CN104290808B - 机械液压式差速转向控制装置及使用方法 - Google Patents

机械液压式差速转向控制装置及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种机械液压式差速转向控制装置及使用方法，电机输出轴与蜗杆端部连接；蜗轮轴上蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮轴上套装有与二级齿轮啮合的一级齿轮；二级齿轮和变量泵斜盘固套在齿轮轴上；该控制装置使用方法如下：当电子控制单元接收到方向盘转角信号后，判断中位调整开关是否打开；若中位调整开关关闭，进入方向盘转向角度请求，再判断车辆档位是否在驻车档；若中位调整开关打开，进入中位校正功能，若满足条件，电子控制单元控制电机工作，直至左、右轮转速传感器采集到的转速一致，最后中位校正结束。本控制装置通过电子控制单元控制电机、蜗轮蜗杆和齿轮转动，进而控制调整变量泵斜盘的开度，这样就能有效让变量泵斜盘回中位。

Description

机械液压式差速转向控制装置及使用方法
技术领域
本发明属于车辆转向控制领域，具体地说，尤其涉及一种机械液压式差速转向控制装置。
背景技术
汽车转向系统是用于改变或保持车辆行驶方向的专门机构，其作用是在车辆行驶过程中，根据驾驶员的意志来改变车辆行驶方向。根据转向方式的不同，可分为轨迹转向和差速转向两大类。
目前，公知的差速转向车辆中，多数采用机械式液压动力转向：即发动机将输出的部分机械能通过变量泵转化为液压能，通过调节变量泵上的斜盘开度，使液压油流量改变，再通过转向马达将液压能转化为机械能输出给变速箱，从而实现差速转向。其中，斜盘开度的控制调节主要通过拉索将方向柱和变量泵斜盘相连，并通过方向柱来控制变量泵斜盘，进而实现转向。
在实际使用过程中，由于存在拉索过长、拉索疲劳致使长度变化、回正装置存在误差等因素的影响，不能有效使变量泵斜盘回中位，这样就导致车辆不能够直线行驶，并且倒车时车辆实际的转弯方向与方向盘的旋转方向相反，这样就影响整车操控性。另外，驾驶员在转动方向盘时比较费力，操作强度大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种机械液压式差速转向控制装置及使用方法，欲有效地让变量泵斜盘回中位。
本发明的技术方案如下：一种机械液压式差速转向控制装置，其特征在于：包括电子控制单元(1)和控制执行机构，其中电子控制单元(1)分别通过导线与选档开关(2)、中位调整开关(3)、方向盘转角传感器(4)、左轮转速传感器(5)和右轮转速传感器(6)；
所述控制执行机构包括电机(7)和二级齿轮(12)，其中电机(7)由所述电子控制单元(1)控制，该电机的输出轴与蜗杆(8)端部同轴连接；所述蜗杆(8)同时与蜗轮(9)啮合，而蜗轮固套在蜗轮轴(10)上，并在该蜗轮轴上同轴套装有一个一级齿轮(11)；所述二级齿轮(12)与一级齿轮(11)啮合，该二级齿轮和变量泵斜盘(13)同轴固套在齿轮轴(14)上，且蜗杆(8)、蜗轮轴(10)和齿轮轴(14)的两端均分别通过轴承支撑在壳体上；所述蜗轮轴(10)的端部固设有一个变量泵斜盘位置传感器(15)，该变量泵斜盘位置传感器(15)通过导线与所述电子控制单元(1)相连；
该转向控制装置的使用方法如下：打开钥匙，当所述电子控制单元(1)接收到方向盘转角传感器(4)反馈的方向盘转角信号后，首先判断所述中位调整开关(3)是否打开；若中位调整开关(3)关闭，进入方向盘转向角度请求，再判断车辆档位是否在驻车档，如果在驻车档，不执行转向操作；若不在驻车档，再判断是否在前进档或者空档，若在前进档或者空档，电子控制单元(1)计算斜盘所需转角，驱动直流电机工作，若不在前进档或者空档，控制单元先计算变量泵斜盘(13)所需的转角，然后根据计算出的转角控制电机(7)工作；最后，变量泵斜盘位置传感器(15)的信号反馈给电子控制单元(1)，并判断变量泵斜盘(13)的开度是否到位，若到位则电机(7)停止工作，且转向停止；
