CN103818329A - 基于超级电容器的汽车电子助力转向***供电方法 - Google Patents

基于超级电容器的汽车电子助力转向***供电方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于超级电容器的汽车电子助力转向***供电方法，还包括放电开关、超级电容器模组、充电电路和升压电路，所述蓄电池分三路电信号输出，所述EPS控制***的控制信号端分别与EPS***电机驱动模块、超级电容器模组的信号端双向连通，所述EPS控制***的控制信号输出端分别与放电开关、充电电路以及升压电路的控制信号输入端连通。与现有转向***供电方法相比较，本发明当在恶劣路况转向时，EPS控制***经检测分析后闭合放电开关连上超级电容器模组，由超级电容器配合蓄电池提供足够的驱动电流，提升助力功率，达到改善助力效果的目的，可有效保证驾驶员的行车安全。

Description

基于超级电容器的汽车电子助力转向***供电方法
技术领域
本发明涉及一种汽车电子领域，尤其涉及一种基于超级电容器的汽车电子助力转向***供电方法。
背景技术
长期以来，汽车的动力转向***普遍采用的是液压助力转向***，可以说，经过了十几年的发展，液压转向技术相对要成熟许多，但是，从整体转向***的发展趋势看，随着人们对汽车环保、节能和安全性要求的进一步提高，EPS电子助力转向以其诸多绝对的技术优势正逐步取代液压助力转向***。目前EPS电子助力转向***普遍采用蓄电池组提供转向动力，然而，当需要大功率辅助动力对汽车进行转向操作时，蓄电池组就显得无能为力，使得能提供瞬间大功率的装置用于EPS电子助力转向***成为必然。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种基于超级电容器，在一般动力需求时，由蓄电池提供，当需要大功率动力时，由超级电容器辅助蓄电池组提供，提高转向的安全性和可靠性的汽车电子助力转向***供电方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于超级电容器的汽车电子助力转向***供电方法，包括EPS控制***、EPS***电机驱动模块、蓄电池，还包括放电开关、超级电容器模组、充电电路和升压电路，所述蓄电池分三路电信号输出，一路与EPS***电机驱动模块的输入端相连，为EPS***电机驱动模块提供常规动力，一路与充电电路相连，为充电电路提供基准电压，另一路与升压电路相连，升压后进入充电电路，所述充电电路信号输出端依次通过超级电容器模组、放电开关与EPS***电机驱动模块连通，所述EPS控制***的控制信号端分别与EPS***电机驱动模块、超级电容器模组的信号端双向连通，所述EPS控制***的控制信号输出端分别与放电开关、充电电路以及升压电路的控制信号输入端连通；
作为优选，所述超级电容器模组中的超级电容器为双电层电容器；
作为优选，所述升压电路采用双BOOST升压方式，所述升压电路包括蓄电池供电电压VIN、升压后的输出电压V_BOOST、升压PWM信号PWM1/PWM2、以及两个升压电路，所述升压PWM信号PWM1与升压PWM信号PWM2受EPS控制***控制，分别位于两个升压电路上，所述升压PWM信号PWM1与升压PWM信号PWM2在相位上相差180度；
作为优选，所述蓄电池供电电压VIN端设有避免两升压电路电磁干扰设有二极管D1和二极管D3；输出电压V_BOOST端在输出设有避免两升压电路的交叉干扰的二极管D2和二极管D4；
作为优选，当蓄电池组无法提供满足转向要求的驱动电流时，由超级电容器模组配合蓄电池组向EPS***电机驱动模块提供驱动电流。
与现有技术相比，本发明的优点在于：现有EPS***在恶劣路况下常会出现助力扭矩不够的情况，影响手感和安全；加入超级电容器并按本***设计时，开始放电开关断开，超级电容器不参与工作；当在恶劣路况转向时，EPS控制***经检测分析后闭合放电开关，连上超级电容器模组，由超级电容器配合蓄电池提供足够的驱动电流，提升助力功率，达到改善助力效果的目的，可有效保证驾驶员的行车安全。
附图说明
图1为本发明的结构原理框图；
图2为升压电路原理图；
图3为充电电路原理图。
具体实施方式
实施例：下面将结合附图对本发明作进一步说明，参见图1，一种基于超级电容器的汽车电子助力转向***供电方法，包括EPS控制***、EPS***电机驱动模块、蓄电池，还包括放电开关、超级电容器模组、充电电路和升压电路，所述蓄电池分三路电信号输出，一路与EPS***电机驱动模块的输入端相连，为EPS***电机驱动模块提供常规动力；一路与充电电路相连，为充电电路提供基准电压；另一路与升压电路相连，升压后进入充电电路，通过充电电路为超级电容器模组进行充电；所述充电电路信号输出端依次通过超级电容器模组、放电开关与EPS***电机驱动模块连通，所述超级电容器模组与EPS控制***双向连通，其输入端与充电电路的输出端相连，其输出端与放电开关相连，通过放电开关为EPS***电机驱动模块提供辅助动力；所述EPS控制***的控制信号端分别与EPS***电机驱动模块、超级电容器模组的信号端双向连通，所述EPS控制***的控制信号输出端分别与放电开关、充电电路以及升压电路的控制信号输入端连通。
