CN106394527B - 车辆制动和转向的组合系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆制动和转向的组合系统，包括空压机(10)、电机(20)、转向油泵(30)、控制器(40)、储气罐(60)和转向器(70)，电机驱动转向油泵，并通过电磁离合器驱动空压机，储气罐上设置有压力传感器，转向器上设置有转角传感器，储气罐具有设定的最高、次高和最低三个气压值，控制器根据转角传感器检测的转向信号和压力传感器采集的气压值来控制电磁离合器接合或者分离。因此，整个组合系统结构简单紧凑，空压机起停控制方便，并且可以显著降低由于空压机开始工作而对转向器的转向操作造成的不利影响。

Description

车辆制动和转向的组合系统
技术领域
本发明涉及车辆领域，具体地，涉及一种车辆制动和转向的组合系统。
背景技术
在现有的车辆中，尤其是电动车辆中，大多采用两台电机分别驱动空压机和转向油泵，空压机用于为整车制动系统提供气压，转向油泵为整车转向系统提供助力。通过这种方式，会较多地占用底盘上的布置空间，并且还会增加整车自重和制造成本。若采用一台电机同时驱动空压机和转向油泵，会带来控制方面的相关问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆制动和转向的组合系统，其能够通过一台电机同时驱动空压机和转向油泵，并且还能较好地实现对二者的控制。
为了实现上述目的，本发明提供一种车辆制动和转向的组合系统，包括空压机、电机、转向油泵、控制器、储气罐和转向器，其中，所述电机用于驱动所述转向油泵为所述转向器提供液压助力，并通过电磁离合器驱动所述空压机为所述储气罐提供压缩气体，所述储气罐上设置有压力传感器，所述转向器上设置有转角传感器，所述储气罐具有设定的最高气压值、次高气压值和最低气压值，所述次高气压值小于所述最高气压值并大于所述最低气压值，其中：
当所述转角传感器检测到所述转向器处于非转向状态时，并且，当所述压力传感器采集的气压值小于所述最低气压值时，所述控制器控制所述电磁离合器从分离状态切换到接合状态；当所述压力传感器采集的气压值达到所述设定的最高气压值时，所述控制器控制所述电磁离合器从接合状态切换到分离状态；
当所述转角传感器检测到所述转向器处于转向状态时，并且，当所述压力传感器采集的气压值小于所述最低气压值时，所述控制器控制所述电磁离合器从分离状态切换到接合状态；当所述压力传感器采集的气压值达到所述次高气压值时，所述控制器控制所述电磁离合器从接合状态切换到分离状态。
通过上述技术方案，采用一台电机驱动空压机和转向油泵，所以整个组合统结构简单紧凑，并且传动效率和可靠性较高。同时，控制器根据转向传感器检测的转向器的工作状态以及压力传感器采集的储气罐中的三个气压值来控制电磁离合器接合或者分离，可以根据储气罐的需求选择性地使空压机运转，同时还能够显著降低由于空压机的起停操作而对转向器的转向操作所造成的不利影响。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明一种实施方式的组合系统的原理示意图。
附图标记说明
10空压机 12单向阀
20电机 30转向油泵
40控制器 50电磁离合器
60储气罐 61压力传感器
70转向器 72转角传感器
80油箱 82过滤器
90散热器 91油温传感器
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1所示，作为一种具体实施方式，本发明公开了一种车辆制动和转向的组合系统，主要包括空压机10、电机20、转向油泵30、控制器40、储气罐60和转向器70，其中，所述电机20用于驱动所述转向油泵30为所述转向器70提供液压助力，并通过电磁离合器50驱动所述空压机10为所述储气罐60提供压缩气体，所述储气罐60上设置有压力传感器61，所述转向器70上设置有转角传感器72，所述储气罐60具有设定的最高气压值、次高气压值和最低气压值，所述次高气压值小于所述最高气压值并大于所述最低气压值，其中：
当所述转角传感器72检测到所述转向器70处于非转向状态时，并且，当所述压力传感器61采集的气压值小于所述最低气压值时，所述控制器40控制所述电磁离合器50从分离状态切换到接合状态；当所述压力传感器61采集的气压值达到所述设定的最高气压值时，所述控制器40控制所述电磁离合器50从接合状态切换到分离状态；
当所述转角传感器72检测到所述转向器70处于转向状态时，并且，当所述压力传感器61采集的气压值小于所述最低气压值时，所述控制器40控制所述电磁离合器50从分离状态切换到接合状态；当所述压力传感器61采集的气压值达到所述次高气压值时，所述控制器40控制所述电磁离合器50从接合状态切换到分离状态。
在本发明中，如图1所示，作为一种具体实施方式，电机20可以具有两端输出的电机轴，该电机轴的一端连接到转向油泵30，另一端通过电磁离合器50连接到空压机10，控制器40用于控制所述电磁离合器50接合或者分离。具体地，电机轴的一端连接到转向油泵30，用于驱动该转向油泵30工作，以向转向器70提供液压助力；另一端通过电磁离合器50连接到空压机10，通过控制器40控制该电磁离合器50接合或者分离，可以选择性地驱动空压机10工作，并根据需要向储气罐60提供气压。当然，电机20也可以通过其他方式驱动空压机10和转向油泵30，例如通过各种减速箱等。另外，电机20通常也可以通过控制器40来控制。当然，电机20的运行也可以通过其他控制方式或者起停开关来控制。控制器40可以是本发明的组合系统专用的控制器，也可以采用整车控制器。
在本发明的一种优选的实施方式中，储气罐60具有设定的最高气压值、次高气压值和最低气压值，次高气压值小于最高气压值并大于最低气压值。优选地，次高气压值可以选择为最高气压值的75％-85％。下面对其控制过程进行详细说明。
当通过转角传感器72检测到转向器70处于非转向状态时，利用最高气压值和最低气压值来判断空压机10是否需要工作。即，当压力传感器61采集的气压值小于最低气压值时，控制器40控制所述电磁离合器50从分离状态切换到接合状态。当压力传感器61采集的气压值达到最高气压值时，控制器40控制电磁离合器50从接合状态切换到分离状态。
当通过转角传感器72检测到转向器70处于转向状态时，则利用次高气压值和最低气压值来判断空压机10是否需要工作，电磁离合器50的具体控制过程与上述相同，不同之处仅在于用次高气压值代替上述过程中的最高气压值，具体过程不再赘述。
另外，在转向器70处于转向状态时，当压力传感器61采集的气压值达到次高气压值时，所述控制器40可以等待转向器70回位到非转向状态之后，再控制电磁离合器50从接合状态切换到分离状态。通过这种控制方式，在转向器70处于转向状态时，电磁离合器50暂时并不分离，避免空压机10停止工作而影响转向操作手感。
通过上述技术方案，采用一台电机20驱动空压机10和转向油泵30，所以整个组合系统结构简单紧凑，并且传动效率和可靠性较高。因为采用了电磁离合器以及储气罐上的压力传感器，所以通过压力传感器采集的储气罐中的压力，控制器可以方便地控制电磁离合器接合或者分离，以满足整车制动的需求，而不必使空压机长时间运转。
另外，储气罐60中的气压越高，空压机10工作所需的功率也就越高，即载荷越大；另外，转向器70工作时转向速度越快、转角越大，所需的油路中的油压也就越高，即转向油泵30所需的功率也就越高。通过上述方案，可以使转向器70和空压机10彼此错开峰值功率进行工作，从而可以选择设计功率相对较小的电机20，从而可以降低成本。
再者，在转向器70处于转向状态时，空压机10为储气罐60提供气压的条件是储气罐60中的次高气压值，而不是最高气压值，因此空压机10的负载变化也会更小一些，从而空压机的起停对油路中油压的冲击也会更小，可以最大限度的减小甚至消除对转向操作手感的不利影响。
附图中的附图标记80表示油箱，为转向油泵30供油。附图标记82表示过滤器。附图标记90表示散热器，91表示油温传感器，从转向器70中流出的油液可以经过散热器91散热后为控制器40和电机20提供散热，油温传感器91用于检测油温以通过控制器40来控制散热器90的工作。附图标记12表示单向阀，仅允许气体从空压机10单向进入储气罐60。
上文中对组合系统的控制方案进行了详细说明。另外，对于电机20而言，其同样也可以通过本发明的控制器40进行控制，即，在优选的实施方式中，根据储气罐60中的气压值和转向器70的工作状态，控制器40不仅可以对电磁离合器50进行控制，还可以对电机20进行相应的控制，以通过一个控制器和一台电机实现车辆制动和转向的二合一，使得整个组合系统结构紧凑且设计灵活。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (3)

