CN107985399A - 高低压双源控制电动液压助力转向***及使用方法 - Google Patents

Abstract

高低压双源控制电动液压助力转向***，包括转向油罐、电动转向泵、转向机、低压控制器与高压控制器，其中，转向油罐经进油管路与电动转向泵相通，电动转向泵经高压管路与转向机相通，转向机经低压管路与转向油罐相通，电动转向泵的输入端分别经低压控制器、高压控制器与低压电源、整车动力电池相连接，低压控制器通过低压控制线路与高压控制器进行信号连接，高压控制器通过CAN总线连接线路与整车CAN总线进行信号连接。本设计不仅能适用于电动商用车、转向操纵效果较好、可控性较强，而且控制方式多样、安全性较强。

Description

高低压双源控制电动液压助力转向***及使用方法

技术领域

本发明涉及一种液压助力转向***，尤其涉及高低压双源控制电动液压助力转向***及使用方法，具体适用于电动商用车，且控制方式多样、安全性较强。

背景技术

汽车市场逐渐开始对电动汽车有一定的需求，但是电动汽车转向***不同于常规发动机卡车，没有了发动机带的转向泵，失去了液压动力源，故只能考虑配置新的液压动力源提供转向需要的液压助力，同时，对于液压动力源，还得考虑其配套的控制方式。

授权公告号为CN204309885U，授权公告日为2015年5月6日的实用新型专利公开了一种电动液压助力转向装置，包括转向电机、叶片泵和转向机，所述转向电机的输出轴与叶片泵传动配合，叶片泵的出油口与转向机的进油口相通；所述转向电机为直流无刷电机；所述电动液压助力转向装置还包括高压直流电池包和DC―DC直流降压控制器，所述高压直流电池包的电压输出端与DC―DC直流降压控制器的电压输入端相连接，所述DC―DC直流降压控制器的电压输出端与转向电机的电压输入端相连接。虽然该设计能够实现无极调速，但其仍旧具有以下缺陷：

首先，该设计采用了转向电机、叶片泵的结合作为新的液压动力源，但其只适用于常规汽车，并不适用于电动商用车；

其次，该设计虽然设置了DC―DC直流降压控制器对电流进行控制，但只采用了高压控制，若高压电源或其线路出现问题，导致高压器不能正常工作时，转向***就会失去液压助力，转向会很沉重，容易造成行车事故，缺乏必备的防御设施，控制方式过于单一，安全性较弱。

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不适用于电动商用车、控制方式单一、安全性较弱的缺陷与问题，提供一种适用于电动商用车、控制方式多样、安全性较强的高低压双源控制电动液压助力转向***及使用方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种高低压双源控制电动液压助力转向***，包括转向油罐、转向泵与转向机，所述转向油罐经进油管路与转向泵相通，转向泵经高压管路与转向机相通，转向机经低压管路与转向油罐相通；

所述转向泵为电动转向泵，该电动转向泵的输入端依次经低压交流连接线路、低压控制器、低压直流连接线路后与低压电源进行电连接，电动转向泵的输入端依次经高压交流连接线路、高压控制器、高压直流连接线路后与整车动力电池进行电连接。

所述电动转向泵包括电机与机械泵，电机的输入端分别与低压交流连接线路、高压交流连接线路进行电连接，电机的输出端通过柔性联轴器与机械泵连接，机械泵中的机械进油口与进油管路相通，机械泵中的机械出油口与高压管路相通。

所述电机为双驱电机，包括一个共用转子、一个高压定子与一个低压定子，且高压定子、低压定子共用同一个共用转子。

所述低压控制器通过低压控制线路与高压控制器进行信号连接，所述高压控制器通过CAN总线连接线路与整车CAN总线进行信号连接。

所述高压直流连接线路中流经的为高压直流电，该高压直流电的大小为400―700VDC，所述高压交流连接线路中流经的为高压交流电，该高压交流电的大小为196―380VAC。

所述低压直流连接线路中流经的为低压直流电，该低压直流电的大小为12―24VDC，所述低压交流连接线路中流经的为低压交流电，该低压交流电的大小为5―17VAC。

一种上述高低压双源控制电动液压助力转向***的使用方法，所述使用方法包括至少一次转向液压油的循环，一次转向液压油的循环是指：转向液压油先从转向油罐经进油管路流入电动转向泵中进行增压，增压后的转向液压油再从电动转向泵中流出，并经高压管路流入转向机中，作用于转向机后的转向液压油经低压管路回到转向油罐以完成一次转向液压油的循环；其中，当转向液压油在电动转向泵中进行增压时，高压控制器将整车动力电池输入的高压直流电转换为高压交流电以驱动电动转向泵，高压交流电的频率决定电动转向泵输出的液压油的流量，同时，低压控制器处于待机状态，随后，若高压控制器不能正常工作，此时，低压控制器开始工作，低压控制器将低压电源输入的低压直流电转换为低压交流电以驱动电动转向泵，低压交流电的频率决定电动转向泵输出的液压油的流量。

