一种混合动力卡车转向助力系统、控制系统及方法与流程

本发明涉及车辆转向助力系统技术领域，尤其涉及一种混合动力卡车转向助力系统、控制系统及方法。

背景技术：

随着近年来车辆排放标准的升级和新能源技术的快速发展，新能源重型卡车已经成为了各大汽车制造厂家研发的热点，与新能源重型卡车相关的转向助力系统技术也随之被开发和推进。转向助力系统是重型卡车必配的系统装置，功能是给转向操纵机构提供液压助力，使得转向操纵更加的轻便、舒适和安全。

传统的燃油卡车通常采用的是发动机为动力源驱动动力转向泵而形成的单回路液压转向助力系统，不适用于纯电动及混合动力卡车。现有技术中采用电动泵驱动的转向助力单回路系统，包括用以提供转向助力的电动机、用以提供电动机运转的电能高压电源和低压电源，在高压电源失效的时候，低压电源可以介入进行应急转向。该转向助力系统对纯电卡车相对适用，但缺点是得保证车辆一直有充足的电能，而且低压电源输入不能持续稳定运行，对于混合动力卡车电源失效或完全切换成燃油状态的工况也不适用，当电机出现故障的时侯，无论是高压电源还是低压电源的输入系统都无法工作，影响行车安全性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种混合动力卡车转向助力系统、控制系统及方法，用以克服现有技术中的混合动力卡车的转向助力系统不能持续稳定运行、不够安全可靠等技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种混合动力卡车转向助力系统，包括油壶、油管、转向助力装置、双向单通阀和转向器；所述转向助力装置包括电动助力泵和动力转向泵；所述油壶、所述电动助力泵、所述双向单通阀、所述转向器通过所述油管依次相连成回路，构成第一液压助力机构；所述油壶、所述动力转向泵、所述双向单通阀、所述转向器通过所述油管依次相连成回路，构成第二液压助力机构。

进一步地，所述双向单通阀为梭阀，具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述梭阀设有滑动阀芯，所述滑动阀芯用于封堵所述梭阀的第一输入端或第二输入端。

进一步地，所述油壶通过三通接头与所述电动助力泵和所述动力转向泵连接，所述三通接头具有第一接头、第二接头和第三接头；所述油管包括油壶出油管、电动助力泵吸油管和动力转向泵吸油管；所述油壶的出口端、所述油壶出油管、所述第一接头、所述第二接头、所述电动助力泵吸油管和所述电动助力泵的进口端顺次连接，所述第三接头通过所述动力转向泵吸油管与所述动力转向泵的进口端连接。

进一步地，所述油管还包括电动助力泵出油管、动力转向泵出油管、转向器进油管和油壶回油管；所述电动助力泵的出口端通过所述电动助力泵出油管与所述梭阀的第一输入端相连，所述动力转向泵的出口端通过所述动力转向泵出油管与所述梭阀的第二输入端连接；所述梭阀的输出端通过所述转向器进油管连接所述转向器的进口端，所述转向器的出口端通过所述油壶回油管与所述油壶的进口端相连。

进一步地，所述动力转向泵安装在发动机上。

进一步地，所述油壶、所述油壶回油管、所述转向器进油管、所述三通接头、所述电动助力泵和所述转向器均通过支架固定连接于车架上。

进一步地，所述助力转向系统还包括电机控制器，所述电机控制器控制所述电动助力泵的运行状态。

进一步地，本发明提供一种混合动力卡车转向助力系统的控制系统，包括数据采集装置、控制器和上述的混合动力卡车转向助力系统，所述控制器分别与所述数据采集装置、所述发动机和所述电机控制器电连接，所述电机控制器与所述电动助力泵电连接。

进一步地，本发明提供一种控制方法，所述控制方法基于上述的控制系统实现，包括：所述控制器判断所述发动机的运行状态是否为工作状态；若发动机的运行状态为工作状态，所述动力转向泵保持正常的工作模式，运行所述第二液压助力机构；若发动机的工作状态不是工作状态，由所述控制器向所述电机控制器发送运转指令，以使所述电机控制器控制所述电动助力泵工作，运行所述第一液压助力机构。

