一种车辆转向系统、新能源汽车及转向方法与流程

本发明涉及交通工具技术领域，尤其涉及一种车辆转向系统、新能源汽车及转向方法。

背景技术：

随着能源的不断枯竭和环境污染的严重，新能源汽车因污染小、噪音小、节能等优点备受用户推崇，新能源汽车主要以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶。

然而，由于车载电源的容量有限，而且国内充电设施建设滞后，充电桩缺乏以及车载电源充电较慢等因素造成新能源汽车不能大面积推广应用。另外造成新能源汽车不能大面积推广应用的原因是续航里程较短，严重影响用户的正常出行。同时，新能源汽车主要依靠电动助力转向泵实现汽车转向，即利用电能实现汽车转向，导致能耗较高，也会降低续航能力，降低整车用电效率。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的以上技术问题，本发明提供一种车辆转向系统、新能源汽车及转向方法，能够减少电动助力转向系统使用频率，降低能耗，提高整车经济性。

本发明提供一种车辆转向系统，应用于新能源汽车；该系统包括：压力蓄能总成、转向液压油箱和传动机构；

所述传动机构连接汽车的传动轴，用于从传动轴回收动力，利用回收的动力将所述转向液压油箱中的转向液压油加压到所述压力蓄能总成；

所述压力蓄能总成，用于将加压后的转向液压油提供给汽车上的转向器，实现转向。

优选地，所述传动机构包括：传动轴上齿轮、取力过渡轮和取力驱动轮；

所述传动轴上齿轮与所述汽车的传动轴连接；

所述取力过渡轮连接所述传动上齿轮；

所述取力驱动轮连接所述取力过渡轮。

优选地，该系统还包括：柱塞变量泵；

所述取力驱动轮利用所述回收的动力为所述柱塞变量泵提供动力；

所述柱塞变量泵，用于将所述转向液压油箱中的转向液压油加压到所述压力蓄能总成。

优选地，该系统还包括：整车控制器、以及连接于所述压力蓄能总成与所述传动机构之间的电磁离合器；

所述压力蓄能总成包括压力蓄能器和压力传感器；

所述压力传感器，用于测量所述压力蓄能器中的压力；并将所述压力蓄能器中的压力发送所述整车控制器；

所述整车控制器，用于判断所述压力蓄能器中的压力大于第一预设压力时，控制所述电磁离合器断开；判断所述压力蓄能器中的压力小于或等于第一预设压力且判断汽车处于制动或滑行状态时，控制所述电磁离合器闭合。

优选地，该系统还包括溢流阀；

所述溢流阀连接于所述压力蓄能总成和所述转向液压油箱之间。

优选地，该系统还包括：整车控制器和电磁控制阀；

所述电磁控制阀连接在所述压力蓄能总成和所述转向器之间；

所述整车控制器，用于控制所述电磁控制阀闭合，以使所述压力蓄能总成将加压后的转向液压油提供给所述转向器。

优选地，该系统还包括：稳压阀；

所述稳压阀连接在所述电磁控制阀和所述转向器之间；

所述稳压阀，用于将所述压力蓄能总成加压后的转向液压油进行稳压后提供给所述转向器。

优选地，所述整车控制器还用于判断所述压力蓄能器中的压力大于第二预设压力时，关闭电动助力转向泵；所述第二预设压力小于所述第一预设压力。

优选地，所述整车控制器还用于判断电动助力转向泵失效时，控制所述电磁离合器闭合，关闭动力电池能量回收功能。

本发明还提供一种新能源汽车，包括所述的车辆转向系统，还包括：动力电池和电机。

本发明还提供一种车辆转向方法，应用于所述的车辆转向系统，包括：

当需要转向时，控制所述压力蓄能总成将加压后的转向液压油提供给汽车上的转向器，实现转向；所述压力蓄能总成中的转向液压油是利用从汽车传动轴回收的动力将所述转向液压油箱中的转向液压油加压到所述压力蓄能总成。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

本发明提供的车辆转向系统，包括压力蓄能总成、转向液压油箱和传动机构；传动机构与汽车的传动轴连接，从传动轴回收动力，利用回收的动力将转向液压油箱中的转向液压油加压到压力蓄能总成；压力蓄能总成将加压后的转向液压油提供给汽车上的转向器，实现转向。

