具体实施方式

实施方式1

液压转向系统实施例：

液压转向系统如图1所示，包括液压缸3、采集模块4、转向油罐5、电动转向油泵6、扭矩角度传感器7、回正电机8、方向盘9、流量计10、电控转向液压阀组11、电动转向油泵ECU12、回正电机ECU13、控制装置14。

液压缸3是双作用式液压缸，由缸体、活塞、活塞杆等组成，液压缸3内的活塞杆通过横拉杆、球节、转向节与右前车轮1、左前车轮2相连，液压缸3可将液压能转化为机械能，通过活塞位置的移动驱动右前车轮1、左前车轮2的主销转动；

转向油罐5用于存储和过滤液压油；

电动转向油泵6由转向油泵和电机组成，将电能转化为机械能驱动转向油泵旋转，转向油泵将机械能转化为液压能，为整个液压转向系统提供动力，驱动液压油流动；电动转向油泵6配置有电动转向油泵ECU12；

电控转向液压阀组11包含阀块、压力补偿器、比例换向阀、平衡阀、梭阀、电磁球阀和溢流阀等，用于实现液压油定量和定向的控制；

转向油罐5、电动转向油泵6、电控转向液压阀组11、液压缸3循环连接，电动转向油泵6和转向油罐5各有进油口和出油口两个油口，电控转向液压阀组11有一个进油口、两个出油口和一个回油口，液压缸3有两个油口，电动转向油泵6的进油口通过油管与转向油罐5的出油口相连，电动转向油泵6的出油口通过管路与电控转向液压阀组11的进油口相连，电控转向液压阀组11的回油口通过管路与转向油罐5的进油口相连，电控转向液压阀组11的两个出油口通过管路分别与液压缸3的两个油口相连，形成流通液压油的转向管路，推动液压缸3内活塞的移动，转向管路包含吸油管、高压管和回油管；电动转向油泵6、电控转向液压阀组11与电动转向油泵ECU12连接，通过电动转向油泵ECU12连接控制装置14，以控制电动转向油泵6和电控转向液压阀组11的工作状态；

采集模块4包括位移传感器和温度传感器，位移传感器为压力式位置传感器，连接液压缸3，且通过CAN总线连接控制装置14，用于采集液压缸3内活塞的位移并发送至控制装置14；温度传感器设置在液压缸3外侧，且通过CAN总线连接控制装置14，用于采集液压缸3的温度并发送至控制装置14；

扭矩角度传感器7为可以采集扭矩和转角的一体式传感器，安装在方向盘9上，且通过CAN总线连接控制装置14，用于采集方向盘9的扭矩、转角并发送至控制装置14；

流量计10设置在液压缸3与电控转向液压阀组11的连接管路上，用于检测液压缸3的液压流量；

回正电机8由无刷直流电机和涡轮蜗杆减速器组成，安装在转向管柱上连接方向盘9，并且配置有回正电机ECU13，与回正电机ECU13连接，回正电机ECU13连接控制装置14；用于接收通过回正电机ECU13转换的控制装置14的指令，输出回正力矩，以驱动方向盘9回正(即驱动方向盘9的转角趋近0)；

控制装置14为整个液压转向系统的核心部件，其结构如图2所示，包括处理器、存储器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现液压转向系统的控制方法。具体的控制装置14为整车控制器(VCU)，作为其他实施方式，也可以为单独增加的一个可以实现本实施例方法的控制器。

控制方法的主要构思在于控制车辆主动回正，控制装置14在通过扭矩角度传感器7所采集的扭矩信息以及扭矩持续的时长判断出车辆是否有转向动作，没有转向动作的情况下，通过液压转向系统控制车辆回正。

具体的，如图3所示，车辆在左转向的情况下，按照如图5所示的回正控制方法进行回正：

1)扭矩角度传感器7对方向盘扭矩、方向盘转角进行采集，位移传感器对活塞的位移进行采集，并将采集的信息发送至VCU，VCU判断得到方向盘扭矩＜设定扭矩下限M₀或者任意方向盘扭矩持续的时长＜设定时长下限t₀，出车辆没有转向动作。

2)VCU判断出车辆没有转向动作后，接着判断得到方向盘转角没有处于方向盘零位范围，活塞的位移没有处于活塞零位范围；

这里的方向盘零位范围为系统认定方向盘9已经回归零位，无需回正，但是并不是绝对的方向盘转角为0，是偏离方向盘转角为0的一个设定范围(第一设定范围)，为方向盘转角的大小＜θ₀，活塞零位范围为系统认定活塞已经回归零位，无需回正，但是并不是绝对的位移为0，是偏移位移为0的一个设定范围(第三设定范围)，为位移的大小＜S₀；

方向盘转角没有处于方向盘零位范围也即方向盘转角≥θ₀，活塞的位移没有处于活塞零位范围也即位移≥S₀。

3)VCU下发活塞回正指令，该指令经过电动转向油泵ECU12下发至电动转向油泵6和电控转向液压阀组11，电动转向油泵ECU12输出反向电流I₃至电控转向液压阀组11，通过控制系统反向液压流量Q₃流入液压缸3的上侧(液压油的流动方向如图3中的箭头所示)，使得液压缸3中的活塞向下移动，控制液压缸3内活塞回到活塞零位范围，进而驱动右前车轮1、左前车轮2回正；

