CN107618566B - 用于液压转向器的控制方法、控制器及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于液压转向器的控制方法、控制器及车辆，所述控制方法包括：获得车轮转速；确定转向管柱是否发生高频回转；在所获得的车轮转速大于车轮转速预设阈值且确定所述转向管柱发生高频回转的情况下，确定方向盘发生摆振；在确定所述方向盘发生摆振的情况下，减少所述液压转向器中流动的转向液的流量。本发明提供的用于液压转向器的控制方法、控制器及车辆能够有效地克服方向盘发生摆振导致影响驾驶员舒适性和操作便利性以及危害车辆安全性的问题，同时不会增加发动机的油耗，有利于节能减排。

Description

用于液压转向器的控制方法、控制器及车辆

技术领域

本发明涉及车辆电子领域，具体地，涉及一种用于液压转向器的控制方法、控制器及车辆。

背景技术

随着车辆电子技术的不断发展，用户对车辆的驾驶舒适性、行驶安全性以及操作便利性的要求越来越高，方向盘的摆振是影响这些性能的常见问题。方向盘的摆振主要发生在车辆直线高速行驶的过程中，车轮受到动不平衡的影响而发生左右摆动，车轮通过转向节带动转向器拉杆轴向移动，导致转向器的转向管柱转动，方向盘因此随之发生摆动，一旦车轮的摆动频率与方向盘的固有频率相同，方向盘就会发生摆振(也称之为“共振”)。方向盘的摆振会影响驾驶员的驾驶舒适性和操作便利性，严重的还会危害车辆行驶的安全性。

目前，为了解决方向盘的摆振问题，相关技术中一般通过增加转向器的内部摩擦，即增加齿轮齿条结构的摩擦，使得车轮在发生左右摆动时对转向管柱的影响减小，从而来克服方向盘的摆振问题；另外，针对使用液压转向器的车辆，还可以通过减小转向器油管的内径来增加转向器的逆向推力，使车轮摆动被阻滞以克服方向盘的摆振问题。但是通过增加转向器的内部摩擦在解决了方向盘摆振的同时也会增加发动机的油耗；而减小转向器油管的内径则会造成转向器转向回位不良等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于液压转向器的控制方法、控制器及车辆，在不增加发动机油耗的前提下，解决方向盘的摆振问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于液压转向器的控制方法，所述控制方法包括：

获得车轮转速；

确定转向管柱是否发生高频回转；

在所获得的车轮转速大于车轮转速预设阈值且确定所述转向管柱发生高频回转的情况下，确定方向盘发生摆振；

在确定所述方向盘发生摆振的情况下，减少所述液压转向器中流动的转向液的流量。

可选地，所述在确定所述方向盘发生摆振的情况下，减少所述液压转向器中流动的转向液的流量的步骤按照如下方法执行：在确定所述方向盘发生摆振的情况下，减小所述液压转向器中转向液的流通截面积。

可选地，所述确定转向管柱是否发生高频回转的步骤包括：

在接收到转向管柱高频回转信号的情况下，确定转向管柱发生高频回转；

在未接收到转向管柱高频回转信号的情况下，确定转向管柱未发生高频回转。

可选地，所述控制方法还包括：

在确定所述方向盘发生摆振的情况下，确定所述车轮转速是否发生变化；

在确定所述车轮转速发生变化的情况下，恢复所述液压转向器中流动的转向液的流量。

根据本发明的另一方面，还提供一种用于液压转向器的控制器，所述控制器包括：

转速获得模块，用于获得车轮转速；

第一判断模块，用于确定转向管柱是否发生高频回转；

第二判断模块，与所述转速获得模块以及所述第一判断模块连接，用于在所获得的车轮转速大于车轮转速预设阈值且确定所述转向管柱发生高频回转的情况下，确定方向盘发生摆振；以及，

