CN109131542A - 一种双助力转向系统结构装置 - Google Patents

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刘文光
毕善汕
周易
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Wuxi Yitek Technology Co Ltd
Jiangsu University
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Wuxi Yitek Technology Co Ltd
Jiangsu University
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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Abstract

本发明提供了一种双助力转向系统结构装置，包括电动液压助力转向结构和个电动助力转向结构两部分；双助力转向系统结构包括机械部分、液压助力部分、电机以及多个信号传感器，车速信号、转向盘转矩转角信号、电机转速信号等信息传递给电控单元，由电控制单元控制两个电机的输出转速和功率，实现双助力转向的目的。本发明结构装置减少了各部件的尺寸，实现双助力转向的功能；同时，在车辆高速行驶时增加转向阻力，防止在高速时由于转向过快而影响车辆行驶的安全性。本发明可应用于双助力转向系统结构的中重型汽车，也适合于其它采用电动液压助力转向的汽车和电动汽车上。

Description

一种双助力转向系统结构装置
技术领域
本发明属于汽车转向系统领域，具体涉及一种双助力转向系统技术。
背景技术
中重型汽车负荷和车速的不同会造成转向助力的不同。在高负荷下，由于车辆载荷大，造成车轮转动的摩擦阻力大，需要转向助力大；而在低负荷下，由于车轮转动的摩擦阻力小，需要的转向助力小。在低速行驶和原地转向时，需要转向助力大，而在高速行驶时，由于汽车产生一个向上的空气升力，随着车速的增大，空气升力越大，转向轮的承载压力减小，需要的转向助力小或不需要转向。特别对于高速行驶急打转向的中重型汽车，由于质心高度高，会引起在车辆离心力的作用造成车辆翻车现象，影响车辆行驶的安全。
目前中重型汽车转向系统多采用电动液压控制系统，通过控制单元采集外部输入信号，控制液压转向系统的助力大小，但却未能提供反向助力的控制。因而需要在检测车辆车速和转向角度的情况下，通过控制转向助力或提供反向助力，以阻止车辆由于转向过大引起车辆行驶的不安全成为研究的主要对象。同时对于采用电动液压助力转向的中重型车辆，由于转向助力大，需要大功率的电机，也会造成转向助力难以控制，引起转向助力控制精度低等现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双助力转向系统结构装置，以提高转向的控制精度。
为了解决以上技术问题，本发明利用车速、转矩转角等信号，控制电机M1(4)和电机M2(12)的输出转速，有电动助力转向和电动液压助力转向装置提供总的助力，实现双助力转向的目的，减少各个电机的功率负荷，具体技术方案如下：
一种双助力转向系统结构装置，其特征在于包括：转向机械系统、电机、液压助力系统、信号传感器系统和电控单元；
所述机械系统包括转向盘(1)、转向柱(2)、蜗轮蜗杆减速机构(5)以及连接两端车轮的转向杆(9)；
所述转向杆上设有转向助力油缸；转向盘(1)的一端与转向柱(2)连接；转向柱(2)上设有转矩转角传感器(3)和蜗轮蜗杆减速机构(5)，蜗轮蜗杆减速机构(5)与电机M1(4)相连，转向柱(2)的另一端通过循环球式转向器与转向杆(9)连接；转向杆(9)上设有转向助力油缸(8)，转向杆(9)两端与车轮(6)相连；
所述液压助力系统包括转向助力油缸(8)、转向控制阀(10)以及转向泵(11)；转向泵(11)通过液压管路与转向控制阀(10) 连接，转向控制阀(10)与转向助力油缸(8) 液压管路即进油管路和回油管路连接；
所述信号传感器系统包括车速传感器(7)、电机M1(4)和电机M2(12)的转速传感器、与转向助力油缸相连的压力传感器、转向盘的转矩转角传感器(3)；
所述电控单元与所述信号传感器系统中各个传感器连接，接收各传感器的信号，并控制电机M1(4)、电机M2(12)的转速。
所述电控单元内预先写有控制算法，通过采集各传感器信号，分别控制电机M1(4)和电机M2(12)的转速，实现车轮的转向。
本发明具有有益效果。本发明结构装置减少了各部件的尺寸，实现双助力转向的功能；同时，在车辆高速行驶时增加转向阻力，防止在高速时由于转向过快而影响车辆行驶的安全性。具体为：通过采用双助力转向系统技方案为转向系统提供助力，使得转向助力响应速度更快、功耗更小，解决了车辆在转向时的能量损耗问题，从而提高了转向的灵敏度，保证了车辆行驶的安全性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1转向盘， 2转向柱， 3转矩转角传感器， 4电机M1， 5蜗轮蜗杆减速机构， 6车轮， 7车速传感器， 8转向助力油缸， 9转向杆， 10转向控制阀， 11转向泵， 12电机M2。
具体的实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案做进一步详细说明。
本发明的结构如图1所示。
车辆原地转向和低速转向时，驾驶员转动转向盘时，转向柱上的转矩转角传感器检测转向盘上转向力矩和转向角度，转矩转角传感器的信号以及车速传感器检测的车速信号传递给电控单元，电控单元通过内部写入的控制算法通过驱动电路控制电机M1和电机M2输出转速，电机M1通过减速机构带动转向柱转动，提供辅助转向助力。电机M2带动转向泵，转向泵通过液压管路向转向控制阀提供油压，转向控制阀控制转向助力油缸的进回油管路为转向杆提供辅助转向助力。
车辆中高速行驶时，当驾驶员转动转向盘时，转向柱上的转矩转角传感器检测转向盘上的转向力矩和转向角度，转矩转角传感器的信号以及车速传感器检测是的车速信号传递给电控单元，电控单元通过内部写入的控制算法关闭电机M2，并通过驱动电路控制电机M1输出转速，电机M1通过减速机构带动转向柱转动，提供辅助转向助力。
车辆高速行驶时，当驾驶员转动转向盘时，转向柱上的转矩转角传感器检测转向盘上的转向力矩和转向角度，转矩转角传感器的信号以及车速传感器检测是的车速信号传递给电控单元，电控单元通过内部写入的控制算法关闭电机M2和电机M1，不提供辅助转向助力。
车辆高速行驶时，当驾驶员急打转向盘时，转向柱上的转矩转角传感器检测转向盘上的转向力矩和转向角度，转矩转角传感器的信号以及车速传感器检测是的车速信号传递给电控单元，电控单元通过计算确定转向角度的增量，如果超过电控单元内部设定的转角阈值增量值时，电控单元通过驱动电路控制电机M1反向转动，增加转向阻力。

