CN103057583A - 一种电子液压助力转向控制***及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子液压助力转向控制***及其控制方法，所述***包括转向器、油泵总成、转向电机、驱动电机、离合器、减速器、控制器总成，所述方法包括设置第一转速值与第二转速值，控制器总成检测驱动电机的转速并与第一转速值和第二转速值比较，根据比较结果控制转向电机或驱动电机为油泵总成提供扭矩，可以平衡转向电机和驱动电机之间的能源消耗，能有效的节约能源，提高电动汽车行驶里程。

Description

一种电子液压助力转向控制***及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种电动汽车的转向***，尤其涉及一种电子液压助力转向控制***及其控制方法。

背景技术

目前的电动汽车上大多采用电子液压助力转向***，与传统燃油车上依靠发动机提供驱动力的液压助力转向***相比，电子液压助力转向***可以根据车速的变化而改变助力的大小，具有更高的安全性和舒适性。

现有的电子液压助力转向***主要包括控制器总成、油泵总成、转向电机以及转向器。电动汽车一旦接通电源，转向电机就开始工作，驱动油泵总成建立起转向助力油压，以保证随时能提供转向助力，然而在实际驾驶过程中，需要较大转向助力的情况较少，大部分驾驶情况是电动汽车以较高的行驶速度行驶，或者道路较直，这样的情况下需要的转向助力较小，此时转向电机处于怠速状态，导致一部分能源白白消耗掉，降低了电动汽车的行驶里程。

发明内容

针对目前电动汽车电子液压助力转向***中转向电机一直工作而导致的能源浪费、电动汽车行驶里程低的问题，本发明提供一种电子液压助力转向控制***及其控制方法，能够有效的节约能源，提高电动汽车行驶里程。

一种电子液压助力转向控制***，所述电子助力转向控制***包括用于改变车辆方向的转向器、用于驱动转向器工作的油泵总成、用于提供扭矩驱动油泵总成工作的转向电机、用于提供扭矩驱动电动汽车行驶以及驱动油泵总成工作的驱动电机、用于连接或断开驱动电机与油泵总成的离合器、用于传递扭矩的驱动轴以及用于控制转向电机和离合器的控制器总成，所述控制器总成分别与驱动电机、离合器以及转向电机电连接，控制驱动电机或转向电机为油泵总成提供扭矩；所述驱动电机与离合器连接，所述离合器与转向电机通过驱动轴与油泵总成相连，转向电机或驱动电机提供的扭矩经过驱动轴传递给油泵总成，所述油泵总成为转向器提供转向力。

进一步地，所述电子助力转向控制***还包括减速器，所述减速器设置在驱动电机与离合器之间。

进一步地，所述转向电机采用油泵电机。

进一步地，所述控制器总成包括单片机和用于检测驱动电机转速的转速传感器，所述转速传感器与驱动电机相连，所述单片机与离合器、转速传感器和转向电机相连，单片机接收转速传感器的转速信号、并根据转速信号控制离合器的接合与断开，离合器接合后驱动电机为油泵总成提供扭矩，离合器断开后控制器总成控制转向电机为油泵总成提供扭矩。

进一步地，所述离合器采用电磁离合器。

进一步地，所述油泵总成包括油罐、油泵、进油管、高压油管、回油管和联轴器，所述油泵通过联轴器与驱动轴相连，所述油罐通过进油管与油泵连接，所述油泵通过高压油管与转向器连接，所述转向器通过回油管与油罐连接。

一种电子液压助力转向控制方法，所述电子液压助力转向控制方法包括：

设定第一转速值与第二转速值；

控制器总成检测驱动电机的转速；

控制器总成将检测到的驱动电机的转速与设定的第一转速值和第二转速值比较，根据比较结果控制转向电机驱动油泵总成工作或控制离合器接合使驱动电机分流扭矩驱动油泵总成工作，油泵总成为转向器提供转向力。

进一步地，电子助力转向控制***还包括减速器，所述减速器设置在驱动电机与离合器之间，驱动电机提供的扭矩通过减速器之后驱动油泵总成工作。

进一步地，所述第一转速值为600r/min，第二转速值为4000r/min。

进一步地，所述控制器总成根据比较结果控制转向电机或驱动电机驱动油泵总成工作的方法包括：如果驱动电机的转速低于第一转速值或高于第二转速值，控制器总成控制转向电机驱动油泵总成为转向器提供转向力；如果驱动电机的转速大于第一转速值且小于第二转速值，控制器总成控制驱动电机驱动油泵总成为转向器提供转向力。

