CN106515844B - 车辆的前轮和后轮的整体式动力转向系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种车辆的动力转向系统及其控制方法。通过结合使用在应急转向系统和后轮转向系统中使用的比如液压泵、控制器和控制阀的部件，该整体式动力转向系统减少了部件数量、降低了制造成本以及车辆的动力损耗。该系统包括：主液压马达，接收发动机的动力并且产生液压力；辅助液压马达，产生液压力；前轮转向缸，接收液压力并产生用于前轮转向的动力和用于驾驶员的辅助转向的动力；后轮转向缸，接收液压力并产生用于后轮转向的动力；整体式控制阀，通过液压管线连接至这些液压马达和转向缸；以及控制器，当控制方向盘时，该控制器操作辅助液压马达和整体式控制阀。

Description

车辆的前轮和后轮的整体式动力转向系统及其控制方法
技术领域
本公开涉及一种车辆的动力转向系统及其控制方法，并且更具体地，涉及这样一种用于前轮和后轮的整体式动力转向系统及其控制方法，通过在应急转向系统和后轮转向系统中结合使用(use together，共用)比如液压泵、控制器和控制阀的部件，该整体式动力转向系统减少了部件数量、降低了制造成本以及车辆的功率损耗。
背景技术
正如本领域所公知的，转向系统是构造成基于驾驶员的意图而被驱动，从而转变车辆的前进方向的装置。在最近几年，许多车辆已经使用为驾驶员的转向力提供辅助动力的转向系统，也就是，动力转向系统可以减少驾驶员的方向盘操作力，以允许省力和迅速的转向操作。
在动力转向系统中，液压动力转向(HPS，hydraulic power steering) 系统使用液压力来形成辅助驾驶员的转向力的动力，也就是，辅助转向力。作为使用电子控制单元(ECU,electronic control unit)的动力转向系统，电子动力转向(EPS，electronic powersteering)系统通过将调节液压力的控制阀增加至现有液压动力转向系统来调节辅助程度，这是已知的。
一般地，液压动力换向系统使用液压力，并且因此包括构造成用于产生液压的液压泵。此外，用于辅助驾驶员的转向力的动力通过供给由液压泵产生的液压力而形成，并且由连接至转向致动器(也就是，转向缸)的控制阀来调节，并且将主要通过动力传输机构(诸如皮带和皮带轮)接收发动机动力的机械液压泵用作液压泵。另外，使用由马达操作的电动液压泵来辅助转向力的电控液压助力转向(EHPS,electro hydraulic power steering)系统是已知的。
同时，当车辆驱动时发动机的操作停止或液压泵中止(例如，失效) 而引起液压力不供应至转向缸时，动力转向系统的助力功能可能会失效。具体地，由于当无辅助动力时驾驶员只能使用驾驶员的力来操作方向盘，方向盘可能难于操作，导致事故的风险。因此，另外提供了与由发动机操作的机械主液压泵分开的用于应急转向的由马达操作的电动辅助液压泵，并且在发动机的操作停止或主液压泵失效的应急情况下，操作辅助液压泵以将液压力供应至转向缸，以避免事故。
具体地，在包括中型和大型卡车的商用车辆中，当动力转向系统失效时最大转向力受规定限制，并且当动力转向系统由于失效而不工作时，应当提供允许使用辅助液压泵而驱动预定距离的应急转向功能。为了符合该规定，在许多双轴商用车辆中提供了当动力转向系统失效时用于辅助转向力的另外的装置，并且具有该装置的转向系统通常被称为应急转向系统。
主要应用于商用车辆的应急转向系统分为：在正常情况下由发动机的动力操作的主液压回路，和在应急情况下(比如主液压回路的失效)由马达的动力操作的辅助液压回路。具体地，应急转向系统包括：储油器，在其中储存油；主液压回路，是由发动机驱动的机械液压泵；辅助液压泵，是由马达驱动的电动液压泵(Motor Pmp Unit:MPU)；控制阀，构造成调节液压力的供应；转向缸，构造成接收由控制阀调节的液压力并形成转向助力；变速箱，用于前轮的转向；以及控制器(electronic control unit(电子控制单元):ECU)，构造成操作转向系统。
因此，增加了电动液压泵以构造应急转向系统，并且也增加了液压管线。在应急转向系统的操作的简要说明中，当控制器检测到主液压回路的失效时，也就是，当车辆驱动时由发动机驱动的主液压回路失效时，驱动电动辅助液压泵。然后，通过辅助液压泵的驱动产生了液压力，并且驱动已接收了液压力的转向缸，从而产生应急转向力。
具有辅助液压泵的应急转向系统安装在车辆上，并作为用于前轮转向的前轮转向系统，并且除了上述描述的结构之外，可进一步包括根据驾驶员的方向盘控制状态而检测转向角(例如，方向盘的角度)的转向角度传感器(SAS,steering angle sensor)，使得根据驾驶员的转向输入(也就是，方向盘控制状态)而辅助转向。
