本發(fā)明涉及車輛領域，具體地，涉及一種車輛制動和轉向的組合系統(tǒng)。

背景技術：

在現(xiàn)有的車輛中，尤其是電動車輛中，大多采用兩臺電機分別驅動空壓機和轉向油泵，空壓機用于為整車制動系統(tǒng)提供氣壓，轉向油泵為整車轉向系統(tǒng)提供助力。通過這種方式，會較多地占用底盤上的布置空間，并且還會增加整車自重和制造成本。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種車輛制動和轉向的組合系統(tǒng)，其能夠解決現(xiàn)有技術中的相關問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種車輛制動和轉向的組合系統(tǒng)，包括空壓機、電機、轉向油泵、控制器、儲氣罐和轉向器，其中，所述電機用于驅動所述轉向油泵為所述轉向器提供液壓助力，并通過電磁離合器驅動所述空壓機為所述儲氣罐提供壓縮氣體，所述空壓機通過氣路連接到所述儲氣罐，該氣路上設置有單向閥并旁接有排氣閥，所述儲氣罐上設置有壓力傳感器，所述轉向器上設置有轉角傳感器，所述控制器根據所述壓力傳感器采集的所述儲氣罐中的氣壓值來控制所述排氣閥打開或者關閉，并控制所述電磁離合器接合或者分離。

通過上述技術方案，采用一臺電機驅動空壓機和轉向油泵，所以整個組合系統(tǒng)結構簡單緊湊，并且傳動效率和可靠性較高。在氣路上旁接有排氣閥，控制器根據壓力傳感器采集的儲氣罐中的氣壓值來控制排氣閥打開或者關 閉，并控制電磁離合器接合或者分離，可以避免空壓機突然加載或者卸載，而對轉向器的工作造成沖擊。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是根據本發(fā)明一種實施方式的組合系統(tǒng)的原理示意圖。

附圖標記說明

10空壓機 12單向閥

13排氣閥 20電機

30轉向油泵 40控制器

50電磁離合器 60儲氣罐

61壓力傳感器 70轉向器

72轉角傳感器 80油箱

82過濾器 90散熱器

91油溫傳感器

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

本發(fā)明公開了一種車輛制動和轉向的組合系統(tǒng)，主要包括空壓機10、電 機20、轉向油泵30、控制器40、儲氣罐60和轉向器70。電機20用于驅動轉向油泵30為轉向器70提供液壓助力，并通過電磁離合器50驅動空壓機10為儲氣罐60提供壓縮氣體?？諌簷C10通過氣路連接到儲氣罐60，該氣路上設置有單向閥12并旁接有排氣閥13。儲氣罐60)上設置有壓力傳感器61，轉向器70上設置有轉角傳感器72?？刂破?0根據壓力傳感器61采集的儲氣罐60中的氣壓值來控制排氣閥13打開或者關閉，并控制電磁離合器40接合或者分離。

如圖1所示，作為一種具體實施方式，電機20具有兩端輸出的電機軸，該電機軸的一端連接到轉向油泵30，另一端通過電磁離合器50連接到空壓機10，控制器40用于控制所述電磁離合器50接合或者分離。具體地，電機軸的一端連接到轉向油泵30，用于驅動該轉向油泵30工作，以向轉向器70提供液壓助力；另一端通過電磁離合器50連接到空壓機10，通過控制器40控制該電磁離合器50接合或者分離，可以選擇性地驅動空壓機10工作，并根據需要向儲氣罐60提供氣壓。當然，電機20也可以通過其他方式驅動空壓機10和轉向油泵30，例如通過各種減速箱等。另外，電機20通常也可以通過控制器40來控制。當然，電機20的運行也可以通過其他控制方式或者起停開關來控制?？刂破?0可以是本發(fā)明的組合系統(tǒng)專用的控制器，也可以采用整車控制器。

通過上述技術方案，采用一臺電機20驅動空壓機10和轉向油泵30，所以整個組合系統(tǒng)結構簡單緊湊，并且傳動效率和可靠性較高。在氣路上旁接有排氣閥13，控制器40根據壓力傳感器61采集的儲氣罐60中的氣壓值來控制排氣閥13打開或者關閉，并控制電磁離合器50接合或者分離，可以避免空壓機10突然加載或者卸載，而對轉向器70的工作造成沖擊。

