電控液壓式四輪轉向系統的製作方法

2023-07-19 02:37:31 2

專利名稱：電控液壓式四輪轉向系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於汽車零部件製造技術領域，具體涉及一種兩軸或三軸汽車的電控液壓式四輪轉向系統。
背景技術：
傳統的雙輪前軸轉向系統由於響應速度慢、轉向不靈活、高速行駛時方向穩定性差而漸漸無法滿足人們對車輛主動安全性越來越高的要求，迫切需要一種高效的轉向系統來實現良好的車輛轉向安全性。在這種形勢下，四輪轉向(Four-Wheel Steering，簡稱4WS) 系統應運而生，四輪轉向汽車在後懸架上安裝有一套轉向裝置，稱之為後輪轉向機構。當駕駛員轉動轉向盤時，前輪轉向機構和後輪轉向機構同時動作。採用4WS方式，後輪與前輪轉向相同時稱為同相位轉向，後輪與前輪轉向相反時稱為逆相位轉向。四輪轉向汽車的主要優點是在高速時採用同相位轉向能夠改善汽車操縱穩定性，低速時採用逆相位轉向能夠減小汽車的轉彎半徑，使汽車行駛更加靈活。目前在用的4WS系統中，多數為機械式4WS系統，這種系統由於前、後輪轉向系機械相聯，工作力大、傳動可靠，但由於在結構設計及整車布置方面存在的缺點，以及在汽車運動過程中存在振動並引起噪聲等缺陷，使得機械式4WS系統很難適應現代汽車輕量化和乘坐舒適性方面的要求。

實用新型內容為了克服傳統機械式四輪轉向系統在結構、整車布置、汽車乘坐舒適性方面等方面的缺陷，本實用新型提供一種布置方便、佔用空間小、主要由液壓元件構成的電控液壓式四輪轉向系統。實現上述目的的技術解決方案如下電控液壓式四輪轉向系統，包括前輪轉向機構、後輪轉向機構、轉向盤轉角傳感器、後輪轉角傳感器、電磁閥、車速傳感器和橫擺角速度傳感器，所述轉向盤轉角傳感器，安裝於轉向盤的轉向軸上，採用電感式角位移傳感器。所述後輪轉角傳感器安裝於後輪轉向節上，採用電感式角位移傳感器。所述前輪轉向機構採用齒輪齒條式轉向機構。所述電磁閥採用M型三位四通電磁控制閥。所述後輪轉向機構為雙杆液壓缸，且液壓缸的兩腔各設一根回位彈簧，液壓缸中的液壓油來自液壓油泵，液壓泵由發動機驅動。所述車速傳感器安裝在車速裡程表的轉子附近，採用光電式車速傳感器。所述橫擺角速度傳感器安裝在汽車質心處的車身上，採用壓電射流角速度傳感
O所述的轉向盤轉角傳感器、後輪轉角傳感器、車速傳感器及橫擺角速度傳感器的感知信號均通過導線傳給控制器(E⑶)，所述的控制器(EOT)的CPU是一個具有256位元組 RAM的16位單片機，採用Intel公司MCS-96系列的80C196KB單片機，外擴27128EPR0M程序存儲器。所述電磁閥接收控制器(ECU)的輸出信號，並根據控制信號的指示，作相應方位的運動，以導通不同的液壓迴路，使後輪向左或向右偏轉。與傳統機械式四輪轉向系統相比，本實用新型的有益技術效果體現在以下方面(1)有利於整車的總布置設計。由於本實用新型較多地使用了液壓元器件，減少了機械連接，零部件少、重量輕，設計緊湊，所佔的空間相對較小，可以更有利於整車的總布置設計。(2)不影響整車的乘坐舒適性。由於本實用新型的不採用機械傳動，不會有傳動軸的振動以及引起整車的振動、噪聲問題，因此不會影響整車的乘坐舒適性。

