[发明专利]凸轮式助力可调的液压助力转向系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及液压助力转向系统，尤其涉及一种凸轮式助力可调的液压助力转向系统及其控制方法。

背景技术

用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置称为汽车转向系统。汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要，因此汽车转向系统的零件都称为保安件。最早开发出来的转向系统为机械转向系统。机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源，其中所有传力件都是机械的。当转向负荷较大时，仅靠驾驶员的体力作为转向能源则难以顺利转向且操纵费力。

为此，在机械转向系统的基础上加设一套转向加力装置而形成助力转向系统。转向加力装置减轻了驾驶员操纵转向盘的作用力。转向能源来自驾驶员的体力和发动机(或电动机)，其中发动机占主要部分。正常情况下，驾驶员能轻松地控制转向。

助力转向系统中的液压助力转向系统是目前使用最广泛的一种，在中国专利号为2008201746758，名称为“单缸液压转向助力系统”的专利文献中公开了一种目前最典型的液压助力转向系统，该转向系统包括油壶、液压助力转向器、转向油泵、连接在液压助力转向器上的转向盘、通过液压助力转向器驱动的拉杆和与拉杆连接的转向轮，具体工作过程为：发动机驱动转向油泵转动，油泵将油壶内的油加压后输送到液压助力转向器，油再回流到油壶。液压助力转向器包括左腔和右腔，驾驶员通过转向盘的转动来控制转向油泵输出的高压油流进转向器的左腔或右腔，当车辆直行时，不需要打方向盘，此时高压的转向油同时进入液压助力转向器的左腔和右腔，液压助力转向器左腔、右腔此时压强相等，此时不助力；当车辆需要左转时，驾驶员向左转动转向盘（方向盘），此时高压的转向油进入液压助力转向器的右腔，由于液压助力转向器右腔的压强大于左腔，高压的转向油推到活塞向左移动，左移的过程中通过拉杆带动转向轮向左转动，车辆实现左转；当车辆需要右转时，驾驶员向右转动方向盘，此时高压的转向油进入液压助力转向器的左腔，由于液压助力转向器左腔的压强大于右腔，高压的转向液使活塞向右移动，活塞通过拉杆带动转向轮右转，车轮实现右转；以上液压助力转向系统有以下不足：由于转向油泵是通过发动机进行直接驱动的，当发动机怠速或车速比较低时，由发动机直接带动的转向油泵的转速也低，此时转向油泵输出的转向液的压强并不大，提供给液压助力转向器的助力也不大，故在车辆在发动机怠速或车辆低速时的转向轻便性不足；当车辆在高速行驶时，发动机转速较高，由发动机直接带动的转向油泵的转速也高，此时转向油泵输出的转向液压强比较大，提供给液压助力转向器的助力也比较大，导致高速时方向盘打飘，难以操控。

为解决液压助力系统所存在的上述不足，设计出了电子液压助力转向系统即电控液压助力转向系统，其工作方式为采用电机直接带动动力转向油泵，动力转向油泵将产生的高压转向液直接为液压助力转向器提供助力，来实现对转向系统的助力，其电机的电能由车载蓄电池提供，电机受ECU直接控制，ECU根据车速的不同，按预先编好的程序对电动机的电流进行控制，车速低时，ECU给电动机的电流大，电动机转速高，动力转向油泵转速高，产生的转向液压强大，提供给齿条的助力大，此时方向盘越轻便，车速高时，ECU给电动机的电流小，电动机转速低，转向油泵转速低，产生的转向液压强小，提供给齿条的助力小，此时方向盘越沉重，增加了车辆在高速时的操纵稳定性。但是由于驱动转向油泵的电动机通过车载蓄电池供电且耗电量大，造成车载蓄电池负载较大，影响车载蓄电池的使用寿命。

发明内容

本发明提供了一种助力大小可按照需要进行调整的且耗电量少的凸轮式助力可调的液压助力转向系统及其控制方法，解决了现有的液压助力系统高速转向时会发飘、低速转向时轻便性不够的问题和电子液压助力系统会导致车载蓄电池负载大的问题。