[实用新型]一种电控液压助力转向系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及汽车电控液压转向系统领域，特别是一种电控液压助力转向系统。

背景技术

电控液压助力转向系统是一种由电动机驱动，由车速传感器监控车速，电控单元ECU获取数据后通过控制转向控制阀的开启程度、叶片泵驱动电机的转速改变油液压力，实现转向助力力度的大小调节的新型汽车动力转向系统，目前广泛应用于汽车动力转向中。相比传统的液压助力转向系统，电控液压助力转向系统拥有更好的汽车高速行驶时的操纵感觉和动态响应以及行驶过程中经济性等优势，由于该系统以电机代替发动机直接驱动液压泵，车速和转向盘转速将影响电机转速的大小，在车速低、转向盘角速度大时，ECU响应使得电机转速增大，增大液压油流量，增大转向助力；反之，电机转速降低，系统提供的助力减小。

但是在现有的电控液压助力转向系统的研究中，一方面，只能根据车速和转向盘转矩确定电机转速，再通过控制电机的转速来控制助力转矩，液压系统中的转阀开度只能依赖于转向盘转角进行线性调节，不适合多工况下均能满足使汽车转向能耗尽量小的要求，系统结构在降低能耗方面还有很大程度的改进；另一方面，目前对电控液压助力转向系统优化设计方面的研究不能综合考虑汽车转向过程中系统的能量消耗，同时兼顾驾驶员的转向感受。目前，针对对机械系统参数和液压泵参数进行多目标优化设计，使得转向系统以较小的能量消耗并保证驾驶员获得良好的操纵稳定性和转向路感的报道尚未见公开。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供一种电控液压助力转向系统，并基于该系统，根据由传感器得到的车速、转向盘转角、转向力矩、汽车横摆角速度以及路面信号基础上，综合考虑电机转速、转阀开度、机械转向系统参数、液压泵参数的电控液压助力转向系统及其多目标优化方法，本实用新型是这样实现的：

一种电控液压助力转向系统，其特征在于，包括转向机械单元、转阀开度调节单元、油泵调节单元和电子控制单元ECU；

所述转向机械单元包括依次连接的转向盘、转向轴、齿轮齿条转向器以及两端连有车轮的转向横拉杆，转向横拉杆上设有液压缸，转向轴上设有扭矩传感器；

所述转阀开度调节单元包括相连的转阀及转阀调节电机，转阀与液压油箱之间设有液压回油管路，转阀与液压缸之间设有液压缸进油管路和液压缸回油管路，液压缸两侧设有液压传感器元件；

所述油泵调节单元包括相连的双作用叶片泵和油泵驱动电机；双作用叶片泵分别与液压油箱和转阀相连，将由液压油箱输出的液压油通过转阀进油管路在转阀处分流至液压缸进油管路和液压缸回油管路；

所述电子控制单元ECU与扭矩传感器和液压传感器元件相连，接收他们发出的电信号，并向转阀调节电机和油泵驱动电机发出控制信号。

进一步，本实用新型中，所述电子控制单元ECU还连有车载光学传感器，接收由车载光学传感器发出的电信号。

一种基于电控液压助力转向系统的多目标优化方法，具体步骤如下：

1)利用建模软件MATLAB-simulink，建立电动液压助力转向系统模型、整车动力学模型，以及能耗数学模型，其中电动液压助力转向系统模型包括电机模型、转向盘模型、齿轮齿条模型、转向泵模型、转阀模型、输入和输出轴模型、液压位置伺服控制模型、轮胎模型；

2)将转向系统能耗、转向路感以及转向灵敏度作为电控液压助力转向的性能评价指标，并建立三个性能评价指标的量化公式；

其中，转向路感的量化公式为：