纯电动环卫车及车辆转向系统

摘要

本发明涉及纯电动环卫车及车辆转向系统，车辆转向系统包括电控液压助力系统、方向盘、方向盘转轴、涡流阻力装置、电源，涡流阻力装置包括用于产生磁场的涡流阻力装置线圈和配置在方向盘转轴上的转盘，转盘在方向盘回弹时在涡流阻力装置线圈产生的磁场作用下对方向盘转轴产生周向阻力；阻力控制器用于在车速低于设定值v、方向盘转角超过设定值α且在接收到整车控制器发送的助力电机故障信号后控制涡流阻力装置线圈通电对方向盘转轴提供周向阻力，解决目前的车辆转向系统的电控液压助力转向系统在故障液压动力中断时使方向盘回弹容易对驾驶员造成伤害安全隐患大的问题。

权利要求

1.车辆转向系统，包括：

电控液压助力系统；

方向盘；

方向盘转轴；

转角传感器，用于检测方向盘转角；

其特征在于，

车辆转向系统还包括：

涡流阻力装置，包括用于产生磁场的涡流阻力装置线圈和配置在方向盘转轴上的转盘，涡流阻力装置线圈处于转盘外围，转盘在涡流阻力装置线圈通电产生的磁场作用下产生涡流而与涡流阻力装置线圈相互作用对方向盘转轴产生周向阻力；

电源，为涡流阻力装置线圈供电；

阻力控制器，用于在车速低于设定值v、方向盘转角超过设定值α且方向盘电控液压助力系统故障使液压动力中断方向盘回弹时控制涡流阻力装置启动，使涡流阻力装置线圈与转盘相互作用对方向盘转轴提供阻力；

为涡流阻力装置线圈供电的电路上连接有超级电容器；

所述车辆转向系统还包括电磁阻力装置，用于对方向盘转轴施加阻力；电磁阻力装置包括电磁线圈和固定在方向盘转轴上的磁性件，电磁线圈通电后与磁性件的一个磁极对应相吸，电磁线圈与对应的磁极沿方向盘转轴径向布置；电磁线圈由所述电源提供直流电，阻力控制器与电磁阻力装置连接用于在车速超过设定值v1且方向盘转角α1超过设定值后控制电磁线圈通电与对应磁性件相吸。

2.根据权利要求1所述的车辆转向系统，其特征在于，车辆转向系统还包括用于检测方向盘转轴扭矩的扭矩传感器，阻力控制器与扭矩传感器通讯连接以在方向盘转轴扭矩超过设定值时控制涡流阻力装置启动。

3.根据权利要求1所述的车辆转向系统，其特征在于，车辆转向系统还包括用于检测方向盘转轴扭矩的扭矩传感器，阻力控制器与扭矩传感器通讯连接以根据方向盘转轴的扭矩大小控制涡流阻力装置线圈电流大小，进而控制涡流阻力装置线圈与转盘相互作用对方向盘转轴提供阻力的大小。

4.根据权利要求2或3所述的车辆转向系统，其特征在于，所述扭矩传感器为非接触式扭矩传感器。

5.根据权利要求1或2或3所述的车辆转向系统，其特征在于，所述阻力控制器与转向控制器通讯连接以获取电控液压助力系统中助力电机控制使能信号、助力电机高压供电信号，并在助力电机控制使能信号和助力电机高压供电信号中的至少一个断开后控制涡流阻力装置启动。

6.根据权利要求1或2或3所述的车辆转向系统，其特征在于，阻力控制器通过控制涡流阻力装置线圈的通电和断电控制所述涡流阻力装置的启动和关闭，所述涡流阻力装置在涡流阻力装置线圈通电后启动，在涡流阻力装置线圈断电后关闭。

