[發明專利]一種大客車液壓主動轉向系統及控制方法

有效

• 申請號: 201710260227.3
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN107010107B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 趙萬忠;周小川;欒眾楷;王春燕
• 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;B62D5/04;B62D6/00;B62D101/00;B62D137/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本發明公開了一種大客車液壓主動轉向系統及控制方法，該系統包括：機械轉向模塊、液壓助力模塊、液壓主動轉向模塊、主控制模塊及傳感器模塊；液壓助力模塊依據助力特性向系統提供轉向助力，實現良好的轉向輕便性；液壓主動轉向模塊依據補償控制策略向轉向系統提供補償位移，實現系統的主動轉向。在車輛處于不同行駛工況時，電子控制單元根據傳感器模塊采集的信息確定液壓助力模塊和液壓主動轉向模塊的控制策略，提高了車輛行駛時的穩定性和安全性。

技術領域

本發明屬于汽車助力轉向系統控制技術領域，具體指代一種大客車液壓主動轉向系統及控制方法。

背景技術

客車所需轉向力矩大，轉向助力的功率要求比較高，目前客車普遍采用液壓助力轉向系統。與傳統機械液壓助力相比，電動液壓助力轉向系統，同時具有良好的轉向性能和操縱穩定性。

傳統液壓助力系統采用發動機輸出的動力來驅動液壓助力系統，解決了轉向費力的問題。但是由于轉向閥的結構固定，使得液壓系統助力特性無法改變，即不同車速行駛時，助力大小保持恒定，這就使得駕駛員失去了轉向路感。此外，由于液壓泵直接與發動機相連，在車輛行駛過程中，無論是否轉向，液壓泵一直隨發動機工作，造成了發動機能量的浪費。

現有的電動液壓助力轉向系統用助力電機代替發動機，電機只需要在轉向時進行動力輸出，節約了液壓助力系統消耗的能量。同時控制系統通過車速傳感器、方向盤轉矩傳感器等采集信號，反饋給驅動電機并通過ECU對驅動電機的轉速進行控制，從而控制液壓泵泵入轉向器的液壓油量，使得提供給轉向器的助力液壓油流量能隨汽車行駛車速的變化而變化，改善了汽車高速行駛時方向盤操作穩定性，并使得轉向助力過程更柔和、平穩和舒適。

但是，目前廣泛應用于大客車的電動液壓助力轉向系統是恒定傳動比，即轉向盤轉角增量與前輪轉角增量比值恒定，不能滿足理想轉向系統低速時靈活，高速時穩定的要求。

國內，趙萬忠等人提出了一種具有變傳動比功能的電控液壓助力轉向系統，在提高汽車操縱穩定性的同時讓駕駛員獲得更好的轉向路感，但該系統適用于齒輪齒條轉向器，不能在大客車循環球轉向器上使用。遲永濱等人提出一種雙收縮缸液壓助力主動轉向器，對轉向角位移與力矩進行協同控制，但基于齒輪齒條上嵌套動力缸結構復雜，且提供的助力大小難以滿足大客車要求。

國外，德國寶馬公司全球首創了AFS主動式轉向系統，該系統通過轉向柱內添加一套雙行星齒輪機構，向轉向輪疊加了一個附加轉向角，滿足了變傳動比的需求，解決了轉向系統在低速時靈活輕便與在高速時方向穩定性的矛盾，使得車輛在任何速度下都能提供理想的轉向特性，但是寶馬采用的是電動助力方式，轉向助力功率有限，不適合重型車。奔馳公司開發了“直接轉向系統”，利用齒距中間密集，兩頭疏松的齒條實現機械式可變傳動比，不足之處在于對加工工藝要求比較高，并且傳動比變化范圍較小，不能靈活變化。

所以，為了彌補大客車轉向領域的不足，設計簡單可行、經濟實用的大客車液壓主動轉向裝置是非常重要和必要的，這將給駕駛員更好的操縱手力和駕駛路感，減少客車事故的發生率。

發明內容

針對于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種大客車液壓主動轉向系統及控制方法，以克服現有技術中存在的問題，本發明通過增加液壓主動轉向模塊提供附加液壓助力，增強大客車操作穩定性，減少事故發生。

為達到上述目的，本發明的一種大客車液壓主動轉向系統，包括：機械轉向模塊、液壓助力模塊、液壓主動轉向模塊、主控制模塊及傳感器模塊；

所述的機械轉向模塊包括依次連接的方向盤、轉向軸、循環球轉向器、搖臂、轉向直拉桿、轉向節臂、轉向梯形及車輪，方向盤上產生的力矩經轉向搖臂、轉向直拉桿、轉向節臂、轉向梯形輸出至車輪；