一种重型牵引车转向助力控制方法、系统及车辆与流程

本发明涉及车辆控制，更具体地，涉及一种重型牵引车转向助力控制方法、系统及车辆。

背景技术：

1、目前，重型牵引车大多采用液压助力转向系统，由发动机驱动叶片式动力转向油泵，从而带动内部叶片旋转，与定子形成的容积变大产生负压，将转向油罐内部转向液吸入，容积变小产生高压，流入循环球式动力转向器形成液压助力，从而达到减小驾驶员转向手力的作用。然而，车辆在上坡、下坡、加速及减速工况时质心会前后转移，重型牵引车载重较大，在此工况下质心的转移会导致前轴荷变化较大，转向阻力距随前轴荷的变化而变化，现有技术无法根据不同工况产生不同的转向助力，导致方向盘所需的转向力矩较其它工况变大或变小，进而导致驾驶员在此工况下所需手力较其它工况变大或变小，大幅降低驾驶安全性和舒适性。

技术实现思路

1、本发明为克服上述现有技术中的缺陷，提供一种重型牵引车转向助力控制方法、系统及车辆，能够根据不同工况实现不同的转向助力，使得驾驶员在不同工况下所需手力基本相同，大大提高驾驶的安全性和舒适性。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、一种重型牵引车转向助力控制方法，包括以下步骤：

4、获取车辆的运行参数，包括车辆所处坡度、车辆纵向加速度；

5、根据车辆的运行参数判断车辆工况，所述车辆工况包括上坡、下坡、加速、减速或静止；

6、根据车辆工况输出对应的控制指令，实现与车辆工况相适配的转向助力；

7、若车辆处于下坡或减速工况，则增大转向助力，使得方向盘所需的转向力矩落入预设范围；

8、若车辆处于上坡或加速工况，则减小转向助力，使得方向盘所需的转向力矩落入预设范围。

9、其中，所述方向盘所需的转向力矩落入预设范围，这里的预设范围设置为：在不同的工况下，能够使得方向盘所需的转向力矩基本一致的范围值，即使在不同的工况下，驾驶员在转动方向盘时，也是无法感受到差别感，即驾驶员作用到方向盘上的手力基本一致，能够大大提高驾驶的安全性和舒适性。

10、根据上述技术手段，本发明根据车辆工况输出对应的控制指令，实现与车辆工况相适配的转向助力。本发明能够根据不同工况实现不同的转向助力，使得方向盘所需的转向力矩基本一致，驾驶员在不同工况下转动方向盘时，作用到方向盘上的手力基本相同，无法感受到差别感，大大提高驾驶的安全性和舒适性。

11、进一步地，所述控制指令控制电动转向油泵实现不同的转速，实现与车辆工况相适配的转向助力。

12、进一步地，若车辆所处坡度＜0，车辆处于下坡工况，质心前移，转向阻力距增大，则提高电动转向油泵转速，增大助力；若车辆所处坡度＞0，车辆处于上坡工况，质心后移，转向阻力距减小，则降低电动转向油泵转速，减小助力；若车辆纵向加速度＜0，车辆处于减速工况，质心前移，转向阻力距增大，则提高转向油泵转速，增大助力；若车辆纵向加速度＞0，车辆处于加速工况，质心后移，转向阻力距减小，则降低转向油泵转速，减小助力。

13、根据上述技术手段，车辆下坡和减速时，质心前移，前轴荷加大，本发明可大幅降低转向力矩；车辆上坡或加速时，质心后移、前轴荷减小，本发明可增大转向力矩，提升稳定性；车辆上坡、下坡、加速和减速时，可调节转向力矩，与其它工况保持一致，避免转向力矩突变，提升驾驶安全性和舒适性。

14、进一步地，当车辆启动时，首先对车速进行判断；若车速为零，则车辆处于静止工况，所述控制指令控制所述电动转向油泵处于基础转速；所述基础转速为950～1050r/min。

