CN206719320U - 一种商用车蓄能电动液压混合式助力转向系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种商用车蓄能电动液压混合式助力转向系统，包括ECU控制器(1)，主泵油电机(2)，主油泵(3)，辅助电机(4)，辅助油泵(5)，储油罐(16)，蓄能器(9)，流量控制单元(8)，转向器(6)，扭矩转角传感器(7)，第一压力传感器(10)以及第二压力传感器(11)，该方案可以大幅度降低一般蓄能式电动液压助力转向系统由常流式转向器引起的小转角转向时高压液压油的大量损失，从而减少主泵油电机在高负荷段的工作时间，降低了系统能耗；同时可以消除普通蓄能式电动液压助力转向系统在快速转向时由于供油滞后所引起的助力迟滞感。

Description

一种商用车蓄能电动液压混合式助力转向系统

技术领域

该实用新型涉及一种车辆助力转向控制系统，尤其涉及一种商用车蓄能电动液压混合式助力转向系统。

背景技术

蓄能电动混合式液压助力(MA-EHPS)系统是一种蓄能式电动液压助力转向系统。混合式助力通过在转向器进油口并联一套低功率电动泵，将不同强度的转向动作中对助力流量需求分离开来，提高了蓄能器中高压液压油的利用效率，有效降低了主泵油电机的工作负荷，进一步减小了系统能耗。

专利CN105752152A中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助力流量，减少了电动机的工作时间。然而该系统在小范围调整转向角等对助力流量需求较低的工况中仍需开启电磁比例阀，由于此时蓄能器中的液压油处于高压状态，其供给常流转向器的流量远超过所需水平，导致大量高压液压油的损失，变相加重了电动机的工作负荷；此外系统在无转向动作时电磁比例阀保持关闭，由此导致在突然出现快速转向动作时严重的助力延迟感。专利CN 105644620提出了一种采用常压式转向器的蓄能式电动液压助力转向系统，降低了蓄能器中高压液压油在低强度转向动作中的损失，但常闭式转向器会恶化转向系统的回正特性，同时也提高了整套系统的成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服已有技术的不足，提出一种高能效的商用车助力转向系统，该系统包括一套高压蓄能器，以及一套并联在转向器入口处的低功率电动泵，用于满足不同强度的转向动作中对助力流量的不同需求，从而降低蓄能器中高压液压油的损失，减少主泵油电机在高负荷段的工作时间，从而降低系统的总能耗；该系统还可以消除传统蓄能式电动液压助力转向系统的助力迟滞感，改善转向手感。在此基础上，本实用新型还提供一种应用该电动液压助力转向系统的控制策略。

本实用新型的技术方案是提供了一种商用车蓄能电动液压混合式助力转向系统，包括ECU控制器，主泵油电机，主油泵，辅助电机，辅助油泵，储油罐，蓄能器，流量控制单元，转向器，扭矩转角传感器，第一压力传感器以及第二压力传感器，其特征在于：

主泵油电机的输出轴与主油泵的输入端连接，主油泵的出油口通过油管与转向器的进油口连通；

蓄能器设置在主油泵与转向器之间的油管上；

流量控制单元设置在蓄能器与转向器之间的油管上以控制蓄能器提供的助力流量；

第一压力传感器设置在流量控制单元的进油道上以检测蓄能器中液压油的压力；

辅助电机的输出轴与辅助油泵的输入端连接，辅助油泵的出油口设置在流量控制单元与转向器进油口之间；

第二压力传感器设置在转向器进油口前端，以检测转向器的工作压力；

转向器的输出口与储油罐的回油口相连；

第一压力传感器、扭矩转角传感器分别与ECU控制器电连接；

ECU控制器与主泵油电机电连接以控制主泵油电机的启停与输出功率；

ECU控制器与辅助电机电连接以控制辅助电机的启停与输出功率；

ECU控制器与流量控制单元电连接以控制相应电磁阀的开度；

进一步地，扭矩转角传感器集成为一体式结构。

进一步地，蓄能器为囊式蓄能器。

进一步地，主油泵和辅助油泵均为齿轮泵。

进一步地，还包括第一液压油滤清器、第二液压油滤清器、第三液压油滤清器、第四液压油滤清器液，其中，第一液压油滤清器设于流量控制单元的进油口、第二液压油滤清器设于主油泵的进油口、第三液压油滤清器设于辅助油泵的进油口、第四液压油滤清器液设于储油罐的回油口本实用新型提出的蓄能电动混合式液压助力转向。

