本實(shí)用新型涉及一種汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及應(yīng)用該系統(tǒng)的汽車，更具體地說，它涉及一種汽車多級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及應(yīng)用該系統(tǒng)的汽車。

背景技術(shù)：

隨著道路條件的改善和生活水平的提高，駕駛員提高了車輛的操控性能期望，要求車輛在各種工況下具備舒適、安全的駕駛性能，尤其對于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能要求更高，希望獲得精確轉(zhuǎn)向操控性能，并能改善整車操控性能。靈敏、輕便和穩(wěn)定是汽車轉(zhuǎn)向性能的主要技術(shù)要求，轉(zhuǎn)向不靈活，汽車操控性能差，會危及安全；轉(zhuǎn)向不輕便，容易增加駕駛疲勞強(qiáng)度，為了達(dá)到轉(zhuǎn)向靈敏、輕便和穩(wěn)定，汽車已經(jīng)普遍采用助力轉(zhuǎn)向技術(shù)，主要包括以下幾種方式。

一.機(jī)械式的液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。一般由液壓泵、油管、壓力流量控制閥體、儲油罐等部件構(gòu)成。由發(fā)動機(jī)直接驅(qū)動液壓泵，為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供助力液壓油，無離合裝置，油泵轉(zhuǎn)速與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速相關(guān)，油泵持續(xù)工作，該助力系統(tǒng)缺點(diǎn)是難以達(dá)到既滿足低速的舒適性又能滿足高速的安全性，應(yīng)用于商用車時油耗通常升高3～5%且噪音隨功率增大而增大；

二.電子液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。一般由電動泵、油管、助力轉(zhuǎn)向傳感器、儲油罐等部件構(gòu)成。采集轉(zhuǎn)向工況信息，根據(jù)轉(zhuǎn)向工況信息參數(shù)計算力矩需求，或電機(jī)持續(xù)工作助力轉(zhuǎn)向控制單元驅(qū)動電動泵，為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供助力液壓油，該助力系統(tǒng)缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)向相對滯后，應(yīng)用于商用車時油耗通常升高2～4%，且噪音隨功率增大而增大；

三.電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。一般是由轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)向)傳感器、電子控制單元、電動機(jī)、減速器、機(jī)械轉(zhuǎn)向器、以及蓄電池電源所構(gòu)成。利用電動機(jī)產(chǎn)生的動力協(xié)助駕車者進(jìn)行動力轉(zhuǎn)向，缺點(diǎn)是目前的電機(jī)技術(shù)無法提供中型、大型商用車所需的轉(zhuǎn)向力矩，并且成本較高、標(biāo)定時間較長。

公開號為CN103350718A的發(fā)明于2013年10月16日公開了一種輕型載貨汽車用電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括電動助力轉(zhuǎn)向扭矩輸入軸總成、轉(zhuǎn)向傳動軸總成、電子控制單元和線束，其特征在于所述轉(zhuǎn)向扭矩輸入軸總成的上軸設(shè)有軸承，軸承連接轉(zhuǎn)向扭矩輸入上軸外殼，上軸左側(cè)是助力裝置，轉(zhuǎn)向扭矩輸入軸上軸左側(cè)連接扭桿，扭桿左側(cè)連接轉(zhuǎn)向扭矩輸入下軸，下軸上裝有軸承、蝸輪和電磁感應(yīng)式無觸點(diǎn)傳感器，扭矩輸入下軸左側(cè)連接轉(zhuǎn)向傳動軸總成，轉(zhuǎn)向傳動軸總成兩端分別設(shè)有萬向節(jié)，右端萬向節(jié)與十字軸焊接到一起，左端萬向節(jié)與十字軸外套焊接到一起，防塵套一端固定在十字軸外套上，另一端固定在右側(cè)的萬向節(jié)上，左端萬向節(jié)通過鎖緊螺母與循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器相連接。本實(shí)用新型能提升整車操縱性能、降低油耗、保護(hù)環(huán)境，且增加乘坐舒適性。該輕型載貨汽車用電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也存在著轉(zhuǎn)向力偏弱、系統(tǒng)生產(chǎn)維護(hù)成本高等電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的普遍缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