圖1為本實用新型總體布置圖。圖2為本實用新型控制系統電路原理圖。上述圖中的標記均為1、3前輪2前輪轉向機構4轉向盤轉角傳感器5轉向盤 6車速傳感器7車輛橫擺角速度傳感器8控制器(ECU) 9液壓油泵10減壓閥11油箱12電磁閥13後輪轉角傳感器14、17後輪15後輪轉向機構16回位彈簧18外部電源
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型作進一步地描述。如圖1所示，電控液壓式四輪轉向系統，包括前輪轉向機構2、轉向盤轉角傳感器 4、後輪轉角傳感器13、電磁閥12、後輪轉向機構(1 ；所述前輪轉向機構2採用齒輪齒條式轉向機構；所述轉向盤轉角傳感器4安裝於轉向盤5的轉向軸上，採用電感式角位移傳感器；所述後輪轉角傳感器12安裝於後輪轉向節上，採用電感式角位移傳感器，車速傳感器6 安裝在車速裡程表的轉子附近，採用光電式車速傳感器；所述橫擺角速度傳感器7安裝在汽車質心處的車身上，採用壓電射流角速度傳感器。所述後輪轉向機構15為雙杆液壓缸，且液壓缸的兩腔各設一根回位彈簧16，液壓缸中的液壓油來自液壓油泵9，液壓泵9連接油箱和後輪轉向機構15，由發動機驅動。液壓泵9和後輪轉向機構15之間的液壓管路上並接一減壓閥10，以限制管路最高壓力。所述的轉向盤轉角傳感器4、後輪轉角傳感器13、車速傳感器6及橫擺角速度傳感器7的感知信號均通過導線傳給控制器(ECU) 8，所述的控制器(ECU) 8是一個具有256位元組 RAM的16位單片機，採用Intel公司MCS-96系列的80C196KB單片機，外擴27128EPR0M程序存儲器。所述電磁閥12採用M型三位四通電磁閥，其接收控制器(ECU)S的輸出信號，並根據控制信號的指示，作相應方位的運動，以導通不同的液壓迴路。見圖2所示，所述控制器(ECU)8是整個系統的核心，由80C196KB單片機8-3、 EPR0M8-2、信號調理電路8-1、內部電源電路8_4、電動機驅動電路8_5、顯示輸出電路8_6等部分組成。所述的控制器(ECU)S還內置有系統故障的自診斷功能，並可將診斷結果通過故障顯示屏20通知駕駛員。系統設有兩種轉向模式，並有轉向模式選擇開關17及轉向模式開關指示燈19，駕駛員可以選擇傳統的2WS轉向模式，也可以選擇4WS轉向模式，單片機內置程序可以根據故障信號自動對轉向模式開關進行選擇，即當四輪轉向系統出現故障時， 自動將轉向系統由4WS模式轉換為2WS模式。當車輛轉向時，轉向盤轉角傳感器4將轉向盤5的轉向信號傳入控制器(E⑶)8、車速傳感器6將車輛的速度信號傳入(ECU) 8，(ECU) 8進行分析運算之後，向電磁閥12輸出信號，電磁閥12根據(ECU)傳來的信號值確定電磁閥的運動位置，通過導通相應的管路，驅動作為後輪轉向機構15的雙杆液壓缸運動，進而使後輪產生一定角度的偏轉。(ECU)S同時還通過橫擺角速度傳感器7、後輪轉角傳感器13對車輛的狀態進行實時監測，將後輪轉角的理想值與實際轉角之間的差值，反饋給電磁閥12，以實時調整後輪轉角，從而實現汽車的四輪轉向。整個系統由外部電源18供電，所述外部電源18為車載蓄電池。由於在實際行駛中汽車轉彎時車速變化較快(通常轉彎都伴隨有減速過程)，所以採用的控制策略是車速低於40km/h時前後輪反向轉動，40km/h 60km/h時後輪轉向機構幾乎不動，而高於60km/h時前後輪同向轉動，動作的大小和方向則根據設定的轉向理想值，完全由(ECU)S控制。上面結合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現並不受上述方式的限制，只要採用了本實用新型的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本實用新型的構思和技術方案直接應用於其它場合的，均在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.電控液壓式四輪轉向系統，包括前輪轉向機構O)、轉向盤轉角傳感器G)、後輪轉角傳感器(13)、電磁閥(12)和後輪轉向機構(15)，所述轉向盤轉角傳感器(4)安裝於轉向盤(5)的轉向軸上，採用電感式角位移傳感器，所述後輪轉角傳感器(13)安裝於後輪轉向節上，採用電感式角位移傳感器，所述前輪轉向機構( 採用齒輪齒條式轉向機構，所述電磁閥(1 為M型三位四通電磁控制閥，所述後輪轉向機構(1 為雙杆液壓缸，且液壓缸的兩腔各設一根回位彈簧(16)，液壓缸中的液壓油來自液壓油泵(9)，液壓泵(9)由發動機驅動，其特徵在於還包括車速傳感器(6)和橫擺角速度傳感器(7)，所述車速傳感器(6)安裝在車速裡程表的轉子附近，採用光電式車速傳感器，所述橫擺角速度傳感器(7)安裝在汽車質心處的車身上，採用壓電射流角速度傳感器。
2.根據權利要求1所述的電控液壓式四輪轉向系統，其特徵在於所述的轉向盤轉角傳感器G)、後輪轉角傳感器(13)、車速傳感器(6)及橫擺角速度傳感器(7)的感知信號均通過導線傳給控制器(EOT) (8)，所述的控制器(EOT) (8)的CPU是一個具有256位元組RAM的 16位單片機，採用Intel公司MCS-96系列的80C196KB單片機，外擴27128EPR0M程序存儲ο
3.根據權利要求1或2所述的電控液壓式四輪轉向系統，其特徵在於所述電磁閥 (12)接收控制器(ECU) (8)的輸出信號，並根據控制信號的指示，作相應方位的運動，以導通不同的液壓迴路。
專利摘要本實用新型涉及一種兩軸或三軸汽車的電控液壓式四輪轉向系統。包括前、後輪轉向機構、轉向盤轉角傳感器、後輪轉角傳感器、M型三位四通電磁閥；轉向盤轉角傳感器安裝於轉向盤的轉向軸上；後輪轉角傳感器安裝於後輪轉向節上，車速傳感器安裝在車速裡程表的轉子附近，橫擺角速度傳感器安裝在汽車質心處的車身上，前輪轉向機構採用齒輪齒條式轉向機構，後輪轉向機構採用內置回位彈簧的雙杆液壓缸。當車輛轉向時，各傳感器均將感知信號傳給控制器(ECU)，經分析計算後，(ECU)向電磁閥輸出信號，電磁閥根據(ECU)接收到的信號值確定電磁閥的運動方向及位置，導通相應的液壓迴路，驅動雙杆液壓缸運動，使後輪產生一定角度的偏轉。
文檔編號B62D3/14GK202098457SQ20112020914
公開日2012年1月4日 申請日期2011年6月11日 優先權日2011年6月11日
發明者周永, 時培成 申請人:安徽工程大學