發明電動輔助轉向模組與電動液壓轉向模組的切換控制方法之一實施例，應用於一巴士9，該巴士9包括一動力方向盤裝置2、一方向主機3、一用來產生一對應該巴士9的行車速度的速度資訊的行車訊號單元4，及一控制單元5。

該動力方向盤裝置2具有一方向盤21、一連接該方向盤21的方向機柱22、一設置於該方向機柱22並用來產生一對應該方向盤21的力矩的一力矩資訊的力矩感測器23、一用來間接連動該方向主機3的電動輔助轉向模組24（EPS）、一用來直接連動該方向主機3的電動液壓轉向模組25（EHPS），及一連接於該方向機柱22及該方向主機3間並可受該方向機柱22及該電動輔助轉向模組24連動的動力傳遞模組26，該控制單元5電連接該力矩感測器23、該電動輔助轉向模組24、該電動液壓轉向模組25及該行車訊號單元4。

該動力傳遞模組26具有一連接該方向機柱22的第一傘齒輪261、一嚙合該第一傘齒輪261並改變動力方向的第二傘齒輪262、一連接並可受該第二傘齒輪262連動而連動該方向主機3的連動軸263、一環繞設置於該連動軸263的連動齒輪264，及一嚙合於該連動齒輪264並可受該電動輔助轉向模組24帶動的輔助齒輪265。

當該方向盤21受力轉動時，所受的力會經由該方向機柱22、該第一傘齒輪261、該第二傘齒輪262而連動該連動軸263轉動，該力矩感測器23用來量測該方向盤2的力矩，且將該方向盤2的力矩轉換成該力矩資訊，此時若該電動輔助轉向模組24同時運作，該電動輔助轉向模組24所輸出的動力會經由該輔助齒輪265，並與來自該方向盤21所施加的力共同連動該連動齒輪264及該連動軸263轉動，進而連動該方向主機3運作。於本實施例中，該電動輔助轉向模組24具有一用來連動該輔助齒輪265的電動馬達241。

當該電動液壓轉向模組25運作時，會以液壓直接連動該方向主機3運作。於本實施例中，該方向主機3用來連動一畢特門臂6，並以該畢特門臂6施加輔助轉向力於該巴士9。於本實施例中，該電動液壓轉向模組25具有一連動該方向主機3的液壓泵251，該液壓泵251具有一用來提供動力的液壓馬達252。

要說明的是，該方向主機3能夠分別或同時受該動力傳遞模組26的該連動軸263的帶動及該電動液壓轉向模組25的該液壓泵251的連動而連動該畢特門臂6，由於該方向主機3為該巴士9領域中的普遍技術，因此本說明書不再進一步說明其原理。

該切換控制方法包含以下步驟801~809：

於該步驟801中，該控制單元5驅使該電動輔助轉向模組24進行自我檢測，該電動輔助轉向模組24會於自我檢測後產生一對應正常狀況的電動正常資訊，或產生一對應異常狀況的電動異常資訊，當該電動輔助轉向模組24產生該電動正常資訊後，進行步驟802，當該電動輔助轉向模組24產生該電動異常資訊後，進行步驟803。

於該步驟802中，當該控制單元5接收該電動正常資訊後，該控制單元5驅使該電動輔助轉向模組24運作以對該方向主機3提供輔助轉向力，接下來進行步驟804。

於該步驟803中，當該控制單元5接收該電動異常資訊後，該控制單元5驅使該電動液壓轉向模組25單獨運作以對該方向主機3提供輔助轉向力，後續該電動液壓轉向模組25的該液壓馬達252僅會以固定的轉速運轉。

於該步驟804中，該控制單元5接收該速度資訊，並於該電動輔助轉向模組24運作後，對該速度資訊是否大於一車速門檻值進行判斷，當該速度資訊不大於該車速門檻值時，進行步驟805，當該速度資訊大於該車速門檻值時，進行步驟806。於本實施例中，該車速門檻值為10km/h。