因此，通过本发明提供的系统，传动机构可以利用回收的动力将转向液压油加压存储到压力蓄能总成，当汽车需要转向时，可以通过压力蓄能总成向汽车的转向器提供加压后的转向液压油，使得汽车实现转向，无需通过电动助力转向泵，减少使用电动助力转向泵的频率，降低新能源汽车上动力电池的电能消耗，从而提高新能源汽车的续航能力以及整车经济性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种车辆转向系统结构图；

图2为本发明一实施例提供的一种车辆转向系统另一结构图；

图3为本发明一实施例提供的一种压力蓄能器加压蓄能方法流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

发明人在研究中发现，现有的新能源汽车主要依赖于电动助力转向泵实现汽车转向，在使用电动助力转向泵实现转向时，会消耗新能源汽车上动力电池的电量，造成新能源汽车续航能力较差以及使整车经济性降低。

基于此，本发明实施例提供了一种车辆转向系统，具体的，该系统包括压力蓄能总成、转向液压油箱和传动机构；传动机构与汽车的传动轴连接，从传动轴回收动力，利用回收的动力将转向液压油箱中的转向液压油加压到压力蓄能总成；压力蓄能总成将加压后的转向液压油提供给汽车的转向器，实现转向。可见，通过本发明实施例提供的车辆转向系统，可以通过压力蓄能总成将加压后的转向液压油提供给汽车的转向器，实现转向，减少了对电动助力转向系统的使用频率，降低能耗，提供汽车的续航能力。

下面将结合附图1对本发明示例性实施例示出的车辆转向系统进行介绍。

参见图1，为本发明一实施例提供的车辆转向系统结构图，应用于新能源汽车。

本实施例提供的车辆转向系统100包括：传动机构101、转向液压油箱102和压力蓄能总成103；

传动机构101，连接汽车的传动轴，用于从传动轴回收动力，利用回收的动力将所述转向液压油箱102中的转向液压油加压到所述压力蓄能总成103。

可以理解是，汽车在制动过程中或者滑行过程中可以回收动力，因此，本实施例中从汽车的传动轴回收动力，将回收的动力用于转向。该转向并没有消耗汽车上动力电池的电量。

压力蓄能总成103，用于将加压后的转向液压油提供给汽车上的转向器，实现转向。

其中，汽车为新能源汽车，包括纯电动汽车和混合动力汽车。

该转向系统可以应用在以上类型的车辆上，以便实现本发明中利用压力蓄能总成释放压力给转向器，实现转向的功能。

在本实施例中，传动机构101可通过齿轮与传动轴连接，也可以通过皮带与传动轴连接，具体连接方式可以根据汽车的实际情况决定，在此不做限定。

通过本实施例提供的车辆转向系统，传动机构从汽车的传动轴上回收动力，利用回收的动力将转向液压油箱中的转向液压油加压到压力蓄能总成，当汽车需要转向时，压力蓄能总成将加压后的转向液压油提供给转向器，实现汽车转向，一方面，减少了使用电动助力转向系统的频率，降低动力电池的电能；另一方面，增加了汽车续航能力，提高整车经济性。

上述实施例介绍了车辆转向系统功能实现，下面结合图2对上述车辆转向系统中压力蓄能总成、转向液压油箱和传动机构的具体组成进行详细介绍。

参见图2，为本发明一实施例提供的车辆转向系统另一结构图。

本实施例中，传动机构包括：传动轴上齿轮7、取力过渡轮8和取力驱动轮9。

所述传动轴上齿轮7与所述汽车的传动轴10连接；所述取力过渡轮8连接所述传动轴上齿轮7；所述取力驱动轮9连接所述取力过渡轮8。

在本实施例中，传动机构采用齿轮实现，具体地，采用传动轴上齿轮7实现与传动轴10的连接，取力过渡轮8从传动轴回收动力，取力驱动轮9将利用回收的动力驱动转向液压油箱102中的转向液压油存储到压力蓄能总成。

