CN113942569B - 一种应急助力转向系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种应急助力转向系统和应急助力转向方法，该应急助力转向系统，包括第一转向油路，其包括第一油泵，其用于为转向机供压；第二转向油路，其包括第二油泵，其用于所述第一转向油路故障时，为所述转向机供压；油路转换阀，其与所述第一转向油路和所述第二转向油路均相连，且所述油路转换阀用于在所述第一转向油路的油压小于所述第二转向油路的预油压时切断所述第一转向油路对所述转向机的供压，并连通第二转向油路与转向机；控制器，其与所述油路转换阀相连，所述控制器用于在所述第二转向油路与转向机连通时控制第二油泵为所述第二转向油路增压，实现不依赖取力器，利用原有的转向机进行应急助力转向。

Description

一种应急助力转向系统和方法

技术领域

本申请涉及车辆转向系统技术领域，尤其涉及一种应急助力转向系统和方法。

背景技术

传统的单一机械液力转向依靠转向油泵助力进行，这种助力方式是将一部分发动机动力输出转化成转向油泵的动力，转向油泵为转向油路增压，转向油路对转向动力施加转向辅助力，从而使轮胎转向。当发动机熄火或发动机驱动的机械液力转向油泵发生故障或失效时，转向机动力不足无法继续对车辆进行转向控制，车辆失去方向控制容易导致碰撞事故发生，造成严重后果。

随着车辆载重不断增加，以及人们对车辆的操纵性、安全性的需求不断提高，现有技术中的应急转向是通过变速箱二轴驱动的取力器来推动应急转向泵供油，然后由应急转向阀将应急转向泵提供的高压油输入到转向系统。但是这样的应急助力转向方法依赖于变数箱的取力器，如果车辆变速箱上未安装取力器，则无法实现应急转向功能，而取力器成本较高，安装取力器会增加车辆运行成本。所以提供一种能够利用原有的机械转向机进行应急助力转向的系统和方法是非常必要的。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种应急助力转向系统和方法，旨在解决现有技术中的应急助力转向需要依赖取力器，没有取力器的车辆无法利用原有的机械液力进行应急转向的技术问题。

第一方面，本申请提供一种应急助力转向系统，所述应急助力转向系统包括：

第一转向油路，其包括第一油泵，其用于为转向机供压；

第二转向油路，其包括第二油泵，其用于所述第一转向油路故障时，为所述转向机供压；

油路转换阀，其与所述第一转向油路和所述第二转向油路均相连，且所述油路转换阀用于在所述第一转向油路的油压小于所述第二转向油路的预油压时切断所述第一转向油路对所述转向机的供压，并连通第二转向油路与转向机；

控制器，其与所述油路转换阀相连，所述控制器用于在所述第二转向油路与转向机连通时控制第二油泵为所述第二转向油路增压。

一些实施例中，所述控制器还用于，在车辆上电后控制所述第二油泵进入第一运转模式为所述第二转向油路增压，以使所述第二转向油路的油压到达所述预油压。

一些实施例中，所述控制器还用于，车辆上电后，车速大于预设车速或发动机转速大于预设转速时，控制所述第二油泵进入第一运转模式为所述第二转向油路增压，以使所述第二转向油路的油压到达所述预油压。

一些实施例中，所述控制器还用于，在所述第二转向油路与转向机连通时控制所述第二油泵进入第二运转模式为所述第二转向油路增压；

其中，所述第二油泵进入第二运转模式时所述第二转向油路的油压大于进入所述第一运转模式时所述第二转向油路的油压。

一些实施例中，所述车辆上电后第一油泵为所述第一转向油路增压，以使所述第一转向油路的油压高于所述第二转向油路的预油压。

一些实施例，所述控制器还用于，所述车辆上电后控制所述第一油泵为所述第一转向油路增压，并控制所述第一转向油路的油压高于所述第二转向油路的预油压。

一些实施例中，所述的应急助力转向系统，还包括：故障提醒单元，其用于所述油路转换阀切断所述第一转向油路对所述转向机的供压，并连通第二转向油路与转向机时，发出第一转向油路故障提醒。