7.纯电动环卫车，包括转向系统，其特征在于，所述转向系统为权利要求1‑6任意一项所述的车辆转向系统。

说明书

纯电动环卫车及车辆转向系统

技术领域

[0001] 本发明涉及纯电动环卫车及车辆转向系统。

背景技术

[0002] 转向系统是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系，汽车转弯行驶时，全部车轮应绕同一瞬时转向中心旋转，任
何车轮不应有侧滑。正常转向梯形杆系结构应能满足该要求，但是实际汽车中不能完全满
足这项要求，只能对转向梯形杆系进行优化，一般在常用转向角内（内轮15°～25°范围），使
转向内外轮运动关系接近同心。传统的汽车动力转向系统由于采用固定传动比，难以适应
高速、低速不同的工况下车辆转向系统不同对不同反作用力的变化，产生低速转向吃力和
高速时转向阻力过小的问题，目前通常采用电子控制动力转向系统（EPS）、液压助力转向系
统（HPS）、电控液压助力转向系统（EHPS）等，18吨级环卫纯电动车、商用车、客车、货车等重
载车多采用的传统机械转向循环球式转向系统，其优点是传动效率高，传动效率可达到75%
～85%，同时耐磨性能好，使用寿命长，传动比可以变化，工作平稳可靠，适合用来做整体式
动力转向器。但是，由于电控液压助力转向系统逆效率高，逆向回弹力大，在整车原地打转
向或者超低速行驶大转角角度时如果转向助力电机突然断电，容易造成液压动力中断使方
向盘回弹打手，容易对驾驶员造成伤害，存在安全隐患。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种车辆转向系统，用于解决目前的车辆转向系统的电控液压助力转向系统在故障液压动力中断时使方向盘回弹容易对驾驶员造成伤害安全隐患大
的问题；另外，本发明的目的还在与提供一种使用上述车辆转向系统的纯电动环卫车。

[0004] 本发明的车辆转向系统采用如下技术方案：

[0005] 车辆转向系统包括：

[0006] 电控液压助力系统；

[0007] 方向盘；

[0008] 方向盘转轴；

[0009] 转角传感器，用于检测方向盘转角；

[0010] 车辆转向系统还包括：

[0011] 涡流阻力装置，包括用于产生磁场的涡流阻力装置线圈和配置在方向盘转轴上的转盘，涡流阻力装置线圈处于转盘外围，转盘在涡流阻力装置线圈通电产生的磁场作用下
产生涡流而与涡流阻力装置线圈相互作用对方向盘转轴产生周向阻力；

[0012] 电源，为涡流阻力装置线圈供电；

[0013] 阻力控制器，用于在车速低于设定值v、方向盘转角超过设定值α且方向盘电控液压助力系统故障使液压动力中断方向盘回弹时控制涡流阻力装置启动，使涡流阻力装置线
圈与转盘相互作用对方向盘转轴提供阻力。

[0014] 本发明的有益效果：车辆转向系统的电控液压助力系统出现故障液压动力中断时，整车控制器将故障信号发送至阻力控制器，阻力控制器在车速低于设定值且方向盘转
角超过设定值时控制涡流阻力装置启动，使涡流阻力装置线圈与转盘相互作用对方向盘提
供周向阻力，减小方向盘的回弹力，解决目前的车辆转向系统的电控液压助力转向系统在
故障液压动力中断时使方向盘回弹容易对驾驶员造成伤害安全隐患大的问题。

[0015] 进一步的，车辆转向系统还包括用于检测方向盘转轴扭矩的扭矩传感器，阻力控制器与扭矩传感器通讯连接以在方向盘转轴扭矩超过设定值时控制涡流阻力装置启动。通
过扭矩传感器可以实现使阻力控制器对电控液压助力系统各种故障引起的液压动力中断
产生响应。

[0016] 进一步的，车辆转向系统还包括用于检测方向盘转轴扭矩的扭矩传感器，阻力控制器与扭矩传感器通讯连接以根据方向盘转轴的扭矩大小控制涡流阻力装置线圈电流大
小，进而控制涡流阻力装置线圈与转盘相互作用对方向盘转轴提供阻力的大小。通过扭矩
传感器，可以更精确的控制涡流阻力装置线圈的大小，适配方向盘的回弹力。

[0017] 进一步的，所述扭矩传感器为非接触式扭矩传感器。提高检测精度。

[0018] 进一步的，所述阻力控制器与转向控制器通讯连接以获取电控液压助力系统中助力电机控制使能信号、助力电机高压供电信号并在助力电机控制使能信号、助力电机高压
供电信号断开后控制涡流阻力装置启动。阻力控制器根据助力电机的信号可以控制涡流阻
力装置启动，无需另外设置其他检测器件，简化系统结构。