执行模块，与所述第二判断模块连接，用于在确定所述方向盘发生摆振的情况下，减少所述液压转向器中流动的转向液的流量。

可选地，所述执行模块被配置成按照如下方式减少所述液压转向器中流动的转向液的流量：在所述方向盘发生摆振的情况下，减小所述液压转向器中转向液的流通截面积。

可选地，所述第一判断模块包括：

接收子模块，用于接收转向管柱的回转信号；

判断子模块，与所述接收子模块连接，用于在接收到所述转向管柱高频回转信号的情况下，确定转向管柱发生高频回转；

在未接收到所述转向管柱高频回转信号的情况下，确定转向管柱未发生高频回转。

可选地，所述控制器还包括：

第三判断模块，与所述转速获得模块以及第二判断模块连接，用于在所述第二判断模块确定所述方向盘发生摆振的情况下，确定所述车轮转速是否发生变化；

所述执行模块还与所述第三判断模块连接，用于在确定所述车轮转速发生变化的情况下，恢复所述液压转向器中流动的转向液的流量。

根据本发明的又一方面，还提供一种车辆，所述车辆包括：

本发明提供的用于液压转向器的控制器；

转向管柱转动检测装置，与所述用于液压转向器的控制器连接，用于检测所述转向管柱的回转信号；

转向液流量控制装置，与所述用于液压转向器的控制器连接，用于根据所述用于液压转向器的控制器的控制来改变所述液压转向器中流动的转向液的流量。

可选地，所述车辆还包括轮速传感器，用于检测车轮转速，并将所检测到的车轮转速传输给所述用于液压转向器的控制器。

可选地，所述转向管柱转动检测装置是设置在时钟弹簧内部、用于在时钟弹簧转动时发出所述转向管柱回转信号的转角传感器。

可选地，所述转向液流量控制装置是设置在所述液压转向器的转向器油管上、用于控制所述液压转向器中转向液流通截面积的开度阀。

通过上述技术方案，本发明提供的用于液压转向器的控制方法、控制器及车辆可以根据车轮转速以及转向管柱是否发生高频回转来确定方向盘是否发生摆振，并能在方向盘发生摆振的情况下，通过减少液压转向器中流动的转向液的流量来增加转向器的逆向推力，使得车轮摆动受到阻滞，转向管柱停止转动，方向盘摆振也停止，从而有效地克服方向盘发生摆振导致影响驾驶员舒适性和操作便利性以及危害车辆安全性的问题。另外，本发明提供的用于液压转向器的控制方法、控制器及车辆不需要增加转向器的内部摩擦即可解决方向盘的摆振问题，因此无需增加发动机的油耗，可节约能源减少排放。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的一种实施方式提供的用于液压转向器的控制方法的流程图；

图2是根据本发明的另一种实施方式提供的用于液压转向器的控制方法的流程图；

图3A是根据本发明的一种实施方式提供的用于液压转向器的控制器的结构框图；

图3B是根据本发明的另一种实施方式提供的用于液压转向器的控制器的结构框图；

图3C是根据本发明的另一种实施方式提供的用于液压转向器的控制器的结构框图；

图4A是根据本发明的一种实施方式提供的车辆中各个装置间的连接关系示意图；

图4B是根据本发明的另一种实施方式提供的车辆中各个装置间的连接关系示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1是根据本发明的一种实施方式提供的用于液压转向器的控制方法的流程图。如图1所示，本发明提供一种用于液压转向器的控制方法，该控制方法可以包括：

在步骤S110中，获得车轮转速。其中，车轮转速例如可以通过与整车通信总线通信来获得，还可以通过从车辆的轮速传感器来直接获得。

在步骤S120中，确定转向管柱是否发生高频回转。具体地，转向管柱发生高频回转会导致方向盘转动，方向盘的转动可能是车辆转弯时所需的转动，也可能是车辆直线行驶时方向盘发生摆振时产生的转动，因此转向管柱发生高频回转是方向盘发生摆振的必要不充分条件，确定方向盘是否发生摆振可以首先确定转向管柱是否发生高频回转，转向管柱发生高频回转方向盘才可能会发生摆振。示例性地，转向管柱回转信号的频率在12Hz-16Hz时，可以确定转向管柱发生高频回转，但是，本发明并不限制确定转向管柱发生高频回转的条件，根据车型或路况的不同，确定转向管柱发生高频回转的条件也可以不同。