同时，在大型商用车辆中，基于长轮距(wheel base)和多轴的应用的能转向最后轴的后轮转向系统是必需的。使用液压泵和转向缸的液压系统也主要应用于后轮转向系统。后轮转向系统包括：液压泵，构造成产生并且供应液压力；控制阀，构造成调节液压力；后轮转向缸，构造成接收液压力并且产生用于后轮转向的动力；以及控制器(ECU)，构造成用于操作后轮转向系统。
在应用后轮转向系统的车辆中，由马达操作的电动液压泵(MPU) 主要用作液压泵。另外，在安装了后轮转向系统的车辆上，由于基于车速和前轮的角度调整了后轮的角度，通过减小车辆的最小转弯半径并且均匀分布施加于轮胎的横向力，可优化轮胎的磨损量。因此，除了速度传感器之外，可使用构造成用于检测前轮的角度的前轮角度传感器和构造成检测后轮的角度的后轮角度传感器。
图1是示出了根据相关技术的具有后轴和转向缸的后轮转向系统的主要部件的立体图。具体地，参考数字1表示后轮转向缸。在后轮转向系统的操作的说明中，当前轮的角度和车速由前轮角度传感器和速度传感器检测时，控制器配置成从已检测到的前轮的角度和车速确定后轮的目标角度，并且操作电动液压泵和控制阀来调节后轮的确定角度。
因此，通过电动液压泵的驱动产生的液压力施加至后轮转向缸1，该后轮转向缸是通过控制阀而用于后轮的转向的致动器，并且然后，后轮通过后轮转向缸1的操作而转向。此外，在既安装了实现前轮转向和应急转向的应急转向系统又安装了执行后轮的转向的后轮转向系统的车辆上，后轮转向系统的液压缸、控制阀和控制器，连同主液压泵和应急转向系统的辅助液压泵、控制阀和控制器可分别地提供。
具体地，应急转向系统的辅助液压泵和后轮转向系统的液压泵两者均使用电动液压泵，并且虽然应急转向系统的辅助液压泵是在正常情况下不使用而仅在应急情况下(比如主液压泵的失效)使用的液压泵，辅助液压泵和后轮转向系统的液压泵被分别地提供。
因此，在既安装了应急转向系统又安装了后轮转向系统的车辆的转向系统的部件数量过多，车辆的功率损耗过大并且制造成本可能增加。
发明内容
因此，本发明提供一种用于前轮和后轮的整体式动力转向系统，通过结合使用在应急转向系统和后轮转向系统中使用的比如液压泵、控制器和控制阀的部件(例如，集成这些部件)，该整体式动力转向系统减少了部件数量、降低了制造成本以及车辆的功率损耗。本发明也提供一种控制方法，基于在结合使用系统中的部件的状态，可以恰当地操作应急转向功能和后轮转向功能。
根据本发明的一方面，用于车辆的前轮和后轮的整体式动力转向系统可包括：主液压马达，构造成接收发动机的动力而被驱动，并且产生液压力；辅助液压马达，构造成用于产生液压力；前轮转向缸，构造成接收液压力并产生用于前轮转向和驾驶员的辅助转向的动力；后轮转向缸，构造成接收液压力并产生用于后轮转向的动力；整体式控制阀，通过液压管线连接至液压马达和转向缸，并且构造成调节由主液压马达产生的液压力以将调节的液压供应至前轮转向缸，并且调节由辅助液压马达产生的液压力以将调节的液压力供应至前轮转向缸和后轮转向缸中的任一个；以及控制器，配置成在驾驶员控制方向盘时，操作辅助液压马达和整体式控制阀，以将由主液压马达产生的液压力供应至前轮转向缸，或将由辅助液压马达产生的液压供应至前轮转向缸和后轮转向缸中的任一个。
根据本发明的另一方面，设置一种用于前轮和后轮的整体式动力转向系统的控制方法，该整体式动力转向系统可包括：主液压马达，构造成接收发动机的动力而被驱动，并且产生液压力；辅助液压马达，产生液压力；前轮转向缸，构造成接收液压力并产生用于前轮转向和驾驶员的辅助转向的动力；后轮转向缸，构造成接收液压力并产生用于后轮转向的动力；整体式控制阀，通过液压管线连接至液压马达和转向缸；以及控制器，配置成操作辅助液压马达和整体式控制阀。
具体地，该控制方法可包括：确定主液压马达是否失效；当主液压马达失效，驾驶员控制方向盘时，操作整体式控制器以将由辅助液压马达产生的液压力供应至前轮转向缸；以及当主液压马达处于正常状态(例如，未失效)，驾驶员控制方向盘时，调节由主液压马达产生的液压力以将该调节的液压力供应至前轮转向缸，并且调节由辅助液压马达产生的液压力以将该调节的液压力供应至后轮转向缸。
因此，用于前轮和后轮的整体式动力转向系统及其控制方法，通过结合使用在应急转向系统和后轮转向系统中使用的比如液压泵、控制器和控制阀的部件，减少了部件数量、降低了制造成本以及车辆的功率损耗。
此外，应用本发明的车辆可获得如下的效果：比如轮胎的磨损特性改善，车辆的最小转弯半径减小，改善停车的便利性，以及处理与规定相关的应急转向，通过简化的结构而获得应急转向和后轮转向的功能，并且可有助于提高车辆的产品价值。另外，由于电气部件(诸如控制器和具有辅助液压泵的控制阀，其中该辅助液压泵是电动液压泵)的数量可减少，因此可降低功率消耗，并且具体地，由于电动液压泵的数量可减少，因此可降低交流发电机和电池的容量。
