商用车电动液压助力转向装置及使用方法与流程

本发明涉及车用液压转向系统，尤其涉及一种商用车电动液压助力转向装置及使用方法，具体适用于电动商用车，且能增强转向操纵效果。

背景技术：

目前，汽车市场对电动商用车的需求越来越大，尤其是电动卡车，但由于电动卡车转向系统不同于常规发动机卡车，电动卡车没有发动机带的转向泵，失去了液压动力源，故只能考虑配置新的动力源以提供转向所需的液压助力，故，急需对现有的商用车的液压转向系统进行改进，以适用于电动商用车。

授权公告号为cn204055378u，授权公告日为2014年12月31日的实用新型专利公开了一种纯电动车双转向系统及纯电动车，包括驱动电机、取力器、电动转向油路和应急转向油路，电动转向油路包括依次连接的转向油罐、电动转向油泵、应急阀、转向机和转向油缸，应急转向油路包括转向油罐和应急转向油泵，应急转向油泵的出油口与应急阀的进口连通，应急转向油泵采用机械液压助力泵，该机械液压助力泵通过取力器与驱动电机连接。虽然该设计将动力电池的电全部用在驱动电机上，比分流再用到电压缩机上会减少一次变压变流的损耗，提高了整车的节能效果，但其仍旧具有以下缺陷：

首先，该设计中的液压转向系统包括转向油罐、转向机、电动转向油泵、转向油缸，其中，转向油缸作为转向液压油的中转站，为核心部件，其导致在转向油罐、转向机、电动转向油泵之间不构成闭环的转向液压油路循环，不利于在现有的电动商用车上推广应用，此外，零部件数量较多，需要较多的安装空间，进一步加大了应用的难度；

其次，该设计作为核心的转向油缸，以及重要组成部分的电动转向油泵都缺乏控制设施，可调性较弱，转向操纵效果较差。

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的不适用于电动商用车、转向操纵效果较差的缺陷与问题，提供一种适用于电动商用车、转向操纵效果较好的商用车电动液压助力转向装置及使用方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种商用车电动液压助力转向装置，包括转向油罐、转向机与转向泵，且转向油罐与转向泵油路相通；

所述商用车电动液压助力转向装置还包括控制器，且转向泵为电动转向泵；所述转向油罐的出油口经进油管路与电动转向泵的进油口相通，电动转向泵的出油口经高压管路与转向机的进油口相通，转向机的出油口经低压管路与转向油罐的进油口相通，且电动转向泵经控制线路与控制器进行电连接。

所述电动转向泵包括电机与机械泵，电机经柔性联轴器与机械泵相连接。

所述转向油罐经进油管路与机械泵的机械进油口相通，机械泵的机械出油口经高压管路与转向机相通；所述电机经控制线路与控制器进行电连接。

所述控制器的输入端经can总线连接线路与整车can总线相连接，所述控制器的输入端经高压连接线路与整车动力电池相连接，所述控制器的输出端经控制线路与电动转向泵进行电连接。

所述高压连接线路向控制器输出直流电，所述控制线路向电动转向泵输出交流电。

所述低压管路为钢管制作，所述高压管路包括钢管段与软管段，电动转向泵的出油口依次经软管段、钢管段后与转向机的进油口相通，且软管段的直径大于钢管段的直径。

所述转向机经转向机支架与车架左纵梁的外侧面相连接，车架左纵梁的内侧面经车架横梁与车架右纵梁的内侧面相连接，车架左纵梁、车架右纵梁的顶部与上框架支架单元相连接，上框架支架单元的下方设置有与车架横梁相平行的下框架支架单元，该下框架支架单元的两端与车架左纵梁、车架右纵梁的内侧面相连接，且上框架支架单元与转向油罐、控制器相连接，下框架支架单元与电动转向泵相连接，高压管路、低压管路经管路夹具与车架横梁的顶部相连接。

