CN204383559U - 新能源大客车电动液压助力转向系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新能源大客车电动液压助力转向系统，包括机械部分：转向盘、转向管柱、整体循环球式转向器；液压部分：储油罐、助力液压泵、储能器、溢流阀、单向阀及相应液压管路；电器部分：助力电机、电磁阀、主电磁开关、辅助电磁开关、电机电流传感器、储能器、压力传感器、转矩传感器、车速传感器及电控装置。由电控装置和主电磁开关构成的主控制回路实现汽车低速实时助力控制；由电控装置和储能器、辅助电磁开关、电磁阀构成的辅助控制回路实现汽车高速实时助力控制；在助力电机停转且需快速助力时，系统对两个回路进行联合控制。该系统在保证汽车操纵稳定性的基础上，尽量减少能耗，同时实现快速响应的功能。

Description

新能源大客车电动液压助力转向系统

技术领域

本实用新型涉及一种汽车转向系统，具体涉及一种根据汽车行驶状况调整转向助力的新能源大客车电动液压助力转向系统。

背景技术

目前商用车大部分采用传统的液压助力转向系统，对于传统液压助力转向系统，助力液压泵由汽车发动机带动，在使用过程中存在以下问题：1)助力液压泵由发动机带动，助力液压泵转速由发动机的转速决定，不管转向系统是否需要助力，只要发动机工作，助力液压泵就要不停的运转，并且自身没有调速功能，使得整个助力系统一直处于工作状态，对系统的使用寿命有较大影响，同时也存在发动机的能量浪费现象；2)当发动机停止运转时，助力液压泵无法工作，导致手动转向非常费力的现象；3)由于没有电控系统，不能根据车速、转向盘转交、液压系统的压力等信息实时地调整系统助力大小，存在“低速转向沉重”或“高速转向发飘”现象；4)对于没有安装发动机的新能源客车，存在无法驱动助力液压泵的问题。

对于新能源客车，特别是纯电动客车，由于取消了发动机装置，如何带动液压助力转向系统的助力液压泵就成为必须解决的问题。

中国专利申请号CN201120436487公开了专利名称为“汽车液压电动助力转向系统”的专利文件，该专利保留了传统汽车上的转向执行机构，对液压助力系统进行了改进，能够实现汽车不需要助力时，通过控制装置使助力电机停止转动。该套系统在液压管路上添加了蓄能器，通过该蓄能器能够实现在转向不需要助力时，电机停止转动的功能，在某种程度上达到了节能的目的，但是通过蓄能器直接控制流入转向助力缸的流量，进而实时调节转向助力的功能不易实现。

中国专利申请号CN201310021627公开了专利名称为“电动液压助力转向系统”的专利文件，该专利提出通过采集车速信号，控制液压泵停转，通过采集锂电池信号，控制是否向锂电池充电，通过采集油压信号，控制溢流阀的开闭。当该助力转向系统需要突然快速助力时，系统存在响应延迟的问题。

中国专利申请号CN201220158574公开了专利名称为“一种混合动力大客车用液压助力转向装置”的专利文件，该专利提出利用制动储气罐的气压通过气顶液的方式推动压力缸产生液压力，在转向时迅速提供液压助力；在车辆不转向时实现转向油泵驱动电动机停机。气顶液的方式对转向装置的加工及装配要求非常高，易造成液体泄漏，从而导致转向失灵。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种新能源大客车的电动液压助力转向系统，该系统具有主控制回路及辅助控制回路双回路助力系统，在汽车低速行驶或原地转向时，主控制回路工作；在汽车高速行驶时，辅助控制回路工作；在电机停转而又急需助力时，双控制回路同时工作。在保证汽车操纵稳定性的基础上，具有尽量节约能耗，同时实现系统快速响应的功能。

