一种车辆转向液压管路系统及其控制方法与流程

1.本技术涉及汽车转向系统技术领域，特别涉及一种车辆转向液压管路系统及其控制方法。


背景技术：

2.目前常规车辆的转向系统采用前桥转向，部分车辆为了提升车辆通过性、减小整车转弯直径或改善收益，增加了中桥或后桥转向装置，大多采用的是随动转向。但是随动转向的车轮是被动拖拽转动的，在一定程度上存在磨胎问题，所以中后桥主动转向被认为是改善磨胎问题的方向。
3.在一些相关技术中，中桥或后桥主动转向涉及到转向装置及液压动力源问题，常用的方案是增加一套转向油泵及管路系统，提供液压助力；但是前、后转向系统分别采用两套转向油泵及转向液压管路系统，两套转向油泵控制时协调性和同步性存在差异，在实际的控制过程中存在一定的危险性，也导致成本高、零部件多的问题，另外由于车辆空间有限，导致在布置和装配时，也存在较大的难度。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种车辆转向液压管路系统及其控制方法，以解决相关技术中两套转向油泵控制时协调性和同步性存在差异的问题。
5.第一方面，提供了一种车辆转向液压管路系统，其包括：
6.共用段，其包括通过管道依次连接的第一连通阀、转向油罐、转向油泵和第二连通阀；
7.第一供油段，其包括用于和车辆前轮连接的第一转向助力件，第一转向助力件的输入端与所述第二连通阀通过管道连接，第一转向助力件的输出端与所述第一连通阀通过管道连接，以与所述共用段形成第一回路；
8.第二供油段，其包括通过管道依次连接的常闭连接阀和第二转向助力件，所述常闭连接阀与所述第二连通阀连通；第二转向助力件与所述第一连通阀连通，以与所述共用段形成第二回路；
9.控制装置，其与所述常闭连接阀连接，并用于控制常闭连接阀的开启或关闭，以连通或断开所述第二回路。
10.由于设置共用段、第一供油段和第二供油段，第二供油段包括通过管道依次连接的常闭连接阀和第二转向助力件，常闭连接阀与共用段的第二连通阀连通；第二转向助力件与共用段的第一连通阀连通，以与共用段形成第二回路；从而与前桥供油回路共用一个油路，另外在常态下常闭连接阀关闭，只有在需要后桥转向的情况下才连通第二回路，因此第二回路在连通或不连通均不影响第一回路的供油；在使用时，由于共用一个转向油罐和转向油泵，能够保证压力一致，油品一致，避免设置两个供油系统的压力油品差异，因此保证了协调性和同步性；另外更为重要的是也减少成本，避免设置两套供油的压力源，以减少
对车辆空间的占用。从而共用一个转向油泵，可降低功耗。另外上述的控制过程均由控制装置进行控制，配合相适应的调控制策略，可在后桥主动转向时提供液压动力，无额外功耗。
11.一些实施例中，所述控制装置还用于与车辆前轮角度传感器和后转向机连接，以获取前轮角度，以及控制后转向机的启停。
12.一些实施例中，所述控制装置还用于与锁止组件和车辆ecu连接，以锁紧或解锁所述第二转向助力件，以及通过车辆ecu获取车速信号。
13.一些实施例中，所述锁止组件包括依次连接的转向锁止开关、空气压力阀和锁止机构。
14.一些实施例中，所述第一连通阀和第二连通阀均为三通阀；
15.所述第一连通阀和第二连通阀的三个阀口连接的管道上均设有导向阀。
16.第二方面，提供了一种车辆转向液压管路系统的控制方法，其包括以下的步骤：
17.获取转向需求，所述转向需求包括前轮转向后轮不转向、前轮转向后轮转向、前轮不转向后轮不转向和前轮不转向后轮转向；
18.利用控制装置按照设定规则分析所述转向需求，并根据分析结果控制所述常闭连接阀；
19.所述设定规则为：
20.若转向需求为前轮转向后轮不转向，以及前轮不转向后轮不转向，则控制装置将常闭连接阀保持关闭；
21.若转向需求为前轮转向后轮转向，以及前轮不转向后轮转向，则将控制装置常闭连接阀开启。
22.一些实施例中，所述控制装置还用于与车辆前轮角度传感器和后转向机连接，以获取前轮角度，以及控制后转向机的启停；
23.当所述转向需求为前轮转向后轮不转向，以及前轮不转向后轮不转向时，则控制所述后转向机保持停止状态；
24.当转向需求为前轮转向后轮转向，则根据所述前轮角度，控制所述后转向机转动同时转动与所述前轮角度相等的角度，并且角度改变速与前轮角度改变速度相等；
25.当转向需求为前轮不转向后轮转向，则控制所述后转向机开启，并转动设定角度。
26.一些实施例中，所述控制装置还用于与锁止组件和车辆ecu连接，以锁紧或解锁第二转向助力件，以及通过车辆ecu获取车速信号；
27.所述设定规则还包括：
28.若所述车速信号大于等于设定阈值，且车辆在设定时间段内的前轮角度为零，则控制后转向机自动回正，待后轮对中完成后，关闭所述常闭连接阀和后转向机，以及利用所述锁止组件锁止所述第二转向助力件。
