CN113895515A - 一种助力转向系统及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种助力转向系统及车辆。助力转向系统包括：电机；第一转向泵，第一转向泵设有转动轴、第一进油口和第一出油口；连接件，连接件分别与电机和转动轴连接；油罐，油罐与第一进油口连接；转向器，转向器与第一出油口连接。本发明中，电机和第一转向泵之间机械连接，由电机转动带动第一转向泵工作。由于电机具有惯性，因此，即使电机断电，电机仍会因为惯性而可以在后续一段时间内继续转动、带动转动轴转动、带动第一转向泵工作，避免因整车下电而导致转向泵无法工作，提升了整车安全性。
Description
技术领域
本发明涉及车辆结构领域，具体涉及一种助力转向系统及车辆。
背景技术
现有技术中，在整车出现特定故障时，整车控制器会延迟30秒下电，来确保整车在30秒内有转向助力，避免转向助力失效。
但这个方案降低了整车的主动安全性，比如整车出现电池燃烧等紧急故障时，需要立刻切断所有B级高压电(大于60伏的高压电路)，无法延迟30秒后再切断，无法确保整车在30秒内有转向助力。
发明内容
有鉴于此，本申请提出了一种助力转向系统及车辆，至少可以解决现有技术中整车控制器断电后转向泵无法工作，整车的主动安全性较低的技术问题。
根据本申请的一方面，提供了一种助力转向系统，包括：
电机；
第一转向泵，所述第一转向泵设有转动轴、第一进油口和第一出油口；
连接件，所述连接件分别与所述电机和所述转动轴连接；
油罐，所述油罐与所述第一进油口连接；
转向器，所述转向器与所述第一出油口连接。
在一种可能的实现方式中，所述连接件为联轴器。
在一种可能的实现方式中，所述系统还包括：
第二转向泵，所述第二转向泵设有第二进油口和第二出油口，所述第二进油口与所述油罐连接，所述第二出油口与所述转向器连接；
整车控制器，所述整车控制器与所述第二转向泵连接，所述整车控制器用于控制所述第二转向泵。
在一种可能的实现方式中，所述系统还包括电池，所述电池与所述第二转向泵连接。
在一种可能的实现方式中，所述系统还包括多合一控制器，所述多合一控制器分别与所述整车控制器、所述电池和所述第二转向泵连接。
在一种可能的实现方式中，所述系统还包括阀门，所述阀门分别与所述第一出油口、所述第二出油口和所述转向器连接。
在一种可能的实现方式中，所述阀门设有两个输入口和一个输出口，两个所述输入口分别与所述第一出油口和所述第二出油口连接，所述输出口与所述转向器连接。
在一种可能的实现方式中，所述阀门为单向阀门。
在一种可能的实现方式中，所述第一转向泵为液压泵。
根据本申请的另一方面，提供了一种车辆，包括如上所述的助力转向系统。
本发明中，电机和第一转向泵之间机械连接，由电机转动带动第一转向泵工作。由于电机具有惯性，因此，即使电机断电，电机仍会因为惯性而可以在后续一段时间内继续转动、带动转动轴转动、带动第一转向泵工作，避免因整车下电而导致转向泵无法工作，提升了整车安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据一示例性实施例示出的一种助力转向系统中主助力转向回路的各结构的连接关系示意图。
图2为根据一示例性实施例示出的一种助力转向系统中辅助助力转向回路的各结构的连接关系示意图。
图3为根据一示例性实施例示出的一种助力转向系统中阀门的结构示意图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本申请，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。
本发明提出了一种助力转向系统及车辆，至少可以解决现有技术中整车控制器70断电后转向泵无法工作，整车的主动安全性较低的技术问题。本发明具体是以如下技术方案实现的。
结合图1至图3所示，本说明书实施例提供的一种助力转向系统包括：
电机10；
第一转向泵21，第一转向泵21设有转动轴、第一进油口和第一出油口；
连接件30，连接件30分别与电机10和转动轴连接；
油罐40，油罐40与第一进油口连接；
转向器60，转向器60与第一出油口连接。
