CN107839750B - 一种助力转向***及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种助力转向***和汽车，用于提高汽车转向时的轻便性和平稳性。所述方法包括：液压油箱，所述液压油箱中存储有液压油；电动转向泵组，包括并行连接的至少两个电动转向泵；转向器；随动器，与所述转向器的两个外部油口相连；其中，所述液压油箱、所述电动转向泵组、所述随动器与所述转向器通过连接管道相连后构成液压回路，所述电动转向泵组从所述液压油箱吸取液压油在所述液压回路流动，所述液压油通过所述转向器的输出摇臂带动车辆的一侧车轮偏转，以及液压油通过所述随动器的输出摇臂带动所述车辆的另一侧的车轮偏转，为所述车辆提供转向助力。

Description

一种助力转向***及汽车
技术领域
本发明涉及汽车转向控制技术领域，尤其涉及一种助力转向***及汽车。
背景技术
现有的超重型特种越野车底盘的助力转向***的动力源采用机械式定量泵，泵的液压油流量与发动机的转速相关，当需要较小液压油流量时(如车辆高速行驶时)，泵的输出液压油流量反而很大，不仅消耗能源，而且还会造成***发热。当***需要较大液压油流量时(如原地转向)，泵的输出液压油流量反而很少，导致转向助力不够，转向时间变长。所以，现有技术存在应用于重型车辆的助力***输出液压油流量的方式会造成能耗浪费、转向助力不够以及转向时间长的技术问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种助力转向***及汽车，用于提高汽车转向时的轻便性和平稳性。
第一方面，本发明提供了一种助力转向***，包括：
液压油箱，所述液压油箱中存储有液压油；
电动转向泵组，包括并行连接的至少两个电动转向泵；
转向器；
随动器，与所述转向器的两个外部油口相连；
其中，所述液压油箱、所述电动转向泵组、所述随动器与所述转向器通过连接管道相连后构成液压回路，所述电动转向泵组从所述液压油箱吸取液压油在所述液压回路流动，所述液压油通过所述转向器的输出摇臂带动车辆的一侧车轮偏转，以及液压油通过所述随动器的输出摇臂带动所述车辆的另一侧的车轮偏转，为所述车辆提供转向助力。
可选的，所述液压回路上还设置有电磁换向阀，用于连接其它***，所述电磁换向阀可以在所述助力转向***和所述其它***间换向，在换向至连接的其它***时，为该***提供液压油。
可选的，所述电磁换向阀为二位四通电磁换向阀。
可选的，所述电动转向泵组中每个电动转向泵包括转向电机油泵总成和转向电机控制器。
可选的，所述转向电机油泵总成为双绕组助力转向电机油泵总成，所述转向电机控制器为双绕组助力转向电机控制器。
可选的，所述电动转向泵组中每个电动转向泵为双源电动转向泵。
可选的，所述电动转向泵组中每个电动转向泵的出油口均设置有单向阀。
可选的，所述液压回路上还设置有溢流阀，所述溢流阀与所述转向器和所述随动器并联，用于调节所述液压回路中液压油的溢流压力。
可选的，所述***还包括：
车速传感器，与所述电动转向泵组连接，所述车速传感器将检测的当前车速发送至所述电动转向泵组中每个电动转向泵的转向电机控制器，所述转向电机控制器基于所述当前车速控制与之连接的转向电机油泵总成中电机转速，进而控制所述液压回路中的液压油的流量。
第二方面，本发明提供了一种汽车，所述汽车包括助力转向***，所述***包括：
液压油箱，所述液压油箱中存储有液压油；
电动转向泵组，包括并行连接的至少两个电动转向泵；
转向器；
随动器，与所述转向器的两个外部油口相连；
其中，所述液压油箱、所述电动转向泵组、所述随动器与所述转向器通过连接管道相连后构成液压回路，所述电动转向泵组从所述液压油箱吸取液压油在所述液压回路流动，所述液压油通过所述转向器的输出摇臂带动车辆的一侧车轮偏转，以及液压油通过所述随动器的输出摇臂带动所述车辆的另一侧的车轮偏转，为所述车辆提供转向助力。
可选的，所述液压回路上还设置有电磁换向阀，用于连接其它***，所述电磁换向阀可以在所述助力转向***和所述其它***间换向，在换向至连接的其它***时，为该***提供液压油。