附图说明
参考附图示出的本发明的特定示例性实施方式，将详细描述本发明的以上和其他的特征，下文给出这些附图仅用于说明，并且因此并不用于限制本发明，并且在附图中：
图1是示出了根据相关技术的具有后轴和转向缸的后轮转向系统的主要部件的立体图；
图2是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于前轮和后轮的整体式动力转向系统的主要部件的框图；
图3是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于前轮和后轮的动力转向系统的主要部件的安装状态的示意图；
图4是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于前轮和后轮的动力转向系统的主要部件的液压管线的连接状态的液压回路示意图；
图5是示出了根据本发明的示例性实施方式的控制过程的流程图；以及
图6是示出了根据本发明的示例性实施方式，依据前轮的角度和车速而设定后轮的目标角度的用于后轮转向的实例的视图。
应当理解，附图不必按比例绘制，并呈现了说明本发明的基本原理的各种特征的略微简化的表示。如本文所公开的本发明的具体设计特征，包括，例如，具体尺寸、定向、位置和形状，将部分由特定的预期应用和使用环境来确定。在附图中，贯穿附图中的多个图，参考标号指代本发明的相同部件或等同部件。
具体实施方式
本应当理解，本文所使用的术语“车辆(vehicle)”或者“车辆的 (vehicular)”或者其他的类似术语包括广义的机动交通工具，诸如包括运动型多用途车辆(SUV)、大巴车、卡车、各种商用车辆的载客车辆，包括各种船只(boat)和船舶(ship)的水上交通工具(watercraft)，航天器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、内燃机、插入式(plug-in，外接充电式)混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其他可替代的燃料车辆(例如，燃料从除石油以外的资源获得)。
尽管示例性实施方式描述为使用多个单元来实施示例性过程，应当理解的是，示例性过程也可通过一个或多个模块来实现。另外，应当理解，术语控制器/控制单元指的是具有存储器和处理器的硬件设备。存储器构造成储存模块并且处理器特别构造成执行所述模块以实现下文所描述的一个或多个过程。
此外，本发明的控制逻辑可体现为在计算机可读介质上的非易失性计算机可读介质，该非易失性计算机可读介质包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的实例包括但不限于，ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存盘、智能卡以及光学数据储存装置。计算机可读介质还可以分布在通过网络连接的计算机系统中，使得计算机可读介质以分布式方式存储和执行，例如，通过远程信息服务器或控制器局域网(CAN)来存储和执行。
本文中使用的术语仅为了描述具体实施方式的目的而不旨在限制本发明。如本文使用的，除非上下文另有明确指示，否则，单数形式“一个 ((a)和(an))”以及“该(the)”也旨在包括复数形式。要进一步理解的是，在本说明书中使用时，术语“包括(comprises)”和/或“包括 (comprising)”指定具有所规定的特征、整数、步骤、操作、部件和/或元件，但是不排除具有或附加有一个或多个其他特征、帧数、步骤、操作、部件、元件和/或它们的群组。如在本文中使用的，术语“和/或”包括一个或多个所列出的相关条目的任何和所有组合。
下文中，将参考附图描述本发明的实施方式，以使本发明所属领域的那些技术人员可容易实施本发明。
本发明提供一种用于前轮和后轮的动力转向系统，通过在应急转向系统和后轮转向系统中使用的比如液压泵、控制器和控制阀的部件结合使用，可减少车辆部件的数量，降低车辆的制造成本，并减少车辆的功率损耗。本发明也提供一种控制方法，根据在将部件结合使用的系统中的状态，可以恰当地操作并且控制应急转向功能和后轮转向功能。
图2是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于前轮和后轮的整体式动力转向系统的主要部件的方框图。图3是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于前轮和后轮的动力转向系统的主要部件的安装状态的示意图。根据本发明，应急转向系统的辅助液压泵32可用作在后轮转向系统中使用的用于后轮转向的液压泵。
