CN202624358U - 一种液压助力转向控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种液压助力转向控制系统，包括助力转向传动装置、助力转向传感器、助力转向控制单元、CAN总线系统。助力转向传感器安装在方向盘转向管柱上，方向盘转向管柱连接助力转向传动装置；仪表盘控制单元与发动机控制单元通过CAN总线系统连接助力转向控制单元。本实用新型的这种电机驱动式液压助力转向控制系统，采用直流电动机代替发动机驱动液压油泵,直流电动机由蓄电池供电，这样使液压油泵布置更容易，在没有转向操作时，电动机以较低转速运转甚至停止运转，可以降低能量消耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车助力转向控制技术领域，具体涉及一种电机驱动式液压助力转向控制系统。
背景技术
“助力转向”即是通过增加外力来抵抗转向阻力，让驾驶员只需很少的力就能够完成转向，让车辆驾驶变得更加轻松，让车辆反应更加敏捷。随着车辆载重的增加以及人们对车辆操纵性能的提高,简单的机械式转向系统已经无法满足需求，于是人们发明了一种能够减轻驾驶员操作负荷的液压助力转向系统，并于20世纪30 年代应用在重型车辆上。
传统液压助力式转向系统主要包括液压泵、方向盘输入轴、贮油罐、助力油缸等，采用发动机作为动力源，利用液压泵建立一定的压力，再经过控制阀来调整压力流的流量，根据车辆的行驶状态控制转向系统。在车辆转向过程中，转向动作仍然由驾驶员完成，动力转向系统的油压只对转向起辅助作用，即利用油的压力帮助驾驶员完成转向动作，使之轻便、省力。
如公开号为CN101397031A的中国发明专利申请，提供了一种液压助力转向系统，包括液压转向泵、储液罐、转向控制阀和助力液压缸，所述液压转向泵、储液罐、助力液压缸的左右腔室分别与转向控制阀连接，所述液压转向泵和储液罐连接，所述液压助力转向系统还包括助力控制阀、车速采集单元和控制单元，所述助力控制阀设于连接转向控制阀和助力液压缸左右腔室的管路上，所述车速采集单元采集当前车速信息并将当前车速信息传递给控制单元，助力控制阀在控制单元的控制下根据当前车速信息改变其内液体流量大小，从而改变液压助力转向系统中液体流量大小。
传统的液压助力转向系统依靠发动机动力来驱动油泵，车辆行驶时不论是否转向，液压泵都在工作，能量消耗比较大，其助力特性不能随车速的变化而自由调节，无法兼顾车辆低速时的转向轻便和高速时的良好路感，并且液压系统的管路结构非常复杂，各种控制油液的阀门数量繁多，后期的保养维护需要成本；整套油路经常保持高压状态，使用寿命也会受到影响。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种电机驱动式液压助力转向控制系统，采用直流电动机代替发动机驱动液压油泵，直流电动机由蓄电池供电，根据车辆行驶速度信号、方向盘转向角速度信号控制电动机转速，从而控制液压油泵的流量，达到助力转向的目的。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。
一种液压助力转向控制系统，包括方向盘转向管柱、仪表盘控制单元、发动机控制单元，还包括助力转向传动装置、助力转向传感器、助力转向控制单元、CAN总线系统、助力装置；所述助力转向传感器安装在方向盘转向管柱上，方向盘转向管柱连接助力转向传动装置；所述仪表盘控制单元与发动机控制单元通过CAN总线系统连接助力转向控制单元。
优选的是，所述助力装置包括助力转向控制单元、液压油存储罐、齿轮泵、电动泵、助力转向接线。
优选的是，所述仪表盘控制单元包括车速测量传感器、转向控制灯。
优选的是，所述助力转向传感器通过系统线连接助力转向控制单元，将方向盘转向角速度信号传递给助力转向控制单元。
优选的是，所述液压油存储罐设有输出油管，输出油管连接助力转向传动装置。
优选的是，所述输出油管包括进油管和回油管。
优选的是，所述助力转向控制单元整体装置还包括限压阀。
优选的是，所述电动泵驱动齿轮泵转动输出液压油。
优选的是，所述电动泵采用直流电动机，直流电动机由蓄电池供电。
本实用新型的一种液压助力转向控制系统包括上述各项特征构成的任意组合。
本实用新型提供的一种电机驱动式液压助力转向控制系统，采用直流电动机代替发动机驱动液压油泵, 直流电动机由蓄电池供电。采用电动机驱动液压油泵，使液压油泵布置更容易，不必布置在发动机附近，在没有转向操作时，电动机以较低转速运转甚至停止运转，可以降低能量消耗。在控制系统中增加电子控制和执行元件, 通过车速测量传感器将车速传递给电子控制和执行元件，控制液压油转换装置改变动力转向的助力特性，使驾驶员的转向手力根据车速和行驶条件变化而改变，使操纵性和稳定性达到最合适的平衡状态。
附图说明
图1是按照本实用新型的一种液压助力转向控制系统的一优选实施例的系统框图；
图2是按照本实用新型的一种液压助力转向控制系统的一优选实施例的系统构成示意图；
图3是按照本实用新型的一种液压助力转向控制系统的一优选实施例提供的根据车速传感器信号确定电机工作电压，从而确定电机工作转速的示意图；
图4是按照本实用新型的一种液压助力转向控制系统的一优选实施例提供的车辆转向时，电机电压与车速控制示意图。
附图标记：
1. 方向盘转向管柱，2. 助力转向传感器，3. 助力转向传动装置，4. 液压油存储罐，5. 限压阀，6. 齿轮泵，7. 助力转向控制单元，8. 电动泵，9. 助力转向接线，10. CAN总线系统，11. 车速测量传感器，12. 转向控制灯，13. 发动机控制单元，14. 回油管，15. 进油管，16. 助力装置，17. 仪表盘控制单元。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细说明。