为实现本实用新型的目的，本实用新型采用如下技术方案：前述的新能源大客车电动液压助力转向系统，在汽车低速行驶或原地转向时，主控制回路工作；在汽车高速行驶时，辅助控制回路工作；在电机停转而又急需助力时，双控制回路同时工作；该转向系统的电控装置与助力电机、助力液压泵、单向阀、主电磁开关构成主控制回路；该转向系统的电控装置与助力电机、助力液压泵、单向阀、辅助电磁开关、储能器、电磁阀构成辅助控制回路，所述的电控装置用于采集和处理来自于电流传感器、车速传感器、转矩传感器、压力传感器的信号，并输出控制信号控制助力电机、电磁阀和主电磁开关、辅助电磁开关；所述的主电磁开关用于控制主控制回路的通断；所述的辅助电磁开关用于控制辅助控制回路的通断，电磁阀开口大小由车速信号和转矩信号控制。

前述的新能源大客车电动液压助力转向系统，包括机械部分：转向盘、转向管柱、整体循环球式转向器；液压部分：储油罐、助力液压泵、储能器、溢流阀、单向阀及相应液压管路；电器部分：助力电机、电磁阀、主电磁开关、辅助电磁开关、电机电流传感器、储能器压力传感器、转矩传感器、车速传感器及电控装置，所述转向系统各部件的连接关系为，储油罐的出口通过供油管路与助力液压泵的油液入口相连，助力液压泵的出口通过供油管路与单向阀连接，储能器的入口通过液压管路与电磁开关相连，储能器的出口通过液压管路与电磁阀相连，溢流阀安装在主电磁开关、电磁阀和整体循环球式转向器入口之间，溢流阀出口通过液压管路与储油罐的入口相连，整体循环球式转向器的出口通过回油管路与储油罐的入口相连。

前述的新能源大客车电动液压助力转向系统，所述的驱动助力液压泵的助力电机为无刷直流电机；所述的驱动液压泵的助力电机和助力液压泵通过联轴器连接。

本实用新型的有益效果是：汽车低速行驶或原地转向时，主控制回路工作，通过控制电机转速实时调节转向助力，高速行驶时，辅助控制回路工作，通过控制电磁阀开度的大小实时调节转向助力，提高了汽车的操纵稳定性；不需要助力时，实现电机的停转，最大限度的节约能耗；当电机停转而又急需助力时，通过主辅回路的联合控制，实现系统的快速响应。

附图说明

图1为新能源大客车电动液压助力转向系统的结构示意图；

图2为转向系统主控制回路和辅助控制回路流程框图；

上述图1具体包括助力电机1、电机电流传感器2、助力液压泵3、辅助电磁开关4、储能器5、储能器压力传感器6、电磁阀7、转向盘8、转矩传感器9、转向管柱10、整体循环球式转向器11、溢流阀12、主电磁开关13、单向阀14、储油罐15、车速传感器及相应液压管路。

具体实施方式

为了更好的了解本实用新型的基本原理、主要特征和本发明的优点，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

根据图1，新能源大客车电动液压助力转向系统，包括助力电机1、电机电流传感器2、助力液压泵3、辅助电磁开关4、储能器5、压力传感器6、电磁阀7、转向盘8、转矩传感器9、转向管柱10、整体循环球式转向器11、溢流阀12、主电磁开关13、单向阀14、储油罐15、车速传感器及相应液压管路。所述转向系统各部件的连接关系为，储油罐15的出口通过供油管路与助力液压泵3的油液入口相连，助力液压泵3的出口通过供油管路与单向阀14连接，储能器5的入口通过液压管路与辅助电磁开关4相连，储能器5的出口通过液压管路与电磁阀7相连，溢流阀12安装在主电磁开关13、电磁阀7和整体循环球式转向器11入口之间，溢流阀12出口通过液压管路与储油罐15的入口相连，整体循环球式转向器11的出口通过回油管路与储油罐15的入口相连。

该转向系统包括一个电控装置，所述的电控装置用于采集和处理来自于电流传感器2、车速传感器、转矩传感器9、压力传感器6的信号，并输出控制信号控制助力电机1、电磁阀7、主电磁开关13和辅助电磁开关4。所述的电控装置与助力电机1、助力液压泵3、单向阀14、主电磁开关13构成主控制回路。所述的电控装置与助力电机1、助力液压泵3、单向阀14、辅助电磁开关4、储能器5、电磁阀7构成辅助控制回路。

