CN203581086U - 一种混合动力车双动力助力转向系统 - Google Patents

Abstract

一种混合动力车双动力助力转向系统，包括液压油罐（7）、机械动力转向油泵（808）、电动转向油泵（10）、高压电池和转向机（15）、第一两位三通电磁阀（12）和第二两位三通电磁阀（13），机械动力转向油泵（808）的出油口与第一两位三通电磁阀（12）的输入端口3相连接，电动转向油泵（10）的出油口与第二两位三通电磁阀（13）的输入端口5相连接，第一两位三通电磁阀（12）的输出端口1与第二两位三通电磁阀（13）的输入端口4相连接，第二两位三通电磁阀（13）的输出端口6与转向机（15）的进油口相连接，第一两位三通电磁阀（12）的输出端口2与第二三通接头（14）相连接。实现了不同的转向助力模式。

Description

一种混合动力车双动力助力转向系统

技术领域

本实用新型涉及一种汽车助力转向系统，更具体的说涉及一种混合动力车双动力助力转向系统，属于车用助力转向系统技术领域。

背景技术

汽车助力转向系统是保证汽车安全行驶的关键，它能够减轻驾驶员的转向操控力，改善驾驶性能。传统商用车上一般都配备有液压助力转向系统，该系统中的动力转向油泵安装在发动机上，靠发动机提供动力工作。混合动力汽车一般具有发动机和电动机两个动力源，具有发动机行驶、纯电动行驶和混合动力行驶三种运行模式，由于车辆在纯电动行驶的过程中，发动机关闭不工作，无法为动力转向油泵提供动力，因此，单靠发动机提供动力的传统液压助力转向装置已经不能满足混合动力汽车的行驶需求。

有鉴于此，目前的混合动力汽车上一般都配备电动液压助力转向系统，该系统中的动力转向油泵为电动转向油泵，其主要靠高压电池提供能量。如中国专利授权公告号：CN 202193115U、授权公告日：2012年4月18日、名称为：《一种混合动力汽车用双泵液压助力转向装置》实用新型专利公开了一种混合动力汽车用双泵液压助力转向装置，由液压助力转向器、吸油管路、压力管路、回油管路、发动机转向油泵、电机转向油泵、梭阀和液压油储罐组成，液压油储罐的出油管经过三通接头和吸油管路分别与发动机转向油泵和电机转向油泵的吸油口连接，发动机转向油泵和电机转向油泵的出油口通过压力管路分别与梭阀的进油口连接，梭阀的出油口通过压力管路与液压助力转向器的进油口连接，液压助力转向器的回油口通过回油管路与液压油储灌的回油口连接。该实用新型不需要特殊的液压阀元件、不需要任何控制便可实现自动切换，结构简单、操作方便、可靠性高、制造成本低，具有发动机和电动机双动力分别驱动的特点；在纯电动模式下行驶，电动转向油泵以恒定转速运转不会输出过量液压油具有很好的节能效果，并且能够低噪音运行。但是，该实用新型在具有以下不足：一、在纯电动模式下，必须采用电机转向油泵，电机转向油泵主要靠高压电池提供能量，而而高压电池的能量主要是车辆在混合动力模式行驶过程中，由发动机燃烧燃油，并将热能转换为机械能，带动电机发电，再将机械能转换为电能存储高压电池中的，最后提供给电机转向油泵；在整个机械能转换为电能的转换过程中，发动机的机械效率一般为百分之九十，电动机的效率一般为百分之九十五，高压电池的储能效率一般为百分之九十，也就是说，燃油产生的能量，最终只有约百分之七十六储存在高压电池内，因此环节较多，如果再考虑高压电池的自放电，能量损失严重，油耗较高，极大地影响了车辆的燃油经济性。二 、在纯电动模式下，一旦电机转向油泵环路出现故障，此时发动机关闭，车辆将完全丧失转向助力，驾驶员的转向操纵力将大幅提高，安全隐患极大。三、两个动力之间的转换是通过梭阀实现的，没有控制，也就是说在发动机开启的情况下，液压油储罐的转向油可以同时被发动机转向油泵和电机转向油泵使用，两个动力源哪个动力大，哪个就提供转向动力，在发动机开启的情况下，两个动力源均消耗能量。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有的混合动力汽车双动力助力转向系统能量损失较大、车辆燃油经济性较差且安全性能较差等问题，提供一种混合动力车双动力助力转向系统。

