技術領域：本發明(míng)涉及重型車輛底盤轉向系統與電磁電路領域，特别是涉及應用(yòng)于重型車輛新型電磁離合器式液壓助力轉向系統 (E-ECHPS)的(de)轉向主力控制系統及控制方法技術。
背景技術：傳統液圧助力轉向系統(HPS)，轉向泵直接由發動機驅動，是一種設計簡單、易于實現的(de)轉向助力系統，從一定程度上減輕了(le)駕駛員(yuán)轉向時(shí)的(de)負擔，但是其助力不可(kě)調，僅僅與發動機轉速成正相關，低速時(shí)轉向助力過小，高(gāo)速時(shí)轉向助力過大(dà)，同時(shí)因爲産生了(le)多(duō)餘的(de)助力，使得(de)一部分(fēn)能耗浪費。電動液壓助力系統(EHPS)，轉向泵由一個(gè)獨立的(de)電動機驅動，而其輸入電流的(de)大(dà)小由控制單元決定，克服了(le)HPS的(de)轉向不可(kě)調，可(kě)以做(zuò)到在低速時(shí)助力較大(dà)，高(gāo)速時(shí)助力較小，減少了(le)多(duō)餘的(de)能耗，但是因爲成本與系統安全等問題，在重型車輛上應用(yòng)有限。
目前，電磁轉差離合器(ESC)多(duō)分(fēn)爲勵磁式電磁轉差離合器和(hé)永磁式電磁轉差離合器兩種，因爲勵磁式轉差離合器的(de)控制環節較爲簡單，故該種形式應用(yòng)較爲廣泛。車輛在行駛過程中，助力轉向系統也(yě)同時(shí)兼顧低速時(shí)的(de)轉向輕使和(hé)高(gāo)速時(shí)的(de)行駛路感，在傳統的(de)液壓助力轉向系統 (HPS)上，因爲其助力隻跟發動機轉速有關，所以無法達到同時(shí)兼顧二者的(de)作用(yòng)。而車輛在行駛過程中，低速時(shí)轉向系統助力過小就會導緻駕駛員(yuán)轉向費力，高(gāo)速時(shí)轉向系統助力過大(dà)，又會造成駕駛員(yuán)對(duì)路感的(de)喪失，不利于在高(gāo)速狀态下(xià)轉向時(shí)的(de)車輛穩定和(hé)行駛安全。
重型車輛的(de)電磁轉差離合器的(de)電控液圧助力轉向系統(E-ECHPS)介于 HPS于EHPS 之間，運用(yòng)電磁轉差離合器(ESC) 的(de)轉差特性，将原本 HPS浪費的(de)能耗進行回收，并可(kě)依照(zhào)EHPS 的(de)控制方式對(duì)輸出助力進行可(kě)調變換，同時(shí)于轉向阻力矩大(dà)小相關，以達到設計所需要的(de)指标。新型轉向系統 E-ECHPS采用(yòng)勵磁式電磁轉差離合器作爲動力裝置，通(tōng)過改變輸入到勵磁式ESC中的(de)電流大(dà)小，就可(kě)讓助力随車速的(de)改變發生與傳統系統不一樣的(de)變化(huà)，從而兼顧到低速時(shí)的(de)轉向輕便和(hé)高(gāo)速時(shí)的(de)路感。
發明(míng)内容：爲了(le)解決上述車輛在行駛過程中，低速時(shí)轉向系統助力過小就會導緻駕駛員(yuán)轉向費力，高(gāo)速時(shí)轉向系統助力過大(dà)，又會造成駕駛員(yuán)對(duì)路感的(de)喪失，不利于在高(gāo)速狀态下(xià)轉向時(shí)的(de)車輛穩定和(hé)行駛安全等問題，本發明(míng)給E-ECHPS助力轉向系統勵磁式ESC提供一種在正常行駛車速下(xià)的(de)轉向助力控制系統及控制方法，通(tōng)過改變勵磁電路的(de)電流大(dà)小，進而改變助力大(dà)小，從而達到兼顧低速時(shí)的(de)駕駛員(yuán)轉向輕便和(hé)高(gāo)速時(shí)的(de)駕駛員(yuán)方向盤路感的(de)作用(yòng)。
采用(yòng)的(de)技術方案如下(xià)：重型車輛電磁離合器轉向助力控制系統包括電磁轉差離合器， 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(de)輸入端相連接，控制單元的(de)輸出端與供電電路相連接，供電電路與電磁轉差離合器相串聯，電磁轉差離合器設置在發動機與轉向泵之間；輪速傳感器用(yòng)于獲取輪速，扭矩傳感器用(yòng)于獲取方向盤扭矩，壓力傳感器用(yòng)于獲取液壓缸内部壓力信号，控制單元根據輪速傳感器、扭矩傳感器以及壓力傳感器提供的(de)信息，計算(suàn)得(de)出轉向阻力矩 Ta、助力斜率系數k、助力電流I，并将助力電流輸出給供電電路；供電電路包括供電電源和(hé)輸電線路，供電電路根據助力電流I，的(de)大(dà)小輸出相應的(de)勵磁電流I給電磁轉差離合器；電磁轉差離合器根據勵磁電流I大(dà)小輸出轉速信息至轉向泵。