根据图2，所述转向系统通过电控装置实现主回路控制、辅助回路控制和主辅回路联合控制三个功能。当汽车不转向时，此时通过压力传感器6检测储能器5的压力，若压力低于预设压力，助力电机1开始工作直至达到储能器5的预设压力，然后停止转动。当汽车转向时，系统通过车速传感器检测车速，当汽车处于低速或原地转向状态时，所述的主电磁开关13打开，此时主控制回路开始工作，系统通过电机电流传感器2检测助力电机1的电流信号，判断助力电机1是否达到目标转速，如果低于目标转速，此时打开辅助控制回路的电磁阀7，用于向主控制回路提供辅助助力，此时主辅控制回路同时工作，待助力电机1达到目标转速后，关闭辅助控制回路的电磁阀7，此时系统完全由主控制回路实时调节转向助力；当汽车处于高速状态时，此时主电磁开关13关闭，辅助电磁开关4打开，辅助控制回路开始工作，系统通过压力信号实时控制助力电机1的转动和停止，通过车速信号和转矩信号控制电磁阀7的开口大小，实现汽车高速行驶时的实时助力。

由于汽车高速行驶时所需助力相对较小，该转向系统辅助液压回路上的储能器5采用容量和压力相对较小的储能器，降低成本。该系统的液压管路上安装有机械式溢流阀12，当管路压力超过限定的管路压力时，会自动打开溢流阀口，将多余的油液流回储油罐15。该系统的液压管路上安装有单向阀14，它位于液压泵出口处，该阀能够有效的抑制高压油液的回流，保护液压泵，延长系统关键部件的使用寿命。助力电机1和助力液压泵3通过联轴器相联接，与带传动、齿轮传动相比，大大提高了传动效率。

上述实施方式和说明书描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本实用新型不受上述具体实施方式的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (3)

1.一种新能源大客车电动液压助力转向系统，其特征在于，具有主控制回路及辅助控制回路双回路助力系统，在汽车低速行驶或原地转向时，主控制回路工作；在汽车高速行驶时，辅助控制回路工作；在电机停转而又急需助力时，双控制回路同时工作；该转向系统的电控装置与助力电机、助力液压泵、单向阀、主电磁开关构成主控制回路；该转向系统的电控装置与助力电机、助力液压泵、单向阀、辅助电磁开关、储能器、电磁阀构成辅助控制回路，所述的电控装置用于采集和处理来自于电流传感器、车速传感器、转矩传感器、压力传感器的信号，并输出控制信号控制助力电机、电磁阀和主电磁开关、辅助电磁开关；所述的主电磁开关用于控制主控制回路的通断；所述的辅助电磁开关用于控制辅助控制回路的通断，电磁阀开口大小由车速信号和转矩信号控制。

2.根据权利要求1所述的新能源大客车电动液压助力转向系统，其特征在于由机械部分、液压部分及电器部分组成，其中，机械部分包括转向盘、转向管柱、整体循环球式转向器；液压部分包括储油罐、助力液压泵、储能器、溢流阀、单向阀及相应液压管路；电器部分包括助力电机、电磁阀、主电磁开关、辅助电磁开关、电机电流传感器、储能器压力传感器、转矩传感器、车速传感器及电控装置，所述转向系统各部件的连接关系为，储油罐的出口通过供油管路与助力液压泵的油液入口相连，助力液压泵的出口通过供油管路与单向阀连接，储能器的入口通过液压管路与电磁开关相连，储能器的出口通过液压管路与电磁阀相连，溢流阀安装在主电磁开关、电磁阀和整体循环球式转向器入口之间，溢流阀出口通过液压管路与储油罐的入口相连，整体循环球式转向器的出口通过回油管路与储油罐的入口相连。

3.根据权利要求2所述的新能源大客车电动液压助力转向系统，其特征在于，所述的驱动助力液压泵的助力电机为无刷直流电机；所述的驱动液压泵的助力电机和助力液压泵通过联轴器连接。