所述低压控制器通过低压控制线路与高压控制器进行信号连接，所述高压控制器通过CAN总线连接线路与整车CAN总线进行信号连接；若高压控制器不能正常工作，此时，高压控制器将不能正常工作的信号经低压控制线路输入给低压控制器以启动低压控制器，随后，启动后的低压控制器将其工作信号依次经低压控制线路、高压控制器、CAN总线连接线路反馈给整车CAN总线进行通讯，以显示电动液压***工作情况，并作出操纵提示。

当高压控制器工作时，整车CAN总线经CAN总线连接线路对高压控制器输出的高压交流电的频率进行控制。

当低压控制器工作时，整车CAN总线依次经CAN总线连接线路、高压控制器、低压控制线路对低压控制器输出的低压交流电的频率进行控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明高低压双源控制电动液压助力转向***及使用方法中，转向泵选择为电动转向泵，以电动转向泵作为新的液压动力源，以适用于电动商用车，同时，进入电动转向泵的交流电可以即时控制，以改变转向泵的流量，使转向操纵更加轻便。因此，本发明不仅能适用于电动商用车，而且转向操纵的轻便性较强。

2、本发明高低压双源控制电动液压助力转向***及使用方法中，电动转向泵的输入端与低压控制器、高压控制器同时连接，以分别引入低压电源、整车动力电池，该设计通过低压控制器、高压控制器对输入电动转向泵的交流电进行控制，控制方式多样，尤其当高压控制器不能工作时，低压控制器能及时跟进，确保电动转向泵的正常运行，避免事故的发生，提高了安全性。因此，本发明不仅能适用于电动商用车，而且控制方式多样、安全性较强。

3、本发明高低压双源控制电动液压助力转向***及使用方法中，整车CAN总线通过对低压控制器、高压控制器的信号控制，以调整进入电动转向泵的交流电的频率，决定其工作时间及转速，能根据需求合理调整电动转向泵的功率，有效降低电量消耗，节能环保。此外，还能将电动转向泵的工作情况及时的反馈进整车CAN总线中，以显示电动液压***工作情况，并作出操纵提示，提高转向驾驶的效果。因此，本发明不仅可控性较强，而且转向操纵效果较好。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中电动转向泵的结构示意图

图3是图2中电机的定子、转子的结构示意图。

图4是本发明的控制流程图。

图中：转向油罐1、进油管路11、电动转向泵2、高压管路21、电机22、共用转子221、高压定子222、低压定子223、机械泵23、机械进油口231、机械出油口232、转向机3、低压管路31、低压控制器4、低压交流连接线路41、低压电源5、低压直流连接线路51、高压控制器6、高压交流连接线路61、整车动力电池7、高压直流连接线路71、整车CAN总线8、CAN总线连接线路81、低压控制线路82。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1至图4，一种高低压双源控制电动液压助力转向***，包括转向油罐1、转向泵与转向机3，所述转向油罐1经进油管路11与转向泵相通，转向泵经高压管路21与转向机3相通，转向机3经低压管路31与转向油罐1相通；

所述转向泵为电动转向泵2，该电动转向泵2的输入端依次经低压交流连接线路41、低压控制器4、低压直流连接线路51后与低压电源5进行电连接，电动转向泵2的输入端依次经高压交流连接线路61、高压控制器6、高压直流连接线路71后与整车动力电池7进行电连接。

所述电动转向泵2包括电机22与机械泵23，电机22的输入端分别与低压交流连接线路41、高压交流连接线路61进行电连接，电机22的输出端通过柔性联轴器与机械泵23连接，机械泵23中的机械进油口231与进油管路11相通，机械泵23中的机械出油口232与高压管路21相通。

所述电机22为双驱电机，包括一个共用转子221、一个高压定子222与一个低压定子223，且高压定子222、低压定子223共用同一个共用转子221。

所述低压控制器4通过低压控制线路82与高压控制器6进行信号连接，所述高压控制器6通过CAN总线连接线路81与整车CAN总线8进行信号连接。

所述高压直流连接线路71中流经的为高压直流电，该高压直流电的大小为400―700VDC，所述高压交流连接线路61中流经的为高压交流电，该高压交流电的大小为196―380VAC。