若中位调整开关(3)打开，进入中位校正功能，然后判断是否在前进档且发动机转速满足要求，若不满足条件，不执行；若满足条件，所述电子控制单元(1)控制电机(7)工作，直至左轮转速传感器(5)和右轮转速传感器(6)采集到的转速一致，此时电机(7)停止工作，电子控制单元(1)重新确认方向盘和斜盘的中间位置，并根据两者此时的位置重新计算这两者之间的位置关系，最后中位校正结束。
驾驶员转动方向盘时，方向盘下的转角传感器将方向盘的转向角度信号传给电子控制单元，电子控制单元根据转向角度信号计算出变量泵斜盘(13)的转向角度，并控制控制执行机构的电机开始工作，电机通过蜗杆带动蜗轮旋转，再经过一级齿轮与二级齿轮使齿轮轴旋转，从而带动齿轮轴上的变量泵斜盘同步旋转。当变量泵斜盘到达正确位置后，控制单元发出指令控制电机停止工作，齿轮轴停止转动并保持在当前位置，且由于蜗轮蜗杆的存在，齿轮轴也不会反转。倒车时，电子控制单元计算的转向角度要与前进时的转向角度相反，然后驱动电机工作，之后的工作过程与前进时相同。
长时间行驶后，若发现方向盘在中位状态时，车辆出现行驶偏差，这时可在台架上对变量泵斜盘进行中位校正。具体操作步骤如下：按下中位校正开关，保持方向盘在中间位置，在前进状态下踩下油门提高发动机转速，电子控制单元控制电机工作，通过左、右轮转速传感器反馈信号来调整变量泵斜盘，并使左右车轮保持一致转速，且记录变量泵斜盘位置传感器此时所在的位置为中间位置；以此同时，根据方向盘转角位置与变量泵斜盘此时的位置重新计算方向盘转角与变量泵斜开度之间的关系。校正结束后，关闭校正开关，车辆便可再次准确直线行驶。
采用以上技术方案，本控制装置通过电子控制单元控制电机、蜗轮蜗杆和齿轮转动，进而控制调整变量泵斜盘的开度，由于电机、蜗轮蜗杆和齿轮的传动固定、可靠，误差较小，这样就能有效地控制变量泵斜盘的开度，并能通过各个传感器的信号反馈让变量泵斜盘回中位，这样就能很好地克服传统拉索机构不能使变量泵斜盘有效回中位的缺陷，且本执行机构为电控，不用像原来那样需要人工控制。
作为优选，所述一级齿轮(11)和二级齿轮(12)均为扇形齿轮。采用上述结构，在满足传动要求的前提下，可以将一级齿轮和二级齿轮做得比较小，从而便于布置。
在本案中，所述电机(7)优选为直流电机。
有益效果：本控制装置通过电子控制单元控制电机、蜗轮蜗杆和齿轮转动，进而控制调整变量泵斜盘的开度，由于电机、蜗轮蜗杆和齿轮的传动固定、可靠，误差较小，这样就能有效地控制变量泵斜盘的开度，并能通过各个传感器的信号反馈让变量泵斜盘回中位，这样就能很好地克服传统拉索机构不能使变量泵斜盘有效回中位的缺陷，且本执行机构为电控，不用像原来那样需要人工控制。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中控制执行机构的示意图；
图3为图2的侧视图；
图4为本发明的使用流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1、2及3所示，一种机械液压式差速转向控制装置，主要由电子控制单元1、选档开关2、中位调整开关3、方向盘转角传感器4、左轮转速传感器5、右轮转速传感器6和控制执行机构构成。其中，电子控制单元分别通过导线与选档开关2、中位调整开关3、方向盘转角传感器4、左轮转速传感器5和右轮转速传感器6，并接受它们发出的信号。
所述控制执行机构主要由电机7、蜗杆8、蜗轮9、蜗轮轴10、一级齿轮11、二级齿轮12、变量泵斜盘13、齿轮轴14和变量泵斜盘位置传感器15构成。其中，电机7优选为直流电机，并由所述电子控制单元1控制，该电机7的输出轴与蜗杆8端部同轴连接。所述蜗杆8同时与蜗轮9啮合，而蜗轮9固套在蜗轮轴10上，并在该蜗轮轴10上同轴套装有一个一级齿轮11，该一级齿轮11与二级齿轮12啮合，且一级齿轮11和二级齿轮12均为扇形齿轮。