进一步地，当驱动电机的转速低于第一转速值或高于第二转速值时，控制器总成断开离合器，并控制转向电机工作；当驱动电机的转速大于第一转速值且小于第二转速值时，控制器总成控制转向电机停止工作并控制离合器接合，驱动电机通过减速器分流扭矩驱动油泵总成工作。

进一步地，所述油泵总成包括油罐、油泵、进油管、高压油管、回油管和联轴器，所述油泵总成为转向器提供转向力的方法包括：油泵从转向电机或驱动电机获得扭矩，建立油压，在油压的助力下驱动转向器工作。

本发明提供的一种电子液压助力转向控制***及其控制方法，将驱动电机的转速与设定的第一转速值和第二转速值比较，根据比较结果控制转向电机驱动油泵总成工作或控制离合器接合使驱动电机通过减速器分流扭矩驱动油泵总成工作，使转向电机只在低转速或高转速的情况下工作，能有效的节约能源，提高电动汽车行驶里程。

附图说明

图1为本发明提供的一种电子液压助力转向控制***的结构示意图。

图2为本发明提供的一种电子液压助力转向控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如附图1所示，一种电子液压助力转向控制***，包括用于改变车辆方向的转向器8、用于驱动转向器工作的油泵总成7、用于提供扭矩驱动油泵总成工作的转向电机4、用于提供扭矩驱动电动汽车行驶以及驱动油泵总成7工作的驱动电机1、用于连接或断开驱动电机与油泵总成的离合器3、用于传递扭矩的驱动轴5以及用于控制转向电机和离合器的控制器总成6，控制器总成6分别与驱动电机1、离合器3以及转向电机4电连接，驱动电机1和离合器3连接，离合器3与转向电机4通过驱动轴5与油泵总成7相连，转向电机4或驱动电机1提供的扭矩经过驱动轴5传递给油泵总成7，油泵总成7为转向器8提供转向力。

电子助力转向控制***还包括减速器2，所述减速器2设置在驱动电机1与离合器3之间，减速器2用于分流扭矩，减速器2的减速比根据油泵总成7的压力流量特性及驱动电机1的转速要求设定。

优选地，转向电机4采用油泵电机。

控制器总成6包括用于控制离合器3和转向电机4工作的单片机62和用于检测驱动电机1转速的转速传感器61，转速传感器62与驱动电机1相连，单片机62与离合器3、转速传感器61和转向电机4相连，单片机62接收转速传感器61的转速信号、并根据转速信号控制离合器3的接合与断开，离合器3接合后驱动电机1为油泵总成7提供扭矩，离合器3断开后控制器总成6控制转向电机4为油泵总成7提供扭矩。优选地，离合器3采用电磁离合器。

油泵总成包括油液、油罐71、油泵73、进油管74、高压油管76、回油管75和联轴器72，油泵73通过联轴器72与驱动轴5相连，油罐71通过进油管74与油泵73连接，油泵73通过高压油管76与转向器8连接，转向器8通过回油管75与油罐71连接，油液储存在油罐71内，并通过进油管74进入油泵73内，在油泵73内形成高压并沿高压油管76驱动转向器8，最后油液通过回油管75流回油管71。

如附图2所示，一种电子液压助力转向控制方法，包括：

设定第一转速值与第二转速值；

控制器总成6检测驱动电机1的转速；

控制器总成6将检测到的驱动电机1的转速与设定的第一转速值和第二转速值比较，根据比较结果控制转向电机4驱动油泵总成工作或控制离合器3接合使驱动电机1驱动油泵总成7工作，油泵总成7为转向器8提供转向力。

电子助力转向控制***还包括减速器2，减速器2设置在驱动电机1与离合器3之间，驱动电机1提供的扭矩通过减速器2分流之后驱动油泵总成7工作。

优选地，第一转速值为600r/min，第二转速值为4000r/min，600r/min—4000r/min为驱动电机1的常用转速，即电动汽车正常行驶时的车速。

进一步地，控制器总成6根据比较结果控制转向电机4或驱动电机1驱动油泵总成7工作的方法包括：如果驱动电机1的转速低于第一转速值或高于第二转速值，控制器总成6控制转向电机4驱动油泵总成7为转向器8提供转向力；如果驱动电机1的转速大于第一转速值且小于第二转速值，控制器总成6控制驱动电机1驱动油泵总成7为转向器8提供转向力。

