CN104129428B

CN104129428B - 一种应急转向控制系统及控制方法

Info

Publication number: CN104129428B
Application number: CN201410354264.7A
Authority: CN
Inventors: 张付义; 叶海翔; 方新; 孙飞
Original assignee: Xuzhou Heavy Machinery Co Ltd
Current assignee: Xuzhou Heavy Machinery Co Ltd
Priority date: 2014-07-23
Filing date: 2014-07-23
Publication date: 2017-05-03
Anticipated expiration: 2034-07-23
Also published as: CN104129428A

Abstract

本发明公开了一种应急转向控制方法及控制系统，该控制方法按以下步骤进行：首先，获取车辆转向主泵和发动机至少一者的工作状态信号；其次，根据上述工作状态信号，并结合当前状态车辆的挡位信号、驻车信号，判断是否启动车辆的应急转向控制单元，由应急转向控制单元向车辆的转向器提供转向动力；该控制方法中根据主泵或发动机的工作状态信号，判断主泵或发动机是否发生故障，若其中一者出现故障则进一步结合车辆的挡位信号、驻车信号判断车辆的运行工况，判断是否启动车辆的应急转向控制单元，由应急转向控制单元向车辆的转向器提供转向动力。本发明提供的应急转向控制方法可实现车辆应急转向系统的自动启动，实现车辆的应急转向，提高车辆行驶的安全性。

Description

一种应急转向控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，特别涉及一种应急转向控制系统及控制方法。

背景技术

重型车辆一般桥荷较重，为了使其转向轻便，通常在机械转向系基础上配置动力助力单元，或者对于全液压转向系统，完全由液压助力单元提供转向动力，若助力单元失效，则转向变得非常沉重，甚至无法转向。

车辆的转向系统一般包括方向盘5’、转向器6’、转向油缸7’、主泵2’，整车的转向动力来自于主泵，主泵通过发动机取力，车辆工作正常时，发动机带动主泵工作，由主泵向转向系统提供转向助力，因此，除常规动力助力单元外，汽车强制性标准要求，必须配置应急转向单元，在常规助力单元失效后，依然能实现车辆的应急转向。

请参考图1，图1为现有技术中一种典型的应急转向系统的结构示意图。

现有技术中通常采用以下方式实现应急转向：第一种方式中，应急转向单元包括安装于分动箱或驱动轴上的应急泵1’，通过车轮的转动带动应急泵1’转动，其原理见图1。

应急泵1’安装在分动箱或驱动轴的取力口上，通过驱动轴的转动提供动力使应急泵1’工作。只要车轮转动，应急泵1’便转动，这样当车辆在行驶过程中，发动机突然熄火，主转向泵停止工作，此时车辆依靠惯性向前滑行，驱动轴转动驱动应急泵1’工作，为整车提供转向助力。

其中，第一种应急助力转向方式的应用局限性比较大，对于比较简单的传动系统：例如没有分动箱、桥和分动箱上没有设置取力机构的情况，不适用。另外，需要手动开启控制阀2’，实现应急泵1’与转向器6’的连通。

第二种应急助力转向方式中，应急助力转向包括电动泵，由电动泵提供转向动力，实现应急转向，电动泵的动力源为车辆上的车载蓄电池。

第二种应急助力转向方式的控制方式是通过操作人员对车辆行驶状态的观察作出判断，是否启动电动泵进行应急转向。这主要依赖于操作人员的驾驶经验，对于经验不足的操作人员存在比较大的安全隐患。

另外，考虑到车辆的整体布局的局限性，第二种应急助力转向方式中电动泵的动力来源于车辆的蓄电池，用于车辆蓄电池的容量受限，电动泵所能提供的功率比较小，一般仅应用于小排量的转向系统应急，而对于大排量转向器，由于其所需油液流量较大，便无法通过电动泵实现应急转向，使用具有局限性。