所述上框架支架单元包括与车架横梁相平行的前u型梁、中u型梁、后u型梁，前u型梁、中u型梁、后u型梁的底部两端都与车架左纵梁、车架右纵梁的顶部相连接，前u型梁、中u型梁、后u型梁的顶部都向上拱起；所述前u型梁的中部经前一梁与中u型梁中部的一面相连接，中u型梁中部的另一面经后三梁、后四梁与后u型梁的中部相连接，前一梁与转向油罐相连接，后三梁、后四梁与控制器相连接；所述下框架支架单元包括一字梁与梁连接座，所述一字梁的两端各经一个梁连接座分别与车架左纵梁、车架右纵梁的内侧面相连接，一字梁的中部经左底纵梁、右底纵梁与车架横梁的中部相连接，左底纵梁、右底纵梁的顶面与底一横梁、底二横梁的底面相连接，底一横梁、底二横梁的顶面与电动转向泵相连接。

一种上述商用车电动液压助力转向装置的使用方法，所述使用方法包括至少一次转向液压油的循环，一次转向液压油的循环包括以下步骤：

转向液压油先从转向油罐经进油管路流入电动转向泵中进行增压，增压后的转向液压油再从电动转向泵中流出，并经高压管路流入转向机中，作用于转向机后的转向液压油经低压管路回到转向油罐以完成一次转向液压油的循环，其中，转向液压油在电动转向泵的增压由控制器通过控制线路进行控制。

所述控制器通过控制线路进行控制包括以下两种工艺中的任意一种或两种的结合：

第一种工艺：整车can总线经can总线连接线路决定控制器是否工作及控制器输出的电压和频率，以调节电动转向泵的工作时间及转速；

第二种工艺：整车动力电池经高压连接线路向控制器输入高压直流电，高压直流电经控制器变成交流电，控制器再经控制线路向电动转向泵输入交流电以驱动电动转向泵工作，交流电的频率决定了电动转向泵中的电机转速，电机决定电动转向泵中的机械泵的转速，进而对机械泵内转向液压油的增压进行控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明商用车电动液压助力转向装置及使用方法中，将电动转向泵作为液压动力源，以使得转向油罐、液压动力源、转向机构成一个闭环的转向液压油路循环，从而适用于电动商用车，同时，还增设有控制器对电动转向泵进行控制，以调整电动转向泵输出液压油的流量，增强转向操纵的轻便性。因此，本发明不仅适用于电动商用车，而且转向操纵效果较好。

2、本发明商用车电动液压助力转向装置及使用方法中，控制器的输入端经can总线连接线路与整车can总线相连接，同时，控制器的输入端经高压连接线路与整车动力电池相连接，使用时，整车can总线、整车动力电池经控制器对电动转向泵进行调整与控制，其中，整车can总线能通过控制器来调节电动转向泵的工作时间及转速，根据需求合理调整电动转向泵的功率，从而有效降低电量消耗，节能环保，而整车动力电池通则经控制器向电动转向泵输入交流电，以驱动电动转向泵工作，交流电的频率决定了电动转向泵的电机转速，即电动转向泵的机械泵转速，进而决定机械泵内转向液压油的流量。因此，本发明的可控性较强，转向操纵效果较好。

3、本发明商用车电动液压助力转向装置及使用方法中，低压管路为钢管制作，高压管路包括钢管段与软管段，钢管段、软管段压接为一体结构，电动转向泵的出油口依次经软管段、钢管段后与转向机的进油口相通，使用中，钢管段、软管段的结合方式能减少接头，降低漏油风险，同时，软管段还能防止电动转向泵工作时震动带动管路接头松动，避免漏油，此外，低压管路、高压管路中的钢管结构不仅方便管夹固定，而且可有效散热。因此，本发明不仅能有效避振、避免漏油，而且便于固定、散热效果较好。