在一些实施方式中，该系统还包括：柱塞能量泵2；

所述取力驱动轮9利用所述回收的动力为所述柱塞变量泵2提供动力；所述柱塞变量泵2，用于将所述转向液压油箱3中的转向液压油加压到所述压力蓄能总成。

在具体实现时，取力驱动轮9利用回收的动力驱动柱塞能量泵2工作，将转向液压油箱3中转向液压油加压存储到压力蓄能总成中，以便当汽车需要转向时，压力蓄能总成可以将将加压后的转向液压油提供给转向器15，实现转向。

在一些实施方式中，该系统还包括：整车控制器11、以及连接于所述压力蓄能总成与所述传动机构之间的电磁离合器1；

所述压力蓄能总成包括压力蓄能器12和压力传感器(未示出)；所述压力传感器，用于测量所述压力蓄能器12中的压力；并将所述压力蓄能器12中的压力发送所述整车控制器11；

所述整车控制器11，用于判断所述压力蓄能器12中的压力大于第一预设压力时，控制所述电磁离合器1断开；判断所述压力蓄能器12中的压力小于或等于第一预设压力且判断汽车处于制动或滑行状态时，控制所述电磁离合器1闭合。

其中，压力蓄能总成还可以根据实际需求包括其他的装置，本发明实施例在此不做限定。

电磁离合器1被整车控制器11控制是否利用回收的动力对压力蓄能器12进行加压储能处理。

在具体实现时，电磁离合器1连接于柱塞能量泵2与传动机构中取力驱动轮9之间。

具体地，整车控制器11控制电磁离合器1闭合时，取力驱动轮9通过回收的动力驱动柱塞能量泵2工作，将转向液压油箱中的转向液压油加压存储到压力蓄能器12中。

其中，压力传感器测量压力蓄能器12中的压力，并将测量结果发送给整车控制器11，以便整车控制器11根据测量结果控制电磁离合器1的断开或闭合。

在实际应用中，压力传感器可实时测量压力蓄能器12中的压力，也可根据预设测量周期进行周期性测量，其中，预设测量周期可以设定为2分钟或5分钟等，具体可以根据实际情况进行设定。

在本实施例中，第一预设压力为整车器设定的第一压力阈值，具体值设定可以根据汽车实际驾驶情况设定，为便于解释说明，所述第一预设压力为P1，压力传感器将测量的压力蓄能器12当前压力P0发送给整车控制器11，整车控制器11判断P0和P 1的大小，如果P0大于P1，则整车控制器11控制电磁离合器1断开，不再向压力蓄能器中加压储能，整车控制器11根据车辆运行情况控制压力蓄能器12释放压力给转向器，使车辆实现转向；如果P0小于等于P1且当前汽车处于制动或滑行状态，则整车控制器11控制电磁离合器1闭合，使得取力驱动轮9利用回收的动力驱动柱塞能量泵2工作，将转向液压油箱中的转向液压油加压存储到压力蓄能器12中。

在一些实施方式中，所述整车控制器11还用于判断所述压力储能器12中的压力大于第二预设压力时，关闭电动助力转向泵17；所述第二预设压力小于所述第一预设压力。

其中，第二预设压力为整车器设定的第二压力阈值，具体值的设定可以根据汽车实际驾驶情况设定。

为便于解释说明，所述第二预设压力为P2，压力传感器将测量的压力蓄能器12当前压力P0发送给整车控制器11，整车控制器11判断P0和P2的大小，如果P0大于P2，关闭电动助力转向系统，整车控制器11根据车辆运行情况控制压力蓄能器12释放压力给转向器，使车辆实现转向；如果P0小于等于P2且当前汽车处于制动或滑行状态，则整车控制器11控制电磁离合器1闭合，使得取力驱动轮9利用回收的动力驱动柱塞能量泵2工作，将转向液压油箱中的转向液压油加压存储到压力蓄能器12中，直至压力蓄能器12中的压力为P1。

需要说明的是，汽车在启动时启用本发明实施例提供的车辆转向系统，在汽车正常行驶中，如果压力蓄能器12中的压力大于P2，则汽车可以关闭电动助力转向泵17，当汽车需要转向时，利用压力蓄能器12实现助力转向功能，从而减少了对电动助力转向泵的使用频率，降低能耗，提高汽车续航能力。如果压力蓄能器12中的压力较低，无法提供转向动力，则可以开启电动助力转向泵，利用电动助力转向泵17实现助力转向。