本说明书实施例提供的助力转向系统用于协助驾驶员作汽车方向调整，为驾驶员减轻打方向盘的用力强度。电机10是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，电机10可以包括定子和转子，电机10工作时转子可以转动。第一转向泵21可以助于汽车性能提升和稳定。油罐40可以存储助力转向油，助力转向油可以从油罐40流出，经过第一进油口进入第一转向泵21，第一转向泵21可以再将助力转向油从第一出油口输入至转向器60。助力转向油是汽车助力转向泵里面用的一种特殊液体，可以使方向盘变得轻巧。转向器60可以使汽车转向，配合助力转向油可以更好地协助驾驶员作汽车方向调整。
本说明书实施例中，第一转向泵21的转动轴可以转动，连接件30可以将电机10和转动轴进行机械连接。电机10转动的过程中可以带动转动轴转动，使第一转向泵21工作，进而第一转向泵21可以向转向器60提供助力转向油。
本说明书实施例中，电机10、第一转向泵21、连接件30、油罐40和转向器60之间形成的连接结构可以为主助力转向回路100，电机10机械连接第一转向泵21，第一转向泵21可以随电机10全程工作，电机10可以设于车辆的电机10控制模块中，电机10控制模块工作时，第一转向泵21随之工作，在车辆行驶过程中持续提供转向助力。
本说明书实施例中，电机10和第一转向泵21之间机械连接，由电机10转动带动第一转向泵21工作。由于电机10具有惯性，因此，即使电机10断电，电机10仍会因为惯性而可以在后续一段时间内继续转动、带动转动轴转动、带动第一转向泵21工作，避免因整车下电而导致转向泵无法工作，提升了整车安全性。
在一种可能的实现方式中，连接件30为联轴器。
联轴器可以指联接两轴或轴与回转件，在传递运动和动力过程中一同回转，在正常情况下不脱开的一种装置。本说明书实施例中使用联轴器实现电机10和转动轴之间的机械连接，结构简单，成本较低。
在一种可能的实现方式中，系统还包括：
第二转向泵22，第二转向泵22设有第二进油口和第二出油口，第二进油口与油罐40连接，第二出油口与转向器60连接；
整车控制器70，整车控制器70与第二转向泵22连接，整车控制器70用于控制第二转向泵22。
本说明书实施例中，油罐40也可以向第二转向泵22输送助力转向油。第一转向泵21可以作为主泵，而第二转向泵22可以作为辅助泵，第二转向泵22可以向转向器60提供助力转向油。第二转向泵22可以选用行业内较多应用的单源液压助力转向油泵。第二转向泵22可以用于原地转向助力，也可用于中、低车速转向助力。
本说明书实施例使用第一转向泵21和第二转向泵22相配合，两者均可以向转向器60输送助力转向油，第二转向泵22由整车控制器70控制，可以更加灵活地调整助力转向油的输送量，提升助力转向的精准性和安全性。
在一种可能的实现方式中，系统还包括电池80，电池80与第二转向泵22连接。
本说明书实施例中，电池80可以向第二转向泵22提供电源。
在一种可能的实现方式中，系统还包括多合一控制器90，多合一控制器90分别与整车控制器70、电池80和第二转向泵22连接。
本说明书实施例中，整车控制器70根据当前车速向多合一控制器90发送频率指令，多合一控制器90接到整车控制器70的频率指令后，多合一控制器90控制第二转向泵22内部的转向电机转速，最终控制第二转向泵22的输出流量，结构简单，易于控制。电池80也可以向多合一控制器90提供电源。
本说明书实施例中，电池80、整车控制器70、多合一控制器90、第二转向泵22、油罐40和转向器60之间形成的连接结构为辅助助力转向回路200。辅助助力转向回路200不但可提供原地转向助力，还可在车辆行驶过程中与主助力转向回路100一起提供转向助力，第二转向泵22由整车控制器70进行流量控制，实现车辆高速转向灵敏、低速转向轻便功能。
在车辆原地转向或中、低速转向时，整车控制器70根据当前车速向多合一控制器90发送频率指令，接到整车控制器70频率指令后多合一控制器90控制第二转向泵22内部的转向电机转速，最终控制第二转向泵22的输出流量，助力转向油进入转向器60的工作腔，使得转向器60实现整车转向。