29.一些实施例中，所述设定规则还包括：
30.若所述车速信号大于设定阈值，且所述转向需求为前轮转向后轮不转向和前轮不转向后轮不转向时，则控制所述锁止组件锁止所述第二转向助力件；
31.若所述车速信号小于设定阈值，且所述转向需求为前轮转向后轮转向和前轮不转向后轮转向时，则控制所述锁止组件解锁所述第二转向助力件。
32.一些实施例中，所述设定角度、设定阈值和设定时间段均存储在所述车辆ecu中，
所述控制装置在按照设定规则分析时调用所述设定角度、设定阈值和设定时间段。
33.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
34.本技术实施例提供了一种车辆转向液压管路系统及其控制方法，由于设置共用段、第一供油段和第二供油段，第二供油段包括通过管道依次连接的常闭连接阀和第二转向助力件，常闭连接阀与共用段的第二连通阀连通；第二转向助力件与共用段的第一连通阀连通，以与共用段形成第二回路；从而与前桥供油回路共用一个油路，另外在常态下常闭连接阀关闭，只有在需要后桥转向的情况下才连通第二回路，因此第二回路在连通或不连通均不影响第一回路的供油；在使用时，由于共用一个转向油罐和转向油泵，能够保证压力一致，油品一致，避免设置两个供油系统的压力油品差异，因此保证了协调性和同步性，也减少成本，以及对车辆空间的占用。
35.从而共用一个转向油泵，可降低功耗。另外上述的控制过程均由控制装置进行控制，配合相适应的调控制策略，可在后桥主动转向时提供液压动力，无额外功耗。
附图说明
36.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，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他的附图。
37.图1为本技术实施例提供的车辆转向液压管路系统结构示意图；
38.图2为本技术实施例提供的控制装置与车辆部件连接关系示意图；
39.图3为本技术实施例提供的车辆直线行驶状态示意图；
40.图4为本技术实施例提供的车辆转向行驶状态(后桥锁止)示意图；
41.图5为本技术实施例提供的车辆转向行驶状态(后桥转向)示意图；
42.图6为本技术实施例提供的车辆转向液压管路系统的控制方法的策略流程图。
43.图中：1、第一连通阀；2、转向油罐；3、转向油泵；4、第二连通阀；5、第一转向助力件；6、常闭连接阀；7、第二转向助力件；8、控制装置。
具体实施方式
44.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
45.本技术实施例提供了提供一种车辆转向液压管路系统及其控制方法，以解决相关技术中两套转向油泵控制时协调性和同步性存在差异的问题。
46.本技术的车辆转向液压管路系统是适用于已经提出的申请一种具备主动转向及回正功能的后桥转向系统和车辆的液压管路，即专为已提出的申请所匹配的液压管路系统，具体的是对其中的驱动装置提供助力的液压动力源。驱动装置包括转向机本体、转向机安装孔、电机装置和转向机固定螺栓；转向机本体的输入轴端设置电机装置，转向机本体上的输出轴用于连接转向垂臂装置；电机装置设有电控组件，电控组件用于对转向机本体的
输入轴的旋转角度进行控制，以控制转向垂臂装置；转向机本体通过转向机安装孔和转向机固定螺栓与转向机支架连接；转向垂臂装置包括转向垂臂，转向垂臂的一端通过转向垂臂锁紧螺母与转向机本体上的输出轴连接，转向垂臂的另一端伸出垂臂布置摆动空间与转向机拉杆连接。
47.由于存在前桥转向和后桥转向一般需要两套油泵及管路系统，提供液压助力；但是前、后转向系统分别采用两套转向油泵及转向液压管路系统，两套转向油泵内的油压和油品在使用过程中存在差异导致控制时协调性和同步性存在差异；两套转向油泵及转向液压管路系统导致生产成本高、零部件多的问题，另外由于车辆空间有限，导致在布置和装配时，也存在较大的难度；
48.再者，现有的前后转向系统一般存在以下两种运行状态：直线行走状态、转向状态。两种情况为：
①
前轮转向，后轮不转向；
②
前轮转向、后轮转向。那么两套系统需要联合进行控制，前后的转向驱动存在有时差，需要保证。
49.本技术适用的一种具备主动转向及回正功能的后桥转向系统和车辆，后转向系统是具有主动转向和回正高性能的，前后转向系统是存在以下四种运行状态：参阅图2-图5；
50.状态一、前轮转向后轮不转向；
51.状态二、前轮不转向后轮不转向；
52.状态三、前轮转向后轮转向；
53.状态四、前轮不转向后轮转向。
54.因此，针对以上的四种状态，采用现有的两套控制系统，前后的转向驱动存在有时差的缺陷更为明显，对其研究我们发现个供油系统的压力油品差异，以及管路的结构复杂是其产生的重要原因。故而才有了本技术的方案。