在步骤S130中，在所获得的车轮转速大于车轮转速预设阈值且确定转向管柱发生高频回转的情况下，确定方向盘发生摆振。由于方向盘的摆振一般发生在车辆直线高速行驶的过程中，车轮转速预设阈值可以例如设置成80km/h(千米每小时)，车轮转速大于此预设阈值时，可以认为车辆正处于高速行驶状态。另外，车辆处于80Km/h以上的车速高速行驶时，车辆要么处于直线行驶状态，要么处于超车状态，而车辆处于超车状态时，即使转向管柱发生高频回转，对驾驶舒适性造成的影响也较小，可以忽略。因此车轮转速大于80km/h可以确定车辆处于直线高速行驶状态。

车轮在动不平衡的影响下，每旋转一圈就会摆动一次，车轮通过转向节带动转向器拉杆轴向移动，转向器拉杆通过转向器内部的齿轮齿条结构将轴向移动转变为转向管柱的回转。车辆直线高速行驶时，车轮的摆动现象明显，若此时转向管柱发生高频回转，则确定方向盘发生摆振。本发明并不限制车轮转速预设阈值的具体实施方式，其他能够表现车辆直线高速行驶的车轮转速值也属于本发明的保护范围。

在步骤S140中，在确定方向盘发生摆振的情况下，减少液压转向器中流动的转向液的流量。示例地，确定方向盘发生摆振后，可以通过减小转向器油管的内径来减少液压转向器中流动的转向液的流量，减少转向器油管的内径可以例如是在转向器油管上设置开度阀，通过减小开度阀的开度来减小转向器油管的内径。转向液的流量减少以后，转向器的背压会随之增大，逆向推力也变大，车轮的摆动会因此受到阻滞，从而导致转向器拉杆轴向移动停止，使得转向管柱转动停止，即方向盘不再摆振。

通过上述技术方案，本发明提供的用于液压转向器的控制方法可以根据车轮转速以及转向管柱是否发生高频回转来确定方向盘是否发生摆振，并能在方向盘发生摆振的情况下，通过减少液压转向器中流动的转向液的流量来增加转向器的逆向推力，使得车轮摆动受到阻滞，转向管柱停止转动，方向盘摆振也停止，从而有效地克服方向盘发生摆振导致影响驾驶员舒适性和操作便利性以及危害车辆安全性的问题。另外，本发明提供的用于液压转向器的控制方法、控制器及车辆不需要增加转向器的内部摩擦即可解决方向盘的摆振问题，因此无需增加发动机的油耗，可节约能源减少排放。

可选地，步骤S140中在确定方向盘发生摆振的情况下，减少液压转向器中流动的转向液的流量可以经由减小转向器中转向液的流通截面积来实现。具体地，减小转向液流通的截面积，单位时间内，转向器中流动的转向液流量即减少，转向器的逆向推力增大，阻滞车轮摆动，使得转向管柱的转动停止，方向盘的摆振也将停止。

图2是根据本发明的另一种实施方式提供的用于液压转向器的控制方法的流程图，如图2所示，可选地，该控制方法可以包括以下步骤：

在步骤S210中，获得车轮转速；

在步骤S221中，判断是否接收到转向管柱高频回转信号；

在步骤S222中，在接收到转向管柱高频回转信号的情况下，确定转向管柱发生高频回转；

在步骤S223中，在没有接收到转向管柱高频回转信号的情况下，确定转向管柱没有发生高频回转；

在步骤S230中，在所获得的车轮转速大于车轮转速预设阈值的情况下，确定方向盘发生摆振；

在步骤S240中，在确定方向盘发生摆振的情况下，减少液压转向器中流动的转向液的流量。

由此，该控制方法接收到转向管柱回转信号是否为高频回转信号为依据确定转向管柱是否发生高频回转，这样可以简单直接地获得转向管柱的回转状态，并确定车辆是否处于直线行驶的状态，使得确定方向盘是否发生摆振的结果更加准确。

