专利名称：一种混合动力车液压助力转向系统及控制方法
技术领域：
本发明涉及混合动カ车助力转向领域，具体而言，涉及ー种混合动カ车液压助力转向系统及控制方法。
背景技术：
商用车负载重，转向时需要较大力矩，为减轻驾驶员的负荷，商用车一般配备液压助力转向装置，装置中的液压泵由发动机提供动力。车辆的方向盘与转向轮之间为机械连接，液压助力转向系统在车辆转向时提供助力作用。混合动カ车具有三种动カ模式纯电动模式、混合动カ模式以及发动机模式。在纯电动模式下，发动机不工作，由车载动カ电池提供电能，此时，电动液压助力转向系统的继电器闭合，电动液压泵开始工作，像助力转向系统提供液压油。在发动机模式下，发动机エ 作，由发动机为车辆提供动力，此时，电动液压助力转向系统继电器断开，电动液压泵不エ作。混合动カ模式下，由发动机为液压助力转向系统提供动力。由于，混合动カ商用车在纯电动模式下发动机不工作，需要増加ー个额外的电动液压泵为整车液压助力转向系统提供液压カ动力。基于此，混合动カ商用车需要配备两套液压助力转向系统，如何对这两套液压助力转向系统进行控制，同时保证车辆转向时液压助力的及时性、稳定性、安全性和节油的环保要求是混合动カ商用车的ー个难题。目前，现有技术在车辆上额外安装一个电动液压泵，通过三向管接头将电动液压泵的管路接入车辆原有的液压助力转向系统中。即在车辆原有液压管路和电动液压泵管路中串联单向阀的方式，保证液压泵产生的液压油单向进入液压助力转向器中。综上所述，目前采用的液压管路阀控系统，在发动机模式和纯电动模式下都可保证液压助力系统正常エ作。然而，当车辆从发动机模式切換到纯电动模式时，从发动机停止运转到电动液压泵起动，中间过程会出现短暂的液压助力缺失现象。即当车辆需要转向时，驾驶员先踩制动踏板減速，混合动カ车辆进行能量制动回收，发动机由发动机模式切换到纯电动模式，此时驾驶员操纵方向盘进行转向，会出现因液压助力转向短时间缺失造成转向吃力的问题。该缺陷极大影响了车辆转向时的安全性、稳定性。且在车辆转向时，方向盘传递给驾驶员的反作用カ对驾驶员判断汽车的运动状态起到至关重要的作用，因此车辆转向时存在暂时性助力转向缺失问题，极易导致驾驶员误判，影响行驶安全。
发明内容
本发明提供了ー种混合动カ车液压助力转向系统及控制方法，用以解决现有技术中混合动カ车辆动カ模式切换过程中，出现液压助力缺失问题。根据本发明的ー个方面，提供了ー种混合动カ车液压助力转向系统，包括传感器，与方向盘相连，用于米集方向盘的转角信号，根据转角信号确定车辆是否处于转向状态；储能机构，与转向装置相连，用于当液压泵输出液压油时，存储液压油，当传感器确定车辆处于转向状态时，为转向装置提供液压油。
其中，上述储能机构包括储能器，与发动机自带液压泵以及电动液压泵连接，用于存储发动机自带液压泵或电动液压泵输出的液压油；第一阀门，设置于储能器与转向装置之间，用于当传感器采集到的转角大于第一阈值时，受整车控制器的控制开启；第ニ阀门，用于当液压泵输出液压油时，受液压油作用后开启，以使液压油流入储能器。其中，上述第一阀门为电磁阀。其中，上述第二阀门为液控单向阀。进ー步地，上述储能机构还包括第三阀门，与发动机自带液压泵以及电动液压泵连接，用于当储能器中的压カ大于第二阈值时自动开启，以使液压泵后续输出的液压油流回油箱，当储能器中的压カ小于第三阈值时关闭。其中，上述第三阀门包括顺序阀，与储能器相连，用于当储能器中的压カ大于第ー阈值时自动开启，当储能器中的压カ小于第二阈值时自动关闭；液控单向阀，与顺序阀相 连，用于当顺序阀开启时，受到液压油作用后，反向开启，以使液压油流回油箱，当顺序阀关闭后关闭。其中，上述传感器为转角传感器。根据本发明的另ー个方面，提供了ー种混合动カ车液压助力转向系统控制方法，包括传感器采集方向盘的转角信号，根据转角信号判断车辆是否处于转向状态；如果是，将转角信号发送至整车控制器；整车控制器控制第一阀门开启，以使储能器中的液压油流向转向装置。其中，上述传感器根据转角信号判断车辆是否转向包括传感器判断转角信号是否大于第一阈值；如果是，则确定车辆处于转向状态。本发明的混合动カ车液压助力转向系统包括储能机构以及传感器，其中，传感器，用于采集方向盘的转角信号，根据转角信息确定车辆是否处于转向状态；储能机构，与转向 装置相连，用于当液压泵输出液压油时，存储液压油，当传感器确定车辆处于转向状态时，为转向装置提供液压油，本发明的转向系统可以确保车辆转向时及时提供液压助力，提高了车辆行驶过程中的稳定性以及安全性。
图I是根据本发明实施例I的混合动カ车液压助力转向系统结构框图；图2是根据本发明实施例I的储能机构的结构框图；图3是根据本发明实施例2的混合动カ车液压助力转向系统的控制方法流程图；以及图4为本发明实施例3的混合动カ车助力转向系统的结构框图。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式