55.参阅图1-图2，一种车辆转向液压管路系统，其包括：共用段、第一供油段和第二供油段。
56.共用段，共用段包括通过管道依次连接的第一连通阀1、转向油罐2、转向油泵3和第二连通阀4；
57.第一供油段，第一供油段包括用于和车辆前轮连接的第一转向助力件5，第一转向助力件5的输入端与第二连通阀4通过管道连接，第一转向助力件5的输出端与第一连通阀1通过管道连接，以与共用段形成第一回路；
58.第二供油段，第二供油段包括通过管道依次连接的常闭连接阀6和第二转向助力件7，即常闭连接阀6的输出端和第二转向助力件7的输入端连接，常闭连接阀6的输入端与第二连通阀4连通；第二转向助力件7的输出端与第一连通阀1连通，以与共用段形成第二回路；第一连通阀1和第二连通阀4均采用三通阀。
59.控制装置8，其与常闭连接阀6连接，并用于控制常闭连接阀6的开启或关闭，以连通或断开第二回路。
60.通过以上的结构的设置，由于设置共用段、第一供油段和第二供油段，第二供油段包括通过管道依次连接的常闭连接阀6和第二转向助力件7，常闭连接阀6与共用段的第二连通阀4连通；第二转向助力件7与共用段的第一连通阀1连通，以与共用段形成第二回路；从而与前桥供油回路共用一个油路，另外在常态下常闭连接阀6关闭，只有在需要后桥转向的情况下才连通第二回路，因此第二回路在连通或不连通均不影响第一回路的供油；在使
用时，由于共用一个转向油罐和转向油泵，能够保证压力一致，油品一致，避免设置两个供油系统的压力油品差异，因此保证了协调性和同步性；另外更为重要的是也减少成本，避免设置两套供油的压力源，以减少对车辆空间的占用。从而共用一个转向油泵，可降低功耗。另外上述的控制过程均由控制装置8进行控制，配合相适应的调控制策略，可在后桥主动转向时提供液压动力，无额外功耗。
61.如图2所示的，在一些优选的实施例中，控制装置8还用于与车辆前轮角度传感器和后转向机连接，以获取前轮角度，以及控制后转向机的启停；控制装置8还用于与锁止组件和车辆ecu连接，以锁紧或解锁第二转向助力件7，以及通过车辆ecu获取车速信号；锁止组件包括依次连接的转向锁止开关、空气压力阀和锁止机构。
62.以上的设置使得，控制装置8能够结合车辆的运动状态，主动进行解锁和锁止，并且在解锁的情况下进行主动的后桥转向，避免是随动转向的车轮是被动拖拽转动的，在一定程度上存在磨胎的问题。其具体的控制策略，参考后文控制策略的说明。
63.在一些优选的实施例的中，第一连通阀1和第二连通阀4均为三通阀；第一连通阀1和第二连通阀4的三个阀口连接的管道上均设有导向阀，以避免产生液体的回流，产生压力波动。常闭连接阀为常闭电磁阀。
64.在以上的过程中，已经介绍了车辆转向液压管路系统的具体结构，下面对其控制策略进行说明，如何进行提供主动转向，或者是如何具体控制主动转向。
65.参考图6，本技术还提出了一种的车辆转向液压管路系统的控制方法，其包括以下的步骤：
66.步骤s01、获取转向需求，转向需求包括前轮转向后轮不转向、前轮转向后轮转向、前轮不转向后轮不转向和前轮不转向后轮转向；
67.步骤s02、利用控制装置8按照设定规则分析转向需求，并根据分析结果控制常闭连接阀6；
68.设定规则为：
69.若转向需求为前轮转向后轮不转向，以及前轮不转向后轮不转向，则控制装置8将常闭连接阀6保持关闭；
70.若转向需求为前轮转向后轮转向，以及前轮不转向后轮转向，则将控制装置8常闭连接阀6开启。
71.以上的控制过程，实现了前后轮的转向的液压控制相互不影响的功能，另外也能够单独进行后桥的转向，为车辆的操作模式提供更多的操作空间。
72.进一步的，控制装置8还用于与车辆前轮角度传感器和后转向机连接，以获取前轮角度，以及控制后转向机的启停；设定规则具体的为：
73.当转向需求为前轮转向后轮不转向，以及前轮不转向后轮不转向时，则控制后转向机保持停止状态；
74.当转向需求为前轮转向后轮转向，则根据前轮角度，控制后转向机转动同时转动与前轮角度相等的角度，并且角度改变速与前轮角度改变速度相等；
75.当转向需求为前轮不转向后轮转向，则控制后转向机开启，并转动设定角度。
76.进一步的，控制装置8还用于与锁止组件和车辆ecu连接，以锁紧或解锁第二转向助力件7，以及通过车辆ecu获取车速信号；
77.设定规则还包括：
78.若车速信号大于等于设定阈值，且车辆在设定时间段内的前轮角度为零，则控制后转向机自动回正，待后轮对中完成后，关闭常闭连接阀6和后转向机，以及利用锁止组件锁止第二转向助力件7。
79.设定规则还包括：
80.若车速信号大于设定阈值，且转向需求为前轮转向后轮不转向和前轮不转向后轮不转向时，则控制锁止组件锁止第二转向助力件7；若车速信号小于设定阈值，且转向需求为前轮转向后轮转向和前轮不转向后轮转向时，则控制锁止组件解锁第二转向助力件7。
