CN110435758A - 车辆转向系统、车辆及转向助力的调节方法 - Google Patents

车辆转向系统、车辆及转向助力的调节方法 Download PDF

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郭耀华
海辰光
王长新
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Abstract

本发明涉及一种车辆转向系统、车辆及转向助力的调节方法。该车辆转向系统包括用于输出转向助力的转向机构和用于向转向机构提供液压油的转向油泵，所述车辆转向系统还包括旁通阀，旁通阀与转向机构并联形成旁通回路，所述旁通阀为用于改变进入转向机构的液压油的流量的磁流变电磁阀，所述磁流变电磁阀连接控制装置。该车辆转向系统的控制装置通过改变并联在转向机构上的磁流变电磁的电流大小而改变磁流变电磁阀的开度，进而改变进入转向阀的液压流量，最终改变了液压油缸的转向助力，磁流变电磁阀对控制器的响应较快，电流一旦改变，流经磁流变电磁阀的流体状态立刻发生改变，提升了车辆驾驶安全性。

Description

车辆转向系统、车辆及转向助力的调节方法
技术领域
本发明涉及一种车辆转向系统、车辆及转向助力的调节方法。
背景技术
随着生活水平的提高，人们对客车行驶时的操纵性和安全性提出了更高要求，特别是对于车辆动力转向系统，既要求车辆高速时具有操纵稳定性，又要求车辆低速时具有转向轻便性。目前大部分液压助力转向系统在车辆低速行驶时，方向盘受力较轻，具有较好的操纵轻便性，但当车速较高时，发动机带动转向油泵高速运转，液压助力转向系统便会产生较大的助力，使得方向盘手力较小，车辆容易丧失路感，产生车辆“发飘”的问题，降低了车辆高速行驶的安全性。
公告号为CN201890263U，公告日为2011.07.06的中国专利公开了一种车用电控液压助力转向系统，该车用电控液压助力转向系统包括转向油泵、转向阀、液压缸、控制器、油罐、车速传感器、转向角速度传感器、出油管和回油管，液压缸和转向阀形成用于向车辆提供转向助力的转向机构，转向油泵的出油口与出油管连接并经转向阀连接回油管后接入油罐，该转向系统还包括安装有两个或两个以上的电磁阀的旁通路，各电磁阀的通径不同，各电磁阀的控制信号输入端分别与控制器的各信号输出端相连接，各电磁阀的开断由控制器分别控制。能够实现多种模式下的变流量控制，使车辆在整个行驶过程中都具有良好的助力特性。
但是，上述车用电控液压助力转向系统的电磁阀对控制器的响应较慢，车辆高速变道时容易出现方向盘打不动的情况，影响车辆的行驶安全性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车辆转向系统，解决现有技术中用电控液压助力转向系统中的电磁阀对控制器的响应较慢问题；本发明的目的还在于提供一种车辆；本发明的目的还在于提供一种转向助力的调节方法。
为实现上述目的，本发明车辆转向系统的技术方案：该车辆转向系统包括用于输出转向助力的转向机构和用于向转向机构提供液压油的转向油泵，所述车辆转向系统还包括旁通阀，旁通阀与转向机构并联形成旁通回路，所述旁通阀为用于改变进入转向机构的液压油的流量的磁流变电磁阀，所述磁流变电磁阀连接控制装置。
其有益效果是：该车辆转向系统的控制装置通过改变并联在转向机构上的磁流变电磁的电流大小而改变磁流变电磁阀的开度，进而改变进入转向机构的液压流量，最终改变了液压油缸的转向助力，磁流变电磁阀对控制器的响应较快，电流一旦改变，流经磁流变电磁阀的流体状态立刻发生改变，提升了车辆驾驶安全性。
所述旁通回路上设有与磁流变电磁阀串联的稳压阀。
其有益效果是：旁通回路上设有与磁流变电磁阀串联的稳压阀能够保证磁流变电磁阀的进油口的压力稳定。
所述车辆转向系统还包括与转向油泵并联的溢流阀。
其有益效果是：溢流阀能够保证转向系统液压回路中液压油的流量稳定。
所述控制装置信号连接有用于检测车辆车速的车速传感器、用于检测车辆转角的转角传感器、用于检测方向盘转矩的转矩传感器和用于检测液压缸压力的压力传感器。
其有益效果是：综合各个传感器的信息更加精确的控制磁流变电磁阀的开度，车辆转向系统能够向驾驶员提供更加合适的转向助力。
所述控制装置为ECU，所述ECU包括PID控制器和电流控制器。
本发明车辆的技术方案是：该车辆包括方向盘，所述方向盘的转向管柱连接有转向系统，所述转向系统包括用于输出转向助力的转向机构和用于向转向机构提供液压油的转向油泵，所述转向系统还包括旁通阀，旁通阀与转向机构并联形成旁通回路，所述旁通阀为用于改变进入转向机构的液压油的流量的磁流变电磁阀，所述磁流变电磁阀连接控制装置。
所述旁通回路上设有与磁流变电磁阀串联的稳压阀。