現(xiàn)有的機(jī)械式的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電子液壓助力系統(tǒng)無法同時滿足汽車低速行駛的舒適性和高速行駛的安全性，油耗增加、噪音隨功率增大而增大；電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無法提供中型、大型商用車所需的轉(zhuǎn)向力矩要求，且成本較高，為克服這些缺陷，本實(shí)用新型提供了一種可在一定程度上滿足低速的舒適性和高速的安全性，最大限度地解決油耗和噪音問題，同時技術(shù)成熟，控制簡單，成本較低的汽車多級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以及應(yīng)用該多級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的汽車。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種汽車多級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向管柱、動力轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向油罐、第一轉(zhuǎn)向油泵和轉(zhuǎn)向器助力油管，轉(zhuǎn)向管柱連接在動力轉(zhuǎn)向器上，第一轉(zhuǎn)向油泵與轉(zhuǎn)向油罐間連有進(jìn)油管，第一轉(zhuǎn)向油泵與動力轉(zhuǎn)向器間連有回油管，本系統(tǒng)還包括第二轉(zhuǎn)向油泵、儲油裝置和油壓流量執(zhí)行裝置，第二轉(zhuǎn)向油泵與第一轉(zhuǎn)向油泵并聯(lián)在儲油裝置與轉(zhuǎn)向油罐之間，油壓流量執(zhí)行裝置連接在儲油裝置和動力轉(zhuǎn)向器之間，油壓流量執(zhí)行裝置與汽車的ECU電連接。本實(shí)用新型為一雙油泵的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，第一轉(zhuǎn)向油泵為主工作油泵，提供的轉(zhuǎn)向助力液油壓和流量按覆蓋70%的行駛工況進(jìn)行設(shè)計；第二轉(zhuǎn)向油泵設(shè)置成可逆流向、流量和液壓可調(diào)，提供的轉(zhuǎn)向助力液油壓和流量按覆蓋剩下30%的行駛工況進(jìn)行設(shè)計，并能精確控制流量和油壓。雙油泵可采取分級、油流向同向加強(qiáng)、油流向異向消減等工作方式，根據(jù)空滿載、轉(zhuǎn)向和直線行駛、好路壞路等不同工況下轉(zhuǎn)向力矩需求，決定第二轉(zhuǎn)向油泵的開關(guān)、油壓傳導(dǎo)方向及供油量大小，調(diào)整液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)整體的油壓和油量控制區(qū)間，獲得良好的助力轉(zhuǎn)向特性。

作為優(yōu)選，第二轉(zhuǎn)向油泵為雙向液壓泵，第二轉(zhuǎn)向油泵安裝在一可切換離合平臺上，可切換離合平臺滑動聯(lián)接在一固定在汽車上的滑軌上，可切換離合平臺與一切換油缸的活塞桿連接，第二轉(zhuǎn)向油泵的動力輸入端設(shè)有一第二離合器?？汕袚Q離合平臺在切換油缸的驅(qū)動下可轉(zhuǎn)移位置，切換油缸的活塞桿縮回時可切換離合平臺處于一個停留位置，切換油缸的活塞桿伸出時可切換離合平臺可到達(dá)一個停留位置，可切換離合平臺在這兩個位置間進(jìn)行切換，第二轉(zhuǎn)向油泵通過第二離合器可在不同停留位置上與不同的動力源建立連接，使得第二轉(zhuǎn)向油泵以不同的狀態(tài)工作，以根據(jù)不同工況更好地配合第一轉(zhuǎn)向油泵提供轉(zhuǎn)向助力。

作為優(yōu)選，所述汽車上設(shè)有可與第二離合器接合的飛輪和副飛輪，飛輪和副飛輪均受汽車發(fā)動機(jī)驅(qū)動且轉(zhuǎn)向相反，飛輪和副飛輪的軸線平行，且飛輪和副飛輪的離合工作面平齊，飛輪和副飛輪的中心距與切換油缸的行程適配。飛輪和副飛輪受汽車發(fā)動機(jī)驅(qū)動，第二轉(zhuǎn)向油泵隨可切換離合平臺移動，第二轉(zhuǎn)向油泵的兩個停留位置分別與飛輪和副飛輪對應(yīng)，飛輪或副飛輪可與第二離合器接合，將發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳遞給第二轉(zhuǎn)向油泵，第二轉(zhuǎn)向油泵獲得工作動力，由于飛輪和副飛輪轉(zhuǎn)向相反，因此第二轉(zhuǎn)向油泵在與飛輪和副飛輪連接是轉(zhuǎn)向也是相反的，油壓傳導(dǎo)方向也相反，從而可以針對不同工況做出加強(qiáng)或減弱第一轉(zhuǎn)向油泵的轉(zhuǎn)向助力的調(diào)整。

