[發明專利]具有變傳動比功能的電控液壓助力轉向系統的控制方法

有效

• 申請號: 201510576564.4
• 申請日: 2015-09-11
• 公開（公告）號: CN105128928B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 王春燕;崔滔文;趙萬忠;陳俊飛
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B62D5/06
• 分類號: B62D5/06;B62D6/00;B62D101/00;B62D113/00;B62D119/00;B62D137/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

本發明涉及助力轉向及其控制方法，特別涉及一種具有變傳動比功能的電控液壓助力轉向系統及其控制方法。

背景技術

目前，電控液壓助力轉向系統已經在汽車動力轉向中被廣泛應用。該系統可以根據駕駛員的轉向操作，借助于液壓助力系統施加可變的轉向助力，減輕駕駛員的轉向負擔。但現有電控液壓助力轉向系統的傳動比是固定的，也就是駕駛員的轉向盤輸入轉角與前輪轉角的比值始終是不變的，無法針對汽車在行駛過程中所遇到的各種狀況進行變傳動比控制，因而不能兼顧汽車低速行駛時轉向的靈敏性和高速行駛時轉向的穩定性兩方面的要求。同時，現有的電控液壓助力轉向系統通過電機驅動油泵，使得液壓油在轉向液壓缸兩側形成壓差，提供轉向助力。實際使用中，轉閥處的能量損失占轉向系統能量損失的相當大比例，在進行優化時發現，不同的轉閥轉角下，轉向系統的能耗也有很大變化，而現有的電控液壓助力轉向系統中，轉閥轉角受轉向柱線性控制，很難取得最優經濟性下的轉閥轉角，因此很大程度上限制了汽車轉向經濟性的提高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對背景技術中所涉及到的缺陷，提供一種能夠根據車速、方向盤轉角、橫擺角速度等轉向信號實時改變汽車轉向傳動比，轉向助力大小由泵油電機轉速和轉閥開度協同控制的具有變傳動比功能的電控液壓助力轉向系統及其控制方法。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案:

具有變傳動比功能的電控液壓助力轉向系統，包括轉向機械單元、閥控電液位置伺服單元、轉閥開度調節單元、電子控制單元ECU和車載光學傳感器，所述轉向機械單元、閥控電液位置伺服單元、轉閥開度調節單元、電子控制單元ECU順序相連，所述車載光學傳感器和所述電子控制單元ECU相連；

所述的轉向機械單元包括轉矩傳感器、輸入太陽輪、行星輪、齒圈、轉向輸出軸和齒輪齒條轉向器，所述轉矩傳感器設置在外部轉向盤的轉向軸和輸入太陽輪之間，所述輸入太陽輪的輸出端和轉向輸出軸的輸入端分別與行星輪的上下兩端內嚙合，所述齒圈設置在行星輪的外部并與行星輪外嚙合；所述轉向輸出軸的輸出端和所述齒輪齒條轉向器相連；所述齒輪齒條轉向器和外部轉向輪連接；

所述閥控電液位置伺服單元用于在汽車轉向時提供附加轉角，實現變傳動比控制；

所述轉閥開度調節單元用于調節轉向閥的轉角，將經油泵輸出的液壓油在轉向閥處分流，在液壓缸兩側形成壓差，提供車輪轉向助力；

所述電子控制單元ECU用于根據接受到的傳感器信號，向閥控電液位置伺服單元、轉閥開度調節單元、油泵驅動電機傳遞控制信號，控制汽車轉向助力大小及附加轉角大小，實現對汽車轉向助力和變傳動比的控制。

作為本發明具有變傳動比功能的電控液壓助力轉向系統進一步的優化方案，所述閥控電液位置伺服單元包含順序連接的自整角機、伺服放大器、液壓伺服閥、液壓馬達和液壓馬達轉角齒輪，所述自整角機與電子控制單元ECU相連，所述液壓馬達轉角齒輪與所述齒圈外嚙合。

作為本發明具有變傳動比功能的電控液壓助力轉向系統進一步的優化方案，所述轉閥開度調節單元包含轉閥調節步進電機和中位開式轉向閥，所述轉閥調節步進電機的輸入端與所述電子控制單元ECU相連、輸出端與所述中位開式轉向閥內腔相連，用于控制中位開式轉向閥開口大小。

本發明還公開了一種基于所述具有變傳動比功能的電控液壓助力轉向系統的控制方法，其特征在于，包含以下步驟：

步驟1），獲取車速信號、方向盤轉角信號、橫擺角速度信號、轉矩傳感器信號、液壓缸兩側壓差信號、轉閥調節步進電機的電機實際轉速信號和中位開式轉向閥的轉閥實際轉角信號；

步驟2），在預設的理想傳動比map圖查詢獲取與步驟1）中獲得的車速信號、方向盤轉角信號、橫擺角速度信號相對應的理想傳動比大小，并將其轉換為理想傳動比控制信號；

步驟3），將方向盤轉角信號、前輪轉角信號與理想傳動比控制信號進行比較，計算得到汽車轉向所需附加轉角后將其轉換為液壓伺服閥控制電流信號；

步驟4），將液壓伺服閥控制電流信號和液壓馬達齒輪轉角信號作差，所得信號轉換為電流信號，以作為液壓伺服閥控制電流信號的補償信號；

步驟5），根據步驟4）中得到的補償信號對步驟3）中獲得的液壓伺服閥控制電流信進行調整，獲得實際液壓伺服閥控制電流信號；

步驟6），在預設的的車速-轉矩-理想助力map圖中查詢獲取與步驟1）中獲得的車速信號、轉矩傳感器信號對應的理想助力大小，并將其轉換為理想助力信號；