CN208931417U - 一种双蓄能器电动液压助力转向系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双蓄能器电动液压助力转向系统，包括电机、转向油泵、转向油罐、第一蓄能器、第二蓄能器、ECU控制器、第一电磁比例流量阀、第二电磁比例流量阀、转向油缸、转向器，扭矩传感器、转角传感器、车速传感器、第一压力传感器及第二压力传感器；电机与转向油泵连接，转向油泵与转向油罐连接，转向油泵的出油口通过液压管路与转向器的进油口连接；第一蓄能器和第二蓄能器分别通过第一电磁比例流量阀和第二电磁比例流量阀连接在液压管路上；第一压力传感器设置在第一蓄能器与第一电磁比例流量阀之间，第二压力传感器设置在第二蓄能器与所述第二电磁比例流量阀之间；两个蓄能器分别用于高速小转角及低速大转角的工况，使得能耗更低。

Description

一种双蓄能器电动液压助力转向系统

技术领域

本实用新型涉及一种助力转向系统，特别涉及一种双蓄能器电动液压助力转向系统。

背景技术

目前，现有的汽车电动液压助力转向系统中的转向油泵已经能通过控制电机转速和输出流量来解决汽车行驶过程中的转向手力轻重问题，但是依然存在下述问题：在汽车不转向时，带动转向油泵运转的电机仍维持不低于500转/min的转速，能耗较大；

专利CN105752152提出了一种蓄能式电动液压助力转向系统，采用蓄能器直接对转向器提供流量，油泵对蓄能器进行充能，减少了电机工作时间。然而该系统无法同时适配高速转向小转角工况与低速或原地转向大转角工况。当适配高速转向小转角工况时，蓄能器采用低压蓄能器，此时无法满足低速或原地转向的高压力要求；当适配低速或原地转向大转角工况时，蓄能器采用高压蓄能器，此时高速转向小转角工况会造成大量液压油的能量损失，需要电机重新补充，相比单独使用电机工作的情形变相加重了整个系统的能耗。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术存在的不足，提供一种双蓄能器电动液压助力转向系统，能够同时适用于低速大转角和高速小转角两种情况下的转速，油耗较低需求，消除了油泵的怠速工况，综合能耗更低。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种双蓄能器电动液压助力转向系统，包括电机、转向油泵、转向油罐、蓄能器、ECU控制器、电磁比例流量阀、转向油缸、转向器，扭矩传感器、转角传感器、车速传感器以及压力传感器；所述蓄能器包括并联设置的第一蓄能器和第二蓄能器；

所述电机与所述转向油泵连接，所述转向油泵与所述转向油罐，所述转向油泵的出油口通过液压管路与所述转向器的进油口连接；

所述电磁比例流量阀包括第一电磁比例流量阀和第二电磁比例流量阀，所述第一蓄能器和所述第二蓄能器分别通过第一电磁比例流量阀和第二电磁比例流量阀连接在所述液压管路上；

所述压力传感器包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器设置在所述第一蓄能器与所述第一电磁比例流量阀之间，所述第二压力传感器设置在所述第二蓄能器与所述第二电磁比例流量阀之间；

所述转向油缸的两个腔室分别与两个所述转向器的油缸连接口连接，两个所述转向器的油缸连接口分别设置在所述转向器的进油口和转向器的出油口之间；

所述扭矩传感器、转角传感器以及车速传感器与所述ECU控制器电连接以将各自获得的电信号传递给所述ECU控制器；

所述第一压力传感器和第二压力传感器与ECU控制器电连接，以分别将第一蓄能器和第二蓄能器中液压油的压力值的电信号传递给所述ECU控制器。

进一步，所述第一蓄能器的额定压力大于所述第二蓄能器的额定压力。

进一步，所述转向油泵的进油口浸没在所述转向油罐中的液压油内。

进一步，所述转向油泵的进油口通过管路与所述转向油罐连接。

进一步，所述电机与所述ECU控制器电连接，以控制电机的启停。

进一步，所述第一电磁比例流量阀与所述第二电磁比例流量阀分别与所述ECU控制器电连接，以控制第一电磁比例流量阀和第二电磁比例流量阀的开关或开启的大小。

进一步，还包括设于所述液压管路上的单向阀，且所述单向阀位于所述转向油泵的出油口处。

进一步，所述转向器的出油口与所述转向油罐的回油口连接。

进一步，所述转向器的出油口与所述转向油罐的回油口之间的管路上还设有溢流阀。

本实用新型的有益效果是：包括两套蓄能器，分别记为第一蓄能器和第二蓄能器，且两套蓄能器的额定压力值不同，用以满足不同强度的转向工况中对流量及压力的不同需求；

第一蓄能器的额定压力值大于第二蓄能能的额定压力值，能够消除第一蓄能器在高速工况下高压油的损失；

由于现有技术中的转向系统建压时间较长，需要电机一直运转，以使得液压回路能够在转向时快速建立压力，综合能耗较高，本申请中的转向系统采用两套额定压力不同的蓄能器，当蓄能器内的压力降低到不能满足转向需求压力时，电机才启动给蓄能器充能，电机间歇运转即可，综合能耗较低；