对本发明实施例作进ー步详细的说明。本实施例提供了ー种混合动カ车液压助力转向系统，该系统应用于已有的常流式液压助力转向系统中。图I是根据本发明实施例I的混合动カ车液压助力转向系统结构框图。
如图I所示，该混合动カ车液压助力转向系统10包括以下几部分传感器11，与车辆的方向盘相连，用于采集方向盘的转角信号，以确定车辆是否处于转向状态；其中该传感器为可以为转角传感器。储能机构12，与转向装置相连，用于当液压泵输出液压油时，存储液压油，当传感器确定车辆处于转向状态时，为转向装置提供液压油。转向装置13，该转向装置为现有混合动カ车的助力转向装置，上述传感器11与储能机构12分别设置于该转向装置13两侧。为了避免由于驾驶员误操作或其他原因引起的方向盘小幅度转动时被误断为车辆转向，从而为转向装置供油，导致耗油量増大的情况发生。上述传感器可以在采集到转角信号后，判断转角信号是否大于预先设定的阈值，如果是，则确定车辆处于转向状态，如果否，则认为车辆未转向。由于混合动カ车具有两个液压泵，因此上述储能机构与发动机自带的液压泵以及电动液压泵相连，具体地，在车辆处于不同动カ模式下，储能机构可以存储来自发动机自带液压泵或电动液压泵的液压油。图2是根据本发明实施例I的储能机构的结构框图。如图2所示，该储能机构12包括以下组成部分 储能器121，与发动机自带液压泵以及电动液压泵连接，用于存储发动机自带液压泵或电动液压泵输出的液压油；第ー阀门122，设置于储能器与转向装置之间，用于当传感器采集到的转角大于第一阈值时开启；第ニ阀门123，用于当液压泵输出液压油时开启，以使液压油流入储能器。上述第一阀门通过整车控制器来控制，当传感器判断采集到的转角大于第一阈值时，将转角信号发送给整车控制器，整车控制器控制该第一阀门开启，以开通储油器与转向装置之间的通路，为了便于整车控制器对该第一阀门进行控制，该第一阀门可以采用电磁阀。其中，上述第二阀门123可以采用液控单向阀，这样当液压泵输出液压油时，由于液压油的压力作用，可以使该液控单向阀开启，进而使液压油流入储能器中。为了实现通过储能机构内液压油的压カ来控制储能器内液压油的存储量，上述储能机构还可以包括第三阀门，该阀门与发动机自带液压泵以及电动液压泵连接，当储能器中的压カ大于第二阈值时由于压力作用自动开启，以使液压泵后续输出的液压油通过该阀门流回油箱，当储能器中液压油的压カ小于第三阈值时自动关闭。考虑到需要根据储能器中的液压油产生的压カ来控制上述第二阀门，为了达到精确控制的目的，上述第三阀门可以由顺序阀以及液控单向阀门两个构成，其中顺序阀的开启压カ为第一阈值，当储能器中的压カ大于第一阈值时开启，当储能器中的压カ小于第二阈值时关闭。基于此，上述第二阀门还包括一个与顺序阀相连的液控单向阀，用于当顺序阀开启时，受到液压油作用后，反向开启，以使液压油通过该液控单向阀流回油箱，当顺序阀关闭后关闭。实施例2
图3是根据本发明实施例2的混合动カ车液压助力转向系统的控制方法流程图。如图所示，该方法包括以下步骤
步骤301 :传感器采集方向盘的转角信号，根据转角信号判断车辆是否处于转向状态；步骤302 :如果是，将转角信号发送至整车控制器；步骤303 :整车控制器控制第一阀门开启，以使储能器中的液压油流向转向装置。为了避免由于司机误操作或其他原因引起的方向盘小幅度转动时被误断为车辆转向，为转向装置供油，导致耗油量増大的情况发生。在进行上述步骤301至步骤303之后，还可以执行以下步骤传感器根据转角信号判断车辆是否转向包括传感器判断转 角信号是否大于第一阈值；如果是，则确定车辆处于转向状态。实施例3本实施例提供了一种以常流式液压助力转向系统为基础进行改进的混合动カ液压助力转向系统。图4为本发明实施例3的混合动カ车助力转向系统的结构框图。如图4所示，该系统包括以下组成部分顺序阀41、液控单向阀42、储能器43、电磁阀44、液控单向阀45、溢流阀46、发动机自带液压泵47以及电动液压泵48以及工作装置49，为了便于对该系统的工作过程进行理解，以下对混合动カ车的工作模式进行简要描述。本实施例的混合动カ车助力转向系统的工作过程具体如下当车辆不转向吋，液压泵输出的液压油经过单向阀45流入储能器43，储能器43和液压系统的压カ开始升高，当升高到第一阈值时，顺序阀41开启，随着储能器内液压油量的増加，高压油作用于液控单向阀42的远控端，液控单向阀42反向开启，液压泵产生的液压油经过液控单向阀42流回油箱，此时液压系统内的压カ很低，仅为管路的流动阻力，降低了能耗。需要说明的是，其中，该液压泵指当车辆处于不同的动カ模式下，输出液压油的液压泵，该液压泵可以为发动机自带液压泵或电动液压泵中的任意ー个。