因此，如何提供一种应急助力转向控制方法，该控制方法可实现车辆安全应急转向，提高车辆行驶的安全性，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的为提供一种应急转向控制系统及控制方法，该控制方法可实现车辆安全应急转向，提高车辆行驶的安全性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种应急转向控制方法，该控制方法按以下步骤进行：

S1、获取车辆转向主泵和发动机至少一者的工作状态信号；

S2、根据上述工作状态信号，并结合当前状态车辆的挡位信号、驻车信号，判断是否启动车辆的应急转向控制单元，由所述应急转向控制单元向车辆的转向器提供转向动力。

优选地，步骤S2具体为：

S21、根据所述工作状态信号判断所述主泵或/和所述发动机是否发生故障，如果所述主泵和所述发动机两者之一发生故障，则进行步骤S3；

S22、结合当前状态车辆的挡位信号、驻车信号进一步判断车辆当前状态的运行工况，如果判断车辆处于行驶状态，则进行步骤S23；如果判断车辆处于空挡或驻车状态，则进行步骤S24；

S23、启动所述应急转向控制单元，由所述应急转向控制单元向所述转向器提供转向动力；

S24、不启动车辆的应急转向控制单元。

优选地，所述步骤S1中所述的工作状态信号为所述主泵的工作压力信号。

优选地，所述应急转向控制单元包括液压蓄能器和方向控制阀，所述液压蓄能器通过所述方向控制阀所述转向器连通或断开。

优选地，所述方向控制阀包括阀体和集成于所述阀体内的换向阀、充液阀，所述阀体外设置有压力油进口、转向器供油口、蓄能器安装口以及回油口，所述换向阀的两工作油口分别连通所述蓄能器安装口和所述转向器供油口，所述液压蓄能器通过所述换向阀与所述转向器连通或断开；

所述充液阀的两工作油口连通所述压力油进口和所述回油口，其先导油路与所述蓄能器安装口连通；

所述压力油进口和所述蓄能器安装口的内部连通管道上还集成有单向阀。

优选地，所述充液阀与所述蓄能器安装口的连通管道上还设置有安全阀。

优选地，所述控制阀的阀体外还设有压力检测口，用于安装压力检测元件，所述压力检测口通过所述阀体内部管道连通所述蓄能器安装口。

此外，在上述控制方法的基础上，本发明还提供了一种应急转向控制系统，包括以下部件：

获取单元，用于获取车辆转向主泵和发动机至少一者的工作状态信号；

控制器，根据上述工作状态信号，并结合当前状态车辆的挡位信号、驻车信号，判断是否启动车辆的应急转向控制单元，由所述应急转向控制单元向车辆的转向器提供转向动力。

优选地，所述获取单元为压力检测元件，所述工作状态信号为所述主泵的工作压力信号。

优选地，所述方向控制阀的阀体外还设有压力检测口，用于安装压力开关，所述压力开关通过所述阀体内部管道连通所述蓄能器安装口。

优选地，所述方向控制阀的阀体外还设有负载反馈口，所述负载反馈口连通所述压力油进口，所述方向控制阀的负载反馈口与转向器的负载反馈口通过梭阀连接车辆主泵的负载反馈口。

优选地，还包括手动换向模块，用于启动所述应急转向控制单元，由所述应急转向控制单元向车辆的转向器提供转向动力。

本发明中的应急转向控制系统中设置有可获取发动机或转向主泵的工作状态信号的获取单元，当控制器根据工作状态信号判断转向主泵或发动机发生故障时，此时控制器进一步结合车辆的挡位信号、驻车信号判断车辆的运行工况，判断是否启动车辆的应急转向控制单元，由所述应急转向控制单元向车辆的转向器提供转向动力。

