[发明专利]一种汽车液压助力主动转向器

说明书

技术领域

本发明涉及汽车转向技术领域，具体是指一种汽车液压助力主动转向器。

背景技术

汽车转向技术经历了：传统机械式转向系统、液压助力转向系统(Hydraulic Power Steering System，简称HPS系统)、电控液压动力转向系统(Electronic Control Hydraulic Power Steering System，简称ECHPS系统)，发展到现在正推广应用的电动液压动力转向系统(Electro-Hydraulic Power Steering System，简称EHPS系统)和电动助力转向系统(Electric Power Steering System，简称EPS系统)。而操稳性和安全性能更优的主动转向系统是目前世界研究热点。同时上述各种系统目前都在不同领域应用，并在原基础上不断得到创新。

“主动转向”是指：除了驾驶员的转向操作外，汽车自身也具有转向功能，即通过主动对车轮转向角的调节，提高车辆的稳定性、主动安全性和操纵舒适性。具体表现在：(1)变传动比转向操作。一直以来，汽车转向操纵的传动比(方向盘转角与转向轮转角的比值)是固定的，但人们期望的理想转向特性是：传动比能够随着车速的不同而改变。当车速较低时取较小的传动比，使操纵灵敏快捷，车速较高时取较大传动比，使操纵稳定。(2)通过强行主动转向方法控制车辆的横摆稳定性。到目前为止，控制车辆的的横向稳定主要是利用各轮胎的纵向力控制实现，例如DYC、ESP等电子稳定系统。而利用主动转向方法则更为直接有效。例如在转弯的极限工况下(达到倾翻状态)，通过主动转向控制可防止翻车事故。(3)针对较滑路面进行主动控制，车辆在较滑的路面行驶容易出现侧滑、甩尾、翻车等情况，通过主动转向可以及时校正车辆保持方向。(4)可自动校正转向过度或者转向不足的情况。

主动转向系统主要有两种类型：①机械式叠加转向；②线控转向。

线控转向系统(Steer by Wire system，简称SBW系统)基本组成是：方向盘，回正电机，控制器，转向驱动电机，转向器。其中：电机通过传动机构给方向盘提供回正旋转力矩或施加转动阻力矩；转向驱动电机给转向器提供转向力矩驱动车轮转向；控制器用网络线路与电机、转向驱动电机以及各种传感器(包括方向盘的转角和转矩传感器、车速传感器、转向车轮转角传感器等)连接。工作原理是：控制器根据所有传感器的信号作出判断，算出需要的车轮转向角和方向盘需要的回正旋转力矩或转动阻力矩，控制电机以实现转向要求。SBW系统的优点是：取消了方向盘和转向器之间的机械连接，占据空间小，便于布置，路面的冲击也不会直接传到驾驶员手上。缺点是：安全性差，由于取消了机械连接，当系统出现故障时(例如断电)司机无法操纵转向，容易导致交通事故。线控转向系统到目前为止还没有进入实用。

图1为目前市场上出现的一种汽车主动转向系统，它是一种机械式叠加转向系统，已经投入实用，方法是将方向盘1到转向器3之间增加一个主动转向驱动装置2，成为双自由度驱动。工作原理是：当转动方向盘1时，如果主动转向驱动装置2不动，则与普通转向操纵相同。若方向盘1不动，主动转向驱动装置2驱动时，按主动转向驱动的转速和转角驱动转向器3，若方向盘1和主动转向驱动装置2同时转动时，输出为两者之和，可以实现变传动比输出。该转向系统的优点是：①在主动转向控制部分出现故障时可以自动锁住，仍可以像普通的转向器一样正常操作，安全性好；②具有继承性，可以在现有转向器基础上，增加主动转向驱动部分。宝马公司采用的是液压助力转向和电机驱动主动转向的混合驱动系统，该系统的不足是：主动转向传动机构体积大，占用较大空间，对于在车内的空间布置有影响；液压和电机驱动两套系统并用，成本高。

图2为目前市场上出现的另一种液压驱动的主动转向系统，工作原理是：当若油缸4不动，单独转动方向盘1时，与普通转向操作相同。若方向盘1不动，油缸4单独推动转向器3沿滑轨5平移、推动转向拉杆6移动时，也可实现车轮转向。若方向盘1和油缸4同时动作时，输出车轮的转向角为两者的叠加。该转向系统的优点是：结构简单，当液压主动转向系统出现故障时，油缸被自动锁住，仍可以像普通的转向器一样正常操作，安全性好。该系统的不足是：滑轨的密封是个薄弱点，油缸占据较大空间，不易布置。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种结构简单、成本低、液压助力与液压主动转向集成在一起的汽车液压助力主动转向器。

本发明的目的可通过如下技术方案来实现：