二级齿轮12和变量泵斜盘13同轴固套在齿轮轴14上，且蜗杆8、蜗轮轴10和齿轮轴14的两端均分别通过轴承支撑在壳体上。同时，所述蜗轮轴10的端部固设有一个变量泵斜盘位置传感器15，该变量泵斜盘位置传感器15通过导线与所述电子控制单元1相连，并将检测信号反馈给电子控制单元1。
参照图1-3，并结合图4可看出，该转向控制装置的使用方法如下：打开钥匙，当所述电子控制单元1接收到方向盘转角传感器4反馈的方向盘转角信号后，首先判断所述中位调整开关3是否打开；若中位调整开关3关闭，进入方向盘转向角度请求，再判断车辆档位是否在驻车档，如果在驻车档，不执行转向操作；若不在驻车档，再判断是否在前进档或者空档，若在前进档或者空档，电子控制单元1计算斜盘所需转角，驱动直流电机工作，若不在前进档或者空档，控制单元先计算变量泵斜盘13所需的转角，然后根据计算出的转角控制电机7工作；最后，变量泵斜盘位置传感器15的信号反馈给电子控制单元1，并判断变量泵斜盘13的开度是否到位，若到位则电机7停止工作，且转向停止；
若中位调整开关3打开，进入中位校正功能，然后判断是否在前进档且发动机转速满足要求，若不满足条件，不执行；若满足条件，所述电子控制单元1控制电机7工作，直至左轮转速传感器5和右轮转速传感器6采集到的转速一致，此时电机7停止工作，电子控制单元1重新确认方向盘和斜盘的中间位置，并根据两者此时的位置重新计算这两者之间的位置关系，最后中位校正结束。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种机械液压式差速转向控制装置，其特征在于：包括电子控制单元(1)和控制执行机构，其中电子控制单元(1)分别通过导线与选档开关(2)、中位调整开关(3)、方向盘转角传感器(4)、左轮转速传感器(5)和右轮转速传感器(6)相连；
所述控制执行机构包括电机(7)和二级齿轮(12)，其中电机(7)由所述电子控制单元(1)控制，该电机的输出轴与蜗杆(8)端部同轴连接；所述蜗杆(8)同时与蜗轮(9)啮合，而蜗轮固套在蜗轮轴(10)上，并在该蜗轮轴上同轴套装有一个一级齿轮(11)；所述二级齿轮(12)与一级齿轮(11)啮合，该二级齿轮和变量泵斜盘(13)同轴固套在齿轮轴(14)上，且蜗杆(8)、蜗轮轴(10)和齿轮轴(14)的两端均分别通过轴承支撑在壳体上；所述蜗轮轴(10)的端部固设有一个变量泵斜盘位置传感器(15)，该变量泵斜盘位置传感器(15)通过导线与所述电子控制单元(1)相连；
该转向控制装置的使用方法如下：打开钥匙，当所述电子控制单元(1)接收到方向盘转角传感器(4)反馈的方向盘转角信号后，首先判断所述中位调整开关(3)是否打开；若中位调整开关(3)关闭，进入方向盘转向角度请求，再判断车辆档位是否在驻车档，如果在驻车档，不执行转向操作；若不在驻车档，再判断是否在前进档或者空档，若在前进档或者空档，电子控制单元(1)计算变量泵斜盘所需转角，驱动直流电机工作，若不在前进档或者空档，电子控制单元先计算变量泵斜盘(13)所需的转角，然后根据计算出的转角控制电机(7)工作；最后，变量泵斜盘位置传感器(15)的信号反馈给电子控制单元(1)，并判断变量泵斜盘(13)的开度是否到位，若到位则电机(7)停止工作，且转向停止；
若中位调整开关(3)打开，进入中位校正功能，然后判断是否在前进档且发动机转速满足要求，若不满足条件，不执行；若满足条件，所述电子控制单元(1)控制电机(7)工作，直至左轮转速传感器(5)和右轮转速传感器(6)采集到的转速一致，此时电机(7)停止工作，电子控制单元(1)重新确认方向盘和变量泵斜盘的中间位置，并根据两者此时的位置重新计算这两者之间的位置关系，最后中位校正结束。
2.根据权利要求1所述的机械液压式差速转向控制装置，其特征在于：所述一级齿轮(11)和二级齿轮(12)均为扇形齿轮。
3.根据权利要求1或2所述的机械液压式差速转向控制装置，其特征在于：所述电机(7)为直流电机。
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