所述转向系统还包括与转向油泵并联的溢流阀。
所述控制装置信号连接有用于检测车辆车速的车速传感器、用于检测车辆转角的转角传感器、用于检测方向盘转矩的转矩传感器和用于检测液压缸压力的压力传感器。
所述控制装置为ECU，所述ECU包括PID控制器和电流控制器。
本发明调节转向助力的方法的技术方案是：调节转向助力的方法，该方法通过控制并联在车辆转向系统的转向机构上的旁通阀来改变进入转向机构的液压油的流量，所述旁通阀采用的是磁流变电磁阀。
所述磁流变电磁阀串联稳压阀使磁流变电磁阀进油口的压力稳定。
附图说明
图1为本发明车辆的转向系统在车辆上的结构示意图；
图2为本发明车辆的转向系统的工作原理图；
图3为本发明车辆的转向系统的逻辑控制图1；
图4为本发明车辆的转向系统的逻辑控制图2。
附图标记说明：1.转向油泵；2.液压油箱；3.转矩、转角及压力信号；4.ECU；5.溢流阀；6.稳压阀；7.磁流变电磁阀；8.转向阀；9.液压缸；10.液压管路；11.车速信号；12.转向管柱；13.转向摇臂；14.方向盘；15.转向直拉杆；16.转向节臂；17.转向轮；18.转向系统。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明车辆的具体实施例，如图1至图4所示，该车辆的方向盘14与转向管柱12连接，转向管柱12连接有转向系统18，转向系统18与转向摇臂13相连，转向摇臂13连接转向直拉杆15，转向直拉杆15连接转向节臂16，转向节臂16连接转向轮17，其中转向系统18包括用于输出转向助力的转向机构和用于向转向机构提供液压油的转向油泵1，转向机构包括转向阀8和液压缸9，转向油泵1通过液压管路10连接有液压油箱2，转向系统18还包括用于改变进入转向阀8的液压油的流量的旁通阀，旁通阀与转向机构并联形成旁通回路，旁通阀为磁流变电磁阀7，磁流变电磁阀7能够提升转向系统18对液压油流量的控制精度，增强车辆转向的瞬间响应性，提升车辆驾驶安全性。
磁流变电磁阀7连接有用于控制磁流变电磁阀7的开度的控制装置，控制装置信号连接有用于检测车辆工况的传感器。传感器包括用于检测车辆速度的车速传感器、用于检测称量转角的转角传感器、用于检测方向盘转矩的转矩传感器和用于检测液压缸9压力的压力信号传感器，转矩传感器与转角传感器集成设置在转向管柱12内。
控制装置为ECU4，ECU4包括PID控制器和电流控制器。液压回路上并联有溢流阀5，旁通回路上设有与磁流变电磁阀7串联的稳压阀6，稳压阀6能够保证进入磁流变电磁阀7内的液压油的压力稳定。ECU4的控制逻辑中磁流变电磁阀7的开度h与电流I的关系为：h=k*I（k为磁流变电磁阀的有效刚度），当车速大于90㎞/h时，电流控制为1.28A，磁流变电磁阀7具有相应的开度；当车速小于20㎞/h时，电流控制为0.63A, 磁流变电磁阀7具有相应的开度；当车速在20㎞/h～90㎞/h之间时，电流根据车速大小随速调节，使驾驶员获得最优手力。
方向盘14与转向阀8之间通过扭杆连接，方向盘14的转速越大，扭杆的扭矩越大，进而转向阀8的相对转角越大，扭杆扭矩与和转向阀8转角的对应关系为现有技术，不再详细说明。
当车辆原地转向或者低速行驶时，车速传感器、转矩传感器及转角传感器采集方向盘14转矩及方向盘14转角，并将转矩及转角信号传递给ECU4，ECU4通过分析车速信号11和转矩、转角及压力信号3，ECU4的电流控制器结合转向助力特性曲线数据库，进而输出合适的电流控制磁流变电磁阀7开度减小，使进入转向阀8内的液压油的流量增大，增大液压系统转向助力。
当车辆高速行驶时，车速传感器、转矩传感器及转角传感器采集方向盘14转矩及方向盘14转角信号，并将转矩及转角信号传递给ECU4，ECU4的电流控制器通过分析车速信号11和转矩、转角及压力信号3，并结合转向助力特性曲线数据库，进而输出合适的电流控制磁流变电磁阀7开度增大，使进入转向阀8的液压油的流量减小，减小液压系统转向助力，路感通过转向轮17、转向节臂16及转向直拉杆15传递至转向摇臂13，转向摇臂13通过旋转运动将手力传至转向系统18，转向系统18通过转向管柱12将手力传至方向盘14，进而传递给且驾驶员，由于驾驶员手力大小明显增大，使驾驶员可以明显感受到路面信息，提升驾驶安全性和车辆稳定性。
当车辆紧急转弯或者变道时，ECU4将转角传感器反馈的转角信号转换为转速信号并进行处理，增大电流控制磁流变电磁阀7关闭，使进入转向阀8内的液压油的流量增大，增大液压系统转向助力。
本发明车辆转向系统的实施例，该车辆转向系统与上述本发明车辆的实施例中的转向系统的结构相同，不再重复说明。
本发明转向助力的调节方法的实施例，该转向助力的调节方法的实施例与上述本发明车辆的转向系统的转向助力的调节方法一致，不再重复说明。