此外，当压力蓄能器中的压力大于P2且小于P1时，整车控制器可以控制电磁离合器闭合，以使得取力驱动轮驱动柱塞变量泵工作，将转向液压油箱中的转向液压油加压存储到压力蓄能器中，与此同时，如果汽车需要转向，则整车控制器可以电磁控制阀闭合，压力蓄能器将加压后的转向液压油经稳压阀后输送给转向器，为汽车提供助力转向。也就是说，压力蓄能器可以一边加压蓄能，一边释放转向液压油给转向器，实现转向。

在一些实施方式中，该系统还可以包括：溢流阀13；所述溢流阀13连接于所述压力蓄能总成和所述转向液压油箱之间。

在具体实现时，溢流阀13连接于压力蓄能器12和转向液压油箱3之间。当压力蓄能器12中压力较大时，整车控制器11可以控制压力蓄能器12将转向液压油通过溢流阀13返回至转向液压油箱中，提高转向液压油的利用率。

在一些实施方式中，该系统还包括：整车控制器11和电磁控制阀14；所述电磁控制阀14连接在所述压力蓄能总成和所述转向器之间；所述整车控制器11，用于控制所述电磁控制阀14闭合，以使所述压力蓄能总成将加压后的转向液压油给所述转向器15。

其中，电磁控制阀14用于被整车控制器11控制是否需要压力蓄能器12向转向器15提供转向动力。

在具体实现时，电磁控制阀14连接于压力蓄能器12和转向器15之间，当汽车需要转向时，整车控制器11控制电磁控制阀14闭合，压力蓄能器12通过电磁控制阀14将释放的压力提供给转向器15，以实现汽车转向。

在一些实施方式中，该系统还包括稳压阀16；所述稳压阀16连接在所述电磁控制阀14和所述转向器15之间；所述稳压阀16，用于将所述压力蓄能总成将加压后的转向液压油进行稳压后提供给所述转向器15。

其中，稳压阀16用于对进口的压力进行稳压处理，保证稳压后的压力保持在一定范围内，在进口压力不断变化的情况下，保持出口压力在设定的范围内，保护转向器15不被损坏，可以正常工作。

在具体实现时，当汽车需要转向时，整车控制器11控制电磁控制阀14闭合，压力蓄能器12将加压后的转向液压油经电磁控制阀14进入稳压阀16进行稳压处理，稳压阀16将稳压后获得压力恒定的转向液压油输送给转向器15，为汽车提供助力转向，完成转向操作。

在一些实施方式中，所述整车控制器11还用于判断电动助力转向泵17失效时，控制所述电磁离合器1闭合，关闭动力电池能量回收功能。

其中，电动助力转向泵17用于在汽车需要转向时，利用电机产生的动力给转向器提供助力，实现车辆转向。

在具体实现时，如果电动助力转向泵17失效，整车控制器11控制电磁离合器1闭合，关闭动力电池能量回收功能，将全部可回收的动力全部用来给压力蓄能器12加压，再由压力蓄能器12将加压后的转向液压油经稳压阀16为汽车转向器15提供动力，供汽车转向使用。

在电动助力转向泵失效的情况下，通过关闭动力电池能量回收功能，避免可回收动力被浪费，使可回收的动力全部用于压力蓄能器的蓄能，保证压力蓄能器处于可工作状态。

另外，本实施例提供的系统还包括第一单向阀4和第二单向阀5，第一单向阀4和第二单向阀5均为单向导通阀，其中第一单向阀4只能从柱塞变量泵2向压力蓄能器12方向导通，第二单向阀5只能从电动助力转向泵17向转向器15导通。

通过本实施例提供的车辆转向系统，整车控制器控制电磁离合器闭合，取力驱动轮利用回收的动力驱动柱塞变量泵工作，将转向液压油箱中的转向液压油加压存储到压力蓄能器中，当汽车需要转向时，整车控制器控制电磁控制阀闭合，压力蓄能器将将加压后的转向液压油经稳压阀稳压后提供给转向器，实现汽车转向功能。一方面，减少了使用电动助力转向系统的频率，降低能耗；另一方面，增加了汽车续航能力，提高整车经济性。