所述升压电路，如图2所示，采用双BOOST升压方式，其中VIN为蓄电池供电电压，V_BOOST为升压后的输出电压。PWM1/PWM2为升压PWM信号，受所述EPS控制***控制，PWM1与PWM2在相位上相差180度。在一般应用中，BOOST升压采用单BOOST方式，这种方式一方面效率不高，另一方面当升压负载较大时的脉冲干扰很大。在本发明中采用双BOOST升压方式解决传统方式的效率问题，加之把PWM1和PWM2的相位交错180使两个BOOST的功率高峰分开，可以将脉冲干扰保持在单BOOST升压方式的水平。在输入部分采用D1和D3将两部分电路隔离后可避免产生电磁干扰；在输出部分采用D2和D4隔离后可保证升压效率，避免电路的交叉干扰。
所述充电电路，如图3所示，Change是充电控制端，受EPS控制***控制，V_BOOST是升压电路的输出电压，VIN是蓄电池电压。当EPS控制***检测到超级电容器模组电量足够高不需要充电时，Change为低电平，V_BOOST不对模组充电；当EPS控制***检测到超级电容器模组电量偏低时，Change为高电平，V_BOOST对模组充电，为模组储存电能，以备转向助力不足时配合蓄电池向EPS***电机驱动模块提供驱动电流。D5为隔离器件，Change为低电平时蓄电池通过D5给模组充电，给模组提供一个与蓄电池相同的基准电压，当Change为高电平，采用V_BOOST向模组充电时，D5隔离V_BOOST与VIN，使电流不反向倒流。
通常情况下超级电器模组处于满电状态，放电开关处于断开状态；当遇恶劣路况，蓄电池不能提供足够驱动电流驱动EPS转向时，EPS控制***控制放电开关闭合，由超级电容器模组配合蓄电池向EPS***电机驱动模块提供驱动电流，由于超级电容器模组具有更高的电压平台，且能瞬间快速释放大电流，所以由超级电容器模组配合蓄电池向EPS***电机驱动模块提供驱动电流，可提升助力转向效果。
以上对本发明所提供的一种基于超级电容器的汽车电子助力转向***供电方法进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本发明的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种基于超级电容器的汽车电子助力转向***供电方法，包括EPS控制***、EPS***电机驱动模块、蓄电池，其特征在于：还包括放电开关、超级电容器模组、充电电路和升压电路，所述蓄电池分三路电信号输出，一路与EPS***电机驱动模块的输入端相连，为EPS***电机驱动模块提供常规动力，一路与充电电路相连，为充电电路提供基准电压，另一路与升压电路相连，升压后进入充电电路，所述充电电路信号输出端依次通过超级电容器模组、放电开关与EPS***电机驱动模块连通，所述EPS控制***的控制信号端分别与EPS***电机驱动模块、超级电容器模组的信号端双向连通，所述EPS控制***的控制信号输出端分别与放电开关、充电电路以及升压电路的控制信号输入端连通。
2.根据权利要求1所述的基于超级电容器的汽车电子助力转向***供电方法，其特征在于：所述超级电容器模组中的超级电容器为双电层电容器。
3.根据权利要求1所述的基于超级电容器的汽车电子助力转向***供电方法，其特征在于：所述升压电路采用双BOOST升压方式，所述升压电路包括蓄电池供电电压VIN、升压后的输出电压V_BOOST、升压PWM信号PWM1/PWM2、以及两个升压电路，所述升压PWM信号PWM1与升压PWM信号PWM2受EPS控制***控制，分别位于两个升压电路上，所述升压PWM信号PWM1与升压PWM信号PWM2在相位上相差180度。
4.根据权利要求3所述的基于超级电容器的汽车电子助力转向***供电方法，其特征在于：所述蓄电池供电电压VIN端设有避免两升压电路电磁干扰的二极管D1和二极管D3；输出电压V_BOOST端在输出设有避免两升压电路交叉干扰的二极管D2和二极管D4。
5.根据权利要求1所述的基于超级电容器的汽车电子助力转向***供电方法，其特征在于：当蓄电池组无法提供满足转向要求的驱动电流时，由超级电容器模组配合蓄电池组向EPS***电机驱动模块提供驱动电流。
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