举例说明：当车速为0～30km/h以下时，整车控制器70发送对应第二转向泵22内部电机为66HZ频率的指令给多合一控制器90，也就是要求第二转向泵22内部电机工作频率为66HZ，此频率下第二转向泵22内部电机控制转速为990r/min，第二转向泵22排量是固定的，因此第二转向泵22输出流量为11.88L/min；当车速为30～60km/h时，整车控制器70发送对应第二转向泵22内部电机为57HZ频率的指令给多合一控制器90，也就是要求第二转向泵22内部电机工作频率为57HZ，此频率下第二转向泵22内部电机控制转速为855r/min，因此第二转向泵22输出流量为10.26L/min；当车速大于60km/h时，整车控制器70发送对应第二转向泵22内部电机为50HZ频率的指令给多合一控制器90，也就是要求第二转向泵22内部电机工作频率为50HZ，此频率下第二转向泵22内部电机控制转速为750r/min，因此第二转向泵22输出流量为9L/min。具体车速区间对应的控制频率可以根据第二转向泵22额定频率及额定转速并结合整车标定情况调整，本申请不做限定。
在一种可能的实现方式中，系统还包括阀门50，阀门50分别与第一出油口、第二出油口和转向器60连接。
本说明书实施例中，第一转向泵21输送的助力转向油可以经过阀门50流至转向器60，第二转向泵22输送的助力转向油也可以经过阀门50流至转向器60。阀门50的结构简单，易于安装。阀门50与第一出油口、第二出油口和转向器60之间分别通过油管连接。
在一种可能的实现方式中，阀门50设有两个输入口51和一个输出口52，两个输入口51分别与第一出油口和第二出油口连接，输出口52与转向器60连接。
本说明书实施例中，第一出油口和第二出油口分别与两个输入口51对应连接，第一转向器60和第二转向器60分别独立输送助力转向油，可以避免第一转向器60的助力转向油和第二转向器60的助力转向油互相流通。
在一种可能的实现方式中，阀门50为单向阀门50。
本说明书实施例中，单向阀门50可以避免助力转向油回流，确保助力转向油可以精确流至转向器60。
在一种可能的实现方式中，第一转向泵21为液压泵。
本说明书实施例中，液压泵的工作原理是运动带来泵腔容积的变化，从而压缩流体使流体具有压力能，液压泵的强度高、耐腐蚀、重量轻、适合各种环境下作业。
本说明书实施例提供的助力转向系统形成有主助力转向回路100和辅助助力转向回路200。其中，电机10、第一转向泵21、连接件30、油罐40、阀门50和转向器60之间形成的连接结构为主助力转向回路100，电机10机械连接第一转向泵21，第一转向泵21可以随电机10全程工作，电机10可以设于车辆的电机10控制模块中，电机10控制模块工作时，第一转向泵21随之工作，在车辆行驶过程中持续提供转向助力；连接件30可以为联轴器，第一转向泵21与电机10之间可采用联轴器连接，确保电机10功能不受影响。电池80、整车控制器70、多合一控制器90、第二转向泵22、油罐40、阀门50和转向器60之间形成的连接结构为辅助助力转向回路200。
主助力转向回路100与辅助助力转向回路200由阀门50连接。阀门50为两进一出单向阀，阀门50的两个输入口51分别与主助力转向回路100的第一转向泵21、辅助助力转向回路200的第二转向泵22相连，阀门50的输出口52与转向器60的高压油口相连，形成双回路液压助力转向系统。
车辆高速行驶时转向灵敏度较高，因此在车辆高速行驶时可以降低助力转向油在转向器60中的总量，同时还可以起到节能环保的作用。
第一转向泵21在电机10转动时可以一直工作。当车辆高速行驶时，此时转向系统有较高的转向灵敏性，故对第一转向泵21的输出流量要求较低，因此第一转向泵21可选择流量偏小的产品，避免消耗过多能耗，可以达到节能的目的。当车辆高速行驶时，电机10转速较大，因此，第一转向泵21可以根据电机10大扭矩、高转速特性选用能承受高转速、高扭矩的柱塞泵或截流装置。
车辆高速行驶时，辅助助力转向回路200可不介入工作，完全由主助力转向回路100提供转向助力。
当车辆中、低速行驶时，电机10转速降低，由于主助力转向回路100考虑节能，选用小流量的第一转向泵21；而整车中、低速侧重转向轻便性，故此时辅助转向回路可以介入工作，在整车控制器70控制策略下实现助力转向。车辆高速、中速、低速的范围可以结合具体车辆进行标定。
车辆原地转向时，电机10不工作，第一转向泵21不工作，可以由辅助助力转向回路200提供助力转向。
本说明书实施例中，当车辆在行驶过程中出现需要整车断B级高压电(大于60伏的高压电路)的车辆异常情况时，电机10由于惯性，不会立刻停止工作，在联轴器的连接下，可以持续带动第一转向泵21工作，为车辆提供持续的转向助力，直至车辆停止。