同时VCU下发回正电机8回正指令，该指令经过回正电机ECU13下发至回正电机8，回正电机ECU13输出反向电流I₄至回正电机8，通过回正电机8驱动方向盘9回正到方向盘零位范围，即驱动方向盘9回正；

车辆回正的过程中，为了避免车辆回正的残余角，位移传感器将采集的位移作为反馈量发送至VCU，VCU经过判断后进行活塞位移的闭环控制，扭矩角度传感器7采集的方向盘转角作为反馈量发送至VCU，VCU经过判断后进行方向盘转角的闭环控制；

同时车辆回正的过程中，温度传感器实时采集液压缸3的温度，并将采集的温度发送至VCU，VCU判断出温度≥第一温度阈值80％T₀，则VCU控制液压转向系统限功率输出，VCU判断出温度≥第二温度阈值T₀，则VCU控制液压转向系统停机。

关于温度传感器的设置位置，本实施例中，为了安装方便将温度传感器设置在液压缸3的外侧，测量液压缸3外表面的温度，作为其他实施方式，也可以测量液压缸3内液压油的温度，将温度传感器设置在液压缸3的内侧，本实施方式对此不做限制。

而且，如果回正过程中，车辆回正的准确性可以保证，那么无需根据流量计10进行闭环控制；同时，如果液压系统所能够承受的温度足够大的情况下，保证温度可以在正常范围内时，温度传感器也可以不设置。

上述实施例中，第一温度阈值＝第二温度阈值T₀*80％，作为其他实施方式，第一温度阈值和第二温度阈值可以根据需要进行设定，保证第二温度阈值＞第一温度阈值即可。

以如图4所示的车辆左转向为例对如图5所示的转向控制过程进行描述：

1)扭矩角度传感器7对方向盘扭矩、方向盘转角进行采集，位移传感器对活塞的位移进行采集，并将采集的信息发送至VCU，VCU判断得到方向盘扭矩≥设定扭矩下限M₀且该方向盘扭矩持续的时长≥设定时长下限t₀，车辆有左转向动作。

2)VCU判断出车辆有左转向动作后，获取方向盘转角速度以及车速(方向盘转角速度根据扭矩角度传感器7所采集的方向盘转角计算得出，车速由车速传感器可以获得，图中并未画出)，并将获取的方向盘转角速度以及车速发送至VCU，VCU根据方向盘转角、方向盘转角速度以及车速判断出对应的控制曲线，通过电动转向油泵ECU12控制电动转向油泵6、电控转向液压阀组11工作；

电动转向油泵ECU12输入电流I₁至电控转向液压阀组11，控制电控转向液压阀组11开启方向和大小，控制一定流量Q₁的液压油进入液压缸3的下侧，液压油按照图4所示的方向进行流动(图4中箭头的方向为液压油的流动方向)，使得液缸3中的活塞向上移动，进而驱动右前车轮1、左前车轮2向左转动，完成转向动作。

本步骤中，VCU中存储有不同车速下的助力曲线，原地和低速行驶时提供较大的流量，增大助力，中高速行驶时提供较小的流量，降低助力，可实现低速轻便，高速沉稳；并且液压油流量的大小和转角速度有关，转角速度较大的情况下增大流量，避免快速转向时的助力不足，提高车辆紧急避让性能。

3)在右前车轮1、左前车轮2向左转动的过程中，流量计10实时采集流入液压缸3的液压油的流量，并将采集的信息发送至VCU，VCU经过逻辑计算后判断是否需进行流量补偿，若需要，通过电动转向油泵ECU12输入电流I₂至电控转向液压阀组11，控制至电控转向液压阀组11补偿流量Q₂至液压缸3，实现闭环控制。

同时在右前车轮1、左前车轮2向左转动的过程中，温度传感器实时检测液压缸3的温度，若温度≥第一温度阈值80％T₀，则VCU控制液压转向系统限功率输出，若温度≥第二温度阈值T₀，则VCU控制液压转向系统停机。

车辆右转的转向控制与车辆左转的转向控制原理相同，车辆在右转向回正时的原理与左转向回正的原理相同，这里不做赘述。

本发明基于方向盘扭矩和方向盘扭矩持续的时长即可判断出车辆是否有转向动作，在车辆没有转向动作的情况下，通过回正电机8驱动方向盘9回正，通过控制液压流量驱动车轮回正，减轻了驾驶员的工作强度。

液压转向系统的控制装置实施例：

本实施例提出的液压转向系统的控制装置，如图2所示，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现液压转向系统的控制方法。

液压转向系统的控制方法的具体实施过程以及效果在上述液压转向系统实施例中介绍，这里不做赘述。

也就是说，以上液压转向系统实施例中的方法应理解可由计算机程序指令实现液压转向系统的控制方法的流程。可提供这些计算机程序指令到处理器(如通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备等)，使得通过处理器执行这些指令产生用于实现上述方法流程所指定的功能。