第二方面，本申请还提供一种应急助力转向方法，所述应急助力转向方法包括：

车辆上电后控制第一油泵为第一转向油路增压，以使所述第一转向油路为转向机供压；

所述第一转向油路油压小于所述第二转向油路的预油压时，油路转换阀切换第二转向油路为所述转向机供压；

其中所述第二转向油路为所述转向机供压时，控制第二转向油泵中的第二油泵为所述第二转向油路增压。

一些实施例中，所述控制第二转向油路中的第二油泵为所述第二转向油路增压前，还包括：

在车辆上电后，控制所述第二油泵进入第一运转模式为所述第二转向油路增压，以使所述第二转向油路的油压到达所述预油压。

一些实施例中，所述控制第二转向油泵中的第二油泵为所述第二转向油路增压，包括：

第二转向油路中的第二油泵进入第二运转模式为所述第二转向油路增压；

其中，所述第二所述第二油泵进入第二运转模式时所述第二转向油路的油压大于进入所述第一运转模式时所述第二转向油路的油压。

本申请提供一种应急助力转向系统和应急助力转向方法，应急助力转向系统中包括第一转向油路，其包括第一油泵，其用于为转向机供压；第二转向油路，其包括第二油泵，其用于所述第一转向油路故障时，为所述转向机供压；油路转换阀，其与所述第一转向油路和所述第二转向油路均相连，且所述油路转换阀用于在所述第一转向油路的油压小于所述第二转向油路的预油压时切断所述第一转向油路对所述转向机的供压，并连通第二转向油路与转向机；控制器，其与所述油路转换阀相连，所述控制器用于在所述第二转向油路与转向机连通时控制第二油泵为所述第二转向油路增压，实现不依赖取力器，利用原有的机械液力进行应急助力转向的切换。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的应急助力转向系统的示意性框图；

图2为本申请实施例提供的应急助力转向方法流程示意图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

本申请实施例提供一种应急助力转向系统和应急助力转向方法。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参照图1，图1为本申请的实施例提供的一种应急助力转向系统的示意性框图。

如图1所示，该应急助力转向系统包括：第一转向油路，第一转向油路中包括第一油泵，第二转向油路，第二转向油路中包括第二油泵，油路转向阀控制器和转向机。

第一转向油路和第二转向油路都能够与转向机相连，第一转向油路和第二转向油路在连通后各自都能够为转向机供油供压，使转向机有足够的压力进行转向。其中，第一转向油路为主油路用于在车辆上电后就为转向机供压，以及在车辆正常行驶时为转向机供压，此时第二转向油路与转向机不连通。第一转向油路的第一油泵出现故障时无法为第一油路提供压力，第一油路就无法为转向机供压时，切换第二转向油路作为冗余油路与转向机连通为转向机供压保证转向机转向性能。油路转换阀与第一转向油路和第二转向油路均相连，第一转向油路与第二转向油路均通过油路转换阀与转向机相连，油路转换阀用于切换第一转向油路或第二转向油路与转向机的连通或断开。油路转换阀用于在第一转向油路故障时，第一转向油路油压降低，第一转向油路的油压小于第二转向油路的预油压时切断第一转向油路与转向机的连通，也就是切断第一转向油路对转向机的供压，并同时连通第二转向油路与转向机。控制器用于油路转换阀连通第二转向油路与转向机时，控制第二油泵为第二转向油路增压。

值得说明的是，油路转换阀中包括：主换向阀，大单向阀与小单向阀，固定节流组成。第一油泵正常工作时，第一转向油路中的液压油与第二转向油路中的液压油分别流入油路转换阀中主换向阀的两侧，进而流入两侧的小单向阀，利用主换向阀中的固定节流阀，根据小口节流原理在主换向阀两侧形成压力差。第一油泵正常工作时正常的为第一转向油路增压，第一转向油路的油压大于第二转向油路的油压，主换向阀移动使第一转向油路的液压油经单向阀流向转向机为转向机提供液压油和压力。第二转向油路不与转向机连通，第一转向油路的液压油回到第二转向油路中的油箱中。