作為優(yōu)選，飛輪和副飛輪的外緣均設(shè)有嚙齒且飛輪與副飛輪嚙合。飛輪和副飛輪嚙合，是一種可實(shí)現(xiàn)飛輪和副飛輪轉(zhuǎn)向相反且簡單易行的結(jié)構(gòu)設(shè)置。

作為另選，飛輪的轉(zhuǎn)軸上傳動連接有一齒輪，副飛輪的邊緣設(shè)有嚙齒且與該齒輪嚙合。飛輪的轉(zhuǎn)軸通過齒嚙合結(jié)構(gòu)帶動副飛輪，此種結(jié)構(gòu)設(shè)置也可實(shí)現(xiàn)飛輪和副飛輪轉(zhuǎn)向相反。

作為優(yōu)選，本系統(tǒng)還包括車載式顛簸累積儀，車載式顛簸累積儀固設(shè)于汽車上且與所述的ECU電連接。車載式顛簸累積儀是通過測量該儀器的裝載車在被測路面通過時,車后軸與車廂的單向位移累積值來表征路面的平整度狀況。在測試車的底板上安裝位移傳感器,用鋼絲繩與后橋相連,另一端與傳感器的定量位移輪連接,當(dāng)車輛測試行駛時,由于路表的凹凸不平使后橋與車廂間產(chǎn)生上下相對位移,鋼絲繩帶動定量位移輪轉(zhuǎn)動輸出脈沖信號,此信號經(jīng)計算機(jī)數(shù)據(jù)采集處理判別換算成位移量并記錄下來，成為路面好壞情況的評判數(shù)據(jù)，在本汽車多級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作時可作為實(shí)施第一轉(zhuǎn)向油泵、第二轉(zhuǎn)向油泵具體配合操作的依據(jù)因素。

一種應(yīng)用所述多級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的汽車，該汽車包括車體，所述的多級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)于車體上并與所述ECU電連接。帶有所述多級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的汽車，可以在不同工況下根據(jù)轉(zhuǎn)向力矩需求，決定第一轉(zhuǎn)向油泵和第二轉(zhuǎn)向油泵的匹配方式，以及第二轉(zhuǎn)向油泵供油量大小，調(diào)整液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)整體的油壓和油量控制區(qū)間，獲得良好的助力轉(zhuǎn)向特性，使得整車的轉(zhuǎn)向控制可以因應(yīng)具體車況、路況而調(diào)整，達(dá)到精準(zhǔn)性、舒適性和安全性的平衡。

作為優(yōu)選，該汽車為配置內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的燃料動力汽車，第一轉(zhuǎn)向油泵和第二轉(zhuǎn)向油泵均與內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的輸出軸可離合地連接。燃料動力汽車是當(dāng)前的主流車型，第一轉(zhuǎn)向油泵和第二轉(zhuǎn)向油泵通過離合器從發(fā)動機(jī)上獲取動力，可以簡化動力配置，節(jié)約設(shè)計、制造及使用成本。

作為另選，該汽車為配置內(nèi)燃發(fā)動機(jī)和電動機(jī)的混合動力汽車，第一轉(zhuǎn)向油泵與內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的輸出軸可離合地連接，第二轉(zhuǎn)向油泵與電動機(jī)可離合地連接?；旌蟿恿ζ囀墙窈笠欢螘r間內(nèi)汽車發(fā)展的趨勢，第一轉(zhuǎn)向油泵和第二轉(zhuǎn)向油泵通過離合器分別內(nèi)燃從發(fā)動機(jī)及電動機(jī)上獲取動力，可以充分利用已有的動力配置，避免增加額外的動力體系，從而簡化動力配置，節(jié)約設(shè)計、制造及使用成本。

