汽车电动液压助力转向系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及汽车电动液压助力转向系统及其控制方法，属于汽车转向控制技术领域，该系统包括储油罐、液压泵及其驱动电机、转向控制阀、转向器、助力油缸、检测装置和控制装置；还包括、蓄能器、电磁阀、单向阀、压力传感器各部件；检测装置用于获取转向参数信号，并输出至控制装置；控制装置用于接收转向参数信号，并根据预设条件输出控制信号控制电磁阀和液压泵驱动电机。本控制方法能实现用于控制电磁阀的PWM波输出及用于控制电机的电压输出。本发明专利技术能实时进行助力特性调节，对于电机功率要求大大降低，并且能应用于中重型车辆。其具有较高的工作效率及较好的节能效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于汽车转向控制
，具体涉及一种电动液压助力转向系统、控制方法。
技术介绍
众所周知，助力转向系统在现代汽车技术中得以广泛的应用，以协助驾驶员进行汽车行驶方向的调整，大大减轻了驾驶员操作方向盘时的用力强度。传统的液压助力转向系统一般由液压泵、回油管路3，供油管路4、由四个阀门构成的转向控制阀、转向器、V型传动带、助力油缸2、储油罐等部件构成；其助力特性由转向控制阀及液压泵供油量所确定。其系统结构及连接关系如图I所示(图中双线表示油液流通管路，单线表示机械连接)。其具体连接关系如下储油罐的出口通过供油管路4与液压泵的油液入口相连， 液压泵与发动机通过V型传动带传动，液压泵的出口通过供油管路4与转向控制阀的入口相连，转向控制阀连接在方向盘I与转向器之间，并通过转向控制阀与助力油缸的入口相连，助力油缸出口通过回油管路3与储油罐入口相连。其工作原理如下储油罐提供液压油，发动机通过V型传动带带动液压泵，液压泵产生高压油通过供油管路供给转向控制阀。驾驶员通过方向盘I输入控制转向控制阀从而控制主油路与助力油缸左右腔室的连通，从而能引导高压液流进入助力油缸左右腔室以产生不同方向的转向助力。无论车辆是否需要转向助力，上述助力转向系统均处于工作状态；实际工作过程中，发动机需要始终驱动液压泵工作，从而无法实现电动汽车的怠速停机状态。而且，液压助力转向系统存在着浪费发动机有用功的缺陷。电机驱动式液压助力转向技术将液压泵由发动机驱动改为由控制器控制的电动机驱动，从而使得液压泵的运行状态与发动机脱离并可单独控制，有效克服了传统液压助力转向系统所存在的浪费发动机有用功的问题。具体而言，现有的电机驱动式液压助力转向系统的主要动力源是电动机，通过联轴机构直接驱动液压泵，其它组成与液压助力转向系统相同。电机驱动式液压助力转向系统结构及连接关系如图2所示(图中双线表示油液流通管路，单线表示机械连接)包括液压泵、电机、控制器、回油管路3，供油管路4、转向控制阀、转向器、助力油缸2、储油罐等部件，其具体连接关系如下储油罐的出口通过供油管路4与液压泵的油液入口相连，液压泵与电动机相连，由电动机驱动；液压泵的出口通过供油管路4与转向控制阀的入口相连，转向控制阀连接在方向盘I与转向器之间，转向控制阀的出口与助力油缸的入口相连，助力油缸2的出口通过回油管路3与储油罐入口相连。控制器与电动机相连(图中未不出)。其工作原理如下储油罐提供液压油，电机带动液压泵，液压泵产生高压油通过供油管路供给转向控制阀。转向控制阀即采用与传统液压助力转向系统相同或类似的结构，利用转向控制阀来引导高压液流进入助力油缸左右腔室从而产生不同方向的助力。其与传统液压助力转向系统的区别是液压泵由发动机驱动改由电机直接驱动。油路通道中各部件之间均通过油管连接。然而现有技术对于电机的功率要求较高，同时要求电机具有很好的动态特性。目前由于电机性能的限制，仍极少应用在中重型车辆上。该系统在小车上有较多应用，在具体应用时还需包括由方向盘扭矩传感器及车速传感器、油压传感器组成的检测装置，并且由于应用于电机的控制器需要能够控制电机的实时动态特性，所以对控制器的要求较高，控制器较为复杂。专利申请CN 101863284A提出了一种带蓄能器的电机驱动式液压助力转向系统，其结构如图3所示。其与传统电动液压助力转向系统结构不同之处，是增加了蓄能器部分。其系统结构及连接关系如图3所示(图中双线表示油液流通管路，单线表示机械连接)，该系统除包括与传统的电机驱动式液压助力转向系统相同的储油罐、液压泵、电机及其控制器、转向器、助力油缸2，回油管路3，供油管路4外，还包括蓄能器、压力传感器、电控开关阀和保压阀；其具体连接关系如下储油罐的出口通过供油管路4与液压泵的油液入口相连，液压泵与电动机相连，由电动机驱动，液压泵的出口通过供油管路4依次与还包括蓄能器、压力传感器、电控开关阀和保压阀相连，保压阀连接在方向盘I与转向器之间，保压阀的出口与助力油缸2的入口相连，助力油缸出口通过回油管路3与储油罐入口相连。