於該步驟805中，當該速度資訊不大於該車速門檻值時，該控制單元5驅使該電動液壓轉向模組25運作，以使該電動輔助轉向模組24與該電動液壓轉向模組25共同對該方向主機3提供輔助轉向力，接下來進行步驟807。

於該步驟806中，當該速度資訊大於該車速門檻值時，該控制單元5驅使該電動液壓轉向模組25停止運作。

於該步驟807中，該控制單元5接收該扭力資訊，並於該電動液壓轉向模組25運作後，對該力矩資訊是否小於一力矩門檻值進行判斷，當該力矩資訊不小於該力矩門檻值時，進行步驟808，當該力矩資訊小於該力矩門檻值時，進行步驟809。於本實施例中，該力矩門檻值為7Nm。

於該步驟808中，該控制單元5於該力矩資訊不小於該力矩門檻值時，驅使該電動液壓轉向模組25的該液壓馬達252以大於一預設轉速的轉速運轉。

於該步驟809中，該控制單元5於該力矩資訊小於該力矩門檻值時，驅使該電動液壓轉向模組25的該液壓馬達252以小於該預設轉速的轉速運轉。要說明的是，該預設轉速是作為該液壓馬達252的高速運轉及低速運轉的比較基準，可視需求而調整。

如此一來，當該電動輔助轉向模組24故障時，該電動液壓轉向模組25就能夠替補而對該方向主機3提供輔助轉向力。

當該電動輔助轉向模組24正常運作時，且該巴士9的行車速度大於該車速門檻值時，由於高速情況下通常為直行，因此不需要過多的輔助轉向力，因此就可由該電動輔助轉向模組24依正常功能提供輔助轉向力。要說明的是，該電動輔助轉向模組24在一般情況下是獨立地應用於小型車，而本案是進一步應用於該巴士9，因此該電動輔助轉向模組24的運作原理相類似於應用於小型車，該電動輔助轉向模組24的運作原本就是可依該巴士9的行車速度及該方向盤21的扭力調整輔助轉向力的大小，由於該電動輔助轉向模組24內部的詳細控制技術並非本案所欲保護的範圍，因此不再對其進一步說明。

當該電動輔助轉向模組24正常運作時，且該巴士9處於剛起步行駛的狀態，此時該巴士9的行車速度不大於該車速門檻值，因此轉向時該方向盤21的力矩會小於該力矩門檻值，該電動液壓轉向模組25的該液壓馬達252受控制而以低速運轉，能以較小的輔助轉向力配合該電動輔助轉向模組24而對該方向主機3提供較小的輔助轉向力。

而當該電動輔助轉向模組24正常運作時，且該巴士9處於尚未到達高速的狀態，此時該巴士9的行車速度不大於該車速門檻值，因此轉向時該方向盤21的力矩會不小於該力矩門檻值，該電動液壓轉向模組25的該液壓馬達252受控制以高速運轉，能以較大的輔助轉向力配合該電動輔助轉向模組24而對該方向主機3提供較大的輔助轉向力。

也就是說，當該巴士9以高速行駛時，該電動液壓轉向模組25就不會提供輔助轉向力，僅以電力消耗較小的該電動輔助轉向模組24提供輔助轉向力，因此本發明能大幅度節省由該電動液壓轉向模組25所產生的電力損耗。

而當該巴士9以低速行駛時，在剛起步行駛時，該電動液壓轉向模組25會維持較小的輔助轉向力，在尚未到達高速時，該電動液壓轉向模組25能提供較大的輔助轉向力，因此本發明能視不同情況調節該電動液壓轉向模組25的運作，而能節省電力。

值得一提的是，本案中，該車速門檻值為10km/h，該力矩門檻值為7Nm，此兩個數值是以該巴士9行駛一段距離後經過記錄統計後而得到的參考值，能使本發明電動輔助轉向模組與電動液壓轉向模組的切換控制方法的運作得到最佳的運作效果。

綜上所述，本發明電動輔助轉向模組與電動液壓轉向模組的切換控制方法，能根據該巴士9的行車速度及該方向盤21的扭力來調整該電動輔助轉向模組24與該電動液壓轉向模組25對該方向主機3所提供的輔助轉向力，而減少整體電力的損耗，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2‧‧‧動力方向裝置