可选的，所述电磁换向阀为二位四通电磁换向阀。
可选的，所述电动转向泵组中每个电动转向泵包括转向电机油泵总成和转向电机控制器。
可选的，所述转向电机油泵总成为双绕组助力转向电机油泵总成，所述转向电机控制器为双绕组助力转向电机控制器。
可选的，所述电动转向泵组中每个电动转向泵为双源电动转向泵。
可选的，所述电动转向泵组中每个电动转向泵的出油口均设置有单向阀。
可选的，所述液压回路上还设置有溢流阀，所述溢流阀与所述转向器和所述随动器并联，用于调节所述液压回路中液压油的溢流压力。
可选的，所述***还包括：
车速传感器，与所述电动转向泵组连接，所述车速传感器将检测的当前车速发送至所述电动转向泵组中每个电动转向泵的转向电机控制器，所述转向电机控制器基于所述当前车速控制与之连接的转向电机油泵总成中电机转速，进而控制所述液压回路中的液压油的流量。
第三方面，本发明提供了一种汽车，包括悬架***和/或冷却液压***，还包括助力转向***，其中，所述助力转向***具体包括：
液压油箱，所述液压油箱中存储有液压油；
电动转向泵组，包括并行连接的至少两个电动转向泵；
转向器；
随动器，与所述转向器的两个外部油口相连；
其中，所述液压油箱、所述电动转向泵组、所述随动器与所述转向器通过连接管道相连后构成液压回路，所述电动转向泵组从所述液压油箱吸取液压油在所述液压回路流动，所述液压油通过所述转向器的输出摇臂带动车辆的一侧车轮偏转，以及液压油通过所述随动器的输出摇臂带动所述车辆的另一侧的车轮偏转，为所述车辆提供转向助力；
所述液压回路上还设置有电磁换向阀，用于连接所述悬架***和/或所述冷却液压***，所述电磁换向阀可以在所述助力转向***和所述悬架***或所述助力转向***和所述冷却液压***或所述助力转向***和所述悬架***以及所述冷却液压***间换向，在换向至连接的所述悬架***或所述冷却液压***时，为该***提供液压油。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
在本发明实施例的技术方案中，由于助力转向***包括：液压油箱，所述液压油箱中存储有液压油；电动转向泵组，包括并行连接的至少两个电动转向泵；转向器；随动器，与所述转向器的两个外部油口相连；其中，所述液压油箱、所述电动转向泵组、所述随动器与所述转向器通过连接管道相连后构成液压回路，所述电动转向泵组从所述液压油箱吸取液压油在所述液压回路流动，所述液压油通过所述转向器的输出摇臂带动车辆的一侧车轮偏转，以及液压油通过所述随动器的输出摇臂带动所述车辆的另一侧的车轮偏转，为所述车辆提供转向助力。重型车辆中的转向助力***需要的液压流量较大，电动转向泵组中并联了多个电动电动泵，可以根据车辆实际需要的转向助力从液压油箱抽取合适流量的液压油至液压回路，进而抽取的液压油在经过转向器和随动器后，为车辆提供合适的转向助力，可以提高汽车转向时的轻便性和平稳性。有效解决了现有技术存在应用于重型车辆的助力***输出液压油流量的方式会造成能耗浪费、转向助力不够以及转向时间长的技术问题。
附图说明
图1为本申请实施例提供的助力转向***的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种助力转向***，用于提提高汽车转向时的轻便性和平稳性。
下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
实施例一
请参考图1，本发明提供的助力转向***，包括：液压油箱101，液压油箱101中存储有液压油；
电动转向泵组102，包括并行连接的至少两个电动转向泵1021；
转向器103；
随动器104，与转向器103的两个外部油口相连；
其中，液压油箱101、电动转向泵组102、随动器104与转向器103通过连接管道相连后构成液压回路，电动转向泵组102中各个电动转向泵1021根据当前重型车辆需要的液压流量，各自从液压油箱101抽取与重型车辆需要的液压流量对应的液压油，各个电动转向泵1021抽取的液压油合为一路后通过转向器103的输出摇臂，带动车辆的一侧车轮偏转，同时，液压油通过随动器104的输出摇臂带动车辆的另一侧的车轮偏转，为车辆提供转向助力。这样，并联的电动转向泵1021间可以互不影响，当其中一个电动转向泵1021异常时，整个助力转向***不会受影响，仍可正常工作。