所述低压直流连接线路51中流经的为低压直流电，该低压直流电的大小为12―24VDC，所述低压交流连接线路41中流经的为低压交流电，该低压交流电的大小为5―17VAC。

一种上述高低压双源控制电动液压助力转向***的使用方法，所述使用方法包括至少一次转向液压油的循环，一次转向液压油的循环是指：转向液压油先从转向油罐1经进油管路11流入电动转向泵2中进行增压，增压后的转向液压油再从电动转向泵2中流出，并经高压管路21流入转向机3中，作用于转向机3后的转向液压油经低压管路31回到转向油罐1以完成一次转向液压油的循环；其中，当转向液压油在电动转向泵2中进行增压时，高压控制器6将整车动力电池7输入的高压直流电转换为高压交流电以驱动电动转向泵2，高压交流电的频率决定电动转向泵2输出的液压油的流量，同时，低压控制器4处于待机状态，随后，若高压控制器6不能正常工作，此时，低压控制器4开始工作，低压控制器4将低压电源5输入的低压直流电转换为低压交流电以驱动电动转向泵2，低压交流电的频率决定电动转向泵2输出的液压油的流量。

所述低压控制器4通过低压控制线路82与高压控制器6进行信号连接，所述高压控制器6通过CAN总线连接线路81与整车CAN总线8进行信号连接；若高压控制器6不能正常工作，此时，高压控制器6将不能正常工作的信号经低压控制线路82输入给低压控制器4以启动低压控制器4，随后，启动后的低压控制器4将其工作信号依次经低压控制线路82、高压控制器6、CAN总线连接线路81反馈给整车CAN总线8进行通讯，以显示电动液压***工作情况，并作出操纵提示。

当高压控制器6工作时，整车CAN总线8经CAN总线连接线路81对高压控制器6输出的高压交流电的频率进行控制。

当低压控制器4工作时，整车CAN总线8依次经CAN总线连接线路81、高压控制器6、低压控制线路82对低压控制器4输出的低压交流电的频率进行控制。

本发明的原理说明如下：

参见图1至图4，本发明以电动液压助力转向泵（简称为电动转向泵2）作为新的液压动力源以为电动商用车提供转向需要的液压助力。电动转向泵2同时与高压控制器6、低压控制器4相连接。

高压控制器6的运行：整车CAN总线8通过、CAN总线连接线路81与高压控制器6连接，决定高压控制器6是否工作及输出的电压和频率。整车动力电池7通过高压直流连接线路71与高压控制器6连接，为高压控制器6输入高压直流电（400―700VDC）；高压控制器6通过高压交流连接线路61与电动转向泵2连接；高压直流电经过高压控制器6变成高压交流电（196―380VAC）驱动电动转向泵2工作；交流电的频率决定了电动转向泵2中的电机22的转速，即电动转向泵2中的机械泵23的转速，进而决定机械泵23内转向液压油的流量。整车CAN总线8通过高压控制器6来调节电动转向泵2的工作时间及转速，根据需求合理调整电动转向泵2的功率，可有效降低电量消耗，节能环保。该***也可进行简化，设定高压控制器6输出定频率的交流电，驱动电动转向泵2（电机22）为恒转速，即机械泵恒转速。

低压控制器4的运行：低压电源5通过低压直流连接线路51与低压控制器4连接，为低压控制器4输入低压直流电（12―24VDC）；低压控制器4通过低压交流连接线路41与电动转向泵2连接，低压直流电经过低压控制器4变成交流电（5―17VAC）驱动电动转向泵2工作，交流电的频率决定了电动转向泵2的电机转速，即电动转向泵2中的机械泵23的转速，进而决定机械泵23内转向液压油的流量。