[0019] 进一步的，阻力控制器通过控制涡流阻力装置线圈的通电和断电控制所述涡流阻力装置的启动和关闭，所述涡流阻力装置在涡流阻力装置线圈通电后启动，在涡流阻力装
置线圈断电后关闭，控制方式简单可靠。

[0020] 进一步的，为涡流阻力装置线圈供电的电路上连接有超级电容器。通过超级电容器的大电流、充放电快等特点使涡流阻力装置线圈提供足够大的电磁场力，从而进一步减
小转向助力电机动力中断时的方向盘回弹力，进一步降低安全隐患。

[0021] 进一步的，所述车辆转向系统还包括电磁阻力装置；电磁阻力装置包括电磁线圈和固定在方向盘转轴上的磁性件，电磁线圈通电后与磁性件的一个磁极对应相吸，电磁线
圈与对应的磁极沿方向盘转轴径向布置；电磁线圈由所述电源提供直流电，阻力控制器在
车速超过设定值v1且方向盘转角α1超过设定值后控制电磁线圈通电与对应磁性件相吸。在
车速超过设定值v1且方向盘转角超过α1使方向盘发飘时，阻力控制器可以控制电磁线圈通
电，使电磁线圈与磁性件相吸，对方向盘转轴产生一个阻力，减小方向盘往复摆动角度，提
高方向盘的稳定性。

[0022] 本发明的纯电动环卫车的技术方案：

[0023] 纯电动环卫车，包括转向系统和整车控制器，转向系统包括：

[0024] 电控液压助力系统；

[0025] 方向盘；

[0026] 方向盘转轴；

[0027] 转角传感器，用于检测方向盘转角；

[0028] 车辆转向系统还包括：

[0029] 涡流阻力装置，包括用于产生磁场的涡流阻力装置线圈和配置在方向盘转轴上的转盘，涡流阻力装置线圈处于转盘外围，转盘在涡流阻力装置线圈通电产生的磁场作用下
产生涡流而与涡流阻力装置线圈相互作用对方向盘转轴产生周向阻力；

[0030] 电源，为涡流阻力装置线圈供电；

[0031] 阻力控制器，用于在车速低于设定值v、方向盘转角超过设定值α且方向盘电控液压助力系统故障使液压动力中断方向盘回弹时控制涡流阻力装置启动，使涡流阻力装置线
圈与转盘相互作用对方向盘转轴提供阻力。

[0032] 本发明的有益效果：车辆转向系统的电控液压助力系统出现故障液压动力中断时，整车控制器将故障信号发送至阻力控制器，阻力控制器在车速低于设定值且方向盘转
角超过设定值时控制涡流阻力装置启动，使涡流阻力装置线圈与转盘相互作用对方向盘转
轴提供阻力，减小方向盘的回弹力，解决目前的车辆转向系统的电控液压助力转向系统在
故障液压动力中断时使方向盘回弹容易对驾驶员造成伤害安全隐患大的问题。

[0033] 进一步的，车辆转向系统还包括用于检测方向盘转轴扭矩的扭矩传感器，阻力控制器与扭矩传感器通讯连接以在方向盘转轴扭矩超过设定值时控制涡流阻力装置启动。通
过扭矩传感器可以实现使阻力控制器对电控液压助力系统各种故障引起的液压动力中断
产生响应。

[0034] 进一步的，车辆转向系统还包括用于检测方向盘转轴扭矩的扭矩传感器，阻力控制器与扭矩传感器通讯连接以根据方向盘转轴的扭矩大小控制涡流阻力装置线圈电流大
小，进而控制涡流阻力装置线圈与转盘相互作用对方向盘转轴提供阻力的大小。通过扭矩
传感器，可以更精确的控制涡流阻力装置线圈的大小，适配方向盘的回弹力。

[0035] 进一步的，所述扭矩传感器为非接触式扭矩传感器。提高检测精度。

[0036] 进一步的，所述阻力控制器与转向控制器通讯连接以获取电控液压助力系统中助力电机控制使能信号、助力电机高压供电信号并在助力电机控制使能信号、助力电机高压
供电信号断开后控制涡流阻力装置启动。阻力控制器根据助力电机的信号可以控制涡流阻
力装置启动，无需另外设置其他检测器件，简化系统结构。