虽然减少液压转向器中流动的转向液的流量，可以使转向管柱的转动暂时停止，但是长期减少液压转向器中流动的转向液的流量会导致转向器回位不良，影响转向器的正常使用。要从根本上解决方向盘的摆振必须要使方向盘的固有频率与车轮的摆动频率有区别，而方向盘的固有频率仅与方向盘的固有属性有关，不会因外力的改变而发生变化，所以只能通过改变车轮的摆动频率来克服方向盘的摆振。车轮的摆动频率是随车轮转速变化的，只有车轮转速与发生方向盘摆振时的车轮转速不同，方向盘的摆振问题才能够彻底得到解决。因此，如图2所示，可选地，该控制方法还可以包括：

在步骤S250中，判断车轮转速是否发生变化；

在步骤S260中，在确定车轮转速发生变化的情况下，恢复液压转向器中流动的转向液的流量。

本发明提供的控制方法可以记录方向盘发生摆振时的车轮转速，并且可以实时获得车轮转速，通过比较方向盘发生摆振时的车轮转速与当前获得的车轮转速，来确定车轮的转速(车轮的转速决定车轮的摆动频率)是否发生变化。如果当前车轮转速发生变化则车轮的摆动频率会随之发生变化，因此与方向盘的固有频率产生区别，使方向盘不再发生摆振，此时为保证转向器的正常回位功能，可以恢复液压转向器中流动的转向液的流量；如果当前车轮转速未发生变化则车轮的摆动频率也不会发生变化，此时为了保证方向盘不会再次发生摆振，继续比较方向盘发生摆振时的车轮转速与当前获得的车轮转速，直到当前车轮转速与方向盘发生摆振时的车轮转速有区别时，才恢复液压转向器中流动的转向液地流量。

另外，图2中所示的步骤S210，S230及S240的具体实施方式对应于图1中示出的步骤S110，S130以及S140的实施方式，因此，相同的内容不再详细描述。同时，根据本发明的另一方面，还提供一种用于液压转向器的控制器，该控制器对应于上述的控制方法，相同的实施方式也将不再赘述。

图3A是根据本发明的一种实施方式提供的用于液压转向器的控制器的结构框图。如图3A所示，该控制器300可以包括：

转速获得模块310，用于获得车轮转速；

第一判断模块320，用于确定转向管柱是否发生高频回转；

第二判断模块330，与转速获得模块310以及第一判断模块320连接，用于在所获得的车轮转速大于车轮转速预设阈值且确定所述转向管柱发生高频回转的情况下，确定方向盘发生摆振；以及，

执行模块340，与第二判断模块330连接，用于在确定方向盘发生摆振的情况下，减少液压转向器中流动的转向液的流量。

通过上述技术方案，本发明提供的用于液压转向器的控制器可以根据车轮转速以及转向管柱是否发生高频回转来确定方向盘是否发生摆振，并能在方向盘发生摆振的情况下，通过减少液压转向器中流动的转向液的流量来增加转向器的逆向推力，使得车轮摆动受到阻滞，转向管柱停止转动，方向盘摆振也停止，从而有效地克服方向盘发生摆振导致影响驾驶员舒适性和操作便利性以及危害车辆安全性的问题。另外，本发明提供的用于液压转向器的控制方法、控制器及车辆不需要增加转向器的内部摩擦即可解决方向盘的摆振问题，因此无需增加发动机的油耗，可节约能源减少排放。

