本實用新型涉及車輛助力轉(zhuǎn)向技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電控變流量轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以分為無助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和有助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

隨著科技發(fā)展和新技術(shù)的采用，有助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)逐漸由傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向(HPS) (Hydraulic Power Steering)系統(tǒng)向電動液壓助力轉(zhuǎn)向(EHPS) (Electronic Hydrautic Power Steering)系統(tǒng)和電動助力轉(zhuǎn)向(EPS)(Etectronic Power Steering)系統(tǒng)發(fā)展。

車輛在轉(zhuǎn)向的時候，由于車輪與地面的摩擦，前橋載荷可以高達(dá)幾千牛頓，在沒有助力的情況下用手臂轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤會感覺到比較沉重，所以，需要采取助力轉(zhuǎn)向來解決轉(zhuǎn)向輕便性問題。

而隨著車速的增加，車輪與地面的摩擦力減小，在提供相同助力的情況下，高速時會令人感覺到轉(zhuǎn)向盤發(fā)飄，另外，轉(zhuǎn)向盤高速轉(zhuǎn)動的時候，助力容易出現(xiàn)嚴(yán)重滯后，因此需要采用助力調(diào)節(jié)來解決轉(zhuǎn)向盤發(fā)飄和助力跟隨性問題。

傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是利用發(fā)動機帶動轉(zhuǎn)向油泵工作，油泵的流量和壓力隨發(fā)動機的轉(zhuǎn)速升高而增加當(dāng)轉(zhuǎn)向的時候，液力油流入其中的一個缸，而另外的一缸則有一部分油回流。這樣兩缸之間產(chǎn)生了壓力差，從而產(chǎn)生助力。如果油泵的流量和壓力越高，那么產(chǎn)生的助力就越大。對于車輛來說，車速越高，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速越快，這樣油泵的流量和壓力就會越大，相應(yīng)的產(chǎn)生的助力也就越大，導(dǎo)致高速時轉(zhuǎn)向盤發(fā)飄，因此，液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要控制進入油缸的流速，讓流速不要隨著油泵的轉(zhuǎn)速改變而改變。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種電控變流量轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)，該系統(tǒng)在車輛直行時不提供助力，在車輛低速轉(zhuǎn)向時提供較大的助力，便于駕駛員輕便地操作方向盤，在車輛高速轉(zhuǎn)向時提供較小的助力，實現(xiàn)駕駛員駕駛的路感。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

一種電控變流量轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)，包括齒輪泵、流量調(diào)節(jié)單元、轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)單元和EHPS電子控制單元，齒輪泵由電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動，電機與EHPS電子控制單元通信連接，齒輪泵的進油口與一儲液罐相連，齒輪泵的出油口與轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)單元連接，流量調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)齒輪泵的活塞式齒輪與固定齒輪的嚙合長度，調(diào)節(jié)進入轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)單元的液力油流量來改變轉(zhuǎn)向助力的大小。

其中，所述流量調(diào)節(jié)單元包括流量調(diào)節(jié)液壓缸，流量調(diào)節(jié)液壓缸內(nèi)設(shè)置有浮動活塞，浮動活塞將流量調(diào)節(jié)液壓缸分隔成左流量調(diào)節(jié)缸和右流量調(diào)節(jié)缸；齒輪泵的活塞式齒輪安裝在浮動活塞上，一控制裝置控制浮動活塞的左右移動。

其中，所述左流量調(diào)節(jié)缸內(nèi)設(shè)置有調(diào)節(jié)彈簧，調(diào)節(jié)彈簧一端與浮動活塞連接，另一端抵靠在左流量調(diào)節(jié)缸的內(nèi)壁上。

其中，所述控制裝置為控制電磁閥，控制電磁閥與EHPS電子控制單元通信連接，控制電磁閥為三位五通電磁閥，控制電磁閥分別與左流量調(diào)節(jié)缸、右流量調(diào)節(jié)缸和儲液罐連接，齒輪泵的出油口通過控制電磁閥與轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)單元連接。

其中，所述轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)單元包括轉(zhuǎn)向助力缸、轉(zhuǎn)向拉桿和轉(zhuǎn)向分配閥；轉(zhuǎn)向助力缸內(nèi)設(shè)置有助力活塞，助力活塞將轉(zhuǎn)向助力缸分隔為左助力調(diào)節(jié)缸和右助力調(diào)節(jié)缸；轉(zhuǎn)向拉桿設(shè)置于轉(zhuǎn)向助力缸內(nèi)且兩端分別延伸至轉(zhuǎn)向助力缸外與車輪轉(zhuǎn)向節(jié)連接；助力活塞與轉(zhuǎn)向拉桿固定連接；轉(zhuǎn)向分配閥與控制電磁閥連接；轉(zhuǎn)向分配閥分別與左助力調(diào)節(jié)缸和右助力調(diào)節(jié)缸連接；轉(zhuǎn)向分配閥與儲液罐連接。