控制器分 别与电动机、电控开关阀、压力传感器电路相连(图中未示出)。其工作原理如下储油罐提供液压油，电动机直接驱动液压泵，液压泵产生高压油供给蓄能器，蓄能器内储存高压油。驾驶员通过方向盘输入控制电控开关阀和保压阀，使得蓄能器中的高压夜流进入助力油缸，从而实现助力。上述专利申请CN 101863284A还提出了一种针对蓄能器保压的控制方法蓄能器的压力范围为一阈值，当蓄能器压力低于阈值下限时，启动电机进行泵油，当蓄能器压力值高于阈值上限时，电机停止。但是根据上述专利申请，其仅对蓄能器进行了保压控制，仍难以实现对于助力特性的实时调节，并且由于其采用保压阀装置来维持压力，导致助力压强不能过大，同时其对于电动机的功率要求仍较大，在中重型车辆上难以应用。图7，图8给出了车辆的理想转向助力特性曲线图。图7为不同车速下不同方向盘扭矩对应的助力油压值曲线，图8为在同一方向盘扭矩的输入情况下助力油压值随车速的变化趋势曲线。根据图7，图8的表征，理想转向助力特性在低速的时候提供较大助力，而在高速时提供较小助力，从而使得驾驶员有较好的操作特性。此助力特性曲线目前被广泛承认，应该说明的是，根据具体车辆可以设计得出具体的最优助力特性曲线。但是目前采用蓄能器的电动液压助力系统，如专利申请CN 101863284A，仍无法实现实时地进行助力特性的调节。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决已有技术的不足之处，提供一种，能实时进行助力特性调节，对于电机功率要求大大降低，并且能应用于中重型车辆。其具有较高的工作效率及较好的节能效果。本专利技术提供的一种汽车电动液压助力转向系统，包括储油罐、液压泵及其驱动电机、转向控制阀、转向器、助力油缸、检测装置和控制装置；其特征在于，还包括蓄能器、电磁阀、单向阀、压力传感器各部件；所述各部件的连接关系为储油罐的出口通过供油管路与液压泵的油液入口相连，液压泵通过联轴器与驱动电机相联接；液压泵的油液出口通过带有单向阀的供油管路与蓄能器入口相连接，蓄能器出口与电磁阀入口相连接，电磁阀出口与转向控制阀入口相连接，转向控制阀连接在方向盘与转向器之间，转向控制阀出口与助力油缸入口相连接，助力油缸出口通过回油管路与储油罐入口相连接。控制器分别与电动机、压力传感器、电磁阀及检测装置电路相连；所述检测装置用于获取转向参数信号，并输出至控制装置；所述控制装置用于接收转向参数信号，并根据预设条件输出控制信号控制电磁阀和液压泵驱动电机。所述转向参数信号具体可为方向盘转矩、车速和蓄能器内油压信号。所述预设条件具体可为实时地根据车速信号和方向盘转矩信号控制电磁阀；实时地根据蓄能器内油压信号，控制液压泵的驱动电机。本专利技术提出的一种采用上所述汽车电动液压助力转向系统对电磁阀的控制方法， 包括以下步骤步骤I)开始；步骤2 )对检测装置及控制器进行初始化；步骤3)控制器根据方向盘扭矩信号采集到的方向盘扭矩大小是否超过设定的方向盘转向扭矩最小值判断是否转向；若是，下转步骤4);若否，转回步骤3)控制装置继续检测是否转向；步骤4)控制器根据车速信号及方向盘转矩信号，查询理想转向助力特性曲线图，得到电磁阀出口处目标控制油压Ps;步骤5)根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车电动液压助力转向系统，包括储油罐、液压泵及其驱动电机、转向控制阀、转向器、助力油缸、检测装置和控制装置；其特征在于，还包括蓄能器、电磁阀、单向阀、压力传感器各部件；所述各部件的连接关系为储油罐的出口通过供油管路与液压泵的油液入口相连，液压泵通过联轴器与驱动电机相联接；液压泵的油液出口通过带有单向阀的供油管路与蓄能器入口相连接，蓄能器出口与电磁阀入口相连接，电磁阀出口与转向控制阀入口相连接，转向控制阀连接在方向盘与转向器之间，转向控制阀出口与助力油缸入口相连接，助力油缸出口通过回油管路与储油罐入口相连接。控制器分别与电动机、压力传感器、电磁阀及检测装置电路相连； 所述检测装置用于获取转向参数信号，并输出至控制装置；所述控制装置用于接收转向参数信号，并根据预设条件输出控制信号控制电磁阀和液压泵驱动电机。2.如权利要求I所述的汽车电动液压助力转向系统，其特征在于，所述转向参数信号具体为方向盘转矩、车速和蓄能器内油压信号。3.如权利要求I所述的汽车电动液压助力转向系统，其特征在于，所述预设条件具体为实时地根据车速信号和方向盘转矩信号控制电磁阀；实时地根据蓄能器内油压信号，控制液压泵的驱动电机。4.一种采用如权利要求I所述汽车电动液压助力转向系统对电磁阀的控制方法，包括以下步骤 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕连杰，李亮，宋健，郝轩亭，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：