当然，电动转向泵组102可根据重型车辆实际需求的液压流量为每个电动转向泵1021分配需抽取的液压流量，各个电动转向泵1021按分配的液压流量各自从液压油箱101抽取液压油后，所有的电动转向泵1021抽取的液压油总和即为重型车辆实际需求的液压流量，所有的电动转向泵1021抽取的液压油合为一路后通过转向器103的输出摇臂，带动车辆的一侧车轮偏转，同时，液压油通过随动器104的输出摇臂带动车辆的另一侧的车轮偏转，为车辆提供转向助力。这样，电动转向泵组102可以按照需要提供合适的液压油流量，节省能耗，并减少了机身的发热量。
在具体实施过程中，电动转向泵组102包括的并行连接电动转向泵1021的个数可根据实际需要进行设定，在此，本申请不做限定。比如，在需要大流量液压油的车辆，如重型或超重型车辆，设置的电动转向泵1021的个数可以适当增加，需要的流量越大，设置的电动转向泵1021的个数越多。
进一步，液压回路上还设置有电磁换向阀105，用于连接其它***，比如：车辆中的悬架***或冷却液压***，当然，还可以是车辆中其它需要被提供液压油的***，在此，本申请不做限制。电磁换向阀105可以在助力转向***和其它***间换向，在换向至连接的其它***时，为该***提供液压油。现有的电动转向泵流量都不大，一般不超过18L/min，如重型特种越野车等重型车辆的底盘的助力转向***以及其它***需要大流量的液压油源(如30L/min以上)，由于本实施例中的电动转向泵组102包括的并行连接的多个电动转向泵1021，可以为车辆的助力转向***以及其它***提供大流量(如：36L/min)的液压油。
具体的，电磁换向阀105为二位四通电磁换向阀，当液压油经多个电动转向泵1021后合并为一路液压油通过该两位四通电磁换向阀时，该二位四通电磁换向阀在断电状态时通过第一出口给助力转向***提供液压油，该二位四通电磁换向阀在通电状态时通过第二出口给其它***提供液压油，该两位四通电磁换向阀正常情况为断电状态。
进一步，电动转向泵组102中每个电动转向泵1021包括转向电机油泵总成和转向电机控制器。具体的，转向电机油泵总成为双绕组助力转向电机油泵总成，转向电机控制器为双绕组助力转向电机控制器。当然，在具体实施过程中，还可以根据实际需要选择转向电机油泵总成和转向电机控制器，在此，本申请不做限制。并且，电动转向泵组中每个电动转向泵为双源电动转向泵。如：600V/24V双绕组助力转向电机油泵总成，其高压工作电伏为600V，低压工作电伏为24V。电动转向泵默认以高压供电***进行供电，当整车高压供电***出现故障时，可以使用车辆蓄电池的低压电对双绕组助力转向电机油泵总成进行应急供电，而且由于助力转向***中采用多个电动转向泵同时工作，当其中一个泵工作异常，整车的其它泵也能保证助力转向***正常工作。
进一步，本实施例中的助力转向***还包括：车速传感器，与电动转向泵组102连接，车速传感器将检测的当前车速发送至电动转向泵组102中每个电动转向泵1021的转向电机控制器，转向电机控制器基于当前车速控制与之连接的转向电机油泵总成中电机转速，进而控制液压回路中的液压油的流量。
具体的，转向电机控制器中预先存储车速与转向电机油泵总成中电机转速的对应关系，当车速传感器检测的当前车速较快时，表明车辆处于快速转向状态，需要助力转向***提供的转向助力较小，可以根据车速与转向电机油泵总成中电机转速的对应关系确定出与当前车速匹配的电机转速，进而转向电机控制器控制转向电机油泵总成中电机按确定出的电机转速进行转动，进而抽出少量的液压油至液压回路，使得转向器103和随动器104提供合适的转向助力。同时，当车速传感器检测的当前车速较慢时，表明车辆处于原地转向状态，需要助力转向***提供的转向助力较大，可以根据车速与转向电机油泵总成中电机转速的对应关系确定出与当前车速匹配的电机转速，进而转向电机控制器控制转向电机油泵总成中电机按确定出的电机转速进行转动，进而抽出较大量的液压油至液压回路，使得转向器103和随动器104提供合适的转向助力。