其中，所述轉(zhuǎn)向分配閥通過進油管與控制電磁閥連接，轉(zhuǎn)向分配閥通過回油管與儲液罐連接，進油管與回油管之間設(shè)置有旁通管，旁通管上設(shè)置有限壓閥。

本實用新型具有如下有益效果：

1、本實用新型在車輛直線行駛時，齒輪泵處于最小嚙合位置，液力油流量最小，不提供助力。

2、本實用新型在車輛低速轉(zhuǎn)向行駛時，齒輪泵的活塞式齒輪與固定齒輪的嚙合長度逐漸增加，液力油流量也逐漸增大，直至增加到轉(zhuǎn)向所需的最大助力，為車輛轉(zhuǎn)向提供最大的轉(zhuǎn)向助力，解決了無助力或者小助力情況下，手動轉(zhuǎn)動方向盤時方向盤沉重的問題，便于駕駛員的操作，為駕駛員在低速轉(zhuǎn)向行駛時的操作提供輕便性。

3、本實用新型在車輛高速轉(zhuǎn)向行駛時，為了滿足駕駛員高速駕駛時的路感，使得齒輪泵的活塞式齒輪與固定齒輪的嚙合長度逐漸減小，液力油流量也逐漸減小，轉(zhuǎn)向助力逐漸減小，因此駕駛員在高速轉(zhuǎn)向行駛操作時，需要較大的轉(zhuǎn)向操縱力，實現(xiàn)高速駕駛的路感。

附圖說明

圖1為本實用新型在直線行駛時的結(jié)構(gòu)狀態(tài)示意圖；

圖2為本實用新型在低速轉(zhuǎn)向行駛時的結(jié)構(gòu)狀態(tài)示意圖；

圖3為本實用新型在高速轉(zhuǎn)向行駛時的結(jié)構(gòu)狀態(tài)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1-流量調(diào)節(jié)單元、11-流量調(diào)節(jié)液壓缸、111-浮動活塞、112-左流量調(diào)節(jié)缸、113-右流量調(diào)節(jié)缸、114-調(diào)節(jié)彈簧、12-齒輪泵、121-固定齒輪、122-活塞式齒輪、13-控制電磁閥、2-轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)單元、21-轉(zhuǎn)向助力缸、211-助力活塞、212-左助力調(diào)節(jié)缸、213-右助力調(diào)節(jié)缸、22-轉(zhuǎn)向拉桿、23-轉(zhuǎn)向分配閥、3-EHPS電子控制單元、31-ECU電子控制單元、4-電機、5-儲液罐、6-限壓閥、101-第一進油管、102-左流量調(diào)節(jié)油管、103-右流量調(diào)節(jié)油管、104-第一回油管、105-第二進油管、106-左助力調(diào)節(jié)油管、107-右助力調(diào)節(jié)油管、108-第二回油管、109-旁通管。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細(xì)說明：

參見圖1至圖3，一種電控變流量轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)，包括齒輪泵12、流量調(diào)節(jié)單元1、轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)單元2和EHPS電子控制單元3；

所述流量調(diào)節(jié)單元1包括流量調(diào)節(jié)液壓缸11和控制電磁閥13；

所述流量調(diào)節(jié)液壓缸11內(nèi)設(shè)置有浮動活塞111，浮動活塞111將流量調(diào)節(jié)液壓缸11分隔成左流量調(diào)節(jié)缸112和右流量調(diào)節(jié)缸113；左流量調(diào)節(jié)缸112內(nèi)設(shè)置有調(diào)節(jié)彈簧114，調(diào)節(jié)彈簧114一端與浮動活塞111連接，另一端抵靠在左流量調(diào)節(jié)缸112的內(nèi)壁上；

所述齒輪泵12包括相互嚙合的固定齒輪121和活塞式齒輪122，固定齒輪121由一電機4驅(qū)動轉(zhuǎn)動；活塞式齒輪122通過一轉(zhuǎn)動軸安裝在浮動活塞111上，浮動活塞111通過一控制裝置控制其左右移動從而調(diào)節(jié)活塞式齒輪122與固定齒輪121的嚙合長度；齒輪泵12的進油口與一儲液罐5相連，齒輪泵12的出油口通過第一進油管101與控制電磁閥13連接；

所述控制裝置為控制電磁閥13，本實施例中，所述控制電磁閥13為三位五通電磁閥；控制電磁閥13分別通過左流量調(diào)節(jié)油管102和右流量調(diào)節(jié)油管103與左流量調(diào)節(jié)缸112和右流量調(diào)節(jié)缸113連接；控制電磁閥13通過第一回油管104與儲液罐5連接；

