一种新能源客车电控液压助力转向控制系统及控制方法
【专利摘要】一种新能源客车电动液压助力转向控制装置及其控制方法，包括转向盘、转矩传感器、转角传感器、转向管柱、ABS控制器、转向器总成、组合仪表、档位开关、手制动开关、制动开关、油门位置传感器、整车控制器、电池管理系统、转向控制器、压力传感器、防撞雷达控制器、液压泵、助力电机；转向控制器根据整车控制器、电池管理系统和防撞雷达控制器的数据判断车辆运行工况；根据ABS控制器、转矩传感器、转角传感器获取的转向参数信号判断车辆转向工况；依据助力特性曲线程序输出电机转速，通过压力传感器反馈的油压信号进行修正，形成一闭环控制系统，得到准确的液压泵输出流量和压力，提高转向系统的动态响应，满足对汽车操稳性和安全性的要求。
【专利说明】一种新能源客车电控液压助力转向控制系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于汽车转向控制【技术领域】，尤其指涉及一种新能源客车电动液压助力转向控制装置及其控制方法。
【背景技术】
[0002]参考图l_a，传统汽车采用液压助力转向系统，助力特性是由转向阀I’和转向油缸2’构成的转向伺服转阀及液压泵3’的输出油量决定，所以对于常流量系统，其助力特性是固定的，即转向助力的大小不随转向工况的变化而自由调节。实际车辆在低速运行，为保证转向轻便灵活需要较大的转向助力，车辆在高速运行，为提高操稳性需要较小助力。为此传统液压采用折中调和的方案，导致所有工况都不是理想状态，同时泵体依赖内燃机作为驱动动力，液压泵3’长时间处于等速运转也造成了能量浪费。
[0003]随着汽车技术的发展，人们对汽车的操控性和节能性提出了更高要求，出现了电动助力转向系统和电动液压助力转向系统。参考图l_b,专利“用于电动助力转向系统的控制设备”(CN 103129635 A)采用的方案是助力电机I’ (电动马达)通过减速机构2’中的齿轮相啮合，电动助力转向系统的电子控制单元3’根据转向盘转矩、转角和车速信号，驱动助力电机I’产生转向系统所需的助力扭矩，实现车辆低速转向轻便，高速转向保持良好路感，但受限于目前直流电机功率，该系统主要运用在轿车等小型车型，而不适用于前轴负荷较大的客车车型。
[0004]电动液压助力转向系统的液压泵由发动机改为电机驱动，通过控制助力电机的转速，达到提高系统性能以及降低能耗的效果，依据助力电机的工作模式一般分为中位开式和中位闭式两种电动液压助力转向系统。
[0005]参考图1-c，中位开式电动液压助力转向系统在非转向工况时，助力电机I’以较低转速运行；处于转向工况时，助力电机I’依据转向参数进行较高转速运行，如专利“纯电动公交客车电动液压助力转向系统”(CN 103129607 A)系统根据车速、转向盘转角和前轴载荷信号控制三相异步助力电机I’的转速，提高转向性能和节能性能，但系统无法准确判别车辆复杂的行驶工况，如车辆在驻车、泊车、制动等条件下的转向助力系统的合理控制，同时由于方案采用电机转速传感器2’进行监控，专利中没有考虑液压系统具有较强的非线性、油液的粘度变化、运行部件的磨损等因素，所以系统没有实现对转向液压系统的闭环控制，造成控制精确性不闻，闻速操稳性和动态响应性有待提闻；在专利“一种电机驱动的大客车液压转向系统及其控制转向的方法”(CN 101239625 A)中提出根据车速、转向盘转速、发动机转速和电机电流信号，将车辆行驶细分为六种工况，利用一种多工况控制方法来调节油泵电机转速，提高转向系统的操稳性能、节能性能和动态响应性，系统对电机转速和电流进行闭环控制，但系统同样未考虑考虑液压系统具有较强的非线性、油液的粘度变化、运行部件的磨损等因素，缺乏对液压系统内油压的检测和反馈机制，而且对车辆工况的判断还不够完善，仍然无法识别车辆驻车、泊车、制动等工况，系统控制的合理性有待提高。
[0006]参考图Ι-d，专利“汽车电动液压助力转向系统及其控制方法”(CN 102717828 A)属于中位闭式电动液压助力转向结构，转向控制器I’根据蓄能器2’油压阀值，驱动液压泵助力电机3’开闭，同时根据转向参数信号，输出PWM波形驱动电磁阀4’，从而控制高压油进入转向油缸5’的流量实现助力特性调节，液压泵助力电机3’仅在油压较低时间隔运转，所以较中位开式电动液压助力转向系统，进一步提高了能源利用率，但闭式系统输出流量变化大，系统响应性和操稳性均有待提高，且由于系统增加了储能器、电磁阀等部件，提高了系统的复杂性和生产成本。