21‧‧‧方向盤

22‧‧‧方向機柱

23‧‧‧力矩感測器

24‧‧‧電動輔助轉向模組

241‧‧‧電動馬達

25‧‧‧電動液壓轉向模組

251‧‧‧液壓泵

252‧‧‧液壓馬達

26‧‧‧動力傳遞模組

261‧‧‧第一傘齒輪

262‧‧‧第二傘齒輪

263‧‧‧連動軸

264‧‧‧連動齒輪

265‧‧‧輔助齒輪

3‧‧‧方向主機

4‧‧‧行車訊號單元

5‧‧‧控制單元

6‧‧‧畢特門臂

801~809‧‧‧電動輔助轉向模組與電動液壓轉向模組的切換控制方法的步驟

9‧‧‧巴士

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是應用本發明電動輔助轉向模組與電動液壓轉向模組的切換控制方法的一實施例的一巴士的一示意圖；及 圖2是該實施例的一流程圖。

Claims (6)

1. 一種電動輔助轉向模組與電動液壓轉向模組的切換控制方法，應用於一巴士，該巴士包括一動力方向盤裝置、一方向主機、一用來產生一對應該巴士的行車速度的速度資訊的行車訊號單元，及一控制單元，該動力方向盤裝置具有一方向盤、一連接該方向盤的方向機柱、一設置於該方向機柱並用來產生一對應該方向盤的力矩的一力矩資訊的力矩感測器、一用來間接連動該方向主機的電動輔助轉向模組、一用來直接連動該方向主機的電動液壓轉向模組，及一連接於該方向機柱及該方向主機間並可受該方向機柱及該電動輔助轉向模組連動的動力傳遞模組，該控制單元電連接該力矩感測器、該電動輔助轉向模組、該電動液壓轉向模組及該行車訊號單元，該切換控制方法包含以下步驟： （A）該控制單元驅使該電動輔助轉向模組運作； （B）該控制單元接收該速度資訊，並於該電動輔助轉向模組運作後，且該速度資訊不大於一車速門檻值時，驅使該電動液壓轉向模組運作，以使該電動輔助轉向模組與該電動液壓轉向模組共同對該方向主機提供輔助轉向力； （C）該控制單元接收該扭力資訊，並於該電動液壓轉向模組運作後，且該力矩資訊不小於一力矩門檻值時，驅使該電動液壓轉向模組的一液壓馬達以大於一預設轉速的轉速運轉；及 （D）該控制單元接收該扭力資訊，並於該電動液壓轉向模組運作後，且該力矩資訊小於該力矩門檻值時，驅使該電動液壓轉向模組的該液壓馬達以小於該預設轉速的轉速運轉。
2. 如請求項1所述的電動輔助轉向模組與電動液壓轉向模組的切換控制方法，還包含在該步驟（A）之前的步驟（E），於該步驟（E）中，該控制單元驅使該電動輔助轉向模組進行自我檢測，並於接收該電動輔助轉向模組所產生的一電動正常資訊後，進行該步驟（A）。
3. 如請求項2所述的電動輔助轉向模組與電動液壓轉向模組的切換控制方法，其中，於該步驟（E）中，該控制單元於接收該電動輔助轉向模組所產生的一電動異常資訊後，驅使該電動液壓轉向模組單獨對該方向主機提供輔助轉向力。
4. 如請求項1所述的電動輔助轉向模組與電動液壓轉向模組的切換控制方法，其中，於該步驟（B）中，該控制單元於該電動輔助轉向模組運作後，且該速度資訊大於該車速門檻值時，驅使該電動液壓轉向模組停止運作。
5. 如請求項1所述的電動輔助轉向模組與電動液壓轉向模組的切換控制方法，其中，該力矩門檻值為7Nm。
6. 如請求項1所述的電動輔助轉向模組與電動液壓轉向模組的切換控制方法，其中，該車速門檻值為10km/h。