所述轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)單元2包括轉(zhuǎn)向助力缸21、轉(zhuǎn)向拉桿22和轉(zhuǎn)向分配閥23；

所述轉(zhuǎn)向助力缸21內(nèi)設(shè)置有助力活塞211，助力活塞211將轉(zhuǎn)向助力缸21分隔為左助力調(diào)節(jié)缸212和右助力調(diào)節(jié)缸213；轉(zhuǎn)向拉桿22平行于轉(zhuǎn)向助力缸21的長度方向設(shè)置于轉(zhuǎn)向助力缸21內(nèi)，且兩端分別延伸至轉(zhuǎn)向助力缸21外與車輪轉(zhuǎn)向節(jié)連接，以調(diào)節(jié)車輪的轉(zhuǎn)向；助力活塞211固定連接在轉(zhuǎn)向拉桿22的中部；

所述轉(zhuǎn)向分配閥23通過第二進油管105與控制電磁閥13連接；轉(zhuǎn)向分配閥23分別通過左助力調(diào)節(jié)油管106和右助力調(diào)節(jié)油管107與左助力調(diào)節(jié)缸212和右助力調(diào)節(jié)缸213連接；轉(zhuǎn)向分配閥23通過第二回油管108與儲液罐5連接；

所述第二進油管105與第二回油管108之間設(shè)置有旁通管109，所述旁通管109上設(shè)置有限壓閥6，用于限制經(jīng)轉(zhuǎn)向分配閥23流入轉(zhuǎn)向助力缸21的油的壓力過大。

所述EHPS電子控制單元3包括ECU電子控制單元31、車速傳感器和扭矩傳感器，ECU電子控制單元31分別與車速傳感器、扭矩傳感器和電機4通信連接，車速傳感器用來檢測車速的快慢并將檢測的車速數(shù)據(jù)反饋給ECU電子控制單元31，扭矩傳感器用于檢測方向盤的轉(zhuǎn)向角度并將轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)反饋給ECU電子控制單元31，ECU電子控制單元31接收車速傳感器和扭矩傳感器發(fā)出的信號，經(jīng)過換算后發(fā)送相應(yīng)的電信號給控制電磁閥13和電機4，以控制電機4轉(zhuǎn)速的快慢和控制電磁閥13的開閉。

上述系統(tǒng)的工作流程如下：

當(dāng)車輛直線行駛時，參見圖1，ECU電子控制單元31接收車速傳感器和扭矩傳感器發(fā)來的信號并換算成相應(yīng)電信號發(fā)送給控制電機4和控制電磁閥13，此時固定齒輪121與活塞式齒輪122的嚙合長度處于最小值，控制電磁閥13的閥芯處于中間位置，第一進油管101與第二進油管105連通，左流量調(diào)節(jié)油管102和右流量調(diào)節(jié)油管103與控制電磁閥13均不連通；第二進油管105分別與左助力調(diào)節(jié)油管106和右助力調(diào)節(jié)油管107連通，轉(zhuǎn)向分配閥23通過第二回油管108與儲液罐5連通；

電機4轉(zhuǎn)動帶動固定齒輪121轉(zhuǎn)動，固定齒輪121帶動活塞式齒輪122轉(zhuǎn)動，將儲液罐5內(nèi)的油泵送出來，液力油依次通過齒輪泵12的進油口、出油口和第一進油管101流入控制電磁閥13，經(jīng)第二進油管105流入轉(zhuǎn)向分配閥23，經(jīng)左助力調(diào)節(jié)油管106和右助力調(diào)節(jié)油管107分別流入轉(zhuǎn)向助力缸21內(nèi)，分別充滿左助力調(diào)節(jié)缸212和右助力調(diào)節(jié)缸213，此時兩缸的壓力相等，由于齒輪泵12處于最小嚙合位置，液力油流量最小，不產(chǎn)生助力，減小車輛行駛時的油耗；液力油充滿左助力調(diào)節(jié)缸212和右助力調(diào)節(jié)缸213后，經(jīng)第二回油管108流回儲液罐5。

當(dāng)車輛低速轉(zhuǎn)向行駛時，參見圖2，ECU電子控制單元31接收車速傳感器和扭矩傳感器發(fā)來的信號并換算成相應(yīng)電信號發(fā)送給控制電磁閥13，此時控制電磁閥13的閥芯向右移動，第一進油管101分別與第二進油管105和右流量調(diào)節(jié)油管103連通；第二進油管105連通左助力調(diào)節(jié)油管106或者右助力調(diào)節(jié)油管107，轉(zhuǎn)向分配閥23通過第二回油管108連通儲液罐5；