高压控制器6、低压控制器4的协作：低压控制器4通过低压控制线路82与高压控制器6连接，接受高压控制器6工作信号，并将低压控制器4的工作信号反馈高压控制器6，进而通过CAN总线连接线路81与整车CAN总线8通讯。***优先采用高压控制器6工作，当高压控制器6正常工作时，低压控制器4处于待机状态，不消耗低压电源的电能，也不为电动转向泵2输入电压。当高压控制器6非正常工作时（高压控制器6无法从整车动力电池7获得电压、高压线路损坏等情况），高压控制器6将该类信号输入给低压控制器4，低压控制器4立刻开始工作，通过低压***驱动电动转向泵2工作。同时，低压控制器4将工作信号（电压、工作温度等）通过低压控制线路82反馈给高压控制器6，进而通过CAN总线连接线路81与整车CAN总线8通讯，显示电动液压***工作情况，提示驾驶员做适当的操纵，确保车辆行驶安全。电动转向泵2由电机22和机械泵23构成，通过柔性联轴器连接，电机22驱动机械泵23工作。所述的电机22采用双驱电机，即两组定子和转子（互不影响），可分别通过低压和高压进行控制，驱动电机工作，电机22里面两个定子（高压定子222、低压定子223）和一个转子（共用转子221），两个定子采用不同的线圈，分别对应高压、低压控制，两个定子共用一个转子。

实施例1：

参见图1至图4，一种高低压双源控制电动液压助力转向***，包括转向油罐1、转向泵与转向机3，所述转向油罐1经进油管路11与转向泵相通，转向泵经高压管路21与转向机3相通，转向机3经低压管路31与转向油罐1相通；所述转向泵为电动转向泵2，该电动转向泵2的输入端依次经低压交流连接线路41、低压控制器4、低压直流连接线路51后与低压电源5进行电连接，电动转向泵2的输入端依次经高压交流连接线路61、高压控制器6、高压直流连接线路71后与整车动力电池7进行电连接。

一种上述高低压双源控制电动液压助力转向***的使用方法，所述使用方法包括至少一次转向液压油的循环，一次转向液压油的循环是指：转向液压油先从转向油罐1经进油管路11流入电动转向泵2中进行增压，增压后的转向液压油再从电动转向泵2中流出，并经高压管路21流入转向机3中，作用于转向机3后的转向液压油经低压管路31回到转向油罐1以完成一次转向液压油的循环；其中，当转向液压油在电动转向泵2中进行增压时，高压控制器6将整车动力电池7输入的高压直流电转换为高压交流电以驱动电动转向泵2，高压交流电的频率决定电动转向泵2输出的液压油的流量，同时，低压控制器4处于待机状态，随后，若高压控制器6不能正常工作，此时，低压控制器4开始工作，低压控制器4将低压电源5输入的低压直流电转换为低压交流电以驱动电动转向泵2，低压交流电的频率决定电动转向泵2输出的液压油的流量。

实施例2：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

低压控制器4通过低压控制线路82与高压控制器6进行信号连接，高压控制器6通过CAN总线连接线路81与整车CAN总线8进行信号连接。

若高压控制器6不能正常工作，此时，高压控制器6将不能正常工作的信号经低压控制线路82输入给低压控制器4以启动低压控制器4，随后，启动后的低压控制器4将其工作信号依次经低压控制线路82、高压控制器6、CAN总线连接线路81反馈给整车CAN总线8进行通讯，以显示电动液压***工作情况，并作出操纵提示。

实施例3：

基本内容同实施例2，不同之处在于：

当高压控制器6工作时，整车CAN总线8经CAN总线连接线路81对高压控制器6输出的高压交流电的频率进行控制。

当低压控制器4工作时，整车CAN总线8依次经CAN总线连接线路81、高压控制器6、低压控制线路82对低压控制器4输出的低压交流电的频率进行控制。

实施例4：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述电动转向泵2包括电机22与机械泵23，电机22的输入端分别与低压交流连接线路41、高压交流连接线路61进行电连接，电机22的输出端通过柔性联轴器与机械泵23连接，机械泵23中的机械进油口231与进油管路11相通，机械泵23中的机械出油口232与高压管路21相通。所述电机22为双驱电机，包括一个共用转子221、一个高压定子222与一个低压定子223，且高压定子222、低压定子223共用同一个共用转子221。

实施例5：

基本内容同实施例2，不同之处在于：

所述高压直流连接线路71中流经的为高压直流电，该高压直流电的大小为400―700VDC，所述高压交流连接线路61中流经的为高压交流电，该高压交流电的大小为196―380VAC。所述低压直流连接线路51中流经的为低压直流电，该低压直流电的大小为12―24VDC，所述低压交流连接线路41中流经的为低压交流电，该低压交流电的大小为5―17VAC。

Claims (10)

1.一种高低压双源控制电动液压助力转向***，包括转向油罐（1）、转向泵与转向机（3），所述转向油罐（1）经进油管路（11）与转向泵相通，转向泵经高压管路（21）与转向机（3）相通，转向机（3）经低压管路（31）与转向油罐（1）相通，其特征在于：