由于助力转向***中的电动转向泵组中每个电动转向泵的转向电机油泵总成均由独立的转向电机控制器进行控制，当一个控制器出现故障不会对其它控制器产生干扰，提高了助力转向***的可靠性。
进一步，本实施例中的助力转向***的液压回路上还设置有溢流阀106，溢流阀与转向器103和随动器104并联，用于调节液压回路中液压油的溢流压力。该溢流阀的作用为安全阀，确保转向***压力不超过设定值，保护助力转向***中的各液压元器件不超载。
进一步，电动转向泵组102中每个电动转向泵1021的出油口均设置有单向阀1022。液压油只能单向流动，防止多个电动转向泵在工作时互相影响。
实施例二
本实施例提供一种汽车，该汽车的底盘设置有如实施例一提供的助力转向***，该助力转向***的组成结构以及工作原理已在实施例一种详细阐述，在此，本申请不再赘述。
实施例三
本实施例提供一种汽车，该汽车的底盘设置有如实施例一提供的助力转向***，该助力转向***的组成结构以及工作原理已在实施例一种详细阐述，在此，本申请不再赘述。该汽车还包括悬架***和/或冷却液压***。助力转向***中的液压回路上还设置有电磁换向阀，用于连接悬架***和/或冷却液压***，电磁换向阀可以在助力转向***和悬架***或助力转向***和冷却液压***或助力转向***和悬架***以及冷却液压***间换向，在换向至连接的悬架***或冷却液压***时，为该***提供液压油。
具体的，液压回路上还设置有电磁换向阀105，用于连接车辆中的悬架***和/或冷却液压***，当然，还可以是车辆中其它需要被提供液压油的***，在此，本申请不做限制。当电磁换向阀105连接助力转向***和悬架***或者连接助力转向***和冷却液压***，电磁换向阀105为两向电磁换向阀，可以在两个***间切换，当切换至悬架***或冷却液压***时，电动转向泵组102可以根据切换至的***所需要的液压油量为该***提供液压油。当电磁换向阀105连接助力转向***和悬架***以及冷却液压***，电磁换向阀105为三向电磁换向阀，可以在三个***间切换，当切换至悬架***或冷却液压***时，电动转向泵组102可以根据切换至的***所需要的液压油量为该***提供液压油。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
在本发明实施例的技术方案中，由于助力转向***包括：液压油箱，所述液压油箱中存储有液压油；电动转向泵组，包括并行连接的至少两个电动转向泵；转向器；随动器，与所述转向器的两个外部油口相连；其中，所述液压油箱、所述电动转向泵组、所述随动器与所述转向器通过连接管道相连后构成液压回路，所述电动转向泵组从所述液压油箱吸取液压油在所述液压回路流动，所述液压油通过所述转向器的输出摇臂带动车辆的一侧车轮偏转，以及液压油通过所述随动器的输出摇臂带动所述车辆的另一侧的车轮偏转，为所述车辆提供转向助力。重型车辆中的转向助力***需要的液压流量较大，电动转向泵组中并联了多个电动电动泵，可以根据车辆实际需要的转向助力从液压油箱抽取合适流量的液压油至液压回路，进而抽取的液压油在经过转向器和随动器后，为车辆提供合适的转向助力，可以提高汽车转向时的轻便性和平稳性。有效解决了现有技术存在应用于重型车辆的助力***输出液压油流量的方式会造成能耗浪费、转向助力不够以及转向时间长的技术问题。
进一步地，由于本发明实施例提供的助力转向***的电动转向泵组中每个电动转向泵为双源电动转向泵，当整车高压供电***出现故障，可以使用车辆蓄电池的低压电应急工作，而且由于该***采用多泵同时工作，当其中一个泵工作异常时，整车的其它泵也能保证转向***正常工作，确保了助力转向***的稳定性。
进一步地，由于本发明实施例提供的助力转向***的液压回路上还设置有电磁换向阀，用于连接其它***，可为其它***提供大流量的液压油。
进一步地，由于本发明实施例提供的助力转向***中的电动转向泵组中每个电动转向泵的转向电机油泵总成均由独立的转向电机控制器进行控制，当一个控制器出现故障不会对其它控制器产生干扰，提高***可靠性。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种助力转向***，其特征在于，包括：