現(xiàn)以第二進油管105連通轉(zhuǎn)向分配閥23的左助力調(diào)節(jié)油管106為例進行說明：

電機4轉(zhuǎn)動帶動固定齒輪121轉(zhuǎn)動，固定齒輪121帶動活塞式齒輪122轉(zhuǎn)動，將儲液罐5內(nèi)的油泵送出來，液力油依次通過齒輪泵12的進油口、出油口和第一進油管101流入控制電磁閥13，經(jīng)第二進油管105流入轉(zhuǎn)向分配閥23，同時，油經(jīng)右流量調(diào)節(jié)油管103流入右流量調(diào)節(jié)缸113，推動浮動活塞111克服調(diào)節(jié)彈簧114的壓力向左移動并反向壓縮調(diào)節(jié)彈簧114，從而帶動活塞式齒輪122向左移動，逐漸增加活塞式齒輪122與固定齒輪121的嚙合長度，逐漸增大齒輪泵12向轉(zhuǎn)向分配閥23泵送液力油的流量，直至滿足轉(zhuǎn)向最大助力的需要；

液力油經(jīng)左助力調(diào)節(jié)油管106流入左助力調(diào)節(jié)缸212，推動助力活塞211右移，助力活塞211拉動轉(zhuǎn)向拉桿22為車輪轉(zhuǎn)向提供助力，右助力調(diào)節(jié)缸213內(nèi)的油經(jīng)右助力調(diào)節(jié)油管107流回轉(zhuǎn)向分配閥23，然后經(jīng)第二回油管108流回儲液罐5內(nèi)。由于齒輪泵12的嚙合長度逐漸增大，流入轉(zhuǎn)向助力缸21一側(cè)的油缸的液力油流量也逐漸增大，為車輪轉(zhuǎn)向提供的助力也逐漸增大，直至提供低速行駛轉(zhuǎn)向所需的最大助力，便于駕駛員操作方向盤，實現(xiàn)操作輕便性。

如果液力油流量的壓力超出轉(zhuǎn)向最大助力的需要，此時限壓閥6將會打開，部分液力油從限壓閥6流入到第二回油管108中，從而流回儲液罐5中。

當(dāng)車輛高速轉(zhuǎn)向行駛時，參見圖3，ECU電子控制單元31接收車速傳感器和扭矩傳感器發(fā)來的信號并換算成相應(yīng)電信號發(fā)送給控制電磁閥13，此時控制電磁閥13的閥芯向左移動，第一進油管101分別與第二進油管105和左流量調(diào)節(jié)油管102連通，右流量調(diào)節(jié)油管103通過控制電磁閥13的閥芯的中空油腔與第一回油管104連通；第二進油管105連通左助力調(diào)節(jié)油管106或者右助力調(diào)節(jié)油管107，轉(zhuǎn)向分配閥23通過第二回油管108連通儲液罐5；

現(xiàn)以第二進油管105連通轉(zhuǎn)向分配閥23的左助力調(diào)節(jié)油管106為例進行說明：

電機4轉(zhuǎn)動帶動固定齒輪121轉(zhuǎn)動，固定齒輪121帶動活塞式齒輪122轉(zhuǎn)動，將儲液罐5內(nèi)的油泵送出來，液力油依次通過齒輪泵12的進油口、出油口和第一進油管101流入控制電磁閥13，經(jīng)第二進油管105流入轉(zhuǎn)向分配閥23，同時，油經(jīng)左流量調(diào)節(jié)油管102流入左流量調(diào)節(jié)缸112，油壓和調(diào)節(jié)彈簧114的彈力共同推動浮動活塞111向右移動，從而帶動活塞式齒輪122向右移動，逐漸減少活塞式齒輪122與固定齒輪121的嚙合長度，逐漸減小齒輪泵12向轉(zhuǎn)向分配閥23泵送油的流量；右流量調(diào)節(jié)缸113內(nèi)的油經(jīng)右流量調(diào)節(jié)油管103、控制電磁閥13的閥芯的中空油腔和第一回油管104流回儲液罐5；

流入轉(zhuǎn)向分配閥23的液力油經(jīng)左助力調(diào)節(jié)油管106流入左助力調(diào)節(jié)缸212，推動助力活塞211右移，此時由于齒輪泵12的嚙合長度逐漸減小，液力油流量也逐漸減少，轉(zhuǎn)向助力也逐漸減小，此時駕駛員需要較大的轉(zhuǎn)向操縱力，實現(xiàn)高速駕駛時的路感；右助力調(diào)節(jié)缸213內(nèi)液力油經(jīng)右助力調(diào)節(jié)油管107流回轉(zhuǎn)向分配閥23，然后經(jīng)第二回油管108流回儲液罐5內(nèi)。

以上所述僅為本實用新型的具體實施方式，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。