本實(shí)用新型的有益效果是：

可根據(jù)不同工況靈活調(diào)整助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作性能，均衡車輛的各項(xiàng)主要操控性能。本實(shí)用新型工作時根據(jù)具體工況決定第二轉(zhuǎn)向油泵的的開關(guān)、油壓傳導(dǎo)方向及供油量大小，通過第一轉(zhuǎn)向油泵和第二轉(zhuǎn)向油泵配合，加強(qiáng)或減弱第一轉(zhuǎn)向油泵的轉(zhuǎn)向助力，使得低速及轉(zhuǎn)向頻繁時轉(zhuǎn)向更輕松，高速平穩(wěn)行駛時轉(zhuǎn)向更易受控，整個轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在油耗增加最小，轉(zhuǎn)向功率、油壓、噪音最低的條件下工作，從而最大限度地同時兼顧舒適性、安全性和經(jīng)濟(jì)性。

易于控制助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)成本。本實(shí)用新型采用的都是技術(shù)成熟的部件或裝置，研發(fā)、制造及使用成本與傳統(tǒng)油壓系統(tǒng)相近，可在獲得良好的助力轉(zhuǎn)向特性的同時避免成本失控。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-轉(zhuǎn)向管柱，2-動力轉(zhuǎn)向器，3-回油管，4-轉(zhuǎn)向油罐，5-進(jìn)油管，6-第一轉(zhuǎn)向油泵，7-第二轉(zhuǎn)向油泵，8-儲油裝置，9-油壓流量執(zhí)行裝置，10-可切換離合平臺，11-滑軌，12-切換油缸，13-飛輪，14-副飛輪，15-轉(zhuǎn)向器助力油管，16-同步軸，17-同步帶。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1：

一種配置內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的燃料動力汽車，該汽車包括車體，車體上設(shè)有一種汽車多級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該多級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與汽車的ECU電連接。如圖1所示，該汽車多級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向管柱1、動力轉(zhuǎn)向器2、轉(zhuǎn)向油罐4、第一轉(zhuǎn)向油泵6和轉(zhuǎn)向器助力油管15，轉(zhuǎn)向管柱1連接在動力轉(zhuǎn)向器2上，第一轉(zhuǎn)向油泵6與轉(zhuǎn)向油罐4間連有進(jìn)油管5，第一轉(zhuǎn)向油泵6與動力轉(zhuǎn)向器2間連有回油管3，該汽車多級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括第二轉(zhuǎn)向油泵7、儲油裝置8和油壓流量執(zhí)行裝置9，以及還包括車載式顛簸累積儀。第二轉(zhuǎn)向油泵7與第一轉(zhuǎn)向油泵6并聯(lián)在儲油裝置8與轉(zhuǎn)向油罐4之間，油壓流量執(zhí)行裝置9連接在儲油裝置8和動力轉(zhuǎn)向器2之間，油壓流量執(zhí)行裝置9與汽車的ECU電連接。第一轉(zhuǎn)向油泵6與內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的輸出軸可離合地連接。第二轉(zhuǎn)向油泵7為雙向液壓泵，第二轉(zhuǎn)向油泵7安裝在一可切換離合平臺10上，可切換離合平臺10滑動聯(lián)接在一固定在車體上的滑軌11上，可切換離合平臺10與一切換油缸12的活塞桿連接。第一轉(zhuǎn)向油泵6的動力輸入端設(shè)有一第一離合器，第二轉(zhuǎn)向油泵7的動力輸入端設(shè)有一電磁控制的第二離合器。所述汽車上設(shè)有可與第二離合器接合的飛輪13和副飛輪14，飛輪13與一同步軸16鍵連接，同步軸16與內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的輸出軸通過同步帶17連接，副飛輪14轉(zhuǎn)動連接在車體上，飛輪13和副飛輪14的軸線平行，且飛輪13和副飛輪14的離合工作面平齊，飛輪13和副飛輪14的中心距與切換油缸12的行程適配。飛輪13和副飛輪14的外緣均設(shè)有嚙齒且飛輪13與副飛輪14嚙合，因此飛輪13與副飛輪14均受汽車發(fā)動機(jī)的間接驅(qū)動且轉(zhuǎn)向相反。車載式顛簸累積儀固設(shè)于汽車上且與所述的ECU電連接，

