技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明涉及重型車輛底盤轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與電磁電路領(lǐng)域,，特別是涉及應(yīng)用于重型車輛新型電磁離合器式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) (E-ECHPS)的轉(zhuǎn)向主力控制系統(tǒng)及控制方法技術(shù),。
背景技術(shù)：傳統(tǒng)液圧助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(HPS)，轉(zhuǎn)向泵直接由發(fā)動機(jī)驅(qū)動,，是一種設(shè)計(jì)簡單,、易于實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng),，從一定程度上減輕了駕駛員轉(zhuǎn)向時的負(fù)擔(dān)，但是其助力不可調(diào),，僅僅與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速成正相關(guān),，低速時轉(zhuǎn)向助力過小，高速時轉(zhuǎn)向助力過大,，同時因?yàn)楫a(chǎn)生了多余的助力,，使得一部分能耗浪費(fèi)。電動液壓助力系統(tǒng)(EHPS),，轉(zhuǎn)向泵由一個獨(dú)立的電動機(jī)驅(qū)動,，而其輸入電流的大小由控制單元決定，克服了HPS的轉(zhuǎn)向不可調(diào),，可以做到在低速時助力較大,，高速時助力較小，減少了多余的能耗，但是因?yàn)槌杀九c系統(tǒng)安全等問題,，在重型車輛上應(yīng)用有限,。
目前，電磁轉(zhuǎn)差離合器(ESC)多分為勵磁式電磁轉(zhuǎn)差離合器和永磁式電磁轉(zhuǎn)差離合器兩種,，因?yàn)閯畲攀睫D(zhuǎn)差離合器的控制環(huán)節(jié)較為簡單,，故該種形式應(yīng)用較為廣泛。車輛在行駛過程中,，助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也同時兼顧低速時的轉(zhuǎn)向輕使和高速時的行駛路感,，在傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) (HPS)上，因?yàn)槠渲χ桓l(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān),，所以無法達(dá)到同時兼顧二者的作用,。而車輛在行駛過程中，低速時轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力過小就會導(dǎo)致駕駛員轉(zhuǎn)向費(fèi)力,，高速時轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力過大,，又會造成駕駛員對路感的喪失，不利于在高速狀態(tài)下轉(zhuǎn)向時的車輛穩(wěn)定和行駛安全,。
重型車輛的電磁轉(zhuǎn)差離合器的電控液圧助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(E-ECHPS)介于 HPS于EHPS 之間,，運(yùn)用電磁轉(zhuǎn)差離合器(ESC) 的轉(zhuǎn)差特性，將原本 HPS浪費(fèi)的能耗進(jìn)行回收,，并可依照EHPS 的控制方式對輸出助力進(jìn)行可調(diào)變換,，同時于轉(zhuǎn)向阻力矩大小相關(guān)，以達(dá)到設(shè)計(jì)所需要的指標(biāo),。新型轉(zhuǎn)向系統(tǒng) E-ECHPS采用勵磁式電磁轉(zhuǎn)差離合器作為動力裝置,，通過改變輸入到勵磁式ESC中的電流大小,，就可讓助力隨車速的改變發(fā)生與傳統(tǒng)系統(tǒng)不一樣的變化,，從而兼顧到低速時的轉(zhuǎn)向輕便和高速時的路感。
發(fā)明內(nèi)容：為了解決上述車輛在行駛過程中,，低速時轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力過小就會導(dǎo)致駕駛員轉(zhuǎn)向費(fèi)力,，高速時轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力過大，又會造成駕駛員對路感的喪失,，不利于在高速狀態(tài)下轉(zhuǎn)向時的車輛穩(wěn)定和行駛安全等問題,，本發(fā)明給E-ECHPS助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)勵磁式ESC提供一種在正常行駛車速下的轉(zhuǎn)向助力控制系統(tǒng)及控制方法，通過改變勵磁電路的電流大小,，進(jìn)而改變助力大小,，從而達(dá)到兼顧低速時的駕駛員轉(zhuǎn)向輕便和高速時的駕駛員方向盤路感的作用。
