一种线控液压转向系统技术方案

本发明专利技术公开了一种线控液压转向系统,克服了目前增加路感电机带来的成本高与转向系统断电失效时稳定性差等问题，其包括转向盘单元、转向路感模拟单元、电子控制单元与转向执行单元；转向盘单元通过转向路感模拟主缸的主缸第一油口、主缸第二油口、第一开关电磁阀、第二开关电磁阀、第三开关电磁阀与第四开关电磁阀的一端口和转向路感模拟单元管路连接；转向路感模拟单元通过第三开关电磁阀、第四开关电磁阀的另一端口、第一高速开关阀、第二高速开关阀的一端口、转向动力主缸上的转向动力主缸第一进油口与转向动力主缸上的转向动力主缸第二进油口和转向执行单元管路连接；电子控制单元分别和转向盘单元、转向路感模拟单元与转向执行单元电线连接。

Hydraulic steering system by wire

The invention discloses an electro hydraulic steering system, overcomes the problem of poor stability of the increase of road feeling motor brings high cost and power steering system failure, including steering wheel, steering unit road-feel simulation unit, electronic control unit and steering unit; a steering wheel unit through the steering road feeling master cylinder the first master cylinder oil outlet and the main oil cylinder second ports, a first switch solenoid valve, solenoid valve, second switch third switch and fourth switch solenoid valve solenoid valve and steering feeling simulation unit pipeline connection; steering feel simulation unit by third solenoid valves and second other ports, the first high-speed on-off valve fourth, solenoid valve high speed switch valve port, the master cylinder steering power steering power first master cylinder oil inlet and the steering power of the main power on the main cylinder cylinder second The oil inlet and the steering execution unit are connected by the pipeline; the electronic control unit is respectively connected with the steering wheel unit, the steering road sense analog unit and the steering execution unit wire.

【技术实现步骤摘要】
一种线控液压转向系统
本专利技术创造属于汽车转向系统
的一种转向装置。更具体地说，本专利技术涉及一种线控液压转向系统。
技术介绍