15、若车速不为零，则根据车辆工况输出对应的控制指令，所述控制指令控制所述电动转向油泵实现不同的转速，具体包括：

16、若-5％≤坡度≤5％或-2m/s2≤纵向加速度≤0.5m/s2，所述控制指令控制电动转向油泵的转速为950～1050r/min；

17、若-15％≤坡度＜-5％或-4m/s2≤纵向加速度＜-2m/s2，所述控制指令控制电动转向油泵的转速为1150～1200r/min；

18、若坡度＜-15％或纵向加速度＜-4m/s2，所述控制指令控制电动转向油泵的转速为1300～1350r/min；

19、若5％＜坡度≤15％或0.5m/s2＜纵向加速度≤1m/s2，所述控制指令控制电动转向油泵的转速为800～850r/min；

20、若坡度＞15％或纵向加速度＞1m/s2，所述控制指令控制电动转向油泵的转速为650～700r/min。

21、进一步地，所述电动转向油泵在转动过程中实时反馈电机转速、电流、角度信号。电动转向油泵实时反馈电机转速、电流、角度信号，实现闭环控制。

22、本发明还提供一种重型牵引车转向助力控制系统，包括：

23、采集模块：用于采集车辆的运行参数，包括车辆所处坡度、车辆纵向加速度；

24、控制模块：用于接收采集模块采集的车辆的运行参数，并根据车辆的运行参数判断车辆工况；以及用于根据车辆工况判断结果输出对应的控制指令；所述车辆工况包括上坡、下坡、加速、减速或静止。

25、进一步地，所述采集模块为安装在车辆上的传感器，所述控制模块为车载控制器。通过车载控制器输出所述控制指令；所述车载控制器可以根据安装在车辆上的陀螺仪传递的信号计算出车辆行驶坡度以及车辆行驶纵向加速度。

26、进一步地，所述传感器为陀螺仪，所述陀螺仪用于测量车辆的纵向加速度、垂向加速度和侧向加速度，并将测量结果传递给车载控制器。陀螺仪检测重型牵引车运行状态，通过ecu控制电动转向油泵转速，实现四种不同工况(上坡、下坡、加速和减速)下转向助力的调节，提升驾驶安全性和舒适性。

27、进一步地，所述传感器为用于测量车辆所处坡度的坡度传感器和测量车辆加速度的加速度传感器；所述坡度传感器和加速度传感器将测量结果传递给所述车载控制器。陀螺仪还可以通过坡度传感器和加速度传感器替代，只要能够同时检测到车辆行驶的坡度以及纵向加速度即可。

28、本发明还提供一种车辆，包括：

29、方向盘：用于将驾驶员作用到方向盘边缘上的力转变为转向力矩后传递给转向管柱；

30、转向管柱：用于连接方向盘和循环球转向器，将方向盘的转向力矩传递给循环球转向器；

31、循环球转向器：用于将方向盘的转向力矩和转向角度进行变换，再输出给转向传动机构，从而使车辆转向；

32、转向传动机构：用于将循环球转向器输出的力矩传递至转向轮，实现车辆的转向；

33、转向轮：用于实现车辆的转向；

34、转向管柱；用于连接电动转向油泵、循环球转向器和转向油罐，实现转向液在三者中的循环流动；

35、转向油罐：用于储存转向液，并用于转向液的散热；

36、电动转向油泵：用于实现转向系统的助力；

37、车载控制器：用于根据车辆的运行参数判断车辆工况，所述车辆工况包括上坡、下坡、加速、减速或静止；然后根据车辆工况输出对应的控制指令，实现与车辆工况相适配的转向助力；当车辆处于下坡或减速工况，则增大转向助力，使得方向盘所需的转向力矩落入预设范围；当车辆处于上坡或加速工况，则减小转向助力，使得方向盘所需的转向力矩落入预设范围。

38、根据上述技术手段，在本发明中，将现有技术中的液压转向油泵更改为了电动转向油泵，并在车辆上增加车载控制器以及测量车辆纵向加速度和行驶坡度的传感器如陀螺仪或坡度传感器和加速度传感器；陀螺仪可以实时将车辆纵向加速度信号传递给车载控制器，车载控制器可以根据陀螺仪传递的信号计算坡度，并根据坡度和纵向加速度信号实现对电动转向油泵的转速控制，从而控制电动转向油泵的流量输出，不同的流量下产生的助力不同，可以根据上坡、下坡、加速以及减速等不同的工况按照需要提供不同的助力，使其在各个工况下方向盘所需的转向助力基本相同，使得驾驶员所需的手力一致，避免手力时大时小，能够有效提升驾驶安全性和舒适性。

39、与现有技术相比，有益效果是：本发明提供的一种重型牵引车转向助力控制方法、系统及车辆，根据车辆所处坡度以及纵向加速度判断车辆所处的工况，根据不同的工况输出对应的控制指令，控制指令控制电动转向油泵实现不同的转速，从而实现不同大小的转向助力，以确保在不同工况下方向盘所需转向助力相同，从而使得驾驶员在不同工况下转动方向盘时，作用到方向盘上的手力基本相同，无法感受到差别感，大大提高驾驶的安全性和舒适性大大提高了驾驶的安全性和舒适。