可选地，执行模块340可以被配置成通过减小液压转向器中转向液的流通截面积来减少液压转向器中流动的转向液的流量。

图3B是根据本发明的另一种实施方式提供的用于液压转向器的控制器的结构框图。如图3B所示，可选地，第一判断模块320可以包括：

接收子模块321，用于接收转向管柱的回转信号；

判断子模块322，与接收子模块321连接，用于在接收到转向管柱高频回转信号的情况下，确定转向管柱发生高频回转；在未接收到转向管柱高频回转信号的情况下，确定转向管柱未发生高频回转。

图3C是根据本发明的一种实施方式提供的用于液压转向器的控制器的结构框图。如图3C所示，可选地，该控制器300还可以包括：

第三判断模块350，与转速获得模块310以及第二判断模块330连接，用于在第二判断模块330确定方向盘发生摆振的情况下，确定车轮转速是否发生变化；

执行模块340还与该第三判断模块350连接，用于在确定车轮转速发生变化的情况下，恢复液压转向器中流动的转向液的流量。

图4A至4B是根据本发明的实施方式提供的车辆中各个装置间的连接关系示意图。根据本发明的又一方面，还提供一种车辆，如图4A至4B所示，该车辆中可以包括：本发明提供的用于液压转向器的控制器300；转向管柱转动检测装置200，与用于液压转向器的控制器300连接，用于检测转向管柱的回转信号；转向液流量控制装置400，与用于液压转向器的控制器300连接，用于根据用于液压转向器的控制器300的控制来改变液压转向器中流动的转向液的流量。

如图4B所示，可选地，该车辆还可以包括轮速传感器100，用于检测车轮转速，并将所检测到的车轮转速传输给用于液压转向器的控制器300。

车辆在高速行驶时车轮动不平衡才会出现方向盘的摆振问题，例如车辆在车速大于80千米每小时(km/h)的情况下，容易发生方向盘的摆振。在一种实施方式中，本发明提供的车辆设置有轮速传感器，轮速传感器能够直接检测车辆的车轮转速，使得用于液压转向器的控制器可以实时地根据其检测的车轮转速以及转向管柱的回转信号判断方向盘是否发生摆振。

可选地，转向管柱转动检测装置200可以是设置在时钟弹簧内部，用于在时钟弹簧转动时发出转向管柱回转信号的转角传感器。

时钟弹簧是连接方向盘上的各个开关按钮例如转向灯开关和雨刷器开关等，与车辆电子控制单元之间的线束，随着方向盘的转动其长度可以拉伸，时钟弹簧可以在一定程度上反映转动管柱发生回转的情况。示例性地，可以在时钟弹簧内部设置有转角传感器，转角传感器可以检测到时钟弹簧转动的角度以及圈数，时钟弹簧转动的角度以及圈数可以说明转向管柱发生回转的程度，此时转角传感器输出的信号可以代表转向管柱的回转信号。应当理解的是，本发明中所述的用于在时钟弹簧转动时发出转向管柱回转信号的传感器并不限制于转角传感器，能够反映时钟弹簧转动的其他类型的传感器，例如光电传感器也属于本发明的保护范围。

可选地，转向液流量控制装置400可以是设置在液压转向器的转向器油管上，用于控制液压转向器中转向液的流通截面积的开度阀。

示例地，可以在转向器油管上设置一个电磁阀，该电磁阀可以根据本发明提供的用于液压转向器的控制器的控制来减小或者恢复转向器油管中转向液的流通截面积，从而控制液压转向器中流动的转向液的流量。由此，本发明提供的车辆不仅可以在发生方向盘的摆振的情况下减小转向器油管中转向液的流通截面积，以克服方向盘的摆振，还可以在克服方向盘的摆振以后恢复转向器油管中转向液的流通截面积，从而能够保证正常情况下，转向器的回位性能不受影响。