进一步地，所述控制器判断所述发动机的运行状态是否是工作状态之前还包括：所述数据采集装置采集所述发动机的转速信息，将所述转速信息发送至所述控制器；所述控制器根据所述转速信息确定所述发动机的运行状态，当所述发动机的转速不为零时，确定所述发动机的运行状态为工作状态。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明的混合动力卡车转向助力系统、控制系统及方法，通过采用双向单通阀，形成以电动助力泵为动力源的第一液压助力机构，和以安装在发动机上的动力转向泵为动力源的第二液压助力机构，两条液压助力机构线路相互独立运行，互不干涉。本发明的混合动力卡车转向助力系统的控制系统及方法，通过控制器对两条液压助力机构线路进行控制，两者之间通过控制逻辑能够在独立运行的同时进行切换，能够保证混合动力卡车在燃油驱动、混合动力驱动、纯电驱动模式下的转向助力系统都能持续稳定运行，提高了转向助力系统的灵活性、可靠性，并提高了行车安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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附图。

图1是本发明的转向助力系统的正视图；

图2是本发明的转向助力系统的后视图；

其中，图中附图标记对应为：1-油壶、2-油壶出油管、3-三通接头、4-电动助力泵吸油管、5-电动助力泵、6-电动助力泵出油管、7-梭阀、8-转向器进油管、9-转向器、10-油壶回油管、11-动力转向泵吸油管、12-动力转向泵、13-动力转向泵出油管、14-油壶支架、15-管路支架、16-三通接头支架、17-电动泵支架、18-转向器支架。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅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作出创造性劳动的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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的相连或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

本实施例中，如图1-2所示，提供了一种混合动力卡车转向助力系统，包括油壶1、油管、转向助力装置、双向单通阀和转向器9；油壶1用于储存转向助力油；转向助力装置用于为车辆转向提供助力，使车辆转向更轻便，包括电动助力泵5和动力转向泵12；转向器9是用于将方向盘的转动力变为车轮转向力的传动装置；油壶1、电动助力泵5、双向单通阀、转向器9通过油管依次相连形成回路构成第一液压助力机构，油壶1、动力转向泵12、双向单通阀、转向器9通过油管依次相连形成回路构成第二液压助力机构，由于采用了双向单通阀，电动助力泵5和动力转向泵12作为两个提供液压助力的动力源，均可为转向器9提供液压助力，第一液压助力机构和第二液压助力机构相互独立运行，互不干涉，该转向助力系统的两条独立的液压助力机构线路，能够保证混合动力卡车的转向助力系统持续稳定运行。

本实施例中，双向单通阀是梭阀7，具有两个输入端和一个输出端，分别为第一输入端、第二输入端和输出端。梭阀7内部设有滑动阀芯，滑动阀芯用于封堵梭阀7的第一输入端或第二输入端。滑动阀芯滑向压力小的输入端，并将压力小的输入端封堵，使得压力大的输入端输出。由于采用滑动阀芯控制第一输入端和第二输入端的流通，第一液压助力机构和第二液压助力机构的液压输入线路通过梭阀7进行单向性输出，互不干涉，总是输出压力大的液压输入线路，使得转向助力系统结构简单，且安全可靠。

本实施例中，油壶1通过三通接头3与电动助力泵5和动力转向泵12连接，三通接头3具有三个接头，分别为第一接头、第二接头和第三接头。油管包括油壶出油管2、电动助力泵吸油管4和动力转向泵吸油管11。油壶1的出口端、油壶出油管2、第一接头、第二接头、电动助力泵吸油管4和电动助力泵5的进口端顺次连接，从油壶1的出口端连接至电动助力泵5的进口端的线路组成第一液压助力机构的输入线路。第三接头通过动力转向泵吸油管11与动力转向泵12的进口端连接，从油壶1的出口端连接至动力转向泵12的进口端的线路组成第二液压助力机构的输入线路。