所述转向泵为电动转向泵（2），该电动转向泵（2）的输入端依次经低压交流连接线路（41）、低压控制器（4）、低压直流连接线路（51）后与低压电源（5）进行电连接，电动转向泵（2）的输入端依次经高压交流连接线路（61）、高压控制器（6）、高压直流连接线路（71）后与整车动力电池（7）进行电连接。

2.根据权利要求1所述的一种高低压双源控制电动液压助力转向***，其特征在于：所述电动转向泵（2）包括电机（22）与机械泵（23），电机（22）的输入端分别与低压交流连接线路（41）、高压交流连接线路（61）进行电连接，电机（22）的输出端通过柔性联轴器与机械泵（23）连接，机械泵（23）中的机械进油口（231）与进油管路（11）相通，机械泵（23）中的机械出油口（232）与高压管路（21）相通。

3.根据权利要求2所述的一种高低压双源控制电动液压助力转向***，其特征在于：所述电机（22）为双驱电机，包括一个共用转子（221）、一个高压定子（222）与一个低压定子（223），且高压定子（222）、低压定子（223）共用同一个共用转子（221）。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种高低压双源控制电动液压助力转向***，其特征在于：所述低压控制器（4）通过低压控制线路（82）与高压控制器（6）进行信号连接，所述高压控制器（6）通过CAN总线连接线路（81）与整车CAN总线（8）进行信号连接。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种高低压双源控制电动液压助力转向***，其特征在于：所述高压直流连接线路（71）中流经的为高压直流电，该高压直流电的大小为400―700VDC，所述高压交流连接线路（61）中流经的为高压交流电，该高压交流电的大小为196―380VAC。

6.根据权利要求1、2或3所述的一种高低压双源控制电动液压助力转向***，其特征在于：所述低压直流连接线路（51）中流经的为低压直流电，该低压直流电的大小为12―24VDC，所述低压交流连接线路（41）中流经的为低压交流电，该低压交流电的大小为5―17VAC。

7.一种权利要求1所述的高低压双源控制电动液压助力转向***的使用方法，其特征在于：所述使用方法包括至少一次转向液压油的循环，一次转向液压油的循环是指：转向液压油先从转向油罐（1）经进油管路（11）流入电动转向泵（2）中进行增压，增压后的转向液压油再从电动转向泵（2）中流出，并经高压管路（21）流入转向机（3）中，作用于转向机（3）后的转向液压油经低压管路（31）回到转向油罐（1）以完成一次转向液压油的循环；

其中，当转向液压油在电动转向泵（2）中进行增压时，高压控制器（6）将整车动力电池（7）输入的高压直流电转换为高压交流电以驱动电动转向泵（2），高压交流电的频率决定电动转向泵（2）输出的液压油的流量，同时，低压控制器（4）处于待机状态，随后，若高压控制器（6）不能正常工作，此时，低压控制器（4）开始工作，低压控制器（4）将低压电源（5）输入的低压直流电转换为低压交流电以驱动电动转向泵（2），低压交流电的频率决定电动转向泵（2）输出的液压油的流量。

8.根据权利要求7所述的一种高低压双源控制电动液压助力转向***的使用方法，其特征在于：所述低压控制器（4）通过低压控制线路（82）与高压控制器（6）进行信号连接，所述高压控制器（6）通过CAN总线连接线路（81）与整车CAN总线（8）进行信号连接；

若高压控制器（6）不能正常工作，此时，高压控制器（6）将不能正常工作的信号经低压控制线路（82）输入给低压控制器（4）以启动低压控制器（4），随后，启动后的低压控制器（4）将其工作信号依次经低压控制线路（82）、高压控制器（6）、CAN总线连接线路（81）反馈给整车CAN总线（8）进行通讯，以显示电动液压***工作情况，并作出操纵提示。

9.根据权利要求8所述的一种高低压双源控制电动液压助力转向***的使用方法，其特征在于：当高压控制器（6）工作时，整车CAN总线（8）经CAN总线连接线路（81）对高压控制器（6）输出的高压交流电的频率进行控制。

10.根据权利要求8所述的一种高低压双源控制电动液压助力转向***的使用方法，其特征在于：当低压控制器（4）工作时，整车CAN总线（8）依次经CAN总线连接线路（81）、高压控制器（6）、低压控制线路（82）对低压控制器（4）输出的低压交流电的频率进行控制。