汽车的转向系统是汽车行驶系统中的一个重要组成部分，转向系统的功用是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。最初汽车的转向系统通常为机械式转向系统，其所有的传力件都是机械的，并以驾驶员的体力来作为转向的动力源。由于机械式转向系统结构过于复杂，且转向时所需的驾驶员手力较大，对驾驶员的负荷较高，所以逐渐被淘汰。随着汽车技术的不断改进，动力转向系统由于其转向操纵较为省力，逐渐走入人们的视野。目前动力转向系统中应用较为广泛的是电液助力转向系统和电动助力转向系统。上述两者在正常转向工作时所需的能量，只有一小部分由驾驶员提供，大部分由液压力或电机转矩来提供，但是上述两种转向系统由于其只是助力式转向系统，不能满足目前汽车智能化与无人驾驶的主动转向及自动泊车要求。为此，人们开始了对线控转向系统的探索与研究，目前的汽车线控转向系统通常由方向盘总成、转向执行总成和主控制器三个主要部分组成。其中方向盘总成中采用方向盘转角传感器和力矩传感器，来实时监测方向盘状况，但其采用的力矩传感器价格普遍较贵，增加了整套转向系统的成本。由于线控转向系统中方向盘与转向轮之间不再机械连接，所以需要对方向盘施加路感信息模拟，以此来反馈给驾驶员。现有的线控转向系统一般通过使用一个路感电机来产生模拟转向时道路阻力的模拟力矩，但由于其系统内增加了一个路感电机，增加了系统的成本，且路感电机经常工作在负荷状态，会降低其使用寿命，并且要实现路感的精确模拟对路感电机的性能要求也较高，综上通过路感电机来实现转向阻力模拟其经济性较差。并且目前的线控转向系统通常采用路感电机和转向电机组合的双电机模式，大多数双电机模式的线控转向系统其在断电失效时，存在转向失灵的现象，这将危害到汽车的行驶安全性。例如中国专利公开号CN105128929A，公布日2015年12月9日，专利技术专利的名称为“一种智能化线控电液转向系统”，该专利技术专利公开了一种智能化的汽车线控电液转向系统及其控制方法，其通过路感电机来模拟路感并使方向盘回正，通过转向电机和液压转向器实现车轮的转向。但该系统存在以下缺点：由于增加了路感电机，增加了系统的成本；且路感电机经常工作在负荷状态，会降低其使用寿命，并且要实现路感的精确模拟对路感电机的性能要求也较高，经济性不好；该系统通过位于方向盘上的转矩传感器来监测方向盘转矩，但由于转矩传感器的价格与一般的拉压力传感器相比较贵，其量产成本会增加；并且当转向电机断电失效时，该转向系统会出现转向失灵的现象，转向稳定性不好。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服了现有线控转向技术中的由于增加路感电机带来的成本较高、转向系统断电失效时稳定性差、转向路感模拟不够精确与实际转向精确度不高的问题，提供了一种线控液压转向系统。为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的：所述的一种线控液压转向系统包括转向盘单元、转向路感模拟单元、电子控制单元与转向执行单元；所述的转向盘单元包括转向路感模拟主缸；所述的转向路感模拟单元包括第一开关电磁阀、第二开关电磁阀、第三开关电磁阀与第四开关电磁阀；所述的转向执行单元包括第一高速开关阀、第二高速开关阀与转向动力主缸；所述的转向盘单元通过转向路感模拟主缸上的主缸第一油口、转向路感模拟主缸上的主缸第二油口、第一开关电磁阀的一端口、第二开关电磁阀的一端口、第三开关电磁阀的一端口与第四开关电磁阀的一端口和转向路感模拟单元液压管路连接；转向路感模拟单元通过第三开关电磁阀的另一端口、第四开关电磁阀的另一端口、第一高速开关阀的一端口、第二高速开关阀的一端口、转向动力主缸上的转向动力主缸第一进油口与转向动力主缸上的转向动力主缸第二进油口和转向执行单元液压管路连接；电子控制单元分别和转向盘单元、转向路感模拟单元与转向执行单元电线连接。技术方案中所述的转向盘单元还包括转向盘、转向盘转角传感器、齿轮、齿条、第一拉压力传感器与转向轴；所述的转向盘安装在转向轴的上端为固定连接，齿轮安装在转向轴的下端为固定连接，转向盘转角传感器安装在转向轴上，齿轮与齿条啮合连接，齿轮的回转轴线与齿条的纵向对称面垂直相交，齿条的右端与第一拉压力传感器的左端固定连接，第一拉压力传感器的右端与转向路感模拟主缸的左端固定连接。