一种利用制动能量的智能辅助转向助力系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种利用制动能量的智能辅助转向助力系统及控制方法，包括：转矩传感器、制动踏板、制动踏板压力传感器、车速传感器、方向盘、转向管柱总成、液压助力装置、辅助液压助力装置、柱塞泵离合装及主控制器；本发明专利技术能在汽车制动时利用自车动能通过地面摩擦力带动汽车车轮旋转，再通过汽车传动系统带动变速器输出轴旋转，再通过柱塞泵离合装置带动柱塞泵将液压油泵入转向器中，从而能够在汽车制动时给转向系统提供助力，减少电机消耗的功率，最后达到节约能源的效果。后达到节约能源的效果。后达到节约能源的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种利用制动能量的智能辅助转向助力系统及控制方法


[0001]本专利技术属于汽车转向系统
，具体指代一种利用制动能量的智能辅助转向助力系统及控制方法。

技术介绍

[0002]随着交通事故的频繁发生，人们对汽车的行驶安全性越来越重视，而转向系统对汽车的行驶安全至关重要；现有转向系统通常进行冗余设计来提高转向系统的可靠性，进而提高汽车的行驶安全性。
[0003]现有液压助力转向技术中，中国专利技术专利申请号为CN201811456894.X中公开了一种液压助力转向机构，该专利技术的液压助力转向机构，其通过控制装置控制调节阀的阀口的开口大小，能够对进入到转阀式液压助力转向器内的液压油的流量大小进行控制，从而实现对转阀式液压助力转向器的转向助力的大小的调整，进而使得不同的驾驶员能够根据自身的需求调整转向助力的大小，较好地提高了驾驶员的驾驶舒适性；但是，上述技术中助力都是全部来自发动机或电动机提供的能源，会消耗发动机或电动机的功率，会导致车辆续航里程减少等缺点。
[0004]此外，现有液压助力转向技术中，在一个电机故障时，利用另一个电机进行转向，具有容错功能。例如：中国专利技术专利申请号为CN201711346835.2中公开了一种通过电机控制器将故障电机对应的电磁离合器分离的容错控制方法；中国专利技术专利申请号为CN20171134340.6的中公开了一种在线控转向机构故障时电磁离合器合上，电机反转使转向器小齿轮和转向器齿条完成转向的容错控制方法；但是，上述技术中多一个电机仅仅是为了增加安全性，两个电机并不能联合工作，而且当电机的供电电源损坏时，电机不能工作，无法对转向进行助力，具有很大的安全隐患。