Claims (10)

1.车辆转向系统，包括用于输出转向助力的转向机构和用于向转向机构提供液压油的转向油泵，所述车辆转向系统还包括旁通阀，旁通阀与转向机构并联形成旁通回路，其特征在于：所述旁通阀为用于改变进入转向机构的液压油的流量的磁流变电磁阀，所述磁流变电磁阀连接控制装置。
2.根据权利要求1所述的车辆转向系统，其特征在于：所述旁通回路上设有与磁流变电磁阀串联的稳压阀。
3.根据权利要求2所述的车辆转向系统，其特征在于：所述车辆转向系统还包括与转向油泵并联的溢流阀。
4.根据权利要求1或2或3所述的车辆转向系统，其特征在于：所述控制装置信号连接有用于检测车辆车速的车速传感器、用于检测车辆转角的转角传感器、用于检测方向盘转矩的转矩传感器和用于检测液压缸压力的压力传感器。
5.根据权利要求1或2或3所述的车辆转向系统，其特征在于：所述控制装置为ECU，所述ECU包括PID控制器和电流控制器。
6.一种车辆，包括方向盘，所述方向盘的转向管柱连接有转向系统，所述转向系统包括用于输出转向助力的转向机构和用于向转向机构提供液压油的转向油泵，所述转向系统还包括旁通阀，旁通阀与转向机构并联形成旁通回路，其特征在于：所述旁通阀为用于改变进入转向机构的液压油的流量的磁流变电磁阀，所述磁流变电磁阀连接控制装置。
7.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于：所述旁通回路上设有与磁流变电磁阀串联的稳压阀。
8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于：所述转向系统还包括与转向油泵并联的溢流阀。
9.根据权利要求6或7或8所述的车辆，其特征在于：所述控制装置信号连接有用于检测车辆车速的车速传感器、用于检测车辆转角的转角传感器、用于检测方向盘转矩的转矩传感器和用于检测液压缸压力的压力传感器。
10.转向助力的调节方法，该方法通过控制并联在车辆转向系统的转向机构上的旁通阀来改变进入转向机构的液压油的流量，其特征在于：所述旁通阀采用的是磁流变电磁阀。
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