换句话说，构造成产生液压力的液压泵可包括正常使用的主液压泵31 和在应急情况下使用的辅助液压泵32，并且辅助液压泵32可用作构造成产生用于后轮转向的液压力的液压泵。此外，本发明通过使用整体式控制器20来共同使用提供给各个系统的现有控制器，该整体式控制器可执行前轮的转向操作(例如，辅助驾驶员的转向操作)、应急转向操作(辅助用于前轮的驾驶员的转向操作)以及后轮的转向操作。
根据本发明的示例性实施方式，主液压泵31可为由车辆的发动机驱动的机械液压泵，并且主液压泵31可通过动力传输机构(诸如皮带和皮带轮)连接至发动机。辅助液压泵32可为由马达驱动的电动液压泵 (MPU)，并且马达的驱动可基于控制器20的控制信号而执行，以调节用于产生液压力的泵的驱动。
此外，根据本发明，可使用构造成基于控制器20的控制信号而调节用于前轮转向、应急转向操作以及后轮转向的液压力供应的整体式控制阀 33。在由驾驶员的转向期间，整体式控制阀33可构造成调节液压力的供应，以将由正常操作(例如，没有失效)主液压泵31产生的液压力供应至对应用于前轮转向的致动器的前轮转向缸41，并且也可构造成调节液压力的供应，以选择性将由辅助液压泵32产生的液压力供应至前轮转向缸 41和后轮转向缸42中的任一个。
正常状态表示主液压回路正常操作，其中的主液压泵31没有失效，并且表示在驾驶员的转向期间(例如，当操控方向盘时)，通过主液压泵 31的驱动产生的液压力形成用于协助转向的动力，并且因此，可正常执行前轮的转向和辅助转向。在应急情况下，由于主液压泵或类似元件的失效而可能无法正常操作主液压回路，因此主液压回路被阻止实施辅助转向，并且当操控方向盘时，应当使用辅助液压泵32而不是使用主液压泵31实现前轮转向和辅助转向。
此外，根据本发明的示例性实施方式的用于前轮和后轮的动力转向系统可包括：储油器9，用于储存油；变速箱(未示出)，用于前轮的转向；转向缸41和42，构造成接收液压力以产生用于辅助转向的动力，其他已知的传感器；以及液压管线，连接储油器9、主液压泵31、辅助液压泵32、控制阀33和转向缸41，42。
具体地，储油器9、变速箱、转向缸41和42以及传感器与相关技术中的这些装置没有不同，并且转向缸包括：前轮转向缸41，构造成产生用于前轮转向和辅助转向的动力；以及后轮转向缸42，构造成产生用于后轮转向的动力。前轮转向缸41在正常状态和应急情况下可用于前轮的转向和辅助转向，并且可构造成在正常情况下通过控制阀33接收由主液压泵 31产生的液压力并且构造成在应急情况下通过控制阀33接收由辅助液压泵32产生的液压力。
后轮转向缸42在正常情况下可用于后轮的转向，并且如下文将描述的，在主液压泵31等不失效的正常状态下，当由速度传感器14检测的车速等于或小于参考车速(例如，低速行驶状态)时，后轮转向缸42可构造成通过控制阀33接收由对应共用泵的辅助液压泵32产生的液压力。换句话说，仅在动力转向系统的正常状态下并且车辆以低速行驶时，通过后轮转向缸42实现后轮的转向。
此外，当驾驶员在动力转向系统的正常状态下实施转向时，基于从控制器20输出的控制信号可操作一个整体式控制阀33，以调节从主液压泵 31供应至前轮转向缸41的液压力。具体地，通过控制阀33来调节供应至前轮转向缸41的液压力与相关技术相同。
同时，根据本发明，在动力转向系统的正常状态和低速行驶状态下，基于从控制器20输出的控制信号可操作整体式控制阀33，以将由辅助液压泵32产生的液压力供应至后轮转向缸42，并且然后调节的液压力可施加于后轮转向缸42。相反地，当驾驶员在应急情况下实现转向时，通过从控制器20输出的控制信号可操作整体式控制阀33，以将由辅助液压泵32 产生的液压力供应至前轮转向缸41，并且然后调节的液压力可施加于前轮转向缸41。
此外，根据本发明，使用一个整体式控制阀33可调节施加于前轮转向缸41和后轮转向缸42的液压力，并且为了实现上述调节，如图4所示，控制阀33可布置在液压泵31、32与转向缸41、42之间的液压路径上。
图4是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于前轮和后轮的动力转向系统的主要部件的液压管线连接状态的液压回路示意图。如所示，主液压泵31和辅助液压泵32可构造成泵出储存在储油器9中的油。然后，通过液压管线，控制阀33可连接至主液压泵31、辅助液压泵32、前轮转向缸41和后轮转向缸42。
同时，传感器可包括：转向角度传感器(SAS)11，构造成基于驾驶员的转向输入(也就是，方向盘操控状态)来检测转向角度(例如方向盘的角度)，以辅助前轮的转向。此外，速度传感器14可构造成检测车速以调节后轮的转向；前轮角度传感器12，构造成用于检测前轮的角度；以及后轮角度传感器13，构造成用于检测后轮的角度。