優選地，輪速傳感器安裝于車輪軸上，扭矩傳感器安裝于方向盤轉動杆上，壓力傳感器安裝于液壓缸内；輪速傳感器采用(yòng)霍爾式輪速傳感器，主醜矩傳感器采用(yòng)非接觸式扭矩傳感器，壓力傳感器采用(yòng)壓電式壓力傳感器；控制單元爲車載電控單元，電磁轉差離合器爲勵磁式電磁轉差離合器；助力電流I，與轉向阻力矩Ta、助力斜率系數K的(de)關系爲：I=KTa；勵磁電流I與助力電流I的(de)值相等；
基于上述系統，本發明(míng)還(hái)提出了(le)一種重型車輛電磁離合器轉向助力控制方法，包括如下(xià)步驟：步驟1 ，利用(yòng)輪速傳感器獲得(de)輪速信息，利用(yòng)扭矩傳感器獲得(de)方向盤扭矩信息，利用(yòng)圧力傳感器獲得(de)液圧缸内部圧力信息；步驟2，控制單元接收輪速信息，方向盤扭矩信息和(hé)液壓缸内部壓力信息；步驟3，控制單元處理(lǐ)方向盤扭矩信息，獲得(de)方向盤組矩大(dà)小；步驟4，控制單元處理(lǐ)液壓缸内部壓力信息，獲得(de)此時(shí)的(de)壓力值，進而處理(lǐ)得(de)到此時(shí)的(de)轉向阻力矩Ta；步驟5，控制單元處理(lǐ)輪速信息，獲得(de)輪速大(dà)小，并利用(yòng)方向盤扭矩大(dà)小，處理(lǐ)獲得(de)助力斜K；步驟6，控制單元根據轉向阻力矩Ta大(dà)小和(hé)助力斜率系數K的(de)大(dà)小，計算(suàn)得(de)出此時(shí)段系統所需助力電流I的(de)值，I= KTa；步驟7，控制單元将助力電流I，輸出給供電電路；步驟8，供電電路輸出相應大(dà)小的(de)勵磁電流I給電磁轉差離合器；步驟9，電磁轉差離合器輸出相應轉速，即轉向助力系統輸出相應助力。
和(hé)現有技術相比，本發明(míng)的(de)有益效果：(1)通(tōng)過輪速傳感器，扭矩傳感器和(hé)壓力傳感器，系統獲得(de)準确的(de)車速，方向盤扭矩和(hé)轉向阻力知信息。經由控制單元根據車速，方向盤扭矩和(hé)轉向阻力矩信息進行處理(lǐ)，達到整個(gè)系統的(de)按需功率匹配要求，實時(shí)調整勵磁電路電流大(dà)小，從而實時(shí)調節系統輸出的(de)助力大(dà)小；(2)通(tōng)過系統的(de)協調配合運算(suàn)，有效的(de)克服了(le)傳統液壓助力轉向系統(HPS)在轉向時(shí)同時(shí)兼顧低速轉向的(de)輕便和(hé)高(gāo)速轉向時(shí)路感的(de)不足，轉向助力不再與發動機轉速成正比，而是随著(zhe)車速的(de)提高(gāo)，呈現一種逐漸下(xià)降的(de)趨勢。在車輛低速時(shí)，K值較大(dà)，電流増速快(kuài)，助力增加明(míng)顯，峰值大(dà)；在車速高(gāo)時(shí)，K值較小，電流增速慢(màn)，助力增加不明(míng)顯，峰值小。經過系統的(de)輸出，使得(de)駕駛員(yuán)在車輛低速，車況易于控制時(shí)速駕駛車輛輕松進行轉向，在高(gāo)速，車況不易于控制時(shí)能夠通(tōng)過方向盤的(de)反饋，從主觀上及時(shí)了(le)解車輛行駛狀态，保證了(le)駕駛員(yuán)的(de)體能和(hé)車輛行駛的(de)安全；(3)從按需功率匹配的(de)角度來(lái)看，助力大(dà)小随轉向阻力的(de)大(dà)小變化(huà)，避免了(le)不必要的(de)能源浪費，在實現兼顧低速轉向輕使和(hé)高(gāo)速轉向路感目标的(de)同時(shí)，相應的(de)減少了(le)系統能耗，一舉兩得(de)。
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