当驱动电机1的转速低于第一转速值或高于第二转速值时，控制器总成6断开离合器3，并控制转向电机4工作；当驱动电机1的转速大于第一转速值且小于第二转速值时，控制器总成6控制转向电机4停止工作并控制离合器3接合，驱动电机1通过减速器2分流扭矩驱动油泵总成7工作。

油泵总成7内的油泵73从转向电机4或者驱动电机1获得扭矩，通过油液建立油压，在油压的助力下驱动转向器8工作。

以下通过具体实施例进一步阐述本发明。

首先根据实际情况设定第一转速值和第二转速值，优选地第一转速值为600r/min，第二转速值为4000r/min，600r/min—4000r/min为驱动电机1的常用转速，即电动汽车正常行驶时的车速。

电动汽车接通电源时，驱动电机1尚未启动时，离合器3断开，转向电机4以怠速功率工作，提供的扭矩沿驱动轴5经过联轴器3传递给油泵73，驱动油泵73为转向器8提供转向力，保证电动汽车原地转向需求。

当驱动电机1运转后，驱动电动汽车行驶，转速传感器61实时检测驱动电机1的转速，并将检测到的转速与设定的第一转速值和第二转速值进行比较，当驱动电机1的转速低于第一转速值，则驱动电机1提供的扭矩还不足以满足油泵73的工作需求，因此离合器3依然保持断开，转向电机4依然工作，驱动油泵73为转向器8提供转向力。

当转速传感器61检测到的驱动电机1的转速大于第一转速值且小于第二转速值时，驱动电机1能够提供满足油泵73工作的扭矩，此时单片机62控制转向电机4停止工作同时控制离合器3接合，驱动电机1通过减速器2分流的扭矩沿驱动轴5经过联轴器22传递给油泵73，油泵73接收来自驱动电机1提供的扭矩，建立油压，在油压的助力下驱动转向器8工作。

当转速传感器61检测到的驱动电机1的转速大于第二转速值时，此时电动汽车以较高的速度在行驶，需要的转向力较小，而驱动电机1提供的扭矩会随着转速的增大而增加，所以此时驱动电机1提供的扭矩已经远远超出油泵73的驱动需求，为了降低能源消耗，此时单片机62控制离合器3断开，停止驱动电机1向油泵73传递扭矩，并控制转向电机4开始工作，转向电机4提供扭矩驱动油泵73工作，因为电动汽车在高速行驶状态下需求的转向力较小，所以此时转向电机4消耗的电能也比较少。

本发明提供的一种电子液压助力转向控制***及其控制方法，通过合理的设置第一转速值和第二转速值，在电动汽车运行过程中将驱动电机的转速与设定的第一转速值和第二转速值比较，根据比较结果合理的控制转向电机驱动油泵总成工作或控制离合器接合使驱动电机通过减速器分流扭矩驱动油泵总成工作，使转向电机只在低转速或高转速的情况下工作，在电动汽车正常行驶时采用驱动电机提供扭矩，可以平衡转向电机和驱动电机之间的能源消耗，能有效的节约能源，提高电动汽车行驶里程。

    以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种电子液压助力转向控制***，其特征在于，所述电子助力转向控制***包括用于改变车辆方向的转向器（8）、用于驱动转向器工作的油泵总成（7）、用于提供扭矩驱动油泵总成工作的转向电机（4）、用于提供扭矩驱动电动汽车行驶以及驱动油泵总成（7）工作的驱动电机（1）、用于连接或断开驱动电机（1）与油泵总成（7）的离合器（3）、用于传递扭矩的驱动轴（5）以及用于控制转向电机（4）和离合器（3）的控制器总成（6），所述控制器总成（6）分别与驱动电机（1）、离合器（3）以及转向电机（4）电连接，控制驱动电机（1）或转向电机（4）为油泵总成（7）提供扭矩；所述驱动电机（1）与离合器（3）连接，所述离合器（3）与转向电机（4）通过驱动轴（5）与油泵总成（7）相连，转向电机（4）或驱动电机（1）提供的扭矩经过驱动轴（5）传递给油泵总成（7），所述油泵总成（7）为转向器（8）提供转向力。