[0007]综上所述，现有转向系统存在下述技术问题:传统液压助力转向系统，无法兼顾不同车速时轻便与操稳性能，依赖内燃机作为动力，且能耗过高；电动助力转向系统由于直流电机功率的限制，无法满足前轴负荷较大的客车车型要求；中位闭式电动液压助力系统的流量波动大，其动态响应性和操稳性有所欠缺，结构复杂，制造成本较高；中位开式电动液压助力系统由于缺乏对液压系统内油压的检测和反馈机制，其转向助力液压控制精度还不理想，无法全面有效的判别车辆转向工况，造成系统效率下降和能耗增加，同时未充分考虑不同运行工况条件下对液压流量的影响。
[0008]有鉴于此，有必要提出一种新型的客车电动液压助力转向控制装置及其控制方法，尤其针对新能源客车系统。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于针对现有助力转向系统存在的上述问题，提出了一种针对新能源客车电动液压助力转向控制装置及其控制方法。
[0010]为了达成上述目的，本发明的技术解决方案如下:
一种新能源客车电动液压助力转向控制系统，它包括转向盘(I)、转矩传感器(2)、转角传感器(3)、转向管柱(4)、转向器总成(6)、转向控制器(9)，液压泵(11)、助力电机(12)及蓄电池(14);所述的转向盘(I)固定在转向管柱(4)的上端，所述的转矩传感器及转角传感器均安装在转向管柱上，所述的转向器总成(6)由转向油缸(61)和转向阀(62)构成，所述的转向控制器(9)包括电源电路(905)、CAN通讯电路(908)、整形电路(906)、转矩信号处理电路(901)、转角信号处理电路(902)、微处理器(907)、时钟电路(913)及驱动电路
(910)，所述的蓄电池(14)通过转向控制器(9)内的电源电路(905)对转向控制器(9)进行供电，当点火开关打开至ON状态，电流经整形电路(906)触发转向控制器(9)进入工作状态，通过CAN通讯电路(908)与组合仪表(7)、整车控制器(8)及电池管理系统(23)进行通讯，将所获得的信息通过微处理器(907)进行解析处理，同时结合转矩传感器(2)、转角传感器(3)分别向转矩信号处理电路(901)、转角信号处理电路(902)反馈数值，由微处理器(907 )向驱动电路(910 )发出相应的转速指令，对助力电机(12 )转速的控制，实现对液压泵
[11]输出流量的控制，同时所述的液压泵(11)的输出管路上增设一压力传感器(10);所述的转向控制器还包括减速度信号处理电路(903)、压力信号处理电路(904)、存储器(909)及测距信号处理电路(912)，上述电路均与微处理器(907)相互通讯；同时所述的减速度信号处理电路(903)与ABS控制器(5)相连接；所述的压力信号处理电路(904)与压力传感器
(10)相连接；所述的测距信号处理电路(912)与防撞雷达控制器(27)相连接；所述的存储器(909)用于存储不同工况下助力特性曲线；该转向控制系统实现转向控制器(9)根据整车控制器(8)、电池管理系统(23)和防撞雷达控制器(27)判断车辆运行工况，根据ABS控制器(5)、转矩传感器(2)、转角传感器(3)获取的转向参数信号判断车辆转向工况，并调取存储器(909)相应的助力特性曲线，由微处理器(907)向驱动电路(910)输出转速指令，用于控制助力电机(12)的转速，同时压力传感器(10)反馈的液压泵(11)的输出油压信号由微处理器(907)对输出的转速指令进行修正，形成一个闭环控制系统。
[0011]进一步，所述的助力电机(12)上增设一温度传感器(30);所述的转向控制器(9)中设有一温度信号处理电路(911)，同时在驱动电路(910)中增设一保护电路(9101)，温度信号处理电路(911)的接收端与温度传感器(30)相连，其发送端与驱动电路(910)的保护电路(9101)相连，温度传感器(30)将助力电机(12)的工作温度反馈至温度信号处理电路
(911)，再通过温度信号处理电路(911)反馈驱动电路(910)中的保护电路(9101)，以实现对转向控制器(9)和助力电机(12)的过热、过流和短路保护，以及故障输出等功能。
[0012]进一步，所述的整车控制器(8)实现对档位开关(20)、油门位置传感器(29)、手制动开关(21)、脚制动开关(28)、动力电机控制器(31)转速等信号的采集并作出相应的控制，并将上述信号与转向控制器(9 ) CAN通讯电路(908 )进行通讯。
[0013]一种适用于上述电动液压助力转向控制系统的转向控制方法，其具体步骤为: 步骤一、整车控制器(8)对车辆的运行工况进行分类，分为故障、关闭、待行、前行、倒
车、制动工况；
步骤二、整车控制器(8)通过CAN通讯电路(908)与转向控制器(9)进行通讯，将上述运行工况反馈至转向控制器(9)；