[0037] 进一步的，阻力控制器通过控制涡流阻力装置线圈的通电和断电控制所述涡流阻力装置的启动和关闭，所述涡流阻力装置在涡流阻力装置线圈通电后启动，在涡流阻力装
置线圈断电后关闭，控制方式简单可靠。

[0038] 进一步的，为涡流阻力装置线圈供电的电路上连接有超级电容器。通过超级电容器的大电流、充放电快等特点使涡流阻力装置线圈提供足够大的电磁场力，从而进一步减
小转向助力电机动力中断时的方向盘回弹力，进一步降低安全隐患。

[0039] 进一步的，所述车辆转向系统还包括电磁阻力装置；电磁阻力装置包括电磁线圈和固定在方向盘转轴上的磁性件，电磁线圈通电后与磁性件的一个磁极对应相吸，电磁线
圈与对应的磁极沿方向盘转轴径向布置；电磁线圈由所述电源提供直流电，阻力控制器在
车速超过设定值v1且方向盘转角α1超过设定值后控制电磁线圈通电与对应磁性件相吸。在
车速超过设定值v1且方向盘转角超过α1使方向盘发飘时，阻力控制器可以控制电磁线圈通
电，使电磁线圈与磁性件相吸，对方向盘转轴产生一个阻力，减小方向盘往复摆动角度，提
高方向盘的稳定性。

附图说明

[0040] 图1是本发明车辆转向系统的具体实施例的结构示意图；

[0041] 图2是本发明车辆转向系统的具体实施例中阻力控制器与电磁线圈的供电电路示意图；

[0042] 图3是本发明车辆转向系统的具体实施例中涡流阻力装置线圈的供电电路示意图；

[0043] 图中：1‑方向盘；2‑方向盘转轴；3‑EHPS电动液压助力系统；31‑ECU控制器；32‑油泵永磁电机；33‑转向油杯；34‑转向动力液压平衡油缸；4‑底盘悬架转向机构；41‑转速传感
器；5‑电磁阻力装置；51‑磁性件；52‑电磁线圈；6‑阻力控制器；7‑转角传感器；8‑直流电源；
9‑超级电容器；101‑涡流阻力装置；102‑涡流阻力装置线圈；103‑转盘；104‑扭矩传感器；
1041‑括磁感应初级线圈；1042‑磁感应次级线圈；1043‑磁性转盘；1044‑扭矩传感器信号处
理模块；105‑涡流阻力控制电路。

具体实施方式

[0044] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不
用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通
常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

[0045] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人
员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0046] 需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何
这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他
性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且
还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的
要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述
要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0047] 以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

[0048] 本发明的车辆转向系统的具体实施例，本实施例中以车辆转向系统应用到纯电动环卫车上为例进行说明。当然，其他实施例中，根据实际的需要，通过更改合适的参数，车辆
转向系统也可以适用于客车等其他类型的车辆。

[0049] 如图1、图2和图3所示，车辆转向系统包括方向盘1、与方向盘1固定的方向盘转轴2、EHPS电动液压助力系统3，EHPS电动液压助力系统3包括转向ECU控制器31、油泵永磁电机
32、转向油杯33、进出油路控制电磁阀、进出油高压油管、油泵出油管路高压油安全溢流阀、
转向动力液压平衡油缸34，其中油泵永磁电机31构成助力电机，EHPS电动液压助力系统3可
与整车控制器实施CAN通讯逻辑策略交互，EHPS电动液压助力系统3为现有技术，此处不再
详细展开。车辆转向系统还包括底盘悬架转向机构4，包括转向前车桥、车轮、转向横拉杆、
转向节臂、转向梯形臂以及磁电式转速传感器41。

[0050] EHPS电动液压助力系统出现故障使油泵永磁电机停止工作时，此时没有助力，如果此时整车原地打转向或者超低速行驶、方向盘转角较大，轮胎与地面摩擦力会对方向盘
产生一个反作用力，由于转向器逆效率较高，油路中一般是15Mpa至17Mpa，换算后约为150
公斤至170公斤的力度。驾驶员会感受到所谓的“打手”或“短时间力度失控”，安全隐患较
大。

