CN102616275A - 一种混合动力大客车用液压助力转向系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力大客车用液压助力转向系统，包括储液罐、电动机、转向油泵、安全阀、第一电磁阀、第二电磁阀、压力传感器、压力缸、制动储气罐、控制器、转向盘、转向角度传感器、转向控制阀、机械转向器、转向拉杆、转向摇臂和转向动力缸。车辆钥匙开关处于上电状态时，系统初始化，如压力传感器测得的压力缸内油压低于设定值，则第一电磁阀截至，第二电磁阀导通，然后启动电动机；当压力缸内产生的油压达到设定值电动机停机，第一电磁阀导通，第二电磁阀截至。本发明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，进一步节约能源，提高效率。

Description

一种混合动力大客车用液压助力转向系统

技术领域

本发明涉及一种混合动力大客车用液压助力转向系统，尤其是具有发动机停机功能的混合动力电动大客车的转向系统。

背景技术

通常，混合动力电动汽车的转向系统有液压助力转向、电动助力转向、电控助力转向三种，其中纯电动助力转向在大客车的应用还很不成熟，电控助力转向比较复杂成本高。但在混合动力电动大客车上要实现发动机停机工况，就必须解决液压助力转向系统的动力源问题。一种最直接的办法就是采用电动机驱动原来有发动机驱动的转向油泵，而电动机能源为车用动力电池，但是由于大客车上采用的多为常流式液压助力转向系统，就需要驱动液泵的电动机一直处在工作状态，这在一定程度浪费了能源，降低了效率。如果能够实现液泵电动机在车辆不转向时停机，同时保证转向系统正常工作，就可以节约能源，进一步提高混合动力汽车的效率。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供了一种混合动力大客车用液压助力转向系统，基本构思是实现转向油泵驱动电动机在车辆不转向时停机，在车辆转向时启动，同时利用制动气罐的空气压力，利用气顶液的方式实现产生转向油液的压力，在转向开始时迅速提供转向助力，从而提高了混合动力汽车的效率。本发明系统可以在传统的液压转向系统的基础上，添加相应的第一电磁阀、第二电磁阀、压力缸、压力传感器、控制器、转向角度传感器改造而成。

为了解决上述技术问题，本发明一种混合动力大客车用液压助力转向系统予以实现的技术方案是：包括储液罐、电动机、转向油泵、安全阀、制动储气罐、转向盘、转向控制阀、机械转向器、转向拉杆、转向摇臂、转向动力缸、第一电磁阀、第二电磁阀、压力缸、压力传感器、控制器和转向角度传感器；所述转向油泵由所述电动机驱动；所述第一电磁阀为高速常开电磁阀，用于控制所述转向油泵出油口与所述转向控制阀进油口之间形成的第一油路的通断；所述压力缸为气顶液压力缸，压力缸阀体的一端直径大于另一端直径，所述压力缸的阀体直径较大的一端与所述制动储气罐连通，所述压力缸的阀体直径较小的一端通过所述第二电磁阀与所述转向控制阀的进油口相连通；所述第二电磁阀为高速常闭电磁阀，用于控制压力缸与所述转向控制阀进油口之间形成的第二油路的连通；所述第二油路的通断由所述控制器控制，当所述第二电磁阀处于断电常闭状态时，切断所述第二油路的连通；当转向时，所述第二电磁阀处于通电导通状态，实现所述第二油路的连通；所述压力传感器用于测量所述压力缸内位于转向液压油一侧的油压，为所述控制器提供压力缸内的油压信息，在油压不足时，所述控制器向电动机发出电动机启动指令，从而驱动转向油泵产生高压油；所述转向角度传感器用于测量所述转向盘的转动角度，为所述控制器提供转向盘的转动角度信号，用于判定车辆是否处于转向状态；所述控制器根据所述转向角度传感器提供的所述转向盘的转动角度信号进行车辆转向状态判断，从而决定所述电动机和所述第一电磁阀和所述第二电磁阀的工作状态；转向时，所述电动机启动，所述第一电磁阀断电导通，所述第二电磁阀通电导通；不转向时，所述电动机关闭，所述第一电磁阀断电导通，所述第二电磁阀断电截止。在车辆钥匙开关处于上电状态时，首先进行系统初始化，如果所述压力传感器测得的所述压力缸内油压低于设定值，则所述第一电磁阀截至，所述第二电磁阀导通，然后启动所述电动机，当所述压力缸内产生的油压达到设定值后，所述电动机停机，所述第一电磁阀断电导通，所述第二电磁阀断电截至；另外，在转向状态下，所述第一电磁阀具有断电导通的优先权，以保证车辆正常的转向功能。

