CN105644620A - 一种节能型常压式液压助力转向系统 - Google Patents

一种节能型常压式液压助力转向系统 Download PDF

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Abstract

一种节能型常压式液压助力转向系统，它涉及汽车转向技术领域；它的转向盘通过转角传感器与转向器连接，转阀与转向器连接；电动机与液压泵的输入端连接，液压泵的输出端分别与出油阀和安全阀连接，蓄能器的入口与出油阀连接，比例阀的两端分别与蓄能器的出口、转阀连接，压力传感器设置在蓄能器的出口处；转角传感器、压力传感器和车速信号分别与EHPS控制器的采集端连接，EHPS控制器的控制端分别与电动机、比例阀连接。它通过EHPS控制器根对直流无刷电动机的转速进行控制，使电动机不是一直处于工作状态，减少了电能的消耗。

Description

一种节能型常压式液压助力转向系统
技术领域
本发明涉及汽车转向技术领域，具体涉及一种节能型常压式液压助力转向系统。
背景技术
液压助力转向系统已经被开发出来多年，技术相当成熟。但是，常压式液压助力转向系统的液压泵是通过发动机驱动的，液压泵的流量受到发动机转速的影响。当系统压力达到一定值时，油路通过安全阀进行卸荷，既造成了能量浪费，又增加发动机的负担，使发动机油耗增多。同时，常流式电控液压助力转向系统也已经有多年的研究基础，并且处于大规模生产阶段，在目前市场上取得了一定的成功。但是，常流式电控液压助力转向系统（EHPS）在汽车有无转向时，其电动机一直保持运转状态，增加了新能源汽车（电动汽车）的电量的消耗。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种节能型常压式液压助力转向系统，实现了对电动机的控制，使电动机不是一直处于工作状态，减少了电能的消耗。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：它包含转向盘、转角传感器、转向器、转阀、电动机、液压泵、出油阀、安全阀、蓄能器、压力传感器、比例阀、EHPS控制器；转向盘通过转角传感器与转向器连接，转阀与转向器连接；电动机与液压泵的输入端连接，液压泵的输出端分别与出油阀和安全阀连接，蓄能器的入口与出油阀连接，比例阀的两端分别与蓄能器的出口、转阀连接，压力传感器设置在蓄能器的出口处；转角传感器、压力传感器和车速信号分别与EHPS控制器的采集端连接，EHPS控制器的控制端分别与电动机、比例阀连接。
所述的电动机为无刷直流电动机或交流电动机。
所述的转角传感器为带总线接口角度传感器。
所述的转向器为齿轮齿条转向器。
所述的液压泵为叶片泵或齿轮泵。
所述的出油阀为单向阀，它保证液压油只能定向流动而不能逆流回来。
所述的安全阀为直动式溢流阀，保证液压泵的输出最大压力在安全范围内。
所述的蓄能器为皮囊式蓄能器。
本发明的工作原理是：
汽车启动时，EHPS控制器采集车速信号、转角传感器获取的转向盘转角信号及蓄能器出口处压力传感器采集的压力值信号，EHPS控制器实时根据出口处的压力值来判断是否启动电动机带动液压泵的运转来补充压力；当蓄能器出口处压力低于设定的下限值时，电动机启动，补充压力；若蓄能器出口处压力达到设定的上限值时，电动机停止工作。
汽车处于静止状态（怠速工况）和直线行驶时，比例阀为常闭，油液流入蓄能器，当蓄能器出口处的液体压力值达到一定值时，电动机停止工作，蓄能器处于保压状态。
汽车在原地转向时，转阀不处于中位，比例阀打开一定的开度；此时助力系统提供转向助力，蓄能器对外输出液压能；当蓄能器出口处压力低于设定的下限值时，电动机启动，补充压力；若蓄能器出口处压力达到设定的上限值时，电动机停止工作。
汽车在行驶时转向时，转阀不处于中位，高压进油路与转向动力一侧的工作腔相通，转向动力缸另一侧的工作腔与回油管路相通，转向动力缸两侧工作腔的压力不相等，在压差的作用下形成助力；当蓄能器出口处压力低于设定的下限值时，电动机启动，补充压力；若蓄能器出口处压力达到设定的上限值时，电动机停止工作。在车速较高时，设定的下限值会适当降低，以延长电动机的停转时间，减少频繁启动对电动机的损害。
采用上述结构后，本发明有益效果为：
(1)它将液压泵由原来的发动机驱动改为直流无刷电动机驱动，通过EHPS控制器根据车速信号、转向盘的转角信号和蓄能器出口处的压力值信号，对无刷直流电动机的转速进行控制，使电动机不是一直处于工作状态，减少了电能的消耗，也提高了助力系统的可靠性和稳定性。
(2)它在转向系统中增设比例阀，汽车在直线行驶和怠速时，比例阀为常闭，油液流入蓄能器，当蓄能器出口处的液体压力值达到一定值时，电动机停止工作，减少了液压油的使用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图标记说明：
1、转向盘；2、转角传感器；3、转向器；4、转阀；5、电动机；6、液压泵；7、出油阀；8、安全阀；9、蓄能器；10、压力传感器；11、比例阀；12、EHPS控制器。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作进一步的说明。