本发明提供的应急转向控制方法可实现车辆应急转向系统的自动启动，实现车辆的应急转向，提高车辆行驶的安全性。

附图说明

图1为现有技术中一种典型的应急转向系统的结构示意图；

图2为本发明所提供的一种具体实施例中的应急转向控制方法的流程图；

图3为本发明所提供的一种具体实施例中的应急转向控制系统的结构图；

图4为本发明所提供的另一种具体实施例中的应急转向控制方法的流程图；

图5为图3中应急转向控制单元的放大图；

图6为本发明一种具体实施例中应急转向控制系统的电气原理图。

其中，图1中附图标记和部件名称之间的一一对应关系如下所示：

1’应急泵、2’控制阀、3’主泵、4’油箱、5’方向盘、6’转向器、7’转向油缸。

其中，图3、图5中附图标记和部件名称之间的一一对应关系如下所示：

10主泵、20压力检测元件、30梭阀、40转向器、50转向油缸、60方向控制阀、61液压蓄能器、62压力开关、63安全阀、64单向阀、65充液阀、66、67阻尼、68两位两通换向阀。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种应急转向控制系统及控制方法，该控制方法可实现车辆安全应急转向，提高车辆行驶的安全性。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合应急转向控制方法、控制系统、附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2，图2为本发明所提供的一种具体实施例中的应急转向控制方法的流程图；图3为本发明所提供的一种具体实施例中的应急转向控制系统的结构图。

整车的转向动力来自于转向主泵10，转向主泵10通过发动机取力，车辆工作正常时，发动机带动转向主泵10工作，由转向主泵10向转向系统提供转向助力，转向系统一般包括转向器40和两转向油缸50。本发明提供了一种应急转向控制系统，当转向主泵10或发动机出现故障时，应急转向控制系统用于车辆应急转向，包括以下部件：获取单元，用于获取车辆转向转向主泵10和发动机两者中至少一者的工作状态信号；转向主泵10和发动机的工作状态信号的获取可以从现有设备中读取，例如从电子控制单元中直接读取，也可以设置专门的元件获取，例如获取单元可以为压力检测元件20，工作状态信号为转向主泵10的工作压力信号，压力检测元件20可以设置与转向主泵10的泵口，一般地，发动机和转向主泵10正常工作时，转向主泵10的泵口压力不会低于压力补偿器的设定值，当泵口的压力低于压力补偿器的设定值时，即意味着转向主泵10或发动机发生故障。当然，压力检测元件20也可以设置于其他位置，只要能够获取转向主泵10的工作压力即可。

控制器，根据上述工作状态信号，并结合当前状态车辆的挡位信号、驻车信号，判断是否启动车辆的应急转向控制单元，由应急转向控制单元向车辆的转向器40提供转向动力。通常情况，车辆的挡位包括空挡位和若干级工作挡位，以六挡位车为例，车辆的挡位包括空挡、一挡、二挡、三挡、四挡和五挡，其中一挡至五挡为工作挡位。

具体地，挡位信号、驻车信号可以从车辆电子控制单元中获取，上述控制器可以为电子控制单元，上述判断直接由电子控制单元进行。当然，也可以专门设置专门的控制器进行如上判断。

请参考图2，上述控制系统的控制方法按以下步骤进行：

S1、检测车辆转向转向主泵10和发动机至少一者的工作状态信号；

S2、根据上述工作状态信号，并结合当前状态车辆的挡位信号、驻车信号，判断是否启动车辆的应急转向控制单元，由应急转向控制单元向车辆的转向器40提供转向动力。

本发明中的应急转向控制系统中设置有可获取发动机或转向转向主泵10的工作状态信号的获取单元，当控制器根据工作状态信号判断转向转向主泵10或发动机发生故障时，此时控制器进一步结合车辆的挡位信号、驻车信号判断车辆的运行工况，判断是否启动车辆的应急转向控制单元，由所述应急转向控制单元向车辆的转向器40提供转向动力。