本发明液压助力转向系统适用于混合动力电动大客车上采用传统的常流式液压助力转向系统中，且常流式液压助力转向系统的油液压力由电动机驱动油泵产生。可以在传统的液压转向系统的基础上，添加相应的第一电磁阀、第二电磁阀、压力缸、压力传感器、控制器、转向角度传感器改造而成。

现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明解决了采用发动机停机方案的混合动力电动汽车中，电动机驱动转向液泵需要一直工作，比较费点的问题，利用气顶液的压力缸在电动机刚启动还没有产生足够高油压的时候，迅速为转向系统提供高压油来辅助转向，从而节约能源，提高了能源利用效率。

附图说明

图1为本发明一种混合动力大客车用液压助力转向系统的结构示意简图；

图2为图1所示液压助力转向系统的工作流程图。

图中：1-储液罐、2-电动机、3-转向油泵、4-安全阀、5-第一电磁阀、6-第二电磁阀、7-压力传感器、8-压力缸、9-制动储气罐、10-控制器、11-转向盘、12-转向角度传感器、13-转向控制阀、14-机械转向器、15-转向拉杆、16-转向摇臂、17-转向动力缸。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。

如图1所示，本发明一种混合动力大客车用液压助力转向系统包括储液罐1、电动机2、转向油泵3、安全阀4、第一电磁阀5、第二电磁阀6、压力传感器7、压力缸8、制动储气罐9、控制器10、转向盘11、转向角度传感器12、转向控制阀13、机械转向器14、转向拉杆15、转向摇臂16和转向动力缸17；其中的所述储液罐1、所述转向油泵3、所述安全阀4、所述转向盘11、所述转向控制阀13、所述机械转向器14、所述转向拉杆15、所述转向摇臂16、所述转向动力缸17等皆为传统转向系统的部件结构。

本发明中，所述电动机2用于驱动所述转向油泵3，所述压力缸8用于在所述电动机2不工作时产生转向油压力；所述第一电磁阀5为高速常开电磁阀，用于控制所述转向油泵3出油口与所述转向控制阀13进油口之间形成的第一油路的通断；所述压力缸8为气顶液压力缸，压力缸阀体的一端直径大于另一端直径，所述压力缸8的阀体直径较大的一端与所述制动储气罐连通，所述制动储气罐9为汽车制动系统使用的高压储气罐，用于为所述压力缸8的气压一侧提供高压气体；所述压力缸8的阀体直径较小的一端通过所述第二电磁阀6与所述转向控制阀13的进油口相连通；所述第二电磁阀6为高速常闭电磁阀，用于控制压力缸8与所述转向控制阀13进油口之间形成的第二油路的连通；所述第二油路的通断由所述控制器10控制，一般在不转向时，所述第二电磁阀6处于断电常闭状态时，切断所述第二油路的连通；当转向时，所述第二电磁阀6处于通电导通状态，实现所述第二油路(如图1中所示，所述压力缸8的左侧同所述转向控制阀13进油口)的连通。

所述压力传感器7用于测量所述压力缸8内位于转向液压油一侧的油压，为所述控制器10提供压力缸8(左侧)的油压信息，在油压低于设定阈值而不足时，所述控制器10向电动机2发出电动机启动指令，从而驱动转向油泵3产生高压油；

所述转向角度传感器12用于测量所述转向盘11的转动角度，为所述控制器10提供转向盘11的转动角度信号，用于判定车辆是否处于转向状态；所述控制器10根据所述转向角度传感器12的信号控制所述电动机2和所述第一电磁阀5和所述第二电磁阀6的工作状态，即，所述控制器10根据所述转向角度传感器12提供的所述转向盘11的转动角度信号进行车辆转向状态判断，从而决定所述电动机2和所述第一电磁阀5和所述第二电磁阀6的工作状态；转向时，所述电动机2启动，所述第一电磁阀5断电导通，所述第二电磁阀6通电导通；不转向时，所述电动机2关闭，所述第一电磁阀5断电导通，所述第二电磁阀6断电截止。

另外，所述储液罐1、所述转向油泵3、所述安全阀4、所述转向盘11、所述转向控制阀13、所述机械转向器14、所述转向拉杆15、所述转向摇臂16、所述转向动力缸17皆为传统车辆转向系统的部件。

如图2所示，本发明实现液压助力转向的过程是：

系统在车辆钥匙开关处于上电状态时，首先进行系统初始化，如果所述压力传感器7测得的所述压力缸8内油压低于设定的阈值时，则所述第一电磁阀5截至，所述第二电磁阀6导通，然后启动所述电动机2，驱动所述转向油泵3工作，当所述压力缸8内产生的油压达到设定的阈值后，所述电动机2停机，所述第一电磁阀5断电导通，所述第二电磁阀6断电截至；所述控制器10根据所述转向角度传感器12的信号判断车辆是否要转向，如果测得的转向角度超过规定阈值，则判定车辆需要转向；则所述控制器10指令所述第二电磁阀6导通，所述压力缸8内的高压转向油进入所述转向控制阀13，并进一步进入所述转向动力缸17，进行车辆转向；与此同时，所述电动机2启动，驱动所述转向油泵3产生高压油，为持续转向提供高压液压油；当所述控制器10判定车辆转向停止时，所述控制器10指令所述第二电磁阀6断电关闭，同时指令所述电动机2停机；系统进入转向等待状态。另外，在转向状态下，所述第一电磁阀5具有断电导通的优先权，以保证车辆正常的转向功能。