传感器11，12，13和14的检测信号可被输入至控制器20，并且控制器20可构造成基于由传感器检测的检测信息而输出响应于此的控制信号，以调节前轮的转向、后轮的转向和应急转向。因此，可由控制器20执行辅助液压泵32的操作和控制阀33的操作，以实现前轮的转向、后轮的转向和应急转向。
下文中，将参考图5描述根据本发明的控制方法。图5示出了基于主泵失效和车速而选择性执行应急转向(例如，辅助驾驶员的转向力)和后轮转向的过程。然而尽管没有示出，当后轮转向时，可实现前轮的转向。
首先，当车辆行驶时，基于预定失效诊断逻辑，控制器20可构造成判断并检测由发动机驱动的主液压泵31的失效，并且基于失效判断结果相应地确定主液压泵31的失效，控制器可构造成实施用于应急转向和用于前轮的辅助转向的控制过程。换句话说，控制器20可构造成操作由马达驱动的电动液压泵，也就是，辅助液压泵32，并且输出用于前轮转向的控制信号和对应于驾驶员使用由辅助液压泵32产生的液压力来操控方向盘的辅助转向的控制信号。
然后，如通常用于前轮的应急转向，基于转向角传感器11的检测值，控制器20可构造成输出用于前轮转向和辅助转向的信号。因此，基于从控制器20输出的控制信号可操作控制阀33，以将由辅助液压泵32产生的液压力供应至前轮转向缸41，并且供应的液压力然后可调节至对应驾驶员转向输入的值，也就是，方向盘的操控。
因此，前轮转向缸41可构造成使用控制阀33接收调节的液压力，以形成对应驾驶员操纵方向盘的动力(例如，转向助力)，并且在应急情况下，当通过前轮转向缸41的动力调节前轮的角度时，可转向前轮。此外，当在失效判断过程中确定主液压泵31是正常状态而不是失效状态，当驾驶员实现转向操作时，控制器可构造成确定由速度传感器14检测的车速是等于或小于参考速度。
特别地，当以对应等于或小于参考速度的低速状态驱动车辆时，可同时操作前轮和后轮，并且当以大于参考速度的速度驱动车辆时，仅可操作前轮。换句话说，当以对应等于或小于参考速度或的车速驱动车辆时，控制器20可构造成输出使用由主液压泵31产生的液压力来用于前轮转向和用于对应驾驶员操控方向盘的辅助转向的控制信号，并且同时输出对应前轮的角度和车速而使用由辅助液压泵32产生的液压力来用于后轮的转向的控制信号。
在前轮的转向中，控制器20可构造成通过控制信号来操作控制阀33，以将由发动机驱动的主液压泵31的液压力调节至对应于驾驶员的转向操控的值，并且将该调节的压力供应至前轮转向缸41。然后，如在一般前轮的转向中，基于转向角传感器11的检测值，控制器20可构造成使用控制阀33调节施加于前轮转向缸41的液压力，并且因此，可执行前轮转向和对应与驾驶员的方向盘操控的辅助转向。
另外，控制器20可构造成输出用于后轮的转向的控制信号，以驱动辅助液压泵32，并且使用该控制信号，通过操作控制阀33，调节从辅助液压泵32供应至后轮转向缸42的液压力，以将后轮的角度调节至对应前轮的角度和车速的角度。然后，控制器20可构造成基于前轮角传感器12 和速度传感器14的检测值，确定后轮的目标角度，并且操作控制阀33以将后轮转向至后轮的所确定角度。具体地，当后轮的所确定角度作为目标值时，控制器20可构造成操作控制阀33以调节供应至后轮转向缸42的液压，从而将后轮角传感器的检测值与目标值匹配。
图6是示出了根据本发明的示例性实施方式，依据前轮的角度和车速而设定后轮的目标角度的用于后轮转向的实例的视图。具体地，由于可基于车速和前轮的角度来调节后轮转向的角度，通过减小车辆的最小转弯半径和使施加于轮胎的横向力均匀分布，可优化轮胎的磨损量。
此外，当以大于参考速度的速度驱动车辆，且驾驶员在主液压泵31 的正常操作状态执行转向操作时，控制器20可构造成通过使用控制阀33 而允许将由液态泵31产生的液压施加于前轮转向缸41，而辅助液压泵32 的驱动停止，从而不再调节仅用于前轮的转向和辅助转向，如上所述的是用于前轮的转向和辅助转向的液压控制过程。
因此，用于前轮和后轮的整体式动力转向系统及其控制方法，通过结合使用在应急转向系统和后轮转向系统中使用的比如液压泵、控制器和控制阀的部件，减少了部件数量、降低了制造成本以及车辆的功率损耗。此外，应用本发明的车辆可获得如下的效果：比如轮胎的磨损特性改善，车辆的最小转弯半径减小，改善停车的便利性，以及处理与规定相关的应急转向，通过简化的结构而获得应急转向和后轮转向的功能，并且可有助于提高车辆的产品价值。另外，由于电气部件(诸如控制器和具有辅助液压泵的控制阀，其中该辅助液压泵是电动液压泵)的数量可减少，因此可降低功率消耗，并且具体地，由于电动液压泵的数量可减少，因此可降低交流发电机和电池的容量。