进一步的，在车辆行驶的过程中，第一转向油路中第一油泵的出现故障，无法正常的为第一转向油路增压，第一转向油路就会减小，当第一转向油路的油压小于第二转向油路的油压时，主换向阀移动使第二转向油路的液压油经单向阀流向转向机为转向机供油和供压。第一转向油路不与转向机连通，第一转向油路的液压油回到第一转向油路的油箱中。油路转换阀在切换第一转向油路为转向机供油或第二转向油路为转向机供油时，无需电磁力等其他力，依靠的是油路转换阀两侧的液压，也就是第一转向油路与第二转向油路的液压力，实现了作为主油路的第一转向油路故障时，不需要取力器等其他器件或其他动力利用原有机械液力实现切换油路进行紧急助力转向。

作为一种优选地实施方式，控制器与油路转换阀相连，控制器用于控制第二油泵为第二转向油路增压。控制器还用于在车辆上电后就控制第二油泵进入第一运转模式开始运转为第二转向油路增压，使第二转向油路的油压到达预油压。车辆上电后第一转向油路无故障时，控制器控制第一油泵为第一转向油路增压，并且控制第一油泵为第一转向油路增压到第一转向油路的油压高于第二转向油路的预油压，然后有第一转向油路为转向机供油供压。这样设置一方面，第一转向油路在正常工作时能够在高于第二转向油路的预油压的状态下工作，如果第一转向油路产生故障油压下降，在下降到低于第二转向油路的预油压时，油路转换阀就能够切换到第二转向油路为转向机供油供压，第一转向油路产生故障油压到切换到第二转向油路的过程中转向机不会出现动力不足的情况。如果不使第二转向油路增压到的预油压，会导致第一转向油路故障后，一直到第一转向油路的油压低于第二转向油路的原始油压后才能切换为第二转向油路为转向机供油供压，在第一转向油路的油压下降的过程中或刚切换到第二转向油路时，转向机的压力不足，无法保证转向性能。所以在上电后使第二转向油路的油压到达预油压，保证为转向机供油供压的及时性，保证转向机的性能，保障了驾驶安全。第二方面在上电后使第二转向油路的油压到达预油压能够确保在切换为第二转向油路为转向机供油供压后，控制器控制第二油泵为第二转向油路增压时，能够快速使第二转向油路的油压到达转向需要的油压，降低反应迟滞。

优选的，控制器还用于在车辆上电后对第二转向油路进行唤醒，并在在车速大于预设车速或发动机转速大于预设转速时，控制第二油泵进入第一运转模式为第二转向油路增压，使第二转向油路的油压到达预油压。其中预设车速为5km/h，发动机预设转速为400rpm。在车速较低且发动机较低的情况下，如果第一转向油路发生故障，驾驶员可以通过刹车将车辆停下。所以控制器在车速大于预设车速或发动机转速大于预设转速时，控制第二油泵进入第一运转模式为第二转向油路增压，既能够降低第二转向油路为转向供油时的迟滞，还能够起到解约能耗的作用。

值得说明的是，在车辆上电后控制器控制第二油泵进入第一运转模式为第二转向油路增压，在油路转换阀切换为第二转向油路为转向机供油供压后，控制器控制第二油泵进入第二运转模式为第二转向油路增压。其中第二油泵进入第二运转模式时第二转向油路的油压大于进入第一运转模式时第二转向油路的油压。

进一步，油路转换阀切换第二转向油路为转向机供油供压后，控制器还可以接收车辆发动机转速信号和车速信号，并根据车辆发动机转速信号和车速信号调整第二油泵的运转状态。以满足转向辅助的要求。

进一步的，控制器还用于接收油路转换阀的切换信号，正常情况下油路转换阀保持使第一转向油路与转向机连通的状态，在第一转向油路产生故障时，油路转换阀会切换第二转向油路与转向机连通。控制器接收到油路转换阀的切换信号后，说明此时第一转向油路产生故障，控制器向通过仪表向驾驶人员发出第一转向油路故障信号，提醒驾驶人员尽快进行维修。

如图2所示，图2为本申请实施例提供的应急助力应转向方法流程示意图。

如图2所示，应急助力应转向方法包括步骤S1至步骤S3。

步骤S1、车辆上电后控制第一油泵为第一转向油路增压，以使所述第一转向油路为转向机供压。

步骤S2、所述第一转向油路油压小于所述第二转向油路的预油压时，油路转换阀切换第二转向油路为所述转向机供压。

步骤S3、所述第二转向油路为所述转向机供压时，控制第二转向油泵中的第二油泵为所述第二转向油路增压。

值得说明的是，第一转向油路和第二转向油路都能够与转向机相连，第一转向油路和第二转向油路在连通后各自都能后为转向机供压，使转向机有足够的压力进行转向。第一转向油路为主油路第一转向油路中的第一油泵在车辆上电后开始运转为第一转向油路增压，使第一转向油路为转向机供压，以及在车辆正常行驶时仍然由第一转向油路为转向机供压，此时第二转向油路与转向机不连通。