为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：一种混合动力车双动力助力转向系统，包括液压油罐、机械动力转向油泵、电动转向油泵、高压电池和转向机，所述液压油罐的输出油管经过第一三通接头分别与机械动力转向油泵和电动转向油泵的吸油口相连接，所述转向机的出油口通过第二三通接头与液压油罐的回油口相连接，电动转向油泵通过高线线束与高压电池的正负极相连接，还包括有第一两位三通电磁阀和第二两位三通电磁阀，所述机械动力转向油泵的出油口与第一两位三通电磁阀的输入端口3通过管路相连接，电动转向油泵的出油口与第二两位三通电磁阀的输入端口5通过管路相连接，第一两位三通电磁阀的输出端口1与第二两位三通电磁阀的输入端口4通过管路相连接，第二两位三通电磁阀的输出端口6与转向机的进油口通过管路相连接，第一两位三通电磁阀的输出端口2与第二三通接头通过管路相连接。

还包括有高压继电器和低压电瓶，所述的高压继电器设置在高压电池正极与电动转向油泵连接线中，所述低压电瓶的负极与高压继电器低压控制线圈的一端相连接，低压电瓶的正极与控制器ECU的输入端相连接，所述控制器ECU的输出端与高压继电器低压控制线圈另一端相连接，控制器ECU与车速传感器相连接，所述的机械动力转向油泵设置在变速箱上，机械动力转向油泵的输入轴齿轮与变速箱中间轴上的齿轮相啮合。

所述的高压继电器为常开型高压继电器。

与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是： 

1、设计新颖，结构简单，实现了混合动力车辆不同动力的转向助力模式。本实用新型中液压油罐的输出油管经过第一三通接头分别与机械动力转向油泵和电动转向油泵的吸油口相连接，机械动力转向油泵的出油口与第一两位三通电磁阀的输入端口3通过管路相连接，电动转向油泵的出油口与第二两位三通电磁阀的输入端口5通过管路相连接，第一两位三通电磁阀的输出端口1与第二两位三通电磁阀的输入端口4相连接，第二两位三通电磁阀的输出端口6与转向机的进油口相连接，第一两位三通电磁阀的输出端口2与第二三通接头相连接，转向机的出油口通过第二三通接头与液压油罐的回油口相连接，电动转向油泵通过高线线束与高压电池的正负极相连接，操作方便，从而实现了混合动力车两种不同动力的助力模式的转换。

2、安全可靠，输出效率高。本实用新型中优选的还包括有高压继电器和低压电瓶，低压电瓶的负极与高压继电器低压控制线圈的一端相连接，低压电瓶的正极与控制器ECU的输入端相连接，控制器ECU的输出端与高压继电器低压控制线圈另一端相连接，控制器ECU与车速传感器相连接，控制器ECU可以根据车速传感器传递的车速信息，控制高压继电器的开合，从而控制高压电池是否为电动转向油泵供电使其工作，同时控制器ECU通过控制第一两位三通电磁阀和第二两位三通电磁阀的液压油流向满足不同动力的转向助力模式需求；且机械动力转向油泵设置在变速箱上，机械动力转向油泵的输入轴齿轮与变速箱中间轴上的齿轮相啮合，因此机械动力转向油泵的动力是从变速箱处获得，故本系统不受混合动力驱动模式的限制，只要变速箱中间轴有转速，机械动力转向油泵就有动力来源，即使高压系统出现故障，电动转向油泵无法工作，驾驶员只需驾驶车辆运行起来，机械动力转向油泵就可以起作用，因此安全可靠，输出效率高；同时，由于变速箱中间轴齿轮与机械动力转向油泵输入轴上的齿轮的齿数相差加大，在车速极低的情况下，中间轴的转速就可以满足机械动力转向油泵的工作要求，故该系统大部分时间是靠机械动力转向油泵工作来提供动力，电动转向油泵不工作，减少了中间环节，整个系统输出效率高，安全可靠。