81.设定角度、设定阈值和设定时间段均存储在车辆ecu中，控制装置8在按照设定规则分析时调用设定角度、设定阈值和设定时间段。
82.以上说明了在实际的使用过程中，怎样根据不同的转向需求前轮的转向和后轮转向的具体操作，其中应该理解的是，上述的转向需求均是提前进行设定的，并存储在控制装置8中，控制装置8可以是车辆的行车电脑，也可以是另外增设的控制装置，其具有按键或者操作屏幕，从而便于驾驶人员进行选择所需要的模式。
83.综上从硬件和软件上提供了一套可供具有主动转向功能的车辆的使用的液压管路系统，该管路系统可应对不同的转向需求，并且能够保证压力一致，油品一致，避免设置两个供油系统的压力油品差异，保证了协调性和同步性；另外更为重要的是也减少成本，避免设置两套供油的压力源，以减少对车辆空间的占用，从而共用一个转向油泵，可降低功耗，另外上述的控制过程均由控制装置8进行控制，配合相适应的调控制策略，可在后桥主动转向时提供液压动力，无额外功耗。
84.下面给出一个具体的实施例，工作模式：
85.后转向机依靠转向油泵3提供液压助力；常闭连接阀6和第二转向助力件7同时接收工作信号：常闭连接阀6打开，第二回路内的油液开始流动，可产生液压，为第二转向助力件7提供液压助力；常闭连接阀6关闭，第二回路内的油液停止流动，后系统液压消失，后转向机停止工作。
86.当后转向机即第二转向助力件7工作时(后桥主动转向或回正、后转向桥非锁止状态)，常闭连接阀6处于打开状态，后桥管路内油液流动。如图2所示，前桥转向的同时，后桥根据前桥的转向幅度进行主动转向/主动回正。第二转向助力件7即后转向机停止工作时(后转向桥锁止状态)，常闭连接阀6处于关闭状态，第二回路即后桥管路内油液静止不动。。
87.控制方法：车速≥20km/h，直线行驶，持续5秒后桥自动回正，待后桥对中，后桥锁止；同时后转向机停止工作、关闭管路电磁阀。
88.车速＜20km/h，后桥若有转向需求，在后桥解锁情况下，后桥进行主动转向，管路电磁阀打开，后车轮转角与前车轮转角对应匹配。
89.本技术的原理：
90.(1)由于设置共用段、第一供油段和第二供油段，第二供油段包括通过管道依次连接的常闭连接阀6和第二转向助力件7，常闭连接阀6与共用段的第二连通阀4连通；第二转向助力件7与共用段的第一连通阀1连通，以与共用段形成第二回路；从而与前桥供油回路共用一个油路，另外在常态下常闭连接阀6关闭，只有在需要后桥转向的情况下才连通第二回路，因此第二回路在连通或不连通均不影响第一回路的供油；在使用时，由于共用一个转
向油罐和转向油泵，能够保证压力一致，油品一致，避免设置两个供油系统的压力油品差异，因此保证了协调性和同步性；另外更为重要的是也减少成本，避免设置两套供油的压力源，以减少对车辆空间的占用。从而共用一个转向油泵，可降低功耗。另外上述的控制过程均由控制装置8进行控制，配合相适应的调控制策略，可在后桥主动转向时提供液压动力，无额外功耗。
91.本技术还还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行，用于控制上述实施例所述的液压管路的调控制策略。
92.本实施例中的计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质，或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备，可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如ssd)等。
93.本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
94.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。存储器是计算机可读介质的示例。
95.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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连通。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技术中的具体含义。
96.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一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。
97.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一
致的最宽的范围。