通过上述技术方案，本发明提供的用于液压转向器的控制方法、控制器及车辆可以根据车轮转速以及转向管柱是否发生高频回转来确定方向盘是否发生摆振，并能在方向盘发生摆振的情况下，通过减少液压转向器中流动的转向液的流量来增加转向器的逆向推力，使得车轮摆动受到阻滞，转向管柱停止转动，方向盘摆振也停止，从而有效地克服方向盘发生摆振导致影响驾驶员舒适性和操作便利性以及危害车辆安全性的问题。另外，本发明提供的用于液压转向器的控制方法、控制器及车辆不需要增加转向器的内部摩擦即可解决方向盘的摆振问题，因此无需增加发动机的油耗，可节约能源减少排放。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。例如。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (12)

1.一种用于液压转向器的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

获得车轮转速；

确定转向管柱是否发生高频回转；

在所获得的车轮转速大于车轮转速预设阈值且确定所述转向管柱发生高频回转的情况下，确定方向盘发生摆振；

在确定所述方向盘发生摆振的情况下，减少所述液压转向器中流动的转向液的流量。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述在确定所述方向盘发生摆振的情况下，减少所述液压转向器中流动的转向液的流量的步骤包括：

在确定所述方向盘发生摆振的情况下，减小所述液压转向器中转向液的流通截面积。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述确定转向管柱是否发生高频回转的步骤包括：

在接收到转向管柱高频回转信号的情况下，确定转向管柱发生高频回转；

在未接收到转向管柱高频回转信号的情况下，确定转向管柱未发生高频回转。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

在确定所述方向盘发生摆振的情况下，确定所述车轮转速是否发生变化；

在确定所述车轮转速发生变化的情况下，恢复所述液压转向器中流动的转向液的流量。

5.一种用于液压转向器的控制器，其特征在于，所述控制器包括：

转速获得模块，用于获得车轮转速；

第一判断模块，用于确定转向管柱是否发生高频回转；

第二判断模块，与所述转速获得模块以及所述第一判断模块连接，用于在所获得的车轮转速大于车轮转速预设阈值且确定所述转向管柱发生高频回转的情况下，确定方向盘发生摆振；以及，

执行模块，与所述第二判断模块连接，用于在确定所述方向盘发生摆振的情况下，减少所述液压转向器中流动的转向液的流量。

6.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述执行模块被配置为按照如下方式减少所述液压转向器中流动的转向液的流量：

在确定所述方向盘发生摆振的情况下，减小所述液压转向器中转向液的流通截面积。

7.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述第一判断模块包括：

接收子模块，用于接收转向管柱的回转信号；

判断子模块，与所述接收子模块连接，用于在接收到所述转向管柱的高频回转信号的情况下，确定转向管柱发生高频回转；

在未接收到所述转向管柱的高频回转信号的情况下，确定转向管柱未发生高频回转。

8.根据权利要求7所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：

第三判断模块，与所述转速获得模块以及第二判断模块连接，用于在所述第二判断模块确定所述方向盘发生摆振的情况下，确定所述车轮转速是否发生变化；

所述执行模块还与所述第三判断模块连接，用于在确定所述车轮转速发生变化的情况下，恢复所述液压转向器中流动的转向液的流量。

9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括：

根据权利要求5-8中任一项所述的用于液压转向器的控制器；

转向管柱转动检测装置，与所述用于液压转向器的控制器连接，用于检测所述转向管柱的回转信号；

转向液流量控制装置，与所述用于液压转向器的控制器连接，用于根据所述用于液压转向器的控制器的控制来改变所述液压转向器中流动的转向液的流量。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括轮速传感器，用于检测车轮转速，并将所检测到的车轮转速传输给所述用于液压转向器的控制器。

11.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述转向管柱转动检测装置是设置在转向管柱上的时钟弹簧内部、用于在时钟弹簧转动时发出所述转向管柱回转信号的转角传感器。

12.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述转向液流量控制装置是设置在所述液压转向器的转向器油管上、用于控制所述液压转向器中转向液流通截面积的开度阀。