当驾驶员操作方向盘转向时，传感器检测到方向盘转角信号，将该信号发送至整车控制器，整车控制器控制电磁阀44开启，从而由于储能器中液压油可以通过该电磁阀44流入转向装置，为其提供高压油，随着储能器43内压カ降低，顺序阀41关闭，随后液控单向42阀关闭。本发明的技术方案中，当车辆动カ模式向纯电动模式切换时，从发动机停机到电机开启，液压助力转向系统建立动カ切换过程需要很短暂的时间，而储能器存储的液压油可以保证在该段时间内液压助力不会中断。因此在动力模式切换过程中，如果驾驶员操纵方向盘转向，液压助力转向系统仍然可以正常工作，从而驾驶员可以根据方向盘传递过来的反作用カ对车辆的运行状态做出正确的判断，因此，提高了车辆行驶过程中的安全性以及稳定性，此外，本发明是在原有的常流式液压助力转向系统的基础上改装，成本较低。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将ー个实体或者操作与另ー个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1.ー种混合动カ车液压助力转向系统，其特征在于，包括 传感器，与方向盘相连，用于采集所述方向盘的转角信号，根据所述转角信号确定车辆是否处于转向状态； 储能机构，与转向装置相连，用于当所述液压泵输出液压油时，存储所述液压油，当所述传感器确定所述车辆处于转向状态时，为所述转向装置提供液压油。
2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述储能机构包括 储能器，与发动机自带液压泵以及电动液压泵连接，用于存储所述发动机自带液压泵或所述电动液压泵输出的液压油； 第一阀门，设置于所述储能器与所述转向装置之间，用于当所述传感器采集到的转角大于第一阈值时，受整车控制器的控制开启； 第二阀门，用于当所述液压泵输出液压油时，受液压油作用后开启，以使所述液压油流入所述储能器。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一阀门为电磁阀。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第二阀门为液控单向阀。
5.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述储能机构还包括 第三阀门，与所述发动机自带液压泵以及电动液压泵连接，用于当所述储能器中的压カ大于第二阈值时自动开启，以使所述液压泵后续输出的液压油流回油箱，当所述储能器中的压カ小于第三阈值时关闭。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第三阀门包括 顺序阀，与所述储能器相连，用于当所述储能器中的压カ大于第一阈值时自动开启，当所述储能器中的压カ小于第二阈值时自动关闭； 液控单向阀，与所述顺序阀相连，用于当所述顺序阀开启时，受到液压油作用后，反向开启，以使液压油流回油箱，当所述顺序阀关闭后关闭。
7.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述传感器为转角传感器。
8.—种混合动カ车液压助力转向系统控制方法,其特征在于,包括 传感器采集方向盘的转角信号，根据所述转角信号判断车辆是否处于转向状态； 如果是，将所述转角信号发送至整车控制器； 所述整车控制器控制第一阀门开启，以使所述储能器中的液压油流向转向装置。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在干，所述传感器根据所述转角信号判断车辆是否转向包括 所述传感器判断所述转角信号是否大于第一阈值； 如果是，则确定所述车辆处于转向状态。
全文摘要
本发明公开了一种混合动力车液压助力转向系统及控制方法，用以解决现有技术中当混合动力车辆动力模式切换过程中出现液压助力缺失问题。该系统包括储能机构以及传感器，其中，传感器，用于采集方向盘的转角信号，根据转角信号确定车辆是否处于转向状态；储能机构，与转向装置相连，用于当液压泵输出液压油时，存储液压油，当传感器确定车辆处于转向状态时，为转向装置提供液压油，本发明的转向系统可以确保当车辆转向时及时提供液压助力，提高了车辆行驶过程中的稳定性以及安全性。
文档编号B62D113/00GK102700605SQ201210173798
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月30日 优先权日2012年5月30日
发明者房永 , 李欣欣, 李清平, 王丽伟, 王德军, 韩尔樑 申请人:潍柴动力股份有限公司