[0051] 为了降低安全隐患，本发明的车辆转向系统包括涡流阻力装置101，涡流阻力装置101包括用于产生磁场的涡流阻力装置线圈102和配置在方向盘转轴2上的转盘103，本实施
例中的转盘103为金属钢盘。涡流阻力装置线圈102处于转盘103外围，运动的转盘103在涡
流阻力装置线圈102通电产生的磁场作用下产生涡流，与涡流阻力装置线圈102相互作用对
方向盘转轴2产生周向阻力。

[0052] 涡流阻力装置线圈与转盘的作用原理为现有技术，具体在涡流缓速器上有应用，下面对涡流阻力装置线圈与转盘的作用原理进行简述：转盘转动时切割涡流阻力装置线圈
通电产生的磁感线，转盘上产生以围绕磁力线旋转的涡流的形式存在的感应电流。转盘受
方向盘转轴带动而旋转，由于和方向盘转轴同轴的转盘与涡流阻力装置线圈之间存在着一
定的间隙，由电磁感应原理可知，相邻的直流涡流阻力装置线圈、气隙、转盘之间形成的磁
回路中，当转盘与涡流阻力装置线圈之间存在相对运动的时候，这种运动相当于转盘在切
割磁感线，转盘内部会产生感应电流，感应电流产生电磁力，这个力的方向正好与转盘的旋
转方向相反，由于作用力的方向永远是阻碍转盘运动的方向，故导致转盘减速变缓。在本发
明中，因涡流阻力装置线圈固定，转盘与方向盘转轴同轴相连，反向作用力作用在转盘上从
而达到使转向回弹的“打手”力趋于相等或减缓消除。

[0053] 车辆转向系统还包括转角传感器7和阻力控制器6，阻力控制器6与转角传感器7通讯连接，接收到方向盘转角信息。本实施例中，涡流阻力装置线圈102设有两个，设置在磁转
盘103的外围并沿方向盘转轴2径向相对布置。本实施例中的阻力控制器6为PLC控制器，其
他实施例中，阻力控制器也可以是单片机程控板等其他形式。

[0054] 本实施例中，阻力控制器6与转向ECO控制器通讯连接以获取电控液压助力系统中助力电机控制使能信号、助力电机高压供电信号，并在助力电机控制使能信号和助力电机
高压供电信号中的至少一个断开后控制涡流阻力装置101启动。阻力控制器6通过控制涡流
阻力装置线圈102的通电和断电控制所述涡流阻力装置101的启动和关闭，涡流阻力装置
101在涡流阻力装置线圈102通电后启动，在涡流阻力装置线圈102断电后关闭。涡流阻力装
置101启动后对方向盘转轴施加阻力，减小方向盘的回弹力。其他实施例中，阻力控制器也
可以通过其他的电路控制涡流阻力装置的启动和关闭，比如阻力控制器可以通过控制涡流
阻力装置线圈内电流大小控制涡流阻力装置的启动和关闭，在不需要稳定方向盘时，阻力
控制器控制涡流阻力装置线圈内的电流很小，此时涡流阻力装置线圈所在电路处于触发待
机热态，涡流阻力装置线圈所在电路可以通过串入较大的电阻使电流减小至设定的值，此
时涡流阻力装置线圈产生的磁场不足以与磁转盘相互作用对方向盘转轴提供阻力，此时涡
流阻力装置为关闭状态；在需要减小方向盘的回弹力时，阻力控制器通过解除涡流阻力装
置线圈所在电路串入电阻控制涡流阻力装置线圈电流变大，此时涡流阻力装置线圈所在电
路处于触发状态，涡流阻力装置线圈产生的磁场，使涡流阻力装置线圈与磁性件相互作用
对方向盘转轴产生阻力，此时电磁阻力装置为启动状态。

[0055] 本实施例中，转速传感器41用于检测车轮的转速，进而得到车速，阻力控制器6与磁电式转速传感器通讯连接以获取车速，其他实施例中，阻力控制器6也可以与整车控制器
通讯连接以接收车速信息。车辆转向系统还包括用于检测方向盘转角的转角传感器，阻力
控制器6与转角传感器7通讯连接获取方向盘1转角信息。

[0056] 在车速低于设定值v，同时方向盘转角超过设定值α且接收不到助力电机控制使能信号和助力电机高压供电信号中任意一个时，阻力控制器6控制所述涡流阻力装置101的启
动，控制涡流阻力装置线圈102通电，使转盘103与涡流阻力装置线圈102作用，对方向盘转
轴2提供周向阻力，减小甚至消除方向盘1的回弹力。车速低于设定值v状态包括原地停车转
向状态和低速行驶转向状态。