采用的技術(shù)方案如下：重型車輛電磁離合器轉(zhuǎn)向助力控制系統(tǒng)包括電磁轉(zhuǎn)差離合器,， 控制單元,，輪速傳感器，扭矩傳感器,，壓力傳感器,，供電電路,。輪速傳感器、扭矩傳感器以及圧力傳感器均與控制單元的輸入端相連接,，控制單元的輸出端與供電電路相連接,，供電電路與電磁轉(zhuǎn)差離合器相串聯(lián)，電磁轉(zhuǎn)差離合器設(shè)置在發(fā)動機(jī)與轉(zhuǎn)向泵之間,；輪速傳感器用于獲取輪速,，扭矩傳感器用于獲取方向盤扭矩，壓力傳感器用于獲取液壓缸內(nèi)部壓力信號,，控制單元根據(jù)輪速傳感器,、扭矩傳感器以及壓力傳感器提供的信息，計(jì)算得出轉(zhuǎn)向阻力矩 Ta,、助力斜率系數(shù)k,、助力電流I，并將助力電流輸出給供電電路,；供電電路包括供電電源和輸電線路,，供電電路根據(jù)助力電流I，的大小輸出相應(yīng)的勵磁電流I給電磁轉(zhuǎn)差離合器,；電磁轉(zhuǎn)差離合器根據(jù)勵磁電流I大小輸出轉(zhuǎn)速信息至轉(zhuǎn)向泵,。
優(yōu)選地，輪速傳感器安裝于車輪軸上,，扭矩傳感器安裝于方向盤轉(zhuǎn)動桿上,，壓力傳感器安裝于液壓缸內(nèi)；輪速傳感器采用霍爾式輪速傳感器,，主丑矩傳感器采用非接觸式扭矩傳感器,，壓力傳感器采用壓電式壓力傳感器；控制單元為車載電控單元,，電磁轉(zhuǎn)差離合器為勵磁式電磁轉(zhuǎn)差離合器,；助力電流I，與轉(zhuǎn)向阻力矩Ta,、助力斜率系數(shù)K的關(guān)系為：I=KTa,；勵磁電流I與助力電流I的值相等；
基于上述系統(tǒng),，本發(fā)明還提出了一種重型車輛電磁離合器轉(zhuǎn)向助力控制方法,，包括如下步驟：步驟1 ，利用輪速傳感器獲得輪速信息,，利用扭矩傳感器獲得方向盤扭矩信息,，利用圧力傳感器獲得液圧缸內(nèi)部圧力信息；步驟2，控制單元接收輪速信息,，方向盤扭矩信息和液壓缸內(nèi)部壓力信息,；步驟3，控制單元處理方向盤扭矩信息,，獲得方向盤組矩大?。?/span>步驟4,，控制單元處理液壓缸內(nèi)部壓力信息,，獲得此時的壓力值，進(jìn)而處理得到此時的轉(zhuǎn)向阻力矩Ta,；步驟5,，控制單元處理輪速信息，獲得輪速大小,，并利用方向盤扭矩大小,，處理獲得助力斜K；步驟6,，控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)向阻力矩Ta大小和助力斜率系數(shù)K的大小,，計(jì)算得出此時段系統(tǒng)所需助力電流I的值，I= KTa,；步驟7,，控制單元將助力電流I，輸出給供電電路,；步驟8,，供電電路輸出相應(yīng)大小的勵磁電流I給電磁轉(zhuǎn)差離合器；步驟9,，電磁轉(zhuǎn)差離合器輸出相應(yīng)轉(zhuǎn)速,，即轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)輸出相應(yīng)助力。
和現(xiàn)有技術(shù)相比,，本發(fā)明的有益效果：(1)通過輪速傳感器,，扭矩傳感器和壓力傳感器，系統(tǒng)獲得準(zhǔn)確的車速,，方向盤扭矩和轉(zhuǎn)向阻力知信息。經(jīng)由控制單元根據(jù)車速,，方向盤扭矩和轉(zhuǎn)向阻力矩信息進(jìn)行處理,，達(dá)到整個系統(tǒng)的按需功率匹配要求，實(shí)時調(diào)整勵磁電路電流大小,，從而實(shí)時調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出的助力大?。?2)通過系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合運(yùn)算，有效的克服了傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(HPS)在轉(zhuǎn)向時同時兼顧低速轉(zhuǎn)向的輕便和高速轉(zhuǎn)向時路感的不足,，轉(zhuǎn)向助力不再與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速成正比,，而是隨著車速的提高，呈現(xiàn)一種逐漸下降的趨勢,。在車輛低速時,，K值較大，電流増速快,，助力增加明顯,，峰值大；在車速高時,，K值較小,，電流增速慢，助力增加不明顯,，峰值小,。經(jīng)過系統(tǒng)的輸出，使得駕駛員在車輛低速,，車況易于控制時速駕駛車輛輕松進(jìn)行轉(zhuǎn)向,，在高速，車況不易于控制時能夠通過方向盤的反饋,，從主觀上及時了解車輛行駛狀態(tài),，保證了駕駛員的體能和車輛行駛的安全；(3)從按需功率匹配的角度來看,，助力大小隨轉(zhuǎn)向阻力的大小變化,，避免了不必要的能源浪費(fèi)，在實(shí)現(xiàn)兼顧低速轉(zhuǎn)向輕使和高速轉(zhuǎn)向路感目標(biāo)的同時,，相應(yīng)的減少了系統(tǒng)能耗,，一舉兩得。
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