上述实施方式实现了液压助力系统驱动电动机在车辆不转向时停机，在转向开始时利用气顶液压力缸迅速提供转向液压助力，提高能量利用效率。

以上示意性地对本发明的内容及工作原理进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之例，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，采用其它形式，设计出的与本发明类似的结构及实施例，也属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种混合动力大客车用液压助力转向系统，包括储液罐(1)、电动机(2)、转向油泵(3)、安全阀(4)、制动储气罐(9)、转向盘(11)、转向控制阀(13)、机械转向器(14)、转向拉杆(15)、转向摇臂(16)和转向动力缸(17)，其特征在于：

还包括第一电磁阀(5)、第二电磁阀(6)、压力缸(8)、压力传感器(7)、控制器(10)和转向角度传感器(12)；

所述转向油泵(3)由所述电动机(2)驱动；

所述第一电磁阀(5)为高速常开电磁阀，用于控制所述转向油泵(3)出油口与所述转向控制阀(13)进油口之间形成的第一油路的通断；

所述压力缸(8)为气顶液压力缸，压力缸阀体的一端直径大于另一端直径，所述压力缸(8)的阀体直径较大的一端与所述制动储气罐连通，所述压力缸(8)的阀体直径较小的一端通过所述第二电磁阀(6)与所述转向控制阀(13)的进油口相连通；

所述第二电磁阀(6)为高速常闭电磁阀，用于控制压力缸(8)与所述转向控制阀(13)进油口之间形成的第二油路的连通；所述第二油路的通断由所述控制器(10)控制，当所述第二电磁阀(6)处于断电常闭状态时，切断所述第二油路的连通；当转向时，所述第二电磁阀(6)处于通电导通状态，实现所述第二油路的连通；

所述压力传感器(7)用于测量所述压力缸(8)内位于转向液压油一侧的油压，为所述控制器(10)提供压力缸内的油压信息，在油压不足时，所述控制器(10)向电动机发出电动机启动指令，从而驱动转向油泵(3)产生高压油；

所述转向角度传感器(12)用于测量所述转向盘(11)的转动角度，为所述控制器(10)提供转向盘(11)的转动角度信号，用于判定车辆是否处于转向状态；

所述控制器(10)根据所述转向角度传感器(12)提供的所述转向盘(11)的转动角度信号进行车辆转向状态判断，从而决定所述电动机(2)和所述第一电磁阀(5)和所述第二电磁阀(6)的工作状态；转向时，所述电动机(2)启动，所述第一电磁阀(5)断电导通，所述第二电磁阀(6)通电导通；不转向时，所述电动机(2)关闭，所述第一电磁阀(5)断电导通，所述第二电磁阀(6)断电截止；

在车辆钥匙开关处于上电状态时，首先进行系统初始化，如果所述压力传感器(7)测得的所述压力缸(8)内油压低于设定值，则所述第一电磁阀(5)截至，所述第二电磁阀(6)导通，然后启动所述电动机(2)，当所述压力缸(8)内产生的油压达到设定值后，所述电动机(2)停机，所述第一电磁阀(5)断电导通，所述第二电磁阀(6)断电截至；

另外，在转向状态下，所述第一电磁阀(5)具有断电导通的优先权，以保证车辆正常的转向功能。

2.根据权利要求1所述的混合动力大客车用液压助力转向系统，其特征在于：所述控制器(10)根据所述转向角度传感器12的信号判断车辆是否要转向；

如果测得的转向角度超过规定阈值，则判定车辆需要转向；则所述控制器(10)指令所述第二电磁阀(6)导通，所述压力缸(8)内的高压转向油进入所述转向控制阀(13)、并进一步进入所述转向动力缸(17)，进行车辆转向；与此同时，所述电动机(2)启动，驱动所述转向油泵(3)产生高压油，为持续转向提供高压液压油；

当所述控制器(10)判定车辆转向停止时，所述控制器(10)指令所述第二电磁阀(6)断电关闭，同时指令所述电动机(2)停机；系统进入转向等待状态。

3.根据权利要求1所述的混合动力大客车用液压助力转向系统，其特征在于：适用于混合动力电动大客车上采用传统的常流式液压助力转向系统，且常流式液压助力转向系统的油液压力由电动机驱动油泵产生。

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