通常，儲氣罐60具有第一設定氣壓值和第二設定氣壓值，第一設定氣壓值大于所述第二設定氣壓值。

當壓力傳感器61采集的氣壓值小于第二設定氣壓值時，控制器40控制電磁離合器50從分離狀態(tài)切換到接合狀態(tài)，電機20驅動空壓機10工作，通過氣路上的單向閥12向儲氣罐60中提供氣壓，以保證車輛的制動系統(tǒng)能夠正常工作。

當壓力傳感器61采集的氣壓值達到所述第一設定氣壓值時，控制器40控制電磁離合器50從接合狀態(tài)切換到分離狀態(tài)，空壓機10不再運轉，停止向儲氣罐60繼續(xù)提供氣壓。

在本發(fā)明中，在空壓機10和單向閥12之間的氣路上還旁接有排氣閥13，控制器40用于控制排氣閥13打開或者閉合。通過該排氣閥13，可以對電磁離合器50的突然接合或者分離進行緩沖，不僅可以減小電磁離合器50的磨損，還能夠緩沖由于空壓機10突然工作或者停止而對轉向器70的轉向操作造成的沖擊。

具體地，作為一種優(yōu)選的實施方式，當壓力傳感器61采集的氣壓值小于第二設定氣壓值時，控制器40首先控制所述電磁離合器50從分離狀態(tài)切換到接合狀態(tài)，然后再控制排氣閥13從打開狀態(tài)切換到閉合狀態(tài)。在電磁離合器50接合之前，排氣閥13處于打開狀態(tài)，因此電磁離合器50可以實現(xiàn)空載接合，從而可以減少對電磁離合器50的磨損。同時，在電磁離合器50接合之后，雖然空壓機10開始運轉，但是空壓機10產生的氣體會通過氣路上旁接的排氣閥13排出，因而基本上并無負載，所以也不會對轉向器70的轉向操作造成明顯的沖擊。

進一步優(yōu)選地，在電磁離合器50接合之后，所述控制器40控制所述排氣閥13從打開狀態(tài)緩慢地逐漸切換到閉合狀態(tài)，即實現(xiàn)空壓機10的緩慢加載，而不是突然加載，從而可以更好地緩沖對轉向器70的轉向操作造成的沖擊，盡可能地減少對駕駛員轉向操作過程中手感的不利影響。

排氣閥13從打開狀態(tài)緩慢切換到閉合狀態(tài)的時間可以根據具體情況進 行調試，例如，空壓機功率較大時，時間可以適當長一些，反之，空壓機功率較小時，時間可以適當短一些。只要排氣閥13的切換過程適當?shù)木徛恍?，空壓機10就可以逐漸加載，轉向油泵60的運轉情況不會突然發(fā)生變化，油路中的油壓亦不會突然變化，從而不會對轉向器70的轉向操作造成明顯沖擊而影響轉向操作手感。

上面對空壓機10加載的控制過程進行了描述。同樣地，在空壓機10卸載時，也可以通過對排氣閥13和離合器的合理控制來減小對轉向器70的轉向操作的沖擊。

具體地，當壓力傳感器61采集的氣壓值達到第一設定氣壓值時，控制器40首先控制排氣閥13從閉合狀態(tài)切換到打開狀態(tài)，然后再控制電磁離合器50從接合狀態(tài)切換到分離狀態(tài)。

由于在電磁離合器50分離之前，排氣閥13已經打開，所以空壓機10的載荷將通過排氣閥13而得到釋放，從而可以緩沖對轉向器70的轉向操作的沖擊。之后，電磁離合器50在空壓機10空載的情況下分離。

同樣優(yōu)選地，在電磁離合器50分離之前，控制器40也是優(yōu)選控制排氣閥13從閉合狀態(tài)緩慢地逐漸切換到打開狀態(tài)，即實現(xiàn)空壓機10的緩慢卸載，而不是突然卸載，從而可以更好地緩沖對轉向器70的轉向操作的沖擊，盡可能地減少對駕駛員轉向操作過程中手感的不利影響。

因為排氣閥13是從閉合狀態(tài)逐漸切換到打開狀態(tài)，從而空壓機10可以逐漸卸載，轉向油泵30的運轉情況不會突然發(fā)生變化，油路中的油壓亦不會突然變化，從而不會對轉向器70的轉向操作造成明顯沖擊而影響轉向操作手感。

在本發(fā)明中，排氣閥13可以使用換向閥、比例閥、開關閥、阻尼孔等形式，只要能實現(xiàn)上述功能即可，本發(fā)明對此不作限制。另外，排氣閥13的排氣口一般可以直接通向大氣。作為選擇方案，排氣閥13的排氣口也可 以通向另外的儲氣罐或者其他需要的場所。