3、极大降低了高压电池的能量消耗，提高了车辆燃油经济性。本助力转向系统工作时当车辆速度小于电动转向油泵设定的工作车速限值时，主要由电动转向油泵提供动力，当车辆速度大于电动转向油泵设定的工作车速限值时，电动转向油泵不工作，主要靠机械动力转向油泵通过变速箱取力提供动力，因此减少了电动转向油泵的工作时间，大大降低了高压电池的能量消耗，提高了车辆燃油经济性。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型中带机械动力转向油泵的变速箱结构示意图。

图中，液压油罐7，变速箱8，第一三通接头9，电动转向油泵10，高压继电器11，第一两位三通电磁阀12，第二两位三通电磁阀13，第二三通接头14，转向机15，输入轴801，输出轴802，中间轴803，倒档轴804，中间轴齿轮805，倒档轴齿轮806，输入轴齿轮807，机械动力转向油泵808。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

参见图1，一种混合动力车双动力助力转向系统，包括液压油罐7、机械动力转向油泵808、电动转向油泵10、高压电池、转向机15、第一两位三通电磁阀12和第二两位三通电磁阀13。所述液压油罐7的输出油管经过第一三通接头9分别与机械动力转向油泵808和电动转向油泵10的吸油口相连接；所述机械动力转向油泵808的出油口与第一两位三通电磁阀12的输入端口3通过管路相连接，电动转向油泵10的出油口与第二两位三通电磁阀13的输入端口5通过管路相连接，第一两位三通电磁阀12的输出端口1与第二两位三通电磁阀13的输入端口4通过管路相连接，第二两位三通电磁阀13的输出端口6与转向机15的进油口通过管路相连接，第一两位三通电磁阀12的输出端口2与第二三通接头14通过管路相连接；所述转向机15的出油口通过第二三通接头14与液压油罐7的回油口相连接，电动转向油泵10通过高线线束与高压电池的正负极相连接，即电动转向油泵10主要靠高压电池提供动力。

参见图1-图2，优选的，还包括有高压继电器11和低压电瓶，所述的高压继电器11设置在高压电池正极与电动转向油泵10连接线中，所述低压电瓶的负极与高压继电器11低压控制线圈的一端相连接，低压电瓶的正极与控制器ECU的输入端相连接，所述控制器ECU的输出端与高压继电器11低压控制线圈另一端相连接，这样构成高压继电器11低压控制回路，低压电瓶为车辆上安装的24V或者12V电瓶；控制器ECU与车速传感器相连接，控制器ECU可以根据车速传感器传递的车速信号，控制高压继电器11低压控制回路的开通与闭合，进而控制高压继电器11高压回路的开通和闭合，最终控制电动转向油泵10是否参与工作。所述的机械动力转向油泵808设置在变速箱8上，机械动力转向油泵808的输入轴齿轮807与变速箱8中间轴803上的齿轮805相啮合，这样机械动力转向油泵808能够从变速箱8中取力，当车辆前进或者倒车时，变速箱8的中间轴803高速转动，带动齿轮805从而实现为机械动力转向油泵808提供动力。优选的，所述的高压继电器11为常开型高压继电器。