4、本发明商用车电动液压助力转向装置及使用方法中，增设有上框架支架单元与下框架支架单元，其中，上框架支架单元用于装配转向油罐、控制器，下框架支架单元用于装配电动转向泵，同时，高压管路、低压管路经管路夹具与车架横梁的顶部相连接，该设计不仅能提供上、下两层的安装空间，而且互不干扰，利于布置装配转向液压油路所涉及的各种零部件，降低安装难度。因此，本发明安装空间较大，利于在电动商用车上适用电动液压助力转向管路。

附图说明

图1是本发明的控制策略图。

图2是本发明的装配示意图。

图3是图2的左视图。

图4是图2中上框架支架单元的结构示意图。

图5是图2中下框架支架单元的结构示意图。

图6是图5中电动转向泵的结构示意图。

图中：车架横梁1、车架左纵梁11、车架右纵梁12、上框架支架单元2、前u型梁21、中u型梁22、后u型梁23、前一梁24、后三梁25、后四梁26、下框架支架单元3、一字梁31、梁连接座32、左底纵梁33、右底纵梁34、底一横梁35、底二横梁36、转向油罐4、进油管路41、转向机5、低压管路51、转向机支架52、电动转向泵6、高压管路61、钢管段611、软管段612、电机62、机械泵63、机械进油口631、机械出油口632、控制器7、控制线路71、整车can总线8、can总线连接线路81、整车动力电池9、高压连接线路91、管路夹具10。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1至图6，一种商用车电动液压助力转向装置，包括转向油罐4、转向机5与转向泵，且转向油罐4与转向泵油路相通；

所述商用车电动液压助力转向装置还包括控制器7，且转向泵为电动转向泵6；所述转向油罐4的出油口经进油管路41与电动转向泵6的进油口相通，电动转向泵6的出油口经高压管路61与转向机5的进油口相通，转向机5的出油口经低压管路51与转向油罐4的进油口相通，且电动转向泵6经控制线路71与控制器7进行电连接。

所述电动转向泵6包括电机62与机械泵63，电机62经柔性联轴器与机械泵63相连接。

所述转向油罐4经进油管路41与机械泵63的机械进油口631相通，机械泵63的机械出油口632经高压管路61与转向机5相通；所述电机62经控制线路71与控制器7进行电连接。

所述控制器7的输入端经can总线连接线路81与整车can总线8相连接，所述控制器7的输入端经高压连接线路91与整车动力电池9相连接，所述控制器7的输出端经控制线路71与电动转向泵6进行电连接。

所述高压连接线路91向控制器7输出直流电，所述控制线路71向电动转向泵6输出交流电。

所述低压管路51为钢管制作，所述高压管路61包括钢管段611与软管段612，电动转向泵6的出油口依次经软管段612、钢管段611后与转向机5的进油口相通，且软管段612的直径大于钢管段611的直径。

所述转向机5经转向机支架52与车架左纵梁11的外侧面相连接，车架左纵梁11的内侧面经车架横梁1与车架右纵梁12的内侧面相连接，车架左纵梁11、车架右纵梁12的顶部与上框架支架单元2相连接，上框架支架单元2的下方设置有与车架横梁1相平行的下框架支架单元3，该下框架支架单元3的两端与车架左纵梁11、车架右纵梁12的内侧面相连接，且上框架支架单元2与转向油罐4、控制器7相连接，下框架支架单元3与电动转向泵6相连接，高压管路61、低压管路51经管路夹具10与车架横梁1的顶部相连接。