本实施例所指的处理器是指微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置；

本实施例所指的存储器用于存储实现液压转向系统的控制方法而形成的计算机程序指令，包括用于存储信息的物理装置，通常是将信息数字化后再以利用电、磁或者光学等方式的媒体加以存储。例如：利用电能方式存储信息的各式存储器，RAM、ROM等；利用磁能方式存储信息的的各式存储器，硬盘、软盘、磁带、磁芯存储器、磁泡存储器、U盘；利用光学方式存储信息的各式存储器，CD或DVD。当然，还有其他方式的存储器，例如量子存储器、石墨烯存储器等等。

通过上述存储有实现液压转向系统的控制方法而形成的计算机程序指令的存储器、处理器构成的液压转向系统的控制装置，在计算机中由处理器执行相应的程序指令来实现，计算机可使用windows操作系统、linux系统、或其他，例如使用android、iOS系统程序设计语言在智能终端实现，以及基于量子计算机的处理逻辑实现等。

作为其他实施方式，液压转向系统的控制装置还可以包括其他的处理硬件，如数据库或多级缓存、GPU等，本发明并不对液压转向系统的控制装置的结构做具体的限定。

液压转向系统的控制方法实施例：

本实施例提出的液压转向系统的控制方法的实施过程以及效果在上述液压转向系统实施例中已经介绍，这里不做赘述。

实施方式2

液压转向系统实施例：

本实施方式中的液压转向系统的硬件结构以及连接关系与实施方式1中的液压转向系统相同，这里不做赘述。实施方式1中的控制方法为回正控制方法，将方向盘9以及活塞回正到零位范围，但是零位范围为方向盘转角的大小＜θ₀，位移的大小＜S₀，并不是绝对的零位，车辆如果想保持直线行驶是非常困难的，还需要驾驶员根据路况不停的调整方向盘9的角度，因此，本实施方式增加了直线行驶的控制，进一步的降低驾驶员的工作强度。

关于转向控制以及回正控制在实施方式1中的液压转向系统实施例中已经介绍，这里不做过多赘述。

本实施例在方向盘零位范围以及位移零位范围内进行精细划分，将方向盘零位范围分为方向盘中间行驶范围和非方向盘中间行驶范围，将位移零位范围分为位移中间行驶范围和非位移中间行驶范围，选取方向盘转角α为临界方向盘转角，α＜θ₀；选取位移L为临界位移，L＜S₀。具体的，α＜方向盘转角的大小＜θ₀为非方向盘中间行驶范围，方向盘转角的大小≤α为方向盘中间行驶范围；L＜位移的大小＜S₀为非位移中间行驶范围，位移的大小≤L为位移中间行驶范围。

方向盘中间行驶范围为偏离方向盘转角为0的第二设定范围，可以看出方向盘中间行驶范围比方向盘零位范围小，也即第二设定范围＜第一设定范围；活塞中间行驶范围为偏移位移为0的第四设定范围，可以看出位移中间行驶范围比位移零位范围小，也即第四设定范围＜第三设定范围。

具体的，直线行驶的控制过程如图6所示，包括以下步骤：

1)扭矩角度传感器7对方向盘扭矩、方向盘转角进行采集，位移传感器对活塞的位移进行采集，并将采集的信息发送至VCU，VCU判断得到方向盘扭矩＜设定扭矩下限M₀或者任意方向盘扭矩持续的时长＜设定时长下限t₀，出车辆没有转向动作。

2)VCU判断出车辆没有转向动作后，接着判断α＜方向盘转角的大小＜θ₀，无需进行回正控制，但处于非方向盘中间行驶范围；L＜位移的大小＜S₀，无需进行回正控制，但处于非位移中间行驶范围。

3)为了保证直线行驶的稳定性，VCU下发指令，使得方向盘的转角的大小≤α；使得位移的大小≤L；其控制方向盘转角大小的原理与方向盘回正的原理相同，控制位移大小的原理与车轮回正的原理相同，这里不做过多赘述。

当然，如果步骤2)中直接判断出方向盘转角处于中间行驶范围，位移处于中间行驶范围，则表明车辆在直线行驶，不会出现跑偏的现象，不需要进行调整。

本实施例实施方式1的基础上增加了直线行驶控制，可避免路面颠簸、异常冲击及四轮定位参数不准确造成的跑偏现象，提高车辆直线行驶性能。

液压转向系统的控制装置实施例：

本实施方式的液压转向系统的控制装置，如图2所示，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现液压转向系统的控制方法。

本实施方式的液压转向系统的控制装置的硬件结构与实施方式1中的控制装置相同，这里不做赘述；控制装置所实现的控制方法的具体实施过程以及效果在上述液压转向系统实施例中介绍，这里不做赘述。

液压转向系统的控制方法实施例：

本实施例提出的液压转向系统的控制方法的实施过程以及效果在上述液压转向系统实施例中已经介绍，这里不做赘述。