液压油箱，所述液压油箱中存储有液压油；
电动转向泵组，包括并行连接的至少两个电动转向泵；
转向器；
随动器，与所述转向器的两个外部油口相连；
其中，所述液压油箱、所述电动转向泵组、所述随动器与所述转向器通过连接管道相连后构成液压回路，所述电动转向泵组根据车辆实际需求的液压流量从所述液压油箱吸取液压油，并为每个电动转向泵分配所需抽取的液压流量，所有的电动转向泵所分配的液压油合为一路后，在所述液压回路流动，所述液压油通过所述转向器的输出摇臂带动车辆的一侧车轮偏转，以及液压油通过所述随动器的输出摇臂带动所述车辆的另一侧的车轮偏转，为所述车辆提供转向助力，所述车辆为重型车辆；
车速传感器，与所述电动转向泵组连接，所述车速传感器将检测的当前车速发送至所述电动转向泵组中每个电动转向泵的转向电机控制器，所述转向电机控制器基于所述当前车速控制与之连接的转向电机油泵总成中电机转速，进而控制所述液压回路中的液压油的流量。
2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述液压回路上还设置有电磁换向阀，用于连接其它***，所述电磁换向阀可以在所述助力转向***和所述其它***间换向，在换向至连接的其它***时，为该***提供液压油。
3.如权利要求2所述的***，其特征在于，所述电磁换向阀为二位四通电磁换向阀。
4.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述电动转向泵组中每个电动转向泵包括转向电机油泵总成和转向电机控制器。
5.如权利要求4所述的***，其特征在于，所述转向电机油泵总成为双绕组助力转向电机油泵总成，所述转向电机控制器为双绕组助力转向电机控制器，所述电动转向泵组中每个电动转向泵为双源电动转向泵。
6.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述电动转向泵组中每个电动转向泵的出油口均设置有单向阀。
7.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述液压回路上还设置有溢流阀，所述溢流阀与所述转向器和所述随动器并联，用于调节所述液压回路中液压油的溢流压力。
8.一种汽车，其特征在于，包含如权利要求1-7中任一权利要求所述的助力转向***。
9.一种汽车，包括悬架***和/或冷却液压***，其特征在于，还包括助力转向***，其中，所述助力转向***具体包括：
液压油箱，所述液压油箱中存储有液压油；
电动转向泵组，包括并行连接的至少两个电动转向泵；
转向器；
随动器，与所述转向器的两个外部油口相连；
其中，所述液压油箱、所述电动转向泵组、所述随动器与所述转向器通过连接管道相连后构成液压回路，所述电动转向泵组根据车辆实际需求的液压流量从所述液压油箱吸取液压油，并为每个电动转向泵分配所需抽取的液压流量，所有的电动转向泵所分配的液压油合为一路后，在所述液压回路流动，所述液压油通过所述转向器的输出摇臂带动车辆的一侧车轮偏转，以及液压油通过所述随动器的输出摇臂带动所述车辆的另一侧的车轮偏转，为所述车辆提供转向助力，所述车辆为重型车辆；
车速传感器，与所述电动转向泵组连接，所述车速传感器将检测的当前车速发送至所述电动转向泵组中每个电动转向泵的转向电机控制器，所述转向电机控制器基于所述当前车速控制与之连接的转向电机油泵总成中电机转速，进而控制所述液压回路中的液压油的流量；
所述液压回路上还设置有电磁换向阀，用于连接所述悬架***和/或所述冷却液压***，所述电磁换向阀可以在所述助力转向***和所述悬架***或所述助力转向***和所述冷却液压***或所述助力转向***和所述悬架***以及所述冷却液压***间换向，在换向至连接的所述悬架***或所述冷却液压***时，为该***提供液压油。
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