所述上框架支架单元2包括与车架横梁1相平行的前u型梁21、中u型梁22、后u型梁23，前u型梁21、中u型梁22、后u型梁23的底部两端都与车架左纵梁11、车架右纵梁12的顶部相连接，前u型梁21、中u型梁22、后u型梁23的顶部都向上拱起；所述前u型梁21的中部经前一梁24与中u型梁22中部的一面相连接，中u型梁22中部的另一面经后三梁25、后四梁26与后u型梁23的中部相连接，前一梁24与转向油罐4相连接，后三梁25、后四梁26与控制器7相连接；所述下框架支架单元3包括一字梁31与梁连接座32，所述一字梁31的两端各经一个梁连接座32分别与车架左纵梁11、车架右纵梁12的内侧面相连接，一字梁31的中部经左底纵梁33、右底纵梁34与车架横梁1的中部相连接，左底纵梁33、右底纵梁34的顶面与底一横梁35、底二横梁36的底面相连接，底一横梁35、底二横梁36的顶面与电动转向泵6相连接。

一种上述商用车电动液压助力转向装置的使用方法，所述使用方法包括至少一次转向液压油的循环，一次转向液压油的循环包括以下步骤：

转向液压油先从转向油罐4经进油管路41流入电动转向泵6中进行增压，增压后的转向液压油再从电动转向泵6中流出，并经高压管路61流入转向机5中，作用于转向机5后的转向液压油经低压管路51回到转向油罐4以完成一次转向液压油的循环，其中，转向液压油在电动转向泵6的增压由控制器7通过控制线路71进行控制。

所述控制器7通过控制线路71进行控制包括以下两种工艺中的任意一种或两种的结合：

第一种工艺：整车can总线8经can总线连接线路81决定控制器7是否工作及控制器7输出的电压和频率，以调节电动转向泵6的工作时间及转速；

第二种工艺：整车动力电池9经高压连接线路91向控制器7输入高压直流电，高压直流电经控制器7变成交流电，控制器7再经控制线路71向电动转向泵6输入交流电以驱动电动转向泵6工作，交流电的频率决定了电动转向泵6中的电机62转速，电机62决定电动转向泵6中的机械泵63的转速，进而对机械泵63内转向液压油的增压进行控制。

本发明的原理说明如下：

为确保转向系统在电动商用车上的正常发挥，本发明特设计电动液压助力转向泵（简称为电动转向泵）以作为液压动力源，同时，为电动转向泵专配有控制器以增强可控性，提高转向操纵的便利性。

应用时，转向液压油从转向油罐经进油管路到电动转向泵，升压后经高压管路到转向机，作用于转向机后经低压管路回到转向油罐，完成一次转向液压油在转向液压管路的循环。整车can总线通过can总线连接线路与控制器连接，决定控制器是否工作及输出的电压和频率；整车动力电池通过高压连接线路与控制器连接，为控制器输入高压直流电；控制器通过连接线路与电动转向泵连接，高压直流电经过控制器变成交流电驱动电动转向泵工作，交流电的频率决定了电动转向泵中的电机的转速，即电动转向泵中的机械泵的转速，进而决定机械泵内转向液压油的流量。整车can总线通过控制器来调节电动转向泵的工作时间及转速，根据需求合理调整电动转向泵的功率，可有效降低电量消耗，节能环保。本设计也可进行简化为：设定控制器输出定频率的交流电，驱动电动转向泵中的电机为恒转速，即机械泵恒转速。

此外，虽然本设计的附图中根据整车布置将转向油罐、电动转向泵、控制器布置在车架内侧，相对靠右，但本设计并不限定如此，本设计也可以进行变通，零部件左右更换位置：即使用在转向机右置结构的车型上；转向油罐、电动转向泵及控制器布置也可以根据不同车辆的整体规划，布置在车架左侧或其它位置；管路走向也可以进行适当的调整。

实施例1：

参见图1至图6，一种商用车电动液压助力转向装置，包括转向油罐4、转向机5、电动转向泵6与控制器7；所述转向油罐4的出油口经进油管路41与电动转向泵6的进油口相通，电动转向泵6的出油口经高压管路61与转向机5的进油口相通，转向机5的出油口经低压管路51与转向油罐4的进油口相通，且电动转向泵6经控制线路71与控制器7进行电连接。优选电动转向泵6包括电机62与机械泵63，电机62经柔性联轴器与机械泵63相连接，转向油罐4经进油管路41与机械泵63的机械进油口631相通，机械泵63的机械出油口632经高压管路61与转向机5相通；所述电机62经控制线路71与控制器7进行电连接。

