电控液压助力转向系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种电控液压助力转向系统，用于为汽车方向盘提供转向助力，包括：用于带动方向盘转向的转向油缸，用于为转向油缸提供液压介质的电动泵单元；用于控制电动泵单元向转向油缸泵送液压介质和电磁阀开度的控制器；设置于电动泵单元与转向油缸之间的管路上，并根据控制信号控制电动泵单元与转向油缸之间的管路的通闭和开度的电磁阀机构。本实用新型专利技术电控液压助力转向系统采用机械-电子控制-液压系统一体化结构，使转向油缸对方向盘所提供的转向助力更加准确、及时；并通过使用电机驱动液压泵工作，使液压泵独立于发动机，减小了发动机的功率损耗；使用电磁阀替代机械式液压阀，简化了助力转向系统的整体结构，降低了制造和维护成本。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种汽车转向助力系统，属于汽车制造

技术介绍
目前，汽车用转向助力系统有三种，分别为机械液压动力转向系统、电动转向系统EPS和电子液压动力转向系统。其中，机械液压动力助力转向系统主要包括动力转向泵、转向器、高压软管、储液罐、回油管和低压软管。转向器中包括齿轮、齿条、机械式转阀和动力活塞缸，当转阀内的扭杆扭转时，通过改变阀芯缝隙大小，把从动力转向泵输出的高压油分别送入动力活塞缸的 左右缸中，推动动力活塞缸中的活塞带齿条实现转向功能。但这种机械液压动力转向系统，由于动力转向泵跟随汽车的发动机一同旋转，所以其功率损耗大；并且机械式液压控制阀的结构复杂，加工精度要求高，制造复杂。另外，车速高时助力不能减小，高速转向轻，怠速时则助力小，转向沉重。电动助力转向系统EPS主要包括扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和控制器(ECT)等。通过传感器探测司机在转向操作时方向盘产生的扭矩或转角的大小和方向，并将所需信息转化成数字信号输入控制器；再由控制器对这些信号进行运算后得到一个与行驶工况相适应的力矩；最后，发出指令驱动电动机工作；电动机的输出转矩通过传动装置的作用而助力。虽然电动转向系统控制精确，是未来的发展方向，但其技术难度较大，实际应用还有电子控制可靠性以及控制策略的难度很大的技术问题存在。电子液压助力转向系统主要包括储液罐、电控单元、电动泵、转向机构、助力转向传感器。助力转向传感器将转向信号传递给电控单元，电控单元接受到转向信号后，向电动泵发出信号，电动泵启动将储液罐中的介质油按照指令输入到转向机中，通过转向机动作为方向盘转向提供助力。电子液压助力转向系统是使用较为普遍的助力转向系统。但这种转向系统由于使用了电动泵与转向机配合，提供助力不稳定；并且助力提供具有一定的延时滞后。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中转向助力系统所存在的结构复杂、耗能高、技术不成熟等问题，本技术提供了一种电控液压助力转向系统，其通过采用液压泵作为转向油缸的动力源，并使用电磁阀控制转向油缸的油路开度；具有结构简单，工作性能稳定、能耗低等优点。本技术所提供的技术方案为用于带动方向盘转向的转向油缸，其包括用于与方向盘转轴上的齿轮啮合并发生相对运动以带动所述方向盘转轴转向的齿条、与齿条固连的用于带动齿条与齿轮发生相对运动的活塞、以及通过活塞分隔形成的第一、第二腔室；用于为所述第一、第二腔室提供液压介质的电动泵单元，与所述第一、第二腔室通过管路连接；用于控制所述 电动泵单元向所述第一、第二腔室泵送液压介质的控制单元，包括设置于方向盘管柱和汽车总线上的获取装置；与所述获取装置连接的控制器；以及，设置于所述电动泵单元与所述第一、第二腔室之间的管路上的电磁阀机构；所述获取装置获取方向盘的转向信息，并将所述转向信息发送至控制器，所述控制器根据所述转向信息生成控制信号，并将所述控制信号发送至电磁阀机构，以控制所述电动泵单元与所述第一、第二腔室之间的管路的通闭状态和开度。上述技术方案的有益效果为本技术电控液压助力转向系统采用电动泵单元作为液压介质进入转向油缸的动力源，使电控液压助力转向系统独立于发动机设置，减少了汽车发动机的功率损耗；选用电磁阀机构作为转向油缸的液压控制阀，使液向油缸的供油直接受控于控制器，避免了现有技术中使用机械式液压控制阀所带来的转向油缸动作滞后的现象，并且结构更加简单，组装和维修都十分方便。在上述技术方案的基础上，本技术还可以进行以下进一步改进。进一步的，所述获取装置包括用于感应方向盘转动扭矩的扭矩传感器和用于感应车速的车速传感器。采用上述进一步技术方案的有益效果为通过扭矩传感器和车速传感器同时接受方向盘转动扭矩与车速信号，能够使控制模块更好的根据车况对电动泵单元和电磁阀机构进行控制，为方向盘提供更为适合的转向助力。