已参照本发明的优选实施方式详细描述了本发明。然而，本领域的技术人员应当理解的是，在不背离本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施方式做出改变，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于车辆的前轮和后轮的整体式动力转向系统，包括：
主液压泵，构造成接收发动机的动力从而被驱动，并且产生液压力；
辅助液压泵，构造成产生液压力；
前轮转向缸，构造成接收液压力并产生用于前轮转向和驾驶员的辅助转向的动力；
后轮转向缸，构造成接收液压力并产生用于后轮转向的动力；
整体式控制阀，通过液压管线连接至所述主液压泵、所述辅助液压泵、所述前轮转向缸和所述后轮转向缸，并且所述整体式控制阀构造成调节由所述主液压泵产生的液压力以将所调节的液压力供应至所述前轮转向缸，并且调节由所述辅助液压泵产生的液压力以将该调节的液压力供应至所述前轮转向缸和所述后轮转向缸中的任一个；
控制器，配置成当方向盘被操纵时，操作所述辅助液压泵和所述整体式控制阀以将由所述主液压泵产生的液压力供应至所述前轮转向缸，并且将由所述辅助液压泵产生的液压力供应至所述前轮转向缸和所述后轮转向缸中的任一个；以及
速度传感器，构造成检测车辆的行驶速度，
其中，当确定所述主液压泵失效时，在所述方向盘被操纵时所述控制器配置成操作所述辅助液压泵并且操作所述整体式控制阀，以将由所述辅助液压泵产生的液压力供应至所述前轮转向缸；并且
其中，当所述主液压泵处于正常状态且在所述方向盘被操纵时由所述速度传感器检测到的车速等于或小于参考速度时，所述控制器配置成操作所述辅助液压泵和所述整体式控制阀，以将由所述主液压泵产生的液压力供应至所述前轮转向缸并且将由所述辅助液压泵产生的液压力供应至所述后轮转向缸。
2.根据权利要求1所述的整体式动力转向系统，其中，所述辅助液压泵是由马达驱动的电动液压泵。
3.根据权利要求1所述的整体式动力转向系统，其中，当所述主液压泵处于正常状态且在所述方向盘被操纵时由所述速度传感器检测到的车速大于所述参考速度时，所述控制器配置成停止操作所述辅助液压泵并且配置成操作所述整体式控制阀以将由所述主液压泵产生的液压力供应至所述前轮转向缸。
4.一种用于前轮和后轮的整体式动力转向系统的控制方法，所述整体式动力转向系统包括：主液压泵，构造成接收发动机的动力从而被驱动，并且产生液压力；辅助液压泵，构造成产生液压力；前轮转向缸，构造成接收液压力并产生用于前轮转向和驾驶员的辅助转向的动力；后轮转向缸，构造成接收液压力并产生用于后轮转向的动力；整体式控制阀，通过液压管线连接至所述主液压泵、所述辅助液压泵、所述前轮转向缸和所述后轮转向缸；以及控制器，配置成操作所述辅助液压泵和所述整体式控制阀，所述控制方法包括：
由所述控制器确定所述主液压泵是否失效；
响应于检测到失效，在方向盘被操纵时由所述控制器操作所述整体式控制阀，以将由所述辅助液压泵产生的液压力供应至所述前轮转向缸；以及
当所述主液压泵处于正常状态时，在所述方向盘被操纵时，通过所述控制器调节由所述主液压泵产生的液压力以将所调节的液压供应至所述前轮转向缸，并且调节由所述辅助液压泵产生的液压力以将所调节的液压力供应至所述后轮转向缸；并且
其中，当所述主液压泵处于正常状态并且在所述方向盘被操纵时车速等于或小于参考速度时，调节由所述主液压泵产生的液压力以将该调节的液压力供应至所述前轮转向缸，并且调节由所述辅助液压泵产生的液压力以将该调节的液压力供应至所述后轮转向缸。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其中，当所述主液压泵处于正常状态并且在所述方向盘被操纵时由速度传感器检测的车速大于参考车速度时，停止驱动所述辅助液压泵，并且操作所述整体式控制阀以将由所述主液压泵产生的液压力供应至所述前轮转向缸。
6.根据权利要求4所述的控制方法，其中，由前轮角度传感器检测前轮的角度，后轮的目标角度从由通过速度传感器检测的车速来确定，并且操作用于调节施加于所述后轮转向缸的液压力的控制阀，以将所述后轮转向至所述后轮的所确定的角度。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016113260B4 (de) * 2016-07-19 2022-05-25 Hubtex Maschinenbau Gmbh & Co. Kg Betriebsverfahren und Flurförderzeug
KR101921942B1 (ko) 2017-03-15 2018-11-26 현대 파워텍 주식회사 차량용 자동변속기