[0057] 涡流阻力装置线圈102与转盘103的工作原理为现有技术，简述如下：转盘103在变化的磁场中合作和在变化的磁场中运动时，转盘103内会产生感应电动势，从而在转盘103
内产生电流，涡流阻力装置线圈102通电后产生交变磁场，转盘103在交变磁场中做旋转运
动切割磁感线，产生反向的作用力，涡流阻力装置线圈102作为定子固定，转盘103作为转子
与方向盘转轴2同轴，产生的反向作用力作用在转盘103上，从而使方向盘和方向盘转轴的
回弹力减小或者消除。涡流阻力装置充分利用转盘103在磁场中运动产生涡流，涡流受磁场
力阻碍使转盘103停下来的原理，实现即便助力电机失效液压源不再供给动力时降低回弹
力的目的。

[0058] 为了实现更为精准的控制，本实施例中的车辆转向系统还包括检测方向盘转轴2扭矩的扭矩传感器104，具体的，本实施例中的扭矩传感器104为非接触式扭矩传感器，扭矩
传感器104包括磁感应初级线圈1041、磁感应次级线圈1042和与方向盘转轴2同轴的磁性转
盘1043，通过磁感应初级线圈1041和磁感应次级线圈1042感应出交变电压信号，通过扭矩
传感器信号处理模块1044转化为扭矩直流电压比例信号反馈给阻力控制器6，阻力控制器6
得到扭矩信号后可以控制涡流阻力装置线圈102的电流大小，使涡流阻力装置101对方向盘
转轴2的阻力与方向盘转轴2的回弹力相当，防回弹效果更好，安全隐患更小。采用非接触式
扭矩传感器104，方向盘转轴2信号偏移量小、寿命长、可靠性高且不容易受损。本实实施例
中，阻力控制器6也可以与扭矩传感器104通讯连接，并在方向盘转轴2扭矩超过设定值时控
制涡流阻力装置101启动，阻力控制器通过助力电机信号与扭矩传感器控制涡流阻力装置，
提高安全性，避免其中一种信号故障后造成涡流阻力装置不能正常启动的现象。当然，其他
实施例中，阻力控制器也可以仅通过与扭矩传感器通讯连接以在方向盘转轴扭矩超过设定
值时控制涡流阻力装置启动，此时可以在除了助力电机故障之外的其他原因造成液压动力
中断时，仍然能够正常使涡流阻力装置启动。

[0059] 为了保证纯电动环卫车在复杂路况下高速行驶时方向盘1的稳定性，本发明的车辆转向系统设置有电磁阻力装置5，如图1所示，电磁阻力装置5包括固定在方向盘转轴2上
的磁性件51和设置在磁性件51外侧的电磁线圈52，电磁线圈52处于方向盘转轴2外围并与
方向盘转轴2间隔设置。本实施例中磁性件51设置四个，具体的，本实施例中的磁性件51为
通过螺栓固定在方向盘转轴2上磁块，磁块凸出方向盘转轴2设置，磁块为钕磁钢块。两个磁
性件51沿方向盘转轴2周向上间隔布置，电磁线圈52通电后与一个磁性件51的一个磁极对
应相吸，电磁线圈52与对应的磁性件51磁极沿方向盘转轴2径向布置。与两个电磁线圈52相
吸的两个磁极的极性相反，这样在电磁线圈52通电后，方向盘转轴2上的一个磁性件51的磁
极与对应的电磁线圈52相吸，与另一个电磁线圈52相互排斥，实现对方向盘转轴2施加阻
力，限制方向盘1的摆动角度，减轻方向盘1的发飘现象。电磁线圈52固定在车内。其他实施
例中，磁性件可以包括固定在方向盘转轴上的凸块和固定在凸块上的钕磁钢层。