如图1所示，本实用新型的一种液压助力转向控制系统，包括方向盘转向管柱1、仪表盘控制单元17、发动机控制单元13，还包括助力转向传动装置3、助力转向传感器2、助力装置16、CAN总线系统10、助力转向控制单元7；液压油存储罐4、齿轮泵6、电动泵8、助力转向接线9、限压阀5连接构成一个整体结构——助力装置16；仪表盘控制单元17包括车速测量传感器11、转向控制灯12。
进一步如图2所示，助力转向传感器2安装在方向盘转向管柱1上，方向盘转向管柱1连接助力转向传动装置3，助力转向传感器2通过系统线连接助力转向控制单元7，将方向盘转向角速度信号传递给助力转向控制单元7。液压油存储罐4设有输出油管，输出油管包括进油管15和回油管14，输出油管连接助力转向传动装置3。电动泵8驱动齿轮泵6转动输出液压油，电动泵采用直流电动机，直流电动机由蓄电池供电，仪表盘控制单元17与发动机控制单元13通过CAN总线系统10连接助力转向控制单元7。CAN总线系统为车辆控制器之间进行数据交换，在系统内的控制单元之间采用双绞线串行连接方式，即各控制单元都串行连接在一起。
助力转向控制单元根据助力转向传感器传递的方向盘转向角速度信号，以及CAN总线系统传递的车辆行驶速度信号来进行电动泵的转速控制，进而控制液压油泵油量来达到控制助力转向传动装置的目的，这样驾驶员可以根据车辆方向盘的转向角速度和车辆当前的行驶速度来确定当前所需要的转向助力的大小。
具体如图3所示，根据车速传感器信号确定电机工作电压，从而确定电机工作转速。
当车速较低时，电机电压为U1 ，保证较大的液压油泵流量与足够的动力转向效果，当车速大于v1 时，为了使驾驶员在驾驶过程中保持一定的路感，应该降低转向过程的助力效果，通过车速的负反馈作用，使得电机控制器的输出电压随车速的增加而下降直到车速v2 对应的较小电机电压值U2 和油泵流量。
当车辆不转向时，电机负载较小，要求电机保证恒定转速工作。
当车辆转向时，电机负载加大，保证电机电压不变，电流随负载增大而增大，此时电机转速不变。
当车辆转向阻力过大时，为防止电机堵转，可适当减小电机转速，增大电机扭矩。
如图4所示，当车辆不发生转向时，油泵压力和电机电流很小，电机工作在ab 段上的W1 点，电机电枢电流和输出功率较小。恒压ab 段的电压值根据车速大小决定，在ab 段上电机电压保持不变，转向系统表现为常流量液压系统。
以上所述仅是本实用新型的优选实施例。
需要说明的是，上述各部分的任意组合都属于按照本实用新型的液压助力转向控制系统的范畴。
Claims (10)
1.一种液压助力转向控制系统，包括方向盘转向管柱、仪表盘控制单元、发动机控制单元，其特征在于：还包括助力转向传动装置、助力转向传感器、助力转向控制单元、CAN总线系统、助力装置；所述助力转向传感器安装在方向盘转向管柱上，方向盘转向管柱连接助力转向传动装置；所述仪表盘控制单元与发动机控制单元通过CAN总线系统连接助力转向控制单元。
2.如权利要求1所述的液压助力转向控制系统，其特征在于：所述助力装置包括助力转向控制单元、液压油存储罐、齿轮泵、电动泵、助力转向接线。
3.如权利要求1所述的液压助力转向控制系统，其特征在于：所述仪表盘控制单元包括车速测量传感器、转向控制灯。
4.如权利要求1所述的液压助力转向控制系统，其特征在于：所述助力转向传感器通过系统线连接助力转向控制单元，将方向盘转向角速度信号传递给助力转向控制单元。
5.如权利要求2所述的液压助力转向控制系统，其特征在于：所述液压油存储罐设有输出油管，输出油管连接助力转向传动装置。
6.如权利要求5所述的液压助力转向控制系统，其特征在于：所述输出油管包括进油管和回油管。
7.如权利要求2所述的液压助力转向控制系统，其特征在于：所述助力转向控制单元整体装置还包括限压阀。
8.如权利要求2所述的液压助力转向控制系统，其特征在于：所述电动泵驱动齿轮泵转动输出液压油。
9.如权利要求2所述的液压助力转向控制系统，其特征在于：所述电动泵采用直流电动机。
10.如权利要求9所述的液压助力转向控制系统，其特征在于：所述直流电动机由蓄电池供电。
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| CN 201220315063 CN202624358U (zh) | 2012-07-02 | 2012-07-02 | 一种液压助力转向控制系统 |
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|---|---|---|---|---|
| CN110884557A (zh) * | 2018-09-11 | 2020-03-17 | 郑州宇通客车股份有限公司 | 一种电动液压助力转向电机的控制方法及装置、车辆 |
| CN111216789A (zh) * | 2018-11-27 | 2020-06-02 | 郑州宇通客车股份有限公司 | 一种电动液压助力转向电机转速控制方法及系统、车辆 |
| CN111824252A (zh) * | 2019-04-15 | 2020-10-27 | 丰田自动车株式会社 | 转向系统 |
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