本汽車多級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作時，轉(zhuǎn)向油罐4經(jīng)進(jìn)油管5提供轉(zhuǎn)向油給第一轉(zhuǎn)向油泵6和第二轉(zhuǎn)向油泵7，汽車的ECU根據(jù)車輛載荷、車速、方向盤轉(zhuǎn)角、車載式顛簸累積儀提供的的路況判斷及方向盤力矩信息，計算或提取數(shù)據(jù)庫該車型標(biāo)定轉(zhuǎn)向操縱所需要的轉(zhuǎn)向力矩，判斷第二轉(zhuǎn)向油泵7的是否需要工作，以及驅(qū)動油泵工作輸出需要的助力油油壓和流量的大小及方向。油泵輸出的高壓助力油提供給儲油裝置8積蓄和穩(wěn)壓，確保轉(zhuǎn)向器可獲得滿足要求的流量和壓力助力油。油壓流量執(zhí)行裝置9根據(jù)車輛行駛工況，確保提供合適油壓流量的助力油，使轉(zhuǎn)向工作過程連續(xù)、平滑。轉(zhuǎn)向助力油經(jīng)轉(zhuǎn)向器助力油管15驅(qū)動助力轉(zhuǎn)向器2工作。在滿載、轉(zhuǎn)彎操作頻繁的普通路面低速行駛工況下，轉(zhuǎn)向力矩需求較大，執(zhí)行雙油泵同向助力模式；滿載下坡的普通路面低速行駛工況，轉(zhuǎn)向力矩需求較大，執(zhí)行雙油泵同向助力模式；空滿載壞路面低速行駛工況，轉(zhuǎn)向力矩需求較大，執(zhí)行雙油泵同向助力模式；滿載普通路面中低速正常行駛工況，轉(zhuǎn)向力矩需求一般，執(zhí)行單油泵即第一轉(zhuǎn)向油泵6助力模式；空載、轉(zhuǎn)彎操作頻繁的普通路面低速行駛工況轉(zhuǎn)向力矩需求一般，執(zhí)行第一轉(zhuǎn)向油泵6單油泵助力模式；空載下坡的低速行駛工況，轉(zhuǎn)向力矩需求一般，執(zhí)行第一轉(zhuǎn)向油泵6單油泵助力模式；空滿載高速正常行駛，轉(zhuǎn)向助力需求較小，開啟第一轉(zhuǎn)向油泵6單油泵助力模式或雙油泵異向工作模式。例如，高速正常行駛時，可第一轉(zhuǎn)向油泵6單個油泵工作，或在第一轉(zhuǎn)向油泵6工作時，在ECU控制下，切換油缸12保持回縮狀態(tài)，第二離合器通電啟動，與副飛輪14接合，第二轉(zhuǎn)向油泵7反轉(zhuǎn)，施加逆向油壓消減第一轉(zhuǎn)向油泵6的轉(zhuǎn)向助力，增大轉(zhuǎn)向力感，降低轉(zhuǎn)向靈敏度，確保行車方向的穩(wěn)定保持，實(shí)現(xiàn)高速安全性、低能耗、低噪音；低速直線正常行駛時，第一轉(zhuǎn)向油泵6單個油泵工作，切換油缸12保持回縮狀態(tài)，第二離合器通電，關(guān)閉第二轉(zhuǎn)向油泵7，實(shí)現(xiàn)低能耗、低噪音；滿載低速壞路面轉(zhuǎn)向行駛時，兩個油泵同時工作，儲能器及時提供所需油壓，切換油缸12處于伸出狀態(tài)，第二離合器通電使第二轉(zhuǎn)向油泵7的動力輸入端與飛輪13接合，第二轉(zhuǎn)向油泵7正轉(zhuǎn)，同向加強(qiáng)第一轉(zhuǎn)向油泵6的轉(zhuǎn)向助力，使得轉(zhuǎn)向操作更輕松，實(shí)現(xiàn)低速舒適性。

實(shí)施例2：

飛輪13的轉(zhuǎn)軸上傳動連接有一齒輪，副飛輪14的邊緣設(shè)有嚙齒且與該齒輪嚙合。其余同實(shí)施例1。

實(shí)施例3：

第二轉(zhuǎn)向油泵7為單向液壓泵，第二轉(zhuǎn)向油泵7與一油路切換閥15相連，油路切換閥15上設(shè)有第一接口和第二接口，第二轉(zhuǎn)向油泵7上的高壓口和低壓口分別與第一接口和第二接口連接。該汽車為配置內(nèi)燃發(fā)動機(jī)和電動機(jī)的混合動力汽車，第一轉(zhuǎn)向油泵6與內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的輸出軸可離合地連接，第二轉(zhuǎn)向油泵7與電動機(jī)可離合地連接。其余同實(shí)施例1。