本实施例中，油管还包括电动助力泵出油管6、动力转向泵出油管13、转向器进油管8和油壶回油管10；电动助力泵5的出口端通过电动助力泵出油管6与梭阀7的第一输入端相连，动力转向泵12的出口端通过动力转向泵出油管13与梭阀7的第二输入端连接；梭阀7的输出端通过转向器进油管8连接转向器9的进口端，转向器9的出口端通过油壶回油管10与油壶1的进口端相连。从电动助力泵5的出口端连接至油壶1的进口端的线路组成第一液压助力机构的输出线路，从动力转向泵12的出口端连接至油壶1的进口端的线路组成第二液压助力机构的输出线路。

本实施例中，动力转向泵12安装在发动机对应接口上，是由发动机带动的液压油泵，在发动机正常运行时，动力转向泵12持续运转为转向助力系统提供液压助力。

本实施例中，油壶1、油壶回油管10、转向器进油管8、三通接头3、电动助力泵5和转向器9均通过支架固定连接于车架上，对应地为，油壶支架14、管路支架15、三通接头支架16、电动助力泵支架17、转向器支架18，其中，油壶回油管10和转向器进油管8共同通过管路支架15安装固定。

本实施例中，转向助力系统还包括电机控制器，电机控制器控制电动助力泵5的开启及关闭等工作状态。

实施例

本实施例中，提供了一种上述混合动力卡车转向助力系统的控制系统，包括数据采集装置、控制器和上述实施例的混合动力卡车转向助力系统，控制器分别与数据采集装置、发动机和电机控制器电连接，电机控制器与电动助力泵电连接。

实施例

本实施例中，提供了混合动力卡车转向助力系统的控制方法，该控制方法基于上述实施例的控制系统实现，包括：控制器判断发动机的运行状态是否为工作状态；若发动机的运行状态为工作状态，动力转向泵12保持正常的工作模式，运行第二液压助力机构；若发动机的工作状态不是工作状态，由控制器向电机控制器发送运转指令，以使电机控制器控制电动助力泵5工作，运行第一液压助力机构。

本实施例中，控制器判断发动机的运行状态是否是工作状态之前还包括：数据采集装置采集发动机的转速信息，将转速信息发送至控制器；控制器根据转速信息确定发动机的运行状态，当发动机的转速不为零时，确定发动机的运行状态为工作状态。

本实施例中，控制器的控制逻辑还可以根据需要进行编辑调整，使得该转向助力系统具有更高的灵活性。转向助力系统采用以动力转向泵12为动力源的第二液压助力机构为主，以电动助力泵5为动力源的第一液压助力机构为辅的独立转向助力方式，并通控制器对第一液压助力机构和第二液压助力机构进行控制，当发动机停机的时候，电动助力泵5能立即启动工作并有效运行，两者之间能够通过控制器进行切换，保证了混合动力卡车在燃油驱动、混合动力驱动及纯电驱动模式下的转向助力系统都能持续稳定运行，具有较高的灵活性和可靠性，进而提高了行车安全性。

本发明的上述实施例，具有如下有益效果：本发明的混合动力卡车转向助力系统、控制系统及方法，通过采用双向单通阀，形成以电动助力泵为动力源的第一液压助力机构，和以安装在发动机上的动力转向泵为动力源的第二液压助力机构，两条液压助力机构线路相互独立运行，互不干涉。本发明的混合动力卡车转向助力系统的控制系统及方法，通过控制器对两条液压助力机构线路进行控制，两者之间通过控制逻辑能够在独立运行的同时进行切换，能够保证混合动力卡车在燃油驱动、混合动力驱动、纯电驱动模式下的转向助力系统都能持续稳定运行，提高了转向助力系统的灵活性、可靠性，并提高了行车安全性。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。