在此基础上，通过调整不同工况下蓄能器的储油量，降低电机选型所需的功率，从而大幅度降低系统的能量消耗，也在同时减小了油泵及电机的体积以及系统的噪声；

两套蓄能器并联接在转向油泵出油口与转向油缸之间，第一蓄能器选择高压力大储量，第二蓄能器选择低压力小储量，高速工况时能耗更低，低速或原地工况时转向油泵还可作为补充油路，转向性能更好，且转向油泵不需要一直处于工作状态，只需要处于间歇工作的状态，能够使得能耗更低。

附图说明

图1为本实用新型中转向系统的工作原理示意图；

图2为本实用新型的控制策略图；

图3为本实用新型中蓄能器内充压过程示意图；

在附图中，各标号所表示的部件名称列表如下：1、电机，2、转向油泵，2-1、转向油泵的进油口，2-2、转向油泵的出油口，3、单向阀，4、第一电磁比例流量阀，5、第二电磁比例流量阀，6、第一蓄能器，7、第二蓄能器，8、第一压力传感器，9、第二压力传感器，10、转向器，10-1、转向器的进油口，10-2、转向器的出油口，10-3、转向器的油缸连接口，11、转向油缸，12、转向油罐，13、溢流阀，14、ECU控制器，15、液压管路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种双蓄能器电动液压助力转向系统，包括电机1、转向油泵2、转向油罐12、蓄能器、ECU控制器14、电磁比例流量阀、转向油缸11、转向器10，扭矩传感器、转角传感器、车速传感器以及压力传感器；所述蓄能器包括并联设置的第一蓄能器6和第二蓄能器7，且所述第一蓄能器6的额定压力值大于所述第二蓄能器7的额定压力值，例如，所述第一蓄能器6的额定压力可以为12MPa；第二蓄能器7的额定压力可以为6MPa；

所述电机1与所述转向油泵2连接，所述转向油泵2的进油口2-1浸没在所述转向油罐12中的液压油内，所述转向油泵2的出油口2-2通过液压管路与转向器的进油口10-1连接；

所述电磁比例流量阀包括第一电磁比例流量阀4和第二电磁比例流量阀5，所述第一蓄能器6和所述第二蓄能器7分别通过第一电磁比例流量阀4和第二电磁比例流量阀5连接在所述液压管路15上；

所述压力传感器包括第一压力传感器8和第二压力传感器9，所述第一压力传感器8设置在所述第一蓄能器6与所述第一电磁比例流量阀4之间，所述第二压力传感器9设置在所述第二蓄能器7与所述第二电磁比例流量阀5之间；

所述转向油缸11的两个腔室分别与两个所述转向器的油缸连接口10-3连接，两个所述转向器的油缸连接口10-3分别设置在所述转向器的进油口10-1和转向器的出油口10-2之间；

所述扭矩传感器、转角传感器以及车速传感器与所述ECU控制器14电连接以将各自获得的电信号传递给所述ECU控制器14；

所述第一压力传感器8和第二压力传感器9与ECU控制器14电连接，以分别将第一蓄能器6和第二蓄能器7中液压油的压力值的电信号传递给所述ECU控制器。

所述电机1与所述ECU控制器14电连接，以控制电机1的启停。

所述第一电磁比例流量阀4与所述第二电磁比例流量阀5分别与所述ECU控制器电连接，以控制第一电磁比例流量阀4和第二电磁比例流量阀5的开关或开启的大小。

还包括设于所述液压管路15上的单向阀3，且所述单向阀3位于所述转向油泵的出油口2-2处。

所述转向器的出油口10-2与所述转向油罐14的回油口连接。

所述转向器的出油口10-2与所述转向油罐14的回油口之间的管路上还设有溢流阀13。

如图2-图3所示，本实用新型的工作步骤如下：

步骤1)扭矩传感器、转角传感器及车速传感器将测得数值传递到ECU控制器，经ECU控制器计算并判断即将出现的工况；

步骤2)根据ECU控制器判断结果控制第一电磁比例流量阀或者第二电磁比例流量阀的开启及开启的大小，当判断结果为：即将出现低速大转角转向动作时，根据车速和转角大小，控制第一电磁比例流量阀的开度，开启第一电磁比例流量阀，释放第一蓄能器内的油液进行转向助力；当判断结果为：即将出现高速小转角转向动作时，根据车速和转角大小，控制第二电磁比例流量阀的开度，开启第二电磁比例流量阀，释放第二蓄能器内的油液进行转向助力。