如圖1所示，所述轉向油泵30通過油路連接到轉向器70，為轉向器70的轉向操作提供助力。轉向器70上設置有轉角傳感器72，用來檢測轉向器70的轉角信號，以判斷轉向器70是否處于轉向狀態(tài)。

作為一種優(yōu)選實施方式，當壓力傳感器61采集的氣壓值達到第一設定氣壓值時，空壓機10需要停止對儲氣罐60繼續(xù)提供氣壓，在此之前，首先判斷轉向器70是否處于轉向狀態(tài)。

具體地，當通過轉角傳感器72檢測到轉向器70處于非轉向狀態(tài)時，控制器40可以控制排氣閥13從閉合狀態(tài)切換到打開狀態(tài)，然后再控制電磁離合器50從接合狀態(tài)切換到分離狀態(tài)。此過程可以與上文描述的過程相同，不再贅述。

當通過轉角傳感器72檢測到轉向器70處于轉向狀態(tài)時，控制器40可以控制排氣閥13從閉合狀態(tài)切換到打開狀態(tài)，然后等待轉向器70回位到非轉向狀態(tài)之后，再控制電磁離合器50從接合狀態(tài)切換到分離狀態(tài)。通過這種控制方式，在轉向器70處于轉向狀態(tài)時，電磁離合器50暫時并不分離，避免空壓機10停止工作而影響轉向操作手感。

另外需要說明的是，在此實施方式中，排氣閥13的打開和閉合方式可以與上文中描述的情況相同，即緩慢地逐漸切換，以盡可能地減小對油路的沖擊。

在本發(fā)明的另一種優(yōu)選的實施方式中，儲氣罐60具有設定的最高氣壓值、次高氣壓值和最低氣壓值，次高氣壓值小于最高氣壓值并大于最低氣壓值。根據不同的情形，上文中的第一設定氣壓值可以選擇最高氣壓值或者次高氣壓值。優(yōu)選地，次高氣壓值可以選擇為最高氣壓值的75％-85％。

具體地，當通過轉角傳感器72檢測到轉向器70處于非轉向狀態(tài)時，第一設定氣壓值為最高氣壓值，第二設定氣壓值為最低氣壓值；當通過轉角傳 感器72檢測到轉向器70處于轉向狀態(tài)時，第一設定氣壓值為次高氣壓值，第二設定氣壓值為最低氣壓值。

換言之，在轉向器70處于非轉向狀態(tài)時，利用最高氣壓值和最低氣壓值來判斷空壓機10是否需要工作。而在轉向器70處于轉向狀態(tài)時，則利用次高氣壓值和最低氣壓值來判斷空壓機10是否需要工作。

儲氣罐60中的氣壓越高，空壓機10工作所需的功率也就越高，即載荷越大；另外，轉向器70工作時轉向速度越快、轉角越大，所需的油路中的油壓也就越高，即轉向油泵30所需的功率也就越高。通過上述方案，可以使轉向器70和空壓機10彼此錯開峰值功率進行工作，從而可以選擇設計功率相對較小的電機20，從而可以降低成本。另外，在轉向器70處于轉向狀態(tài)時，空壓機10為儲氣罐60提供氣壓的條件是儲氣罐60中的次高氣壓值，而不是最高氣壓值，因此空壓機10的負載變化也會更小一些，從而空壓機的起停對油路中油壓的沖擊也會更小，可以最大限度的減小甚至消除對轉向操作手感的不利影響。

附圖中的附圖標記80表示油箱，為轉向油泵30供油。附圖標記82表示過濾器。附圖標記90表示散熱器，91表示油溫傳感器，從轉向器70中流出的油液可以經過散熱器91散熱后為控制器40和電機20提供散熱，油溫傳感器91用于檢測油溫以通過控制器40來控制散熱器90的工作。

上文中對組合系統(tǒng)的控制方案進行了詳細說明。另外，對于電機20而言，其同樣也可以通過本發(fā)明的控制器40進行控制，即，在優(yōu)選的實施方式中，根據儲氣罐60中的氣壓值和轉向器70的工作狀態(tài)，控制器40不僅可以對排氣閥13和電磁離合器50進行控制，還可以對電機20進行相應的控制，以通過一個控制器和一臺電機實現(xiàn)車輛制動和轉向的二合一，使得整個組合系統(tǒng)結構緊湊且設計靈活。

以上結合附圖詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限 于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術構思范圍內，可以對本發(fā)明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內容。