此外，当电动助力转向泵失效时，整车控制器关闭动力电池能量回收功能，使得全部可回收的功力用来给压力蓄能器加压蓄能，充分利用可回收动力，保证压力蓄能器处于可工作状态，为转向器提供动力，供汽车转向使用。

下面对本发明实施例提供的系统对应的方法进行介绍，该方法可以应用于图1和图2所示的车辆转向系统中，该方法包括：

当需要转向时，控制所述压力蓄能总成将加压后的转向液压油提供给汽车上的转向器，实现转向；所述压力蓄能总成中的转向液压油是利用从汽车传动轴回收的动力将所述转向液压油箱中的转向液压油加压到所述压力蓄能总成。

其中，压力蓄能总成可以包括压力蓄能器和压力传感器；压力蓄能器用于存储转向液压油；压力传感器用于测量压力蓄能器中的压力，并将测量的压力发送给整车控制器。

在具体实现时，当汽车需要转向且压力蓄能器中的压力大于一定的压力阈值，则整车控制器控制电磁控制阀闭合，压力蓄能器将加压后的转向液压油经稳压阀稳压后，输送给转向器，为车辆提供动力，实现转向，无需利用电动助力转向泵为转向器提供转向动力，从而减少了对电动助力转向泵的使用频率，降低能耗，提高整车续航能力以及经济性。

为便于理解，下面结合图3对压力蓄能器加压蓄能过程进行详细介绍。

参见图3，为本发明实施例提供的一种压力蓄能器加压蓄能方法流程图，该方法包括：

S301：压力传感器将测量压力蓄能器中的压力发送给整车控制器。

S302：整车控制器判断压力蓄能器的压力是否大于P1；如果是，执行步骤S305；如果否，执行步骤S303。

其中，本实施例中P1的含义与上述系统实施例中的含义相同，为整车器设定的第一压力阈值，具体阈值P1的设定可以参见上述实施例，在此不再赘述。

S303：整车控制器判断车辆是否处于滑行或制动状态，如果是，执行步骤S304；如果否，执行步骤S305。

其中，车辆处于滑行或制动状态时为能量回收模式，在该模式下，传动机构从传动轴回收动力。在具体实现时，传动机构可以包括：传动轴上齿轮、取力过渡轮和取力驱动轮，其中，各个装置的功能实现可以参见图2所示系统实施例中的具体实现，在此不再赘述。

S304：整车控制器控制电磁离合器闭合，利用回收的动力将转向液压油箱中的转向液压油加压存储到压力蓄能器中。

当车辆处于能量回收模式，整车控制器控制电磁离合器闭合，取力过渡轮和取力驱动轮利用回收的动力带动柱塞能量泵工作，将转向液压油箱中转向液压油加压存储到压力蓄能器中。

S305：整车控制器控制电磁离合器分开。

需要说明的是，当车辆处于正常行驶时或者压力蓄能器中的压力大于P1时，则整车控制器可以控制电磁离合器分开，不再为压力蓄能器加压蓄能。

通过本发明实施例提供的压力蓄能器加压蓄能的方法，整车控制器通过控制电磁离合器的闭合，利用回收的动力驱动柱塞能量泵工作，将转向液压油箱中的转向液压油加压存储到压力蓄能器。当汽车需要转向时，整车控制器控制电磁控制阀闭合，压力蓄能器将加压后的转向液压油经稳压阀稳压后，输送给转向器，实现车辆转向，无需利用电动助力转向泵为转向器提供转向动力，从而减少了对电动助力转向泵的使用频率，降低能耗，提高整车续航能力以及经济性。

本发明实施例还提供一种新能源汽车，该汽车包括以上实施例提供的转向系统，还包括动力电池和电机。

拥有该转向系统的新能源汽车，可以使用该转向系统为车辆提供转向，从而节省车辆上的电动助力转向泵，减少动力电池的能耗，增加新能源汽车的续航里程。

可以理解的是，新能源汽车可以为纯电动汽车，也可以为混合动力汽车。其中当新能源汽车为混合动力汽车时，混合动力汽车上没有发动机转向泵，即发动机不提供转向动力。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。