进一步的，第一转向油路产生故障时，例如第一油泵发生故障，第一油泵无法继续为第一转向油路增压，第一转向油路的油压会减小，将无法为转向机供压。在第一转向油路故障时油路油压减小，当第一转向油路的油压小于第二转向油路的预油压时，油路转换阀切断第一转向油路与转向机的连通，也就是切断第一转向油路对转向机的供压，并同时连通第二转向油路与转向机。在油路转换阀连通第二转向油路与转向机时，控制器控制第二油泵为第二转向油路增压，以使第二转向油路为转向机供压，保证对转向机转向的动力。

作为一种优选地实施方式，本申请中的油路转换阀使用的是液压阀，第一油泵正常工作时为第一转向油路增压，第一转向油路的油压大于第二转向油路的油压，油路转换阀切换使第一转向油路的液压油流向转向机为转向机提供液压油和压力。第二转向油路不与转向机连通，第一转向油路的液压油回到第一转向油路中的油箱中。在车辆行驶的过程中，第一转向油路中第一油泵的出现故障，无法正常的为第一转向油路增压，第一转向油路就会减小，当第一转向油路的油压小于第二转向油路的油压时，油路转换阀切换使第二转向油路的液压油流向转向机为转向机提供液压油和压力。第一转向油路不与转向机连通，第一转向油路的液压油回到第一转向油路的油箱中。油路转换阀在切换第一转向油路为转向机供油或第二转向油路为转向机供油时，无需电磁力等其他力，依靠的是油路转换阀两侧的液压，也就是第一转向油路与第二转向油路的液压力，实现了作为主油路的第一转向油路故障时，通过油路转换阀进行转向油路的切换，利用原有的转向机实现应急助力转向。

作为一种优选的实施方式，第一转向油路中的第一油泵在车辆上电后开始运转为第一转向油路增压，同时第二转向油路中的第二油泵在车辆上电后进入第一运转模式开始运转，为第二转向油路增压，使第二转向油路的油压到达预油压。车辆上电后控制第一油泵为第一转向油路增压时，并且控制第一油泵为第一转向油路增压到第一转向油路的油压高于第二转向油路的预油压，使第一转向油路能够为转向机供油。这样设置一方面，第一转向油路在正常工作时能够在高于第二转向油路的预油压的状态下工作，如果第一转向油路产生故障油压下降，在下降到低于第二转向油路的预油压时，油路转换阀就能够切换到第二转向油路为转向机供油供压，即使在第一转向油路故障时，第二转向油路能够及时的接替第一转向油路为转向机供压。如果不使第二转向油路增压到的预油压，会导致第第一转向油路故障后，一直到第一转向油路的油压低于第二转向油路的原始油压后才能切换为第二转向油路为转向机供油供压，这时切换到第二转向油路为转向机供压，第二转向油路压力不足，无法保证转向性能。所以在上电后使第二转向油路的油压到达预油压。保证了转向油路切换后为转向机供油和供压的及时性，保证转向机的性能，保障了驾驶安全。第二方面在上电后使第二转向油路的油压到达预油压能够确保在切换为第二转向油路为转向机供油供压后，控制器控制第二油泵为第二转向油路增压时，能够快速使第二转向油路的油压到达需要的油压，降低反应迟滞。

优选的，在车辆上电后对第二转向油路进行唤醒，并在车速大于预设车速或发动机转速大于预设转速时，控制第二油泵进入第一运转模式为第二转向油路增压，使第二转向油路的油压到达预油压。其中预设车速为5km/h，发动机预设转速为400rpm。在车速较低且发动机较低的情况下，如果第一转向油路发生故障，驾驶员可以通过刹车将车辆停下。车速大于预设车速或发动机转速大于预设转速时，控制第二油泵进入第一运转模式为第二转向油路增压，既能够降低第二转向油路为转向供油时的迟滞，还能够起到解约能耗的作用。