在一种具体的控制方式中，上述步骤S2可以具体包括以下内容：

S21、根据工作状态信号判断转向主泵10或/和发动机是否发生故障，如果转向主泵10和发动机两者之一发生故障，则进行步骤S3；

S23、启动应急转向控制单元，由应急转向控制单元向转向器40提供转向动力；

S24、不启动车辆的应急转向控制单元。在一种具体实施方式中，上述应急转向控制单元可以包括液压蓄能器61和方向控制阀60，液压蓄能器61通过方向控制阀60转向器40连通或断开。

在一种优选的实施方式中，应急转向控制单元可以包括液压蓄能器61和方向控制阀60，液压蓄能器61通过方向控制阀60转向器40连通或断开。

本发明中使用液压蓄能器61作为动力源，实现应急转向功能，只要改变蓄能器的容积，则既可用于小排量的转向系统，也可用于大排量的转向系统，简单方便，使用于各种车型，消除了现有技术中电动泵的应用限制问题。

在一种具体实施方式中，方向控制阀60包括阀体和集成于阀体内的换向阀、充液阀65，阀体外设置有压力油进口P、转向器供油口O、蓄能器安装口A1以及回油口T，压力油进口P连接外部的压力油路，转向器供油口O连接转向器40，液压蓄能器61的出口连通蓄能器安装口A1，回油口T连接外部的回油油路。

换向阀的两工作油路分别连通蓄能器安装口A1和转向器供油口O，液压蓄能器61通过换向阀与转向器40连通或断开；换向阀可以为两位两通换向阀68，充液阀65的两工作油口连通压力油进口P和回油口T，其先导油路与液压蓄能器61安装口连通；充液阀65控制液压蓄能器61内的压力，当其压力低于充液阀65的最低压力时，液压蓄能器61通过P口进行充液，当液压蓄能器61内的压力充至充液阀65的最高压力时，充液阀65停止充液，这样就保证了液压蓄能器61内的压力始终为应急转向所需的设定的目标值。

压力油进口P和蓄能器安装口A1的内部连通管道上还集成有单向阀64，这样在实现液压蓄能器61及时冲液的前提下，起到对液压蓄能器61保压的作用。

进一步地，上述各实施例中的充液阀65与蓄能器安装口A1的连通管道上还设置有安全阀63，安全阀63可以限制液压蓄能器61内的最高压力，对液压蓄能器61其进一步保护作用。

为了便于操作人员直观了解液压蓄能器61内部的压力，方向控制阀60的阀体外还设有压力检测口A2，用于安装压力开关62，压力检测口A2通过阀体内部管道连通蓄能器安装口A1。压力开关62为低压报警开关，当蓄能器损坏或管路爆裂造成蓄能器内压力下降至设定值时，压力开关62发出报警信号。

所述方向控制阀60的阀体外还设有负载反馈口，所述负载反馈口连通所述压力油进口P，所述方向控制阀60的负载反馈口Ls与转向器40的负载反馈口Ls通过梭阀30连接车辆转向主泵10的负载反馈口Ls。

另外，在压力油进口P和回油口T、压力油进口P和蓄能器安装口A1的连通管道上还可以设置阻尼66、67。

请参考图6，图6为本发明一种具体实施例中应急转向控制系统的电气原理图。

进一步地，上述各实施例中还可以包括手动换向模块，用于启动应急转向控制单元，由应急转向控制单元向车辆的转向器提供转向动力，请结合图6，图6中G表示电源、F1、F2表示保险元件、S1为手动换向模块的控制开关(翘板开关)、S2为转向主泵低压报警开关、S3为空挡信号开关、S4为驻车信号开关、K1、K2、K3为继电器、H1为电磁阀、H2为指示灯；操作人员可以通过手动换向模块直接启动应急转向控制单元，即S1开关闭合，此时无需考虑车辆目前的行驶工况，进一步增加了车辆控制的灵活性。

以上对本发明所提供的一种应急转向控制系统及控制方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种应急转向控制方法，其特征在于，该控制方法按以下步骤进行：