技术方案中所述的转向路感模拟主缸包括第一活塞杆、第一弹簧、主缸活塞、第二弹簧、主缸缸体与第二活塞杆；所述的主缸活塞安装在主缸缸体内,第一活塞杆的右端与主缸活塞左端面的中心处固定连接，第二活塞杆的左端与主缸活塞右端面的中心处固定连接，并在第一活塞杆、主缸活塞与第二活塞杆和主缸缸体之间安装有密封圈，第一弹簧与第二弹簧依次套装在第一活塞杆与第二活塞杆上，第一弹簧左端与主缸缸体的左缸壁内侧接触连接，第一弹簧右端与主缸活塞的左端面接触连接，第二弹簧的左端与主缸活塞的右端面接触连接，第二弹簧的右端与主缸缸体的右缸壁内侧接触连接，第一活塞杆、第二活塞杆、主缸活塞与主缸缸体回转轴线共线的。技术方案中所述的第一活塞杆与第二活塞杆为横截面尺寸完全相同的直杆件；所述的第一弹簧与第二弹簧采用具有相同弹性性能的相同弹簧，第一弹簧与第二弹簧的初始长度相同；所述的主缸缸体上设置有两个油口即主缸第一油口(43)主缸第二油口，主缸第一油口位于主缸缸体的右端，即位于转向路感模拟主缸的Ⅱ腔的主缸缸体上，主缸第二油口位于主缸缸体的左端，即位于转向路感模拟主缸的Ⅰ腔的主缸缸体上。技术方案中所述的转向路感模拟单元还包括第一两位三通电磁换向阀、单向阀、第二两位三通电磁换向阀与线性调压阀；所述的第一开关电磁阀的一端口与第三开关电磁阀的一端口采用液压管路连接，第一开关电磁阀的另一端与第一两位三通电磁换向阀的P口采用液压管路连接，第一两位三通电磁换向阀的A口和单向阀的出油口及第二两位三通电磁换向阀的B端口同时采用液压管路连接；第一两位三通电磁换向阀的B口和线性调压阀的一端口及第二两位三通电磁换向阀的A端口同时采用液压管路连接，单向阀的进油口与油箱(28)采用液压管路连接，线性调压阀的另一端与油箱采用液压管路连接；所述的第二开关电磁阀的一端口与第四开关电磁阀的一端口采用液压管路连接，第二开关电磁阀的另一端口与第二两位三通电磁换向阀的P口采用液压管路连接。技术方案中所述的电子控制单元分别和转向盘单元、转向路感模拟单元与转向执行单元电线连接是指：所述的电子控制单元和转向盘转角传感器、第一拉压力传感器、第一开关电磁阀、第一两位三通电磁换向阀、第二开关电磁阀、第二两位三通电磁换向阀、线性调压阀、第三开关电磁阀、第四开关电磁阀、第一高速开关阀、第二高速开关阀、第五开关电磁阀、第六开关电磁阀、第二拉压力传感器、右转向轮转角传感器与左转向轮转角传感器的接线端采用电线连接。技术方案中所述的转向执行单元还包括蓄能器、溢流阀、电动机、液压泵、第五开关电磁阀、油箱、第六开关电磁阀、第二拉压力传感器、推杆、汽车右转向轮、右转向轮转角传感器、转向横拉杆、左转向轮转角传感器与汽车左转向轮；所述的第一高速开关阀的一端口与转向动力主缸上的转向动力主缸第二进油口采用液压管路连接，第一高速开关阀的另一端与液压泵的出油口采用液压管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线控液压转向系统，其特征在于，所述的一种线控液压转向系统包括转向盘单元(A)、转向路感模拟单元(B)、电子控制单元(C)与转向执行单元(D)；所述的转向盘单元(A)包括转向路感模拟主缸(10)；所述的转向路感模拟单元(B)包括第一开关电磁阀(13)、第二开关电磁阀(16)、第三开关电磁阀(19)与第四开关电磁阀(20)；所述的转向执行单元(D)包括第一高速开关阀(21)、第二高速开关阀(22)与转向动力主缸(31)；所述的转向盘单元(A)通过转向路感模拟主缸(10)上的主缸第一油口(43)、转向路感模拟主缸(10)上的主缸第二油口(44)、第一开关电磁阀(13)的一端口、第二开关电磁阀(16)的一端口、第三开关电磁阀(19)的一端口与第四开关电磁阀(20)的一端口和转向路感模拟单元(B)液压管路连接；转向路感模拟单元(B)通过第三开关电磁阀(19)的另一端口、第四开关电磁阀(20)的另一端口、第一高速开关阀(21)的一端口、第二高速开关阀(22)的一端口、转向动力主缸(31)上的转向动力主缸第一进油口(45)与转向动力主缸(31)上的转向动力主缸第二进油口(46)和转向执行单元(D)液压管路连接；电子控制单元(C)分别和转向盘单元(A)、转向路感模拟单元(B)与转向执行单元(D)电线连接。...