在上述技术方案的基础上，本技术还可以进行以下进一步的改进。进一步的，扭矩传感器采用应变式扭矩传感器。采用上述进一步技术方案的有益效果为应变式扭矩传感器具有信号输出可任意选择波形、检测精度高、稳定性好、抗干扰性强、不需反复调零、可连续测量正反扭矩等优点；此外还具有体积小、重量轻和易于安装等优点。在上述技术方案的基础上，本技术还可以进行以下进一步改进。进一步的，所述电动泵单元向所述第一、第二腔室泵送液压介质的控制器，包括设置于方向盘管柱和汽车总线上的获取装置；与所述获取装置连接的控制器；以及，设置于所述电动泵单元与所述第一、第二腔室之间的管路上的电磁阀机构；所述获取装置获取方向盘的转向信息，并将所述转向信息发送至控制器，所述控制器根据所述转向信息生成控制信号，并将所述控制信号发送至电磁阀机构，以控制所述电动泵单元与所述第一、第二腔室之间的管路的通闭状态和开度。采用上述进一步技术方案的有益效果为采用受控于控制模块的电机作为液压泵的动力源，使转向油缸可以实时的根据方向盘的转动情况为方向盘提供转向助力。在上述技术方案的基础上，本技术还可以进行以下进一步的改进。进一步的，电动泵单元包括用于存储液压介质的储液罐，分别与所述第一、第二腔室连通；用于将所述储液罐内的液压介质泵送至所述转向油缸内的液压泵，分别与所述储液罐和所述第一、第二腔室连通；以及，用于驱动所述液压泵的电机，分别与所述控制器和所述液压泵连接；所述电机接收所述控制器的控制信号，以调整运转速度。采用上述进一步技术方案的有益效果为采用受控于控制器的电机作为液压泵的动力源，使转向油缸可以实时的根据方向盘的转动情况为方向盘提供转向助力。在上述技术方案的基础上，本技术还可以进行以下进一步的改进。所述液压泵为叶片式双作用液压泵。采用上述进一步技术方案的有益效果为叶片式双作用液压泵具有两个吸油腔和两个压油腔，并且各腔的中心夹角是对称的，所以作用在转子上的油液压力相互平衡，工作·稳定；另外，由于叶片式双作用液压泵体积小，转动惯量小，动作灵敏，所以在本技术电控液压助力转向系统中使用该种液压泵能够保证为方向盘提供的助力及时稳定。在上述技术方案的基础上，本技术还可以进行以下进一步的改进。进一步的，电机为采用脉宽调制PWM的直流调速电机。采用上述进一步技术方案的有益效果为本技术电控液压助力转向系统中的直流调速电机采用脉宽调制PWM方式进行调速。其优点是电源的能量功率、能得到充分利用、电路的效率高。可以使负载在工作时得到几乎满电源电压、这样有利于克服电机内在的线圈电阻而使电机产生更大的力矩率，本技术电控液压助力转向系统采用采用脉宽调制PWM的直流调速电机极大的节约了能耗，降低整个系统的使用成本。在上述技术方案的基础上，本技术还可以进行以下进一步改进。进一步的,所述电磁阀单元包括用于控制所述第一腔室内的液压介质流向所述储液罐内的第一电磁阀，设置于用于连通所述储液罐与所述第一腔室的第一管路上；用于控制所述液压泵内的液压介质流向所述第一腔室内的第二电磁阀，设置于用于连通所述液压泵与所述第一腔室的第二管路上；用于控制所述第二腔室内的液压介质流向所述储液罐内的第三电磁阀，设置于用于连通所述储液罐与所述第二腔室的第三管路上；用于控制所述液压泵内的液压介质流向所述第二腔室内的第四电磁阀，设置于用于连通所述液压泵与所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电控液压助力转向系统，用于为汽车方向盘提供转向助力，其特征在于，所述电控液压助力转向系统包括：用于带动方向盘转向的转向油缸，其包括用于与方向盘转轴上的齿轮啮合并发生相对运动以带动所述方向盘转轴转向的齿条、与所述齿条固连的用于带动所述齿条与方向盘转轴上的齿轮发生相对运动的活塞、以及通过所述活塞分隔形成的第一腔室和第二腔室；用于为所述第一腔室和所述第二腔室提供液压介质的电动泵单元，与所述第一腔室和所述第二腔室分别通过管路连接；以及，用于控制所述电动泵单元向所述第一腔室和所述第二腔室泵送液压介质的控制单元；所述控制单元包括：设置于方向盘管柱和汽车总线上的获取装置；与所述获取装置连接的控制器；以及，设置于所述电动泵单元与所述第一腔室、第二腔室之间的管路上的电磁阀机构；其中，所述获取装置获取方向盘的转向信息，并将所述转向信息发送至所述控制器；所述控制器根据所述转向信息生成控制信号，并将所述控制信号发送至电磁阀机构，以控制所述电动泵单元与所述第一、第二腔室之间的管路的通闭状态和开度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李若松，
申请(专利权)人：北京汽车股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：