步骤3)ECU控制器根据车速传感器和转角传感器的反馈结果，判断转向是否结束，转向结束时，关闭第一电磁比例流量阀或第二电磁比例流量阀。

此外，蓄能器内的压力值可以自动调节，自动调节步骤如下：

步骤a)、ECU控制器根据车速传感器及压力传感器给出的信号，计算蓄能器的油压阈值范围；

步骤b)判断蓄能器内的油压是否低于设定阈值范围；即判断第一蓄能器和第二蓄能器内的油压值是否低于设定阈值下限；当第一蓄能器和第二蓄能器内的油压值均不低于设定阈值下限时，电机不工作；当第一蓄能器或者第二蓄能器内的油压值低于设定阈值下限时，启动电机，带动转向油泵向低于设定阈值下限的第一蓄能器或第二蓄能器内充油，直至该蓄能器达到额定压力；当第一蓄能器和第二蓄能器内的油压值均低于设定阈值下限时，ECU控制器根据扭矩传感器、转角传感器及车速传感器发出的信号的判断即将出现的工况；

步骤c)当判断结果为：即将出现高速小转角转向动作，ECU控制电机启动，带动转向油泵为第二蓄能器充压；当判断结果为：即将出现低速大转角转向动作，ECU控制电机启动，带动转向油泵为第一蓄能器充压。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种双蓄能器电动液压助力转向系统，包括电机、转向油泵、转向油罐、蓄能器、ECU控制器、电磁比例流量阀、转向油缸、转向器，扭矩传感器、转角传感器、车速传感器以及压力传感器；其特征在于，所述蓄能器包括第一蓄能器和第二蓄能器；

所述电机与所述转向油泵连接，所述转向油泵的进油口与所述转向油罐连接，所述转向油罐中的液压油内，所述转向油泵的出油口通过液压管路与转向器的进油口连接；

所述电磁比例流量阀包括第一电磁比例流量阀和第二电磁比例流量阀，所述第一蓄能器和所述第二蓄能器分别通过第一电磁比例流量阀和第二电磁比例流量阀连接在所述液压管路上；

所述压力传感器包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器设置在所述第一蓄能器与所述第一电磁比例流量阀之间，所述第二压力传感器设置在所述第二蓄能器与所述第二电磁比例流量阀之间；

所述转向油缸的两个腔室分别与两个转向器的油缸连接口连接，两个所述转向器的油缸连接口分别设置在所述转向器的进油口和转向器的出油口之间；

所述扭矩传感器、转角传感器以及车速传感器与所述ECU控制器电连接以将各自获得的电信号传递给所述ECU控制器；

所述第一压力传感器和第二压力传感器与ECU控制器电连接，以分别将第一蓄能器和第二蓄能器中液压油的压力值的电信号传递给所述ECU控制器。

2.根据权利要求1所述的双蓄能器电动液压助力转向系统，其特征在于，所述第一蓄能器的额定压力大于所述第二蓄能器的额定压力。

3.根据权利要求1所述的双蓄能器电动液压助力转向系统，其特征在于，所述转向油泵的进油口浸没在所述转向油罐中的液压油内。

4.根据权利要求1所述的双蓄能器电动液压助力转向系统，其特征在于，所述转向油泵的进油口通过管路与所述转向油罐连接。

5.根据权利要求1所述的双蓄能器电动液压助力转向系统，其特征在于，所述电机与所述ECU控制器电连接。

6.根据权利要求1所述的双蓄能器电动液压助力转向系统，其特征在于，所述第一电磁比例流量阀与所述第二电磁比例流量阀分别与所述ECU控制器电连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的双蓄能器电动液压助力转向系统，其特征在于，还包括设于所述液压管路上的单向阀，且所述单向阀位于所述转向油泵的出油口处。

8.根据权利要求7所述的双蓄能器电动液压助力转向系统，其特征在于，所述转向器的出油口与所述转向油罐的回油口连接。

9.根据权利要求8所述的双蓄能器电动液压助力转向系统，其特征在于，所述转向器的出油口与所述转向油罐的回油口之间的管路上还设有溢流阀。