1.一种车辆制动和转向的组合系统，其特征在于，包括空压机(10)、电机(20)、转向油泵(30)、控制器(40)、储气罐(60)和转向器(70)，其中，所述电机(20)用于驱动所述转向油泵(30)为所述转向器(70)提供液压助力，并通过电磁离合器(50)驱动所述空压机(10)为所述储气罐(60)提供压缩气体，所述储气罐(60)上设置有压力传感器(61)，所述转向器(70)上设置有转角传感器(72)，所述储气罐(60)具有设定的最高气压值、次高气压值和最低气压值，所述次高气压值小于所述最高气压值并大于所述最低气压值，其中：
当所述转角传感器(72)检测到所述转向器(70)处于非转向状态时，并且，当所述压力传感器(61)采集的气压值小于所述最低气压值时，所述控制器(40)控制所述电磁离合器(50)从分离状态切换到接合状态；当所述压力传感器(61)采集的气压值达到所述设定的最高气压值时，所述控制器(40)所述电磁离合器(50)从接合状态切换到分离状态；
当所述转角传感器(72)检测到所述转向器(70)处于转向状态时，并且，当所述压力传感器(61)采集的气压值小于所述最低气压值时，所述控制器(40)控制所述电磁离合器(50)从分离状态切换到接合状态；当所述压力传感器(61)采集的气压值达到所述次高气压值时，所述控制器(40)控制所述电磁离合器(50)从接合状态切换到分离状态。
2.根据权利要求1所述的车辆制动和转向的组合系统，其特征在于，当所述转角传感器(72)检测到所述转向器(70)处于转向状态时，并且当所述压力传感器(61)采集的气压值达到所述次高气压值时，所述控制器(40)等待所述转向器(70)回位到非转向状态之后再控制所述电磁离合器(50)从接合状态切换到分离状态。
3.根据权利要求1所述的车辆制动和转向的组合系统，其特征在于，所述次高气压值为所述最高气压值的75％-85％。
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