参看如图1所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包含转向盘1、转角传感器2、转向器3、转阀4、电动机5、液压泵6、出油阀7、安全阀8、蓄能器9、压力传感器10、比例阀11、EHPS控制器12；转向盘1通过转角传感器2与转向器3连接，转阀4与转向器3连接；电动机5与液压泵6的输入端连接，液压泵6的输出端分别与出油阀7和安全阀8连接，蓄能器9的入口与出油阀7连接，比例阀11的两端分别与蓄能器9的出口、转阀4连接，压力传感器10设置在蓄能器9的出口处；转角传感器2、压力传感器10和车速信号分别与EHPS控制器12的采集端连接，EHPS控制器12的控制端分别与电动机5、比例阀11连接。
所述的电动机5为无刷直流电动机。
所述的转角传感器2为带总线接口角度传感器。
所述的转向器3为齿轮齿条转向器。
所述的液压泵6为叶片泵。
所述的出油阀7为单向阀，它保证液压油只能定向流动而不能逆流回来。
所述的安全阀8为直动式溢流阀，保证液压泵的输出最大压力在安全范围内。
所述的蓄能器9为皮囊式蓄能器。
本具体实施方式的工作原理是：
汽车启动时，EHPS控制器12采集车速信号、转角传感器2获取的转向盘转角信号及蓄能器9出口处压力传感器10采集的压力值信号，EHPS控制器12实时根据蓄能器9出口处的压力值来判断是否启动电动机5带动液压泵6的运转来补充压力；当蓄能器9出口处的压力值低于设定的下限值时，电动机5启动，补充压力；若蓄能器9出口处的压力值达到设定的上限值时，电动机5停止工作。
汽车处于静止状态（怠速工况）和直线行驶时，比例阀11为常闭，油液流入蓄能器9，当蓄能器9出口处的液体压力值达到一定值时，电动机5停止工作，蓄能器9处于保压状态。
汽车在原地转向时，转阀4不处于中位，比例阀11打开一定的开度；此时助力系统提供转向助力，蓄能器9对外输出液压能；当蓄能器9出口处的压力值低于设定的下限值时，电动机5启动，补充压力；若蓄能器9出口处的压力值达到设定的上限值时，电动机5停止工作。
汽车在行驶时转向时，转阀4不处于中位，高压进油路与转向动力一侧的工作腔相通，转向动力缸另一侧的工作腔与回油管路相通，转向动力缸两侧工作腔的压力不相等，在压差的作用下形成助力；当蓄能器9出口处的压力值低于设定的下限值时，电动机5启动，补充压力；若蓄能器9出口处的压力值达到设定的上限值时，电动机5停止工作。在车速较高时，设定的下限值会适当降低，以延长电动机5的停转时间，减少频繁启动对电动机5的损害。
本具体实施方式的有益效果为：它通过EHPS控制器根对直流无刷电动机的转速进行控制，使电动机不是一直处于工作状态，减少了电能的消耗；在转向系统中增设比例阀，当蓄能器出口处的液体压力值达到一定值时，电动机停止工作，减少了液压油的使用。
以上所述，仅用于说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种节能型常压式液压助力转向系统，其特征在于：它包含转向盘(1)、转角传感器(2)、转向器(3)、转阀(4)、电动机(5)、液压泵(6)、出油阀(7)、安全阀(8)、蓄能器(9)、压力传感器(10)、比例阀(11)、EHPS控制器(12)；转向盘(1)通过转角传感器(2)与转向器(3)连接，转阀(4)与转向器(3)连接；电动机(5)与液压泵(6)的输入端连接，液压泵(6)的输出端分别与出油阀(7)和安全阀(8)连接，蓄能器(9)的入口与出油阀(7)连接，比例阀(11)的两端分别与蓄能器(9)的出口、转阀(4)连接，压力传感器(10)设置在蓄能器(9)的出口处；转角传感器(2)、压力传感器(10)和车速信号分别与EHPS控制器(12)的采集端连接，EHPS控制器(12)的控制端分别与电动机(5)、比例阀(11)连接。
2.根据权利要求1所述的一种节能型常压式液压助力转向系统，其特征在于所述的电动机(5)为无刷直流电动机。
3.根据权利要求1所述的一种节能型常压式液压助力转向系统，其特征在于所述的电动机(5)为交流电动机。
4.根据权利要求1所述的一种节能型常压式液压助力转向系统，其特征在于所述的转角传感器(2)为带总线接口角度传感器。
5.根据权利要求1所述的一种节能型常压式液压助力转向系统，其特征在于所述的转向器(3)为齿轮齿条转向器。
6.根据权利要求1所述的一种节能型常压式液压助力转向系统，其特征在于所述的液压泵(6)为叶片泵。
7.根据权利要求1所述的一种节能型常压式液压助力转向系统，其特征在于所述的液压泵(6)为齿轮泵。
8.根据权利要求1所述的一种节能型常压式液压助力转向系统，其特征在于所述的出油阀(7)为单向阀。
9.根据权利要求1所述的一种节能型常压式液压助力转向系统，其特征在于所述的安全阀(8)为直动式溢流阀。
10.根据权利要求1所述的一种节能型常压式液压助力转向系统，其特征在于所述的蓄能器(9)为皮囊式蓄能器。
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