技术实现思路

[0005]针对于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种利用制动能量的智能辅助转向助力系统及控制方法，以解决现有技术中转向系统过多消耗动力源功率、电机不能工作时无法对转向系统助力的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]本专利技术的一种利用制动能量的智能辅助转向助力系统，包括：转矩传感器、制动踏板、制动踏板压力传感器、车速传感器、方向盘、转向管柱总成、液压助力装置、辅助液压助力装置、柱塞泵离合装及主控制器；其中，
[0008]所述转矩传感器电性连接主控制器；
[0009]所述制动踏板连接有制动踏板压力传感器；
[0010]所述制动踏板压力传感器电性连接主控制器；
[0011]所述车速传感器电性连接主控制器；
[0012]所述方向盘连接转向管柱总成，所述转向管柱总成包括：转向轴、转向器、转向摇
臂；方向盘的输出端与转向轴的输入端相连，转矩传感器安装在转向轴上，所述转向轴的输出端与转向器的输入端相连，转向器上设有进油口和出油口，转向器的输出端与转向摇臂相连；
[0013]所述液压助力装置包括：储油箱、电机泵、第一单向止回阀、第三单向止回阀、第五单向止回阀、溢流阀，第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第四三通阀、压力传感器、流量传感器；所述压力传感器、流量传感器均与主控制器电性相连并传递压力信号和流量信号至主控制器中，所述溢流阀、电机泵由主控制器控制；储油箱经油管与第一三通阀的进油口相连，第一三通阀的第一出油口经油管与电机泵相连，第一三通阀与电机泵之间的油管上安装有第一单向止回阀，使液压油从第一三通阀流向电机泵，所述电机泵与第二三通阀的第一进油口经油管相连，电机泵与第二三通阀之间安装有第三单向止回阀，使液压油从电机泵流向第二三通阀，第二三通阀的出油口与第三三通阀的进油口经油管相连，所述第三三通阀与第二三通阀之间的油管中安装压力传感器和流量传感器，第三三通阀的第一出油口与溢流阀通过油管相连，所述溢流阀通过油管与第四三通阀的第二进油口相连，第三三通阀的第二出油口与转向器的进油口通过油管相连，第三三通阀与转向器之间的油管上安装有第五单向止回阀，使液压油从第三三通阀流向转向器，所述转向器的出油口通过油管与第四三通阀的第一进油口相连，所述第四三通阀的出油口通过油管与储油箱相连；
[0014]所述辅助液压助力装置包括：柱塞泵、第二单向止回阀、第四单向止回阀；所述柱塞泵的低压入口与第一三通阀的第二油口通过油管相连，第一三通阀与柱塞泵之间的油管中安装有第二单向止回阀，使液压油从第一三通阀流向柱塞泵，柱塞泵的高压出口与第二三通阀的第二进油口通过油管相连，柱塞泵与第二三通阀之间的油管中安装有第四单向止回阀，使液压油从柱塞泵流向第二三通阀；
[0015]所述柱塞泵离合装置包括：变速器输出轴花键毂、变速器输出轴主动齿轮、变速器输出轴主动齿轮结合齿圈、同步器、变速器输出轴从动齿轮、结合套及离合电磁阀；所述结合套与变速器输出轴花键毂同步转动，并在变速器输出轴花键毂上沿变速器输出轴的轴向滑动；所述变速器输出轴主动齿轮结合齿圈与变速器输出轴主动齿轮贴合且同步转动，同步器设于变速器输出轴主动齿轮结合齿圈与变速器输出轴花键毂之间；所述变速器输出轴主动齿轮与变速器输出轴从动齿轮相啮合；所述离合电磁阀与结合套的外圈相连接，并与主控制器电性连接；
[0016]所述主控制器根据接收到的电机泵、转矩传感器、车速传感器、制动踏板压力传感器、流量传感器和压力传感器信号，控制溢流阀、离合电磁阀的开闭状态和电机泵的转速。
[0017]进一步地，所述第一三通阀为一进两出的阀件。
[0018]进一步地，所述第二三通阀为两进一出的阀件。
[0019]进一步地，所述第三三通阀为一进两出的阀件。
[0020]进一步地，所述第四三通阀为两进一出的阀件。
[0021]进一步地，所述转向器为常流式转向器。
[0022]进一步地，所述车速传感器用于采集车速信息并传输给主控制器，当车速不为零，主控制器接收制动踏板压力传感器发送的制动踏板已踩下信号，主控制器控制柱塞泵离合装置实现结合状态，主控制器接收制动踏板压力传感器发送的制动踏板已释放信号，主控制器控制柱塞泵离合装置实现分离状态；当车速为零，主控制器控制柱塞泵离合装置实保
持结合状态；当柱塞泵离合装置处于分离状态或车速为零时，转向助力由电机泵实现；当柱塞泵离合装置处于结合状态时，转向助力由电机泵与柱塞泵联合控制，制动踏板压力大于零为制动踏板已踩下，制动踏板压力等于零为制动踏板已释放。
[0023]进一步地，所述转矩传感器用于测量方向盘转动方向和力矩，力矩为零表示方向盘不转动，力矩不为零时表示方向盘转动。
[0024]进一步地，方向盘转动分为左转和右转，力矩大于零表示方向盘右转，力矩小于零表示方向盘左转。