该是实用新型的有益效果在于：根据转向动作中不同阶段的流量需求进行助力源选择，采用低功率电动泵对低强度、小转角转向动作及大转角转向动作的初期阶段提供助力流量，采用蓄能器对大转角转向动作的后期阶段提供助力流量，从而减小蓄能器中高压液压油在低流量需求阶段的大量损失。由于蓄能器中液压油的油压水平决定了主泵油电机的工作负荷，因此本实用新型可减少主泵油电机在高负荷区的工作时间，降低了系统能耗；本实用新型提出的蓄能电动混合式液压助力转向系统控制策略根据实时采集的车速、油门踏板位置信号预测是否即将出现大转角转向动作，并根据预测结果控制辅助助力模块的启停，从而消除了助力迟滞感，改善了转向手感；根据 车速信号动态设置蓄能器内液压油的低油压阈值范围，实现主泵油电机的间歇工作，降低了低转向需求工况下主泵油电机的能耗。

附图说明

图1是本实施例提供的蓄能电动混合式液压助力转向系统的结构示意图；

图2是本实施例提供的蓄能电动混合式液压助力转向系统的控制策略流程图。

其中：1-ECU控制器，2-主泵油电机，3-主油泵，4-辅助电机，5-辅助油泵，6-转向器，7-扭矩转角传感器，8-流量控制单元，9-蓄能器，10-第一压力传感器，11-第二压力传感器，12-第一液压油滤清器，13-第二液压油滤清器，14-第三液压油滤清器，15-第四液压油滤清器，16-储油罐。

具体实施方式

下面结合附图1-2来详细描述本实用新型实施例中的技术方案。

如图1所示，该实施例提供了一种商用车蓄能电动液压混合式助力转向系统，包括主泵油电机2，主油泵3，辅助电机4，辅助油泵5，储油罐16，蓄能器9，流量控制单元8，ECU控制器1，转向器6，扭矩转角传感器7，第一压力传感器10以及第二压力传感器11。

主泵油电机2的输出轴与主油泵3的输入端连接，主油泵3的出油口通过油管与转向器6的进油口连通；

蓄能器9通过一个三通结构件设置在主油泵3与转向器6之间的油管上；

流量控制单元8设置在蓄能器9与转向器6之间的油管上以控制蓄能器9提供的助力流量；

压力传感器10设置在流量控制单元的进油道上以检测蓄能器9中液压油的压力；

辅助电机4的输出轴与辅助油泵5的输入端连接，辅助油泵5的出油口通过一个三通结构件设置在流量控制单元8与转向器6进油口之间；

第二压力传感器11设置在转向器6进油口前端，以检测转向器6的工作压力；

转向器6的输出口与储油罐16的回油口相连；

第一压力传感器10与ECU控制器1电连接；

扭矩转角传感器7与ECU控制器1电连接以传递各自的电信号；

ECU控制器1与主泵油电机2电连接以控制主泵油电机2的启停与输出功率；

ECU控制器1与辅助电机4电连接以控制辅助电机的启停与输出功率；

ECU控制器1与流量控制单元8电连接以控制相应电磁阀的开度；

在本实用新型的一个实施例中，扭矩转角传感器7集成为一体式结构。

在本实用新型的一个实施例中，蓄能器9为囊式蓄能器。

在本实用新型的一个实施例中，转向器6为常开式循环球转向器。

在本实用新型的一个实施例中，主油泵3、辅助油泵5均为齿轮泵。

在本实用新型的一个实施例中，蓄能电动混合式液压助力转向系统还包括第一液压油滤清器12、第二液压油滤清器13、第三液压油滤清器14、第四液压油滤清器液15，其中，第一液压油滤清器12设于流量控制单元8的进油口、第二液压油滤清器13设于主油泵3的进油口、第三液压油滤清器14设于辅助油泵5的进油口、第四液压油滤清器液15设于储油罐16的回油口。

在本实用新型的一个实施例中，主泵油电机2的输出轴与主油泵3的输入轴在同一直线上，辅助电机4的输出轴与辅助油泵5的输入轴在同一直线上，主泵油电机2、主油泵3、辅助电机4、辅助油泵5、单向阀17、18以及储油罐16集成为一体式结构。

在本实用新型的一个实施例中，流量控制单元8为集成于流量控制单元本体的十二组常闭比例电磁球阀。

在本实用新型的一个实施例中，ECU控制器1、流量控制单元8与压力传感器10集成为一体式结构。

本实用新型提出的蓄能电动混合式助力转向系统控制策略，通过检测油门踏板位置信号与车速信号，判断驾驶员是否即将进行大转角转向动作，以判断是否需要提前启动辅助电机4。若判断结果为假，则输出控制信号关停辅助电机4；若判断结果为真，则输出控制信号启动辅助电机4，提前为转向器6提供助力流量。