参见图1-图2，在车辆运行过程中，车速传感器采集到车速信息并反馈给控制器ECU，控制器ECU可以根据车速传感器传递的车速信号，判断采用其中哪种动力助力转向模式，并通过控制第一两位三通电磁阀12、第二两位三通电磁阀13以及高压继电器11低压控制回路通电或者断电来实现动力助力转向模式的选择。具体如下：当车辆速度低于电动转向油泵10设定的工作车速限值时，由于车速较低，经过机械动力转向油泵808的液压油压力较低，不能满足转向的需求，故机械动力转向油泵808产生的液压动力不参与助力工作、控制器ECU控制本助力系统采用电动液压转向助力模式，所以本助力转向系统的动力主要由电动转向油泵10提供；此时，控制器ECU控制高压继电器11低压控制回路供电，高压继电器11吸合，高压电池为电动转向油泵10提供能量，电动转向油泵10开始工作，同时控制第一两位三通电磁阀12的输入端口3和输出端口2开通，第二两位三通电磁阀13的输入端口5和输出端口6开通；液压油从液压油罐7的出油口经第一三通接头9分别提供给机械动力转向油泵808和电动转向油泵10，经过机械动力转向油泵808加压后的液压油经第一两位三通电磁阀12的输入端口3、输出端口2、第二三通接头14回到液压油罐7中，不参与助力；经过电动转向油泵10加压后的液压油经过第二两位三通电磁阀13的输入端口5、输出端口6进入到转向机15进行助力，并经转向机15的出油口、第二三通接头14回到液压油罐7进行卸荷。当车辆速度高于电动转向油泵10设定的工作车速限值时，由于车速较高，经过机械动力转向油泵808的液压油压力可以满足转向助力的需求，控制器ECU控制本助力系统采用机械液压转向助力模式，所以本助力转向系统的动力主要由机械动力转向油泵808提供；此时，控制器ECU控制高压继电器11低压控制回路断电，高压继电器11断开，电动转向油泵10不工作，同时控制第一两位三通电磁阀12的输入端口3和输出端口1开通，第二两位三通电磁阀13的输入端口4和输出端口6开通，这样经过机械动力转向油泵808加压后的液压油经过第一两位三通电磁阀12的输入端口3和输出端口1、第二两位三通电磁阀13的输入端口4和输出端口6进入到转向机15中进行助力。实际工作过程中，控制器ECU还具有故障判断功能，若控制器ECU检测到电动转向油泵10出现故障时，控制器ECU控制本助力系统优先采用机械液压转向助力模式。

参见图1-图2，由于机械动力转向油泵808的输入轴齿轮807与带机械动力转向油泵的变速箱8中间轴803上的齿轮805常啮合，故当变速箱挂前进挡时，动力由输入轴801、中间轴803以及中间轴803上的齿轮805传递给机械动力转向油泵808；当变速箱挂倒挡时，动力由变速箱输出轴802、倒档轴804、倒档轴上的齿轮806、中间轴803以及齿轮805传递给机械动力转向油泵808，因此，无论车辆是在前进还是在倒车，只要车速达到一定值，转向助力系统均可由机械动力转向油泵808提供动力，因此减少了电动转向油泵10的工作时间，大大降低了高压电池的能量消耗，提高了车辆燃油经济性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当视为属于本实用新型的保护范围。 

Claims (3)

1.一种混合动力车双动力助力转向系统，包括液压油罐（7）、机械动力转向油泵（808）、电动转向油泵（10）、高压电池和转向机（15），所述液压油罐（7）的输出油管经过第一三通接头（9）分别与机械动力转向油泵（808）和电动转向油泵（10）的吸油口相连接，所述转向机（15）的出油口通过第二三通接头（14）与液压油罐（7）的回油口相连接，电动转向油泵（10）通过高线线束与高压电池的正负极相连接，其特征在于：还包括有第一两位三通电磁阀（12）和第二两位三通电磁阀（13），所述机械动力转向油泵（808）的出油口与第一两位三通电磁阀（12）的输入端口3通过管路相连接，所述电动转向油泵（10）的出油口与第二两位三通电磁阀（13）的输入端口5通过管路相连接，第一两位三通电磁阀（12）的输出端口1与第二两位三通电磁阀（13）的输入端口4通过管路相连接，第二两位三通电磁阀（13）的输出端口6与转向机（15）的进油口通过管路相连接，第一两位三通电磁阀（12）的输出端口2与第二三通接头（14）通过管路相连接。

2.根据权利要求1所述的一种混合动力车双动力助力转向系统，其特征在于：还包括有高压继电器（11）和低压电瓶，所述的高压继电器（11）设置在高压电池正极与电动转向油泵（10）连接线中，所述低压电瓶的负极与高压继电器（11）低压控制线圈的一端相连接，低压电瓶的正极与控制器ECU的输入端相连接，所述控制器ECU的输出端与高压继电器（11）低压控制线圈另一端相连接，控制器ECU与车速传感器相连接，所述的机械动力转向油泵（808）设置在变速箱（8）上，机械动力转向油泵（808）的输入轴齿轮（807）与变速箱（8）中间轴（803）上的齿轮（805）相啮合。

3.根据权利要求2所述的一种混合动力车双动力助力转向系统，其特征在于：所述的高压继电器（11）为常开型高压继电器。

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