Claims (2)

1.一种双助力转向系统结构装置，其特征在于包括：转向机械系统、电机、液压助力系统、信号传感器系统和电控单元；
所述机械系统包括转向盘(1)、转向柱(2)、蜗轮蜗杆减速机构(5)以及连接两端车轮的转向杆(9)；
所述转向杆上设有转向助力油缸；转向盘(1)的一端与转向柱(2)连接；转向柱(2)上设有转矩转角传感器(3)和蜗轮蜗杆减速机构(5)，蜗轮蜗杆减速机构(5)与电机M1(4)相连，转向柱(2)的另一端通过循环球式转向器与转向杆(9)连接；转向杆(9)上设有转向助力油缸(8)，转向杆(9)两端与车轮(6)相连；
所述液压助力系统包括转向助力油缸(8)、转向控制阀(10)以及转向泵(11)；转向泵(11)通过液压管路与转向控制阀(10) 连接，转向控制阀(10)与转向助力油缸(8) 液压管路即进油管路和回油管路连接；
所述信号传感器系统包括车速传感器(7)、电机M1(4)和电机M2(12)的转速传感器、与转向助力油缸相连的压力传感器、转向盘的转矩转角传感器(3)；
所述电控单元与所述信号传感器系统中各个传感器连接，接收各传感器的信号，并控制电机M1(4)、电机M2(12)的转速。
2.根据权利要求1所述的一种双助力转向系统结构装置，其特征在于：所述电控单元内预先写有控制算法，通过采集各传感器信号，分别控制电机M1(4)和电机M2(12)的转速，实现车轮的转向。
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