US11034383B2 (en) * 2018-08-03 2021-06-15 Ford Global Technologies, Llc Vehicle including second steered axle
DE102018126705A1 (de) * 2018-10-25 2020-04-30 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Ermittlung tatsächlicher Zustandswerte
KR102126253B1 (ko) * 2019-12-26 2020-06-25 세원셀론텍(주) 유압식 보조축 조향제어 시스템
CN113911207B (zh) * 2021-09-30 2024-02-20 中国北方车辆研究所 一种带有自动对中及应急启动功能的转向系统
CN114875983B (zh) * 2022-06-21 2023-06-27 吉林大学 一种场地用电液混合动力轮式装载机
CN115384613A (zh) * 2022-09-13 2022-11-25 廊坊中集空港设备有限公司 一种转向系统、转向控制方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02151574A (ja) * 1988-12-02 1990-06-11 Toyoda Mach Works Ltd 四輪操舵装置
JPH03500758A (ja) * 1987-11-04 1991-02-21 ツァーンラートファブリーク、フリードリッヒスハーフェン、アクチエンゲゼルシャフト 車両の舵取り自在な前輪および後輪用舵取り装置
US5147008A (en) * 1988-10-31 1992-09-15 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Four-wheel vehicle steering apparatus
JPH0569850A (ja) * 1991-09-11 1993-03-23 Mitsubishi Motors Corp 四輪操舵車両の操舵システム
US5718304A (en) * 1993-12-14 1998-02-17 Hyundai Motor Co. Four-wheel steering system for vehicle
JP2000272527A (ja) * 1999-03-24 2000-10-03 Bosch Braking Systems Co Ltd 動力舵取装置
CN1247406C (zh) * 2002-05-24 2006-03-29 尤尼西亚Jkc控制系统株式会社 动力转向操纵装置
CN202063181U (zh) * 2011-05-30 2011-12-07 郭红海 一种四轮转向汽车
WO2014102562A1 (en) * 2012-12-27 2014-07-03 Renault Trucks A control method of a power steering system for a vehicle having two steered axles

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6175056A (ja) * 1984-09-17 1986-04-17 Mazda Motor Corp 車両の４輪操舵装置
KR900008031B1 (ko) * 1986-05-27 1990-10-31 미츠비시 덴키 가부시키가이샤 모터구동식 파워스테어링 제어장치
US4836319A (en) * 1986-07-22 1989-06-06 Nippondenso Co., Ltd. Steering control apparatus for motor vehicles
US4878556A (en) * 1987-09-11 1989-11-07 Stewart & Stevenson Services, Inc. Vehicle steering systems
JPH01202577A (ja) * 1988-02-06 1989-08-15 Nissan Motor Co Ltd 車両の舵角制御装置
JP2694554B2 (ja) * 1988-02-25 1997-12-24 富士重工業株式会社 自動車の後輪操舵制御方法
JPH02227380A (ja) 1989-02-28 1990-09-10 Mazda Motor Corp 車両の後輪操舵とパワーステアリングの協調制御装置