值得说明的是，在车辆上电后控制第二油泵进入第一运转模式为第二转向油路增压，在油路转换阀切换为第二转向油路为转向机供油供压后，控制第二油泵进入第二运转模式为第二转向油路增压。其中第二油泵进入第二运转模式时第二转向油路的油压大于进入第一运转模式时第二转向油路的油压。

进一步，油路转换阀切换为第二转向油路为转向机供油供压后，还包括获取车辆发动机转速信号和车速信号，并根据车辆发动机转速信号和车速信号调整第二油泵的运转状态。以满足转向辅助的要求。

进一步的，控制器还用于接收油路转换阀的切换信号，正常情况下油路转换阀保持使第一转向油路与转向机连通的状态，在第一转向油路产生故障时，油路转换阀会切换第二转向油路与转向机连通。控制器接收到油路转换阀的切换信号后，说明此时第一转向油路产生故障，控制器向通过仪表向驾驶人员发出第一转向油路故障信号，提醒驾驶人员尽快进行维修。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种应急助力转向系统，其特征在于，包括：

第一转向油路，其包括第一油泵，其用于为转向机供压；

第二转向油路，其包括第二油泵，其用于所述第一转向油路故障时，为所述转向机供压；

油路转换阀，其与所述第一转向油路和所述第二转向油路均相连，且所述油路转换阀用于在所述第一转向油路的油压小于所述第二转向油路的预油压时切断所述第一转向油路对所述转向机的供压，并连通第二转向油路与转向机；

控制器，其与所述油路转换阀相连，所述控制器用于在所述第二转向油路与转向机连通时控制第二油泵为所述第二转向油路增压；

其中，所述控制器还用于，车辆上电后，车速大于预设车速或发动机转速大于预设转速时，控制所述第二油泵进入第一运转模式为所述第二转向油路增压，以使所述第二转向油路的油压到达所述预油压；

其中，所述控制器还用于，在所述第二转向油路与转向机连通时控制所述第二油泵进入第二运转模式为所述第二转向油路增压；

其中，所述第二油泵进入第二运转模式时所述第二转向油路的油压大于进入所述第一运转模式时所述第二转向油路的油压。

2.按照权利要求1所述的应急助力转向系统，其特征在于，

所述控制器还用于，所述第二油泵进入所述第二运转模式为所述第二转向油路增压后，根据所述车辆的所述发动机转速和所述车速调整所述第二油泵运转速度。

3.按照权利要求1所述的应急助力转向系统，其特征在于，

所述车辆上电后第一油泵为所述第一转向油路增压，以使所述第一转向油路的油压高于所述第二转向油路的预油压。

4.按照权利要求1所述的应急助力转向系统，其特征在于，

故障提醒单元，其用于所述油路转换阀切断所述第一转向油路对所述转向机的供压，并连通第二转向油路与转向机时，发出第一转向油路故障提醒。

5.一种应急助力转向方法，其特征在于，包括：

车辆上电后控制第一油泵为第一转向油路增压，以使所述第一转向油路为转向机供压；

所述第一转向油路油压小于第二转向油路的预油压时，油路转换阀切换第二转向油路为所述转向机供压；

所述第二转向油路为所述转向机供压时，控制第二转向油路中的第二油泵为所述第二转向油路增压；

其中，所述控制第二转向油路中的第二油泵为所述第二转向油路增压前，还包括：

在车辆上电后，控制所述第二油泵进入第一运转模式为所述第二转向油路增压，以使所述第二转向油路的油压到达所述预油压；

其中，所述控制第二转向油路中的第二油泵为所述第二转向油路增压，包括：

在所述第二转向油路与转向机连通时控制所述第二油泵进入第二运转模式为所述第二转向油路增压；

其中，所述第二油泵进入第二运转模式时所述第二转向油路的油压大于进入所述第一运转模式时所述第二转向油路的油压。

6.按照权利要求5所述的应急助力转向方法，其特征在于，所述控制第二转向油路中的第二油泵为所述第二转向油路增压，包括：

第二转向油路中的第二油泵进入第二运转模式为所述第二转向油路增压；

其中，所述第二油泵进入第二运转模式时所述第二转向油路的油压大于进入所述第一运转模式时所述第二转向油路的油压。

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