2.根据权利要求1所述的电子液压助力转向控制***，其特征在于，所述电子助力转向控制***还包括用于分流扭矩的减速器（2），所述减速器（2）设置在驱动电机（1）与离合器（3）之间。

3.根据权利要求1所述的电子液压助力转向控制***，其特征在于，所述转向电机（4）采用油泵电机。

4.根据权利要求1所述的电子液压助力转向控制***，其特征在于，所述控制器总成（6）包括单片机（62）和用于检测驱动电机（1）转速的转速传感器（61），所述转速传感器（61）与驱动电机（1）相连，所述单片机（62）与离合器（3）、转速传感器（61）和转向电机（4）相连，单片机（62）接收转速传感器（61）的转速信号、并根据转速信号控制离合器（3）的接合与断开，离合器（3）接合后驱动电机（1）为油泵总成（7）提供扭矩，离合器（3）断开后控制器总成（6）控制转向电机（4）为油泵总成（7）提供扭矩。

5.根据权利要求1所述的电子液压助力转向控制***，其特征在于，所述离合器（3）采用电磁离合器。

6.根据权利要求1所述的电子液压助力转向控制***，其特征在于，所述油泵总成（7）包括油罐（71）、油泵（73）、进油管（74）、高压油管（76）、回油管（75）和联轴器（72），所述油泵（73）通过联轴器（72）与驱动轴（5）相连，所述油罐（71）通过进油管（74）与油泵（73）连接，所述油泵（73）通过高压油管（76）与转向器（8）连接，所述转向器（8）通过回油管（75）与油罐（71）连接。

7.一种电子液压助力转向控制方法，其特征在于，所述电子液压助力转向控制方法包括：

设定第一转速值与第二转速值；

控制器总成（6）检测驱动电机（1）的转速；

控制器总成（6）将检测到的驱动电机（1）的转速与设定的第一转速值和第二转速值比较，根据比较结果控制转向电机（4）驱动油泵总成（7）工作或控制离合器（3）接合使驱动电机（1）驱动油泵总成（7）工作，油泵总成（7）为转向器（8）提供转向力。

8.根据权利要求7所述的电子液压助力转向控制方法，其特征在于，电子助力转向控制***还包括减速器（2），所述减速器（2）设置在驱动电机（1）与离合器（3）之间，驱动电机（1）提供的扭矩通过减速器（2）分流之后驱动油泵总成（7）工作。

9.根据权利要求7所述的电子液压助力转向控制方法，其特征在于，所述第一转速值为600r/min，第二转速值为4000r/min。

10.根据权利要求8所述的电子液压助力转向控制方法，其特征在于，所述控制器总成（6）根据比较结果控制转向电机（4）或驱动电机（1）驱动油泵总成（7）工作的方法包括：如果驱动电机（1）的转速低于第一转速值或高于第二转速值，控制器总成（6）控制转向电机（4）驱动油泵总成（7）为转向器（8）提供转向力；如果驱动电机（1）的转速大于第一转速值且小于第二转速值，控制器总成（6）控制驱动电机（1）驱动油泵总成（7）为转向器（8）提供转向力。

11.根据权利要求10所述的电子液压助力转向控制方法，其特征在于，当驱动电机（1）的转速低于第一转速值或高于第二转速值时，控制器总成（6）断开离合器（3），并控制转向电机（4）工作；当驱动电机（1）的转速大于第一转速值且小于第二转速值时，控制器总成（6）控制转向电机（4）停止工作并控制离合器（3）接合，驱动电机（1）通过减速器（2）分流扭矩驱动油泵总成（7）工作。

12.根据权利要求7所述的电子液压助力转向控制方法，其特征在于，所述油泵总成（7）包括油罐（71）、油泵（73）、进油管（74）、高压油管（76）、回油管（75）和联轴器（72），所述油泵总成（7）为转向器（8）提供转向力的方法包括：油泵（73）从转向电机（4）或驱动电机（1）获得扭矩，建立油压，在油压的助力下驱动转向器（8）工作。

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