[0060] 转角传感器7用于检测方向盘1的转角，本实施例中转角传感器7为霍尔传感器，霍尔传感器是利用霍尔元件基于霍尔效应原理而将被测量转换成电动势输出的一种磁电式
传感器。由于霍尔元件在静止状态下，具有感受磁场的独特能力，并且具有结构简单、体积
小、噪声小、频率范围宽（从直流到微波），动态范围大（输出电势变化范围大）寿命长，本实
施例中方向盘1下方设有与霍尔元件对应的传感器磁块，传感器磁块与方向盘转轴2固定，
固定不动的是传感器内部金属半导体薄片(接受感应)，相当于在转动的传感器磁块磁场中
产生的感应电动势，从而通过感应电势电压反馈给阻力控制器，把输出的直流电压信号转
变为角度比例信号。当然，其他实施例中，转角传感器也可以采用其他类型的传感器，比如
旋转编码器等；为了简化结构，此时转角传感器可以是转向系统自带的方向盘转角传感器。

[0061] 在车速超过设定值v1且方向盘1转角α1超过设定值后阻力控制器6控制电磁线圈52通电与对应磁性件51相吸，在满足车速低于设定值v1、方向盘1转角小于设定值α1两个条件
中任意一个条件时，阻力控制器6控制电磁线圈52断电。例如设定值v1宜选取50Km/h~90Km/
h，设定值α宜选取15°25°，具体的选取数值可以根据实际的需要选择。本实施例中，α选取
~
15°，并且两个磁性件51设置在方向盘转轴2的左右两侧，两个电磁线圈52也设置在方向盘1
的左右两侧，且两个磁感应线圈左右对称设置。过相邻电磁线圈52中心与方向盘转轴2中心
的两个方向盘转轴2半径的夹角等于30°，保证纯电环卫车辆在高速行驶时方向盘1往复摆
动过程中始终受到较大的阻力。其他实施例中，夹角也可以小于30°大于15°。当然，其他实
施例中，两个磁感应线圈也可以不是左右对称设置，比如，可以前后设置，其对方向盘转轴2
的阻力大小是不变的。

[0062] 为电磁线圈52和涡流阻力装置线圈102提供电源的为直流电源8，本实施例中，电源为车载24V电控直流电源。其他实施例中，也可以是车载高压电源，通过变压器转换为合
适电压，当然，根据实际的情况，也可以采用交流电，但是需要采用转换器转换为直流电。本
实施例中，阻力控制器6日常供电受控于ON火。

[0063] 为电磁线圈52供电的电路为电磁阻力控制电路，为涡流阻力装置线圈102供电的电路为涡流阻力控制电路105，涡流阻力控制电路105和电磁阻力控制电路上均设有超级电
容器9。

[0064] 通过超级电容器9的大电流、充放电快等特点使涡流阻力装置线圈102提供足够大的磁场力，从而减小回弹力。阻力控制器6通过采集车速传信号、方向盘转角信号、方向盘扭
矩信号、助力电机停机故障信号综合分析计算比较，阻力控制器输通过信号输出端口4﹢、4﹣
输出涡流磁阻力信号，继电器K3触头闭合，涡流阻力装置101的涡流阻力装置线圈102通电，
超级电容对涡流阻力装置线圈102快速充电，转盘103在交变磁场中做旋转运动切割磁感线
产生的反向作用力，从而使方向盘转轴2的回弹力减小甚至消除。3﹢、3﹣是方向盘转轴2扭矩
输入信号采集端口。

[0065] 通过超级电容器9的大电流、充放电快等特点使电磁线圈52提供足够大的电磁场力，从而实现阻碍换位车高速行驶时方向盘1来回往复摆动，提高方向盘1的稳定性。阻力控
制器6接收到车速、转角传感器7信号反馈，经过分析计算后，左转向磁阻力信号继电器K1的
信号端口1﹢、1﹣和右转向磁阻力信号继电器K2的信号端口2﹢、2﹣输出信号，使电磁线圈52通
电或者断开。5﹢、5﹣是方向盘11转轴的霍尔转角信号采集端口，6﹢、6﹣是底盘前桥轮速转速
信号采集端口。

[0066] 阻力控制器通过采集到车速传感器直流电压信号、霍尔转角传感器直流电压信号分析计算，通过整车HCU控制器CAN信息、电磁转向阻力控制器CAN信息、转向ECU控制器CAN
信息的相互交互对比、比较进行逻辑信号输出。当遇到紧急情况纯电环卫车车速高于设定
值v1且转向角大于设定值α0（设定值α0大于设定值α，例如驾驶疲劳驾驶醉酒驾高速行驶
时），重载行驶转向发飘时，出于对驾驶员安全考虑，触发磁阻力控制器，控制电磁阻力装置
稳定转角，同时，输出磁阻力电压信号（通过信号端口1﹢，1﹣，2﹢，2﹣）给予整车控制器（HCU）
经行比较计算，去判断让程序策略是否执行AEBS（智能驾驶主动制动辅助系统）以此提高保
护司机驾驶操作的安全性。