【技术特征摘要】
1.一种线控液压转向系统，其特征在于，所述的一种线控液压转向系统包括转向盘单元(A)、转向路感模拟单元(B)、电子控制单元(C)与转向执行单元(D)；所述的转向盘单元(A)包括转向路感模拟主缸(10)；所述的转向路感模拟单元(B)包括第一开关电磁阀(13)、第二开关电磁阀(16)、第三开关电磁阀(19)与第四开关电磁阀(20)；所述的转向执行单元(D)包括第一高速开关阀(21)、第二高速开关阀(22)与转向动力主缸(31)；所述的转向盘单元(A)通过转向路感模拟主缸(10)上的主缸第一油口(43)、转向路感模拟主缸(10)上的主缸第二油口(44)、第一开关电磁阀(13)的一端口、第二开关电磁阀(16)的一端口、第三开关电磁阀(19)的一端口与第四开关电磁阀(20)的一端口和转向路感模拟单元(B)液压管路连接；转向路感模拟单元(B)通过第三开关电磁阀(19)的另一端口、第四开关电磁阀(20)的另一端口、第一高速开关阀(21)的一端口、第二高速开关阀(22)的一端口、转向动力主缸(31)上的转向动力主缸第一进油口(45)与转向动力主缸(31)上的转向动力主缸第二进油口(46)和转向执行单元(D)液压管路连接；电子控制单元(C)分别和转向盘单元(A)、转向路感模拟单元(B)与转向执行单元(D)电线连接。2.按照权利要求1所述的一种线控液压转向系统，其特征在于，所述的转向盘单元(A)还包括转向盘(1)、转向盘转角传感器(2)、齿轮(3)、齿条(4)、第一拉压力传感器(5)与转向轴(42)；所述的转向盘(1)安装在转向轴(42)的上端为固定连接，齿轮(3)安装在转向轴(42)的下端为固定连接，转向盘转角传感器(2)安装在转向轴(42)上，齿轮(3)与齿条(4)啮合连接，齿轮(3)的回转轴线与齿条(4)的纵向对称面垂直相交，齿条(4)的右端与第一拉压力传感器(5)的左端固定连接，第一拉压力传感器(5)的右端与转向路感模拟主缸(10)的左端固定连接。3.按照权利要求1或2所述的一种线控液压转向系统，其特征在于，所述的转向路感模拟主缸(10)包括第一活塞杆(6)、第一弹簧(7)、主缸活塞(8)、第二弹簧(9)、主缸缸体(11)与第二活塞杆(12)；所述的主缸活塞(8)安装在主缸缸体(11)内,第一活塞杆(6)的右端与主缸活塞(8)的左端面的中心处固定连接，第二活塞杆(12)的左端与主缸活塞(8)的右端面的中心处固定连接，并在第一活塞杆(6)、主缸活塞(8)与第二活塞杆(12)和主缸缸体(11)之间安装有密封圈，第一弹簧(7)与第二弹簧(9)依次套装在第一活塞杆(6)与第二活塞杆(12)上，第一弹簧(7)左端与主缸缸体(11)的左缸壁内侧接触连接，第一弹簧(7)右端与主缸活塞(8)的左端面接触连接，第二弹簧(9)的左端与主缸活塞(8)的右端面接触连接，第二弹簧(9)的右端与主缸缸体(11)的右缸壁内侧接触连接，第一活塞杆(6)、第二活塞杆(12)、主缸活塞(8)与主缸缸体(11)回转轴线共线的。4.按照权利要求3所述的一种线控液压转向系统，其特征在于，所述的第一活塞杆(6)与第二活塞杆(12)为横截面尺寸完全相同的直杆件；所述的第一弹簧(7)与第二弹簧(9)采用具有相同弹性性能的相同弹簧，第一弹簧(7)与第二弹簧(9)的初始长度相同；所述的主缸缸体(11)上设置有两个油口即主缸第一油口(43)与主缸第二油口(44)，主缸第一油口(43)位于主缸缸体(11)的右端，即位于转向路感模拟主缸(10)的Ⅱ腔的主缸缸体(11)上，主缸第二油口(44)位于主缸缸体(11)的左端，即位于转向路感模拟主缸(10)的Ⅰ腔的主缸缸体(11)上。5.按照权利要求1所述的一种线控液压转向系统，其特征在于，所述的转向路感模拟单元(B)还包括第一两位三通电磁换向阀(14)、单向阀(15)、第二两位三通电磁换向阀(17)与线性调压阀(18)；所述的第一开关电磁阀(13)的一端口与第三开关电磁阀(19)的一端口采用液压管路连接，第一开关电磁阀(13)的另一端与第一两位三通电磁换向阀(14)的P口采用液压管路连接，第一两位三通电磁换向阀(14)的A口和单向阀(15)的出油口及第二两位三通电磁换向阀(17)的B端口同时采用液压管路连接；第一两位三通电磁换向阀(14)的B口和线性调压阀(18)的一端口及第二两位三通电磁换向阀(17)的A端口同时采用液压管路连接，单向阀(15)的进油口与油箱(28)采用液压管路连接，线性调压阀(18)的另一端与油箱(28)采用液压管路连接；所述的第二开关电磁阀(16)的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李静，王晨，刘鹏，谷贺冲，韩紫云，冯酉楠，董德志，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22