S1、获取车辆转向主泵（10）和发动机至少一者的工作状态信号；

S2、根据上述工作状态信号，并结合当前状态车辆的挡位信号、驻车信号，判断是否启动车辆的应急转向控制单元，由所述应急转向控制单元向车辆的转向器（40）提供转向动力；

所述应急转向控制单元包括液压蓄能器（61）和方向控制阀（60），所述液压蓄能器（61）通过所述方向控制阀（60）与所述转向器（40）连通或断开；

所述方向控制阀（60）包括阀体和集成于所述阀体内的换向阀、充液阀（65），所述阀体外设置有压力油进口（P）、转向器供油口（O）、蓄能器安装口（A1）以及回油口，所述换向阀的两工作油口分别连通所述蓄能器安装口（A1）和所述转向器供油口（O），所述液压蓄能器（61）通过所述换向阀与所述转向器（40）连通或断开；

所述充液阀（65）的两工作油口连通所述压力油进口（P）和所述回油口，其先导油路与所述蓄能器安装口（A1）连通；

所述压力油进口（P）和所述蓄能器安装口（A1）的内部连通管道上还集成有单向阀（64）。

2.如权利要求1所述的应急转向控制方法，其特征在于，步骤S2具体为：

S21、根据所述工作状态信号判断所述转向主泵（10）或/和所述发动机是否发生故障，如果所述转向主泵（10）和所述发动机两者之一发生故障，则进行步骤S22；

S23、启动所述应急转向控制单元，由所述应急转向控制单元向所述转向器（40）提供转向动力；

S24、不启动车辆的应急转向控制单元。

3.如权利要求1或2所述的应急转向控制方法，其特征在于，所述步骤S1中所述的工作状态信号为所述转向主泵（10）的工作压力信号。

4.如权利要求1或2所述的应急转向控制方法，其特征在于，所述充液阀（65）与所述蓄能器安装口（A1）的连通管道上还设置有安全阀（63）。

5.如权利要求1或2所述的应急转向控制方法，其特征在于，所述控制阀的阀体外还设有压力检测口（A2），用于安装压力检测元件（20），所述压力检测口（A2）通过所述阀体内部管道连通所述蓄能器安装口（A1）。

6.一种应急转向控制系统，其特征在于，包括以下部件：

获取单元，用于获取车辆转向主泵（10）和发动机至少一者的工作状态信号；

控制器，根据上述工作状态信号，并结合当前状态车辆的挡位信号、驻车信号，判断是否启动车辆的应急转向控制单元，由所述应急转向控制单元向车辆的转向器（40）提供转向动力;

所述获取单元为压力检测元件（20），所述工作状态信号为所述转向主泵（10）的工作压力信号;

所述应急转向控制单元包括液压蓄能器（61）和方向控制阀（60），所述液压蓄能器（61）通过所述方向控制阀（60）与所述转向器（40）连通或断开;

7.如权利要求6所述的应急转向控制系统，其特征在于，所述充液阀（65）与所述蓄能器安装口（A1）的连通管道上还设置有安全阀（63）。

8.如权利要求6所述的应急转向控制系统，其特征在于，所述方向控制阀（60）的阀体外还设有压力检测口（A2），用于安装压力开关（62），所述压力开关（62）通过所述阀体内部管道连通所述蓄能器安装口（A1）。

9.如权利要求6所述的应急转向控制系统，其特征在于，所述方向控制阀（60）的阀体外还设有负载反馈口，所述负载反馈口连通所述压力油进口（P），所述方向控制阀（60）的负载反馈口与转向器（40）的负载反馈口通过梭阀（30）连接车辆转向主泵（10）的负载反馈口。

10.如权利要求6-9任一项所述的应急转向控制系统，其特征在于，还包括手动换向模块，用于启动所述应急转向控制单元，由所述应急转向控制单元向车辆的转向器（40）提供转向动力。