一种上述商用车电动液压助力转向装置的使用方法，所述使用方法包括至少一次转向液压油的循环，一次转向液压油的循环包括以下步骤：

转向液压油先从转向油罐4经进油管路41流入电动转向泵6中进行增压，增压后的转向液压油再从电动转向泵6中流出，并经高压管路61流入转向机5中，作用于转向机5后的转向液压油经低压管路51回到转向油罐4以完成一次转向液压油的循环，其中，转向液压油在电动转向泵6的增压由控制器7通过控制线路71进行控制。

实施例2：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述控制器7通过控制线路71进行控制包括以下两种工艺中的任意一种或两种的结合：

第一种工艺：整车can总线8经can总线连接线路81决定控制器7是否工作及控制器7输出的电压和频率，以调节电动转向泵6的工作时间及转速；

第二种工艺：整车动力电池9经高压连接线路91向控制器7输入高压直流电，高压直流电经控制器7变成交流电，控制器7再经控制线路71向电动转向泵6输入交流电以驱动电动转向泵6工作，交流电的频率决定了电动转向泵6中的电机62转速，电机62决定电动转向泵6中的机械泵63的转速，进而对机械泵63内转向液压油的增压进行控制。

实施例3：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述控制器7的输入端经can总线连接线路81与整车can总线8相连接，所述控制器7的输入端经高压连接线路91与整车动力电池9相连接，所述控制器7的输出端经控制线路71与电动转向泵6进行电连接。所述高压连接线路91向控制器7输出直流电，所述控制线路71向电动转向泵6输出交流电。

实施例4：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述低压管路51为钢管制作，所述高压管路61包括钢管段611与软管段612，电动转向泵6的出油口依次经软管段612、钢管段611后与转向机5的进油口相通，且软管段612的直径大于钢管段611的直径。

实施例5：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述转向机5经转向机支架52与车架左纵梁11的外侧面相连接，车架左纵梁11的内侧面经车架横梁1与车架右纵梁12的内侧面相连接，车架左纵梁11、车架右纵梁12的顶部与上框架支架单元2相连接，上框架支架单元2的下方设置有与车架横梁1相平行的下框架支架单元3，该下框架支架单元3的两端与车架左纵梁11、车架右纵梁12的内侧面相连接，且上框架支架单元2与转向油罐4、控制器7相连接，下框架支架单元3与电动转向泵6相连接，高压管路61、低压管路51经管路夹具10与车架横梁1的顶部相连接。

实施例6：

基本内容同实施例5，不同之处在于：

所述上框架支架单元2包括与车架横梁1相平行的前u型梁21、中u型梁22、后u型梁23，前u型梁21、中u型梁22、后u型梁23的底部两端都与车架左纵梁11、车架右纵梁12的顶部相连接，前u型梁21、中u型梁22、后u型梁23的顶部都向上拱起；所述前u型梁21的中部经前一梁24与中u型梁22中部的一面相连接，中u型梁22中部的另一面经后三梁25、后四梁26与后u型梁23的中部相连接，前一梁24与转向油罐4相连接，后三梁25、后四梁26与控制器7相连接；所述下框架支架单元3包括一字梁31与梁连接座32，所述一字梁31的两端各经一个梁连接座32分别与车架左纵梁11、车架右纵梁12的内侧面相连接，一字梁31的中部经左底纵梁33、右底纵梁34与车架横梁1的中部相连接，左底纵梁33、右底纵梁34的顶面与底一横梁35、底二横梁36的底面相连接，底一横梁35、底二横梁36的顶面与电动转向泵6相连接。