本实用新型提出的蓄能电动混合式助力转向系统控制策略，通过检测转向力矩、转向角判断是否出现转向动作。若判断结果为真，则启动辅助电机4；若判断结果为假，则保持待机。通过检测转向器进油口的工作压力并与临界工作压力阈值进行比较，以判断此时的转向负荷，并根据判断结果在辅助电机助力模式与蓄能器助力模式中进行选择与切换；若比较结果表征转向器6进油口的工作压力低于临界工作压力阈值，则输出控制信号启动辅助电机4，输出控制信号关闭流量控制单元8，启动辅助电机助力模式提供助力流量；若比较结果表征转向器进油口的工作压力高于临界工作压力 阈值，则输出控制信号开启流量控制单元8，输出控制信号关停辅助电机4，启动蓄能器助力模式提供助力流量；蓄能器助力模式，根据转向力矩、转向角以及车速计算流量控制单元8的开度。在本实用新型的一个实施例中，流量控制单元8的开度为十二组常闭比例电磁球阀中的开启数量。

本实用新型提出的蓄能电动混合式助力转向系统控制策略，根据车速信号计算蓄能器9内液压油的低油压阈值范围，通过检测蓄能器9内液压油的压力并与蓄能器低油压阈值范围进行比较。若判断结果表征蓄能器9内的油压低于低油压阈值的下限，则输出控制信号启动主泵油电机2；若判断结果表征蓄能器9内的油压高于低油压阈值的上限，则输出控制信号关停主泵油电机2。

虽然上面结合本实用新型的优选实施例对本实用新型的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本实用新型的示意性实现方式的解释，并非对本实用新型包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本实用新型范围的限制，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本实用新型保护范围之内。

Claims (5)

1.一种商用车蓄能电动液压混合式助力转向系统，包括ECU控制器(1)，主泵油电机(2)，主油泵(3)，辅助电机(4)，辅助油泵(5)，储油罐(16)，蓄能器(9)，流量控制单元(8)，转向器(6)，扭矩转角传感器(7)，第一压力传感器(10)以及第二压力传感器(11)，其特征在于：

主泵油电机(2)的输出轴与主油泵(3)的输入端连接，主油泵(3)的出油口通过油管与转向器(6)的进油口连通；

蓄能器(9)设置在主油泵(3)与转向器(6)之间的油管上；

流量控制单元(8)设置在蓄能器(9)与转向器(6)之间的油管上以控制蓄能器(9)提供的助力流量；

第一压力传感器(10)设置在流量控制单元(8)的进油道上以检测蓄能器(9)中液压油的压力；

辅助电机(4)的输出轴与辅助油泵(5)的输入端连接，辅助油泵(5)的出油口设置在流量控制单元(8)与转向器(6)进油口之间；

第二压力传感器(11)设置在转向器(6)进油口前端，以检测转向器(6)的工作压力；

转向器(6)的输出口与储油罐(16)的回油口相连；

第一压力传感器(10)、扭矩转角传感器(7)分别与ECU控制器(1)电连接；

ECU控制器(1)与主泵油电机(2)电连接以控制主泵油电机(2)的启停与输出功率；

ECU控制器(1)与辅助电机(4)电连接以控制辅助电机(4)的启停与输出功率；

ECU控制器(1)与流量控制单元(8)电连接以控制相应电磁阀的开度。

2.根据权利要求1所述的商用车蓄能电动液压混合式助力转向系统，其特征在于：扭矩转角传感器(7)集成为一体式结构。

3.根据权利要求1所述的商用车蓄能电动液压混合式助力转向系统，其特征在于：蓄能器(9)为囊式蓄能器。

4.根据权利要求1所述的商用车蓄能电动液压混合式助力转向系统，其特征在于：主油泵(3)和辅助油泵(5)均为齿轮泵。

5.根据权利要求1所述的一种商用车蓄能电动液压混合式助力转向系统，其特 征在于：还包括第一液压油滤清器(12)、第二液压油滤清器(13)、第三液压油滤清器(14)、第四液压油滤清器液(15)，其中，第一液压油滤清器(12)设于流量控制单元(8)的进油口、第二液压油滤清器(13)设于主油泵(3)的进油口、第三液压油滤清器(14)设于辅助油泵(5)的进油口、第四液压油滤清器液(15)设于储油罐(16)的回油口。