[0067] 阻力控制器6通过采集到车速传感器直流电压信号、霍尔传感器直流电压信号分析计算，通过整车控制器信息、转向控制器信息的比较，进行逻辑信号输出，当纯电动环卫
车高速重载形式转向发飘时，即速度超过设定值，转角左右摆动幅度超过标定角15°时，触
发阻力控制器6稳定转角，通过信号端口1﹢，1﹣，2﹢，2﹣输出磁阻力信号，电磁线圈52通电，磁
阻力装置启动，与磁性件51之间产生吸力，对方向盘转轴2产生阻力，减小方向盘1的摆动幅
度。当车速降下来后，车速低于设定值v1，无法满足磁性阻力的条件，阻力控制器6控制电磁
线圈52断电，此时车辆转向系统通过EHPS正常控制转向。

[0068] 当纯电动环卫车原地打转向或者低速行驶大转角时，阻力控制器采集车速信号、方向盘转角信号、扭矩传感器104信号、助力电机故障信号分析比较，进行逻辑信号输出，触
发阻力控制器减小方向盘回弹力，通过信号端口4﹢、4﹣，涡流阻力装置101的涡流阻力装置
线圈102通电，对方向盘转轴2提供与反弹力相反的作用力，避免方向盘快速回弹对驾驶员
造成伤害。

[0069] 本实施例中，方向盘转轴2上设有扭矩传感器104，其他实施例中，可以不设置扭矩传感器，此时涡流阻力装置可以提供恒定大小的阻力，或者预先设定好提供给涡流阻力装
置线圈102电流的变化量。

[0070] 本发明的磁性件数量为两个，电磁线圈设置两个，其他实施例中，磁性件的数量可以根据需要设置，比如一个电磁线圈也可以对应两个磁性件；电磁线圈也可以设置一个，或
者设置三个以上。

[0071] 本实施例中，两个电磁线圈沿方向盘转轴周向间隔布置，其他实施例中，两个电磁线圈也可以在方向盘转轴的轴向上错开布置，只需要满足至少两个电磁线圈在垂直于方向
盘转轴轴向的平面内投影沿方向盘转轴周向间隔。

[0072] 本实施例中，与两电磁线圈对应相吸的两个磁极的极性相反，其他实施例中，沿方向盘周向间隔设置多个电磁线圈时，与沿方向盘转轴周向相邻的两电磁线圈对应相吸的两
个磁极的极性相反，此时可以提供较大的阻力。

[0073] 本实施例中，电磁线圈仅设置两个，其合力的方向朝向方向盘转轴的径向，其他实施例中，为了平衡方向盘的径向力，电磁线圈成对设置，沿方向盘转轴径向相对的两个电磁
线圈为一对，与同一对电磁线圈相吸的两个磁极极性相同，此时各电磁线圈与磁性件的作
用力的合力为零。

[0074] 本实施例中，为电磁线圈和涡流阻力装置线圈供电的电路上连接有超级电容器，其他实施例中，也可以增大直流电源的输出电流，不使用超级电容器。

[0075] 本实施例中，过相邻电磁线圈中心与方向盘转轴中心的两个方向盘转轴半径的夹角等于或小于2α且大于α，其他实施例中，过相邻电磁线圈中心与方向盘转轴中心的两个方
向盘转轴半径的夹角也可以大于2α，或者小于α。

[0076] 本实施例中，阻力控制器与整车控制器通讯连接以获取车速。其他实施例中，可以另外设置传感器检测车速。

[0077] 其他实施例中，车辆转向系统也可以仅设置涡流阻力装置，不设置电磁阻力装置。

[0078] 本发明的纯电动环卫车的具体实施例，本实施例中纯电动环卫车包括转向系统，转向系统与上述任意一项实施例中所述的车辆转向系统的结构相同。

[0079] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均
应包含在本发明的保护范围内。