步骤三、转向控制器(9)根据从整车控制器(8)反馈的运行工况来分别再结合防撞雷达控制器(27)、转矩传感器(2)、转角传感器(3)、ABS控制器(5)提供的运行参数，细分为关闭、怠速、助力、高速、制动(馈电/避让)、待行、泊车、故障(II /III级)和极限九种转向系统运行工况，微处理器(907)通过存储器(909)调取前述工况对应的助力特性曲线程序，并发出运转指令至驱动电路(910 )，实现对助力电机(12 )目标转速的控制。
[0014]同时所述的微处理器(907)输出至驱动电路(910)转速控制指令将助力电机(12)目标转速划分为三个转速区间，分别为停机、第一目标转速及第二目标转速，其中第二目标转速大于第一目标转速，其中所述的第一目标转速为50(Tl500r/min，所述的第二目标转速为 1500?4000r/min。
[0015]进一步，所述的转向控制器(9)通过如下方法实现对9种转向运行工况进行判断， 当转向控制器(9)接收到整车控制器(8)发出的待行工况指令，且车辆档位开关(20)
处于N档或手制动开关(21)开启时，或者转向控制器(9)未接收到整车控制器(8)发出的运行工况指令，则转向控制器(9)的微处理器(907)判断处于关闭工况，微处理器(907)不对驱动电路(910)输出运转指令；
当转向控制器(9)接收到整车控制器(8)发出的前行或倒车工况指令，且车速低于设定值，同时测距信号处理电路(912)监测到防撞雷达控制器(27)提供的障碍物信号，则转向控制器(9)的微处理器(907)判断处于泊车工况，微处理器(907)中的PWM运算电路将调取存储器(909)内预置的泊车助力特性曲线程序，输出第二目标转速；
当转向控制器(9)接收到整车控制器(8)发出前行工况指令，车速低于小于设定值，且微处理器(907)通过转矩信号处理电路(901)和转角信号处理电路(902)采集转角传感器
(3)和转矩传感器(2)信号参数低于设定值时，则转向控制器(9)的微处理器(907)判断车辆处于直线行驶工况，微处理器(907)中的PWM运算电路将调取存储器(909)内预置的怠速助力特性曲线程序，输出第一目标转速；
当转向控制器(9)接收到整车控制器(8)发出前行工况指令，车速低于小于设定值，且微处理器(907)通过转矩信号处理电路(901)和转角信号处理电路(902)采集转角传感器(3 )和转矩传感器(2 )信号参数高于设定值时，则转向控制器(9 )的微处理器(907 )判断处于转向助力工况，微处理器(907)中的PWM运算电路将调取存储器(909)内预置的转向助力特性曲线程序，输出第二目标转速；
当转向控制器(9)接收到整车控制器(8)发出前行工况指令，且车速大于设定值时，转向控制器(9 )的微处理器(907 )判断处于高速工况，则转向控制器(9 )的微处理器(907 )中的PWM运算电路将调取存储器(909)内预置的高速助力特性曲线程序，从第一目标转速区间选择一个定值目标转速进行输出；
当转向控制器(9)接收到整车控制器(8)发出制动工况指令时，则转向控制器(9)的微处理器(907 )判断处于制动工况，此时微处理器(907 )通过减速度信号处理电路(903 )采集ABS控制器(5)提供的制动减速度信号，判别车辆的制动状态，如制动小于设定值，则微处理器(907)判别车辆属于常规的馈电制动，系统继续执行前行工况中的助力判断操作；如超过减速度限值，则判别车辆为紧急制动，微处理器(907)中的PWM运算电路将调取存储器(909)内预置的紧急制动助力特性曲线程序，输出第二目标转速。
[0016]当转向控制器(9)接收到整车控制器(8)发出待行工况指令，且车辆档位开关(20)处于R档或D档、同时手制动开关(21)处于关闭时，则转向控制器(9)的微处理器(907)判断处于待行工况，微处理器(907)中的PWM运算电路将调取存储器(909)内预置的待行助力特性曲线程序，输出第一目标区的下限转速。
[0017]当转向控制器(9)接收到整车控制器(8)发出故障工况时，此时微处理器(907)将根据反馈的故障等级进行1、I1、ΠΙ级故障划分，同时微处理器(907)中的PWM运算电路将调取存储器(909)内预置的故障助力特性曲线程序，当故障级别为I级时，则转向控制器正常工作；当故障级别为II级故障时，仅输出第一目标转速区的特定转速；当故障级别为III级时，将不输出运转指令；
转向控制器(9)通过压力信号处理电路(904)和压力传感器(10)监测系统油压，当车辆处于最大转向助力输出时，如助力油路内压力值在单位时间超过限值时，微处理器(907)中的PWM运算电路将调取存储器(909)内预置的压力控制程序，将对助力电机(12)的转速做限速控制