[發(fā)明專利]重型車輛電控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210489799.6
• 申請日: 2012-11-27
• 公開（公告）號: CN103010298A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐斌;江浩斌;陳龍;耿國慶;徐哲
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學
• 主分類號: B62D5/065
• 分類號: B62D5/065;B62D6/00;B62D101/00;B62D113/00;B62D123/00
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務(wù)所 32230
• 代理人: 樊文紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種重型車輛電控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

目前國內(nèi)外汽車制造企業(yè)生產(chǎn)的重型車輛均采用具有固定助力特性的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，此類轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力特性由伺服轉(zhuǎn)閥的結(jié)構(gòu)參數(shù)及油泵的供油量決定，無法解決低速轉(zhuǎn)向輕便性和高速轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性之間的矛盾；而且液壓助力系統(tǒng)的耗能較大，約占整車油耗的3%。

近年來，隨著電子技術(shù)在汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的不斷應(yīng)用，出現(xiàn)了電控液壓助力轉(zhuǎn)向、電動液壓轉(zhuǎn)向和電動助力轉(zhuǎn)向等新型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。專利“汽車電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)”（CN200320118460.1）采用步進電機來調(diào)節(jié)旁通閥的節(jié)流孔大小，以控制進入轉(zhuǎn)向控制閥的液壓油流量，這種方案一定程度上解決了汽車高速轉(zhuǎn)向盤“發(fā)飄”的問題，但是由于在汽車運行過程中轉(zhuǎn)向油泵始終在運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的能耗不能降低；專利“電機驅(qū)動式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制裝置”（CN200720034596.2）采用直流電機直接驅(qū)動油泵，根據(jù)轉(zhuǎn)角和車速信號控制油泵轉(zhuǎn)速，該裝置能在汽車高速的時候降低轉(zhuǎn)向油缸的工作壓力，減少轉(zhuǎn)向助力，可保證高速行駛時的轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定性，而且不轉(zhuǎn)向時，油泵以很低的速度運轉(zhuǎn)，能耗很低，但由于該裝置所需的大功率電動泵技術(shù)瓶頸和高成本問題難以解決，故不適用于重型車輛；專利“電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)”（CN200680051114.2）采用電動機直接驅(qū)動轉(zhuǎn)向器助力，助力的大小由轉(zhuǎn)向盤輸入扭矩和車速決定，該方案能很好地兼顧輕便性和操穩(wěn)性，而且按需助力即有輸入扭矩時才助力，所以能耗也很低，此系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于乘用車，但是重型車輛的轉(zhuǎn)向輪負荷很大，相應(yīng)的轉(zhuǎn)向阻力矩也很大，如果采用電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，所需的大功率助力電動機存在技術(shù)瓶頸，而且重型車輛的24V電氣系統(tǒng)也不能支持大功率的電動機，因此限制了電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在重型車輛上的應(yīng)用。

綜上所述，現(xiàn)有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)存在如下技術(shù)問題：液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不能兼顧轉(zhuǎn)向輕便性和操縱穩(wěn)定性且能耗高，基于旁通閥節(jié)流孔調(diào)節(jié)的電控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不能解決能耗高的問題，基于電動泵的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不能滿足重型車輛對高轉(zhuǎn)向功率的要求。

有鑒于此，有必要提出了一種重型車輛電控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種重型車輛電控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法。

本發(fā)明的一種重型車輛電控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括依次連接的發(fā)動機、轉(zhuǎn)差式電磁離合器、轉(zhuǎn)向油泵、轉(zhuǎn)向閥和動力缸，所述轉(zhuǎn)向閥通過轉(zhuǎn)角傳感器與轉(zhuǎn)向盤相連，所述系統(tǒng)還包括與轉(zhuǎn)差式電磁離合器和轉(zhuǎn)角傳感器相連的電子控制單元。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述轉(zhuǎn)差式電磁離合器包括主動軸、位于主動軸上的主動輪、從動軸、位于從動軸上的從動輪，所述從動輪上設(shè)有若干線圈，所述從動軸上設(shè)有電刷和霍爾傳感器。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述發(fā)動機上設(shè)有曲軸皮帶輪，所述轉(zhuǎn)向油泵上設(shè)有輸入軸，所述發(fā)動機的曲軸皮帶輪與轉(zhuǎn)差式電磁離合器的主動輪相連，所述轉(zhuǎn)向油泵的輸入軸與轉(zhuǎn)差式電磁離合器的從動軸剛性連接。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述霍爾轉(zhuǎn)速傳感器包括若干與轉(zhuǎn)差式電磁離合器的從動軸同步轉(zhuǎn)動的若干磁極和固定設(shè)置的霍爾元件。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述電子控制單元包括相連的PID運算器和驅(qū)動器。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述動力缸內(nèi)設(shè)有齒條或齒扇搖臂軸、以及活塞，所述齒條或齒扇搖臂軸與轉(zhuǎn)向閥相連。

相應(yīng)地，一種重型車輛電控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法，所述方法為：

電子控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)向角速度和車速信號計算出油泵目標轉(zhuǎn)速；

將油泵目標轉(zhuǎn)速與油泵實際轉(zhuǎn)速的差值送入PID運算器；

PID運算器的運算結(jié)果控制轉(zhuǎn)差式電磁離合器中線圈電流大小，從而控制轉(zhuǎn)向油泵轉(zhuǎn)速。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述方法還包括：

電子控制單元實時采集轉(zhuǎn)向油泵的實際轉(zhuǎn)速，用于閉環(huán)控制。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明重型車輛電控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法在車輛原地轉(zhuǎn)向或低速轉(zhuǎn)向時，使電磁離合器完全接合，轉(zhuǎn)向油泵隨發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)，從而提供較大的助力，滿足低速轉(zhuǎn)向輕便性的要求；在車輛高速轉(zhuǎn)向時，電磁離合器部分接合，轉(zhuǎn)向油泵低速運轉(zhuǎn)，提供較小的助力，滿足高速時的操縱穩(wěn)定性要求，此時發(fā)動機的負荷降低，其功耗也有所降低；在不轉(zhuǎn)向時，ECU輸出極小電流，使轉(zhuǎn)向油泵以極低的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，從而大大地降低發(fā)動機的功耗。