[0025]进一步地，所述车速传感器用于测量汽车速度；主控制器根据车速传感器的车速信号和转矩传感器的方向盘的转矩信号，由助力特性曲线图计算出所需的助力扭矩，再根据助力缸的几何尺寸计算出转向器所需要液压油的理论压力；所述助力特性曲线图为助力扭矩随车速和方向盘输入转矩变化而变化的三维MAP图。
[0026]进一步地，所述压力传感器用于测量第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用制动能量的智能辅助转向助力系统，其特征在于，包括：转矩传感器、制动踏板、制动踏板压力传感器、车速传感器、方向盘、转向管柱总成、液压助力装置、辅助液压助力装置、柱塞泵离合装及主控制器；其中，所述转矩传感器电性连接主控制器；所述制动踏板连接有制动踏板压力传感器；所述制动踏板压力传感器电性连接主控制器；所述车速传感器电性连接主控制器；所述方向盘连接转向管柱总成，所述转向管柱总成包括：转向轴、转向器、转向摇臂；方向盘的输出端与转向轴的输入端相连，转矩传感器安装在转向轴上，所述转向轴的输出端与转向器的输入端相连，转向器上设有进油口和出油口，转向器的输出端与转向摇臂相连；所述液压助力装置包括：储油箱、电机泵、第一单向止回阀、第三单向止回阀、第五单向止回阀、溢流阀，第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第四三通阀、压力传感器、流量传感器；所述压力传感器、流量传感器均与主控制器电性相连并传递压力信号和流量信号至主控制器中，所述溢流阀、电机泵由主控制器控制；储油箱经油管与第一三通阀的进油口相连，第一三通阀的第一出油口经油管与电机泵相连，第一三通阀与电机泵之间的油管上安装有第一单向止回阀，使液压油从第一三通阀流向电机泵，所述电机泵与第二三通阀的第一进油口经油管相连，电机泵与第二三通阀之间安装有第三单向止回阀，使液压油从电机泵流向第二三通阀，第二三通阀的出油口与第三三通阀的进油口经油管相连，所述第三三通阀与第二三通阀之间的油管中安装压力传感器和流量传感器，第三三通阀的第一出油口与溢流阀通过油管相连，所述溢流阀通过油管与第四三通阀的第二进油口相连，第三三通阀的第二出油口与转向器的进油口通过油管相连，第三三通阀与转向器之间的油管上安装有第五单向止回阀，使液压油从第三三通阀流向转向器，所述转向器的出油口通过油管与第四三通阀的第一进油口相连，所述第四三通阀的出油口通过油管与储油箱相连；所述辅助液压助力装置包括：柱塞泵、第二单向止回阀、第四单向止回阀；所述柱塞泵的低压入口与第一三通阀的第二油口通过油管相连，第一三通阀与柱塞泵之间的油管中安装有第二单向止回阀，使液压油从第一三通阀流向柱塞泵，柱塞泵的高压出口与第二三通阀的第二进油口通过油管相连，柱塞泵与第二三通阀之间的油管中安装有第四单向止回阀，使液压油从柱塞泵流向第二三通阀；所述柱塞泵离合装置包括：变速器输出轴花键毂、变速器输出轴主动齿轮、变速器输出轴主动齿轮结合齿圈、同步器、变速器输出轴从动齿轮、结合套及离合电磁阀；所述结合套与变速器输出轴花键毂同步转动，并在变速器输出轴花键毂上沿变速器输出轴的轴向滑动；所述变速器输出轴主动齿轮结合齿圈与变速器输出轴主动齿轮贴合且同步转动，同步器设于变速器输出轴主动齿轮结合齿圈与变速器输出轴花键毂之间；所述变速器输出轴主动齿轮与变速器输出轴从动齿轮相啮合；所述离合电磁阀与结合套的外圈相连接，并与主控制器电性连接；所述主控制器根据接收到的电机泵、转矩传感器、车速传感器、制动踏板压力传感器、流量传感器和压力传感器信号，控制溢流阀、离合电磁阀的开闭状态和电机泵的转速。2.根据权利要求1所述的利用制动能量的智能辅助转向助力系统，其特征在于，所述第一三通阀为一进两出的阀件；所述第二三通阀为两进一出的阀件；所述第三三通阀为一进
两出的阀件；所述第四三通阀为两进一出的阀件。3.根据权利要求1所述的利用制动能量的智能辅助转向助力系统，其特征在于，所述转向器为常流式转向器。4.根据权利要求1所述的利用制动能量的智能辅助转向助力系统，其特征在于，所述车速传感器用于采集车速信息并传输给主控制器，当车速不为零，主控制器接收制动踏板压力传感器发送的制动踏板已踩下信号，主控制器控制柱塞泵离合装置实现结合状态，主控制器接收制动踏板压力传感器发送的制动踏板已释放信号，主控制器控制柱塞泵离合装置实现分离状态；当车速为零，主控制器控制柱塞泵离合装置实保持结合状态；当柱塞泵离合装置处于分离状态或车速为零时，转向助力由电机泵实现；当柱塞泵离合装置处于结合状态时，转向助力由电机泵与柱塞泵联合控制，...

【专利技术属性】
技术研发人员：储雨凯，周小川，赵万忠，张自宇，吴刚，梁为何，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：