US5220974A (en) * 1989-03-22 1993-06-22 Hyundai Motor Company Four-wheel steering system
JP2998031B2 (ja) 1989-06-27 2000-01-11 三菱自動車工業株式会社 四輪操舵装置
ES2061071T3 (es) * 1989-11-03 1994-12-01 Bishop A E Sistema de direccion a las cuatro ruedas.
JPH06227418A (ja) 1993-02-02 1994-08-16 Nippondenso Co Ltd 車両用操舵装置
US5526895A (en) * 1993-12-10 1996-06-18 Hyundai Motor Company Rear wheel self-steering system for vehicle
JP3577190B2 (ja) 1997-03-19 2004-10-13 トヨタ自動車株式会社 操舵制御装置
JP2002331955A (ja) * 2001-05-08 2002-11-19 Aisin Seiki Co Ltd 後輪操舵装置
JP2006069497A (ja) 2004-09-06 2006-03-16 Nissan Motor Co Ltd ステアリング装置
JP2006327425A (ja) 2005-05-26 2006-12-07 Jtekt Corp 車両用操舵装置
KR100962800B1 (ko) * 2008-08-04 2010-06-09 현대자동차주식회사 대형 상용차의 파워 스티어링 시스템
KR20120106211A (ko) 2011-03-18 2012-09-26 현대모비스 주식회사 센서감응조향장치를 갖춘 전기자동차 및 이를 이용한 조향제어방법
JP2013107450A (ja) 2011-11-18 2013-06-06 Jtekt Corp 四輪操舵制御装置
JP6120074B2 (ja) 2013-06-28 2017-04-26 株式会社ジェイテクト 車両用操舵装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03500758A (ja) * 1987-11-04 1991-02-21 ツァーンラートファブリーク、フリードリッヒスハーフェン、アクチエンゲゼルシャフト 車両の舵取り自在な前輪および後輪用舵取り装置
US5147008A (en) * 1988-10-31 1992-09-15 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Four-wheel vehicle steering apparatus
JPH02151574A (ja) * 1988-12-02 1990-06-11 Toyoda Mach Works Ltd 四輪操舵装置
JPH0569850A (ja) * 1991-09-11 1993-03-23 Mitsubishi Motors Corp 四輪操舵車両の操舵システム
US5718304A (en) * 1993-12-14 1998-02-17 Hyundai Motor Co. Four-wheel steering system for vehicle
JP2000272527A (ja) * 1999-03-24 2000-10-03 Bosch Braking Systems Co Ltd 動力舵取装置
CN1247406C (zh) * 2002-05-24 2006-03-29 尤尼西亚Jkc控制系统株式会社 动力转向操纵装置
CN202063181U (zh) * 2011-05-30 2011-12-07 郭红海 一种四轮转向汽车
WO2014102562A1 (en) * 2012-12-27 2014-07-03 Renault Trucks A control method of a power steering system for a vehicle having two steered axles

Also Published As

Publication number Publication date
US9932068B2 (en) 2018-04-03
KR20170032601A (ko) 2017-03-23
KR101724902B1 (ko) 2017-04-07
US20170072997A1 (en) 2017-03-16
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