本说明书实施例中，电机10机械连接第一转向泵21，电机10工作时第一转向泵21会一直工作，转向助力一直有，无需考虑整车是否断B级高压电；不需要多合一控制器90做下电延迟，紧急情况下可以极大提高整车主动安全性；第二转向泵22可以提供叠加转向助力，避免消耗过多电机10能耗。
此外，本说明书实施例还提供一种车辆，包括助力转向系统，助力转向系统包括：
电机10；
第一转向泵21，第一转向泵21设有转动轴、第一进油口和第一出油口；
连接件30，连接件30分别与电机10和转动轴连接；
油罐40，油罐40与第一进油口连接；
转向器60，转向器60与第一出油口连接。
本说明书实施例中，电机10和第一转向泵21之间机械连接，由电机10转动带动第一转向泵21工作。由于电机10具有惯性，因此，即使电机10断电，电机10仍会因为惯性而可以在后续一段时间内继续转动、带动转动轴转动、带动第一转向泵21工作，避免因整车下电而导致转向泵无法工作，提升了整车安全性。
在一种可能的实现方式中，车辆还包括转向盘，助力转向系统中的转向器60与转向盘连接。
在一种可能的实现方式中，连接件30为联轴器。
在一种可能的实现方式中，系统还包括：
第二转向泵22，第二转向泵22设有第二进油口和第二出油口，第二进油口与油罐40连接，第二出油口与转向器60连接；
整车控制器70，整车控制器70与第二转向泵22连接，整车控制器70用于控制第二转向泵22。
在一种可能的实现方式中，系统还包括电池80，电池80与第二转向泵22连接。
在一种可能的实现方式中，系统还包括多合一控制器90，多合一控制器90分别与整车控制器70、电池80和第二转向泵22连接。
在一种可能的实现方式中，系统还包括阀门50，阀门50分别与第一出油口、第二出油口和转向器60连接。
在一种可能的实现方式中，阀门50设有两个输入口51和一个输出口52，两个输入口51分别与第一出油口和第二出油口连接，输出口52与转向器60连接。
在一种可能的实现方式中，阀门50为单向阀门50。
在一种可能的实现方式中，第一转向泵21为液压泵。
以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (10)
1.一种助力转向系统，其特征在于，包括：
电机(10)；
第一转向泵(21)，所述第一转向泵(21)设有转动轴、第一进油口和第一出油口；
连接件(30)，所述连接件(30)分别与所述电机(10)和所述转动轴连接；
油罐(40)，所述油罐(40)与所述第一进油口连接；
转向器(60)，所述转向器(60)与所述第一出油口连接。
2.如权利要求1所述的助力转向系统，其特征在于，所述连接件(30)为联轴器。
3.如权利要求1所述的助力转向系统，其特征在于，所述系统还包括：
第二转向泵(22)，所述第二转向泵(22)设有第二进油口和第二出油口，所述第二进油口与所述油罐(40)连接，所述第二出油口与所述转向器(60)连接；
整车控制器(70)，所述整车控制器(70)与所述第二转向泵(22)连接，所述整车控制器(70)用于控制所述第二转向泵(22)。
4.如权利要求3所述的助力转向系统，其特征在于，所述系统还包括电池(80)，所述电池(80)与所述第二转向泵(22)连接。
5.如权利要求4所述的助力转向系统，其特征在于，所述系统还包括多合一控制器，所述多合一控制器分别与所述整车控制器(70)、所述电池(80)和所述第二转向泵(22)连接。
6.如权利要求3所述的助力转向系统，其特征在于，所述系统还包括阀门(50)，所述阀门(50)分别与所述第一出油口、所述第二出油口和所述转向器(60)连接。
7.如权利要求6所述的助力转向系统，其特征在于，所述阀门(50)设有两个输入口(51)和一个输出口(52)，两个所述输入口(51)分别与所述第一出油口和所述第二出油口连接，所述输出口(52)与所述转向器(60)连接。
8.如权利要求6所述的助力转向系统，其特征在于，所述阀门(50)为单向阀门。
9.如权利要求1所述的助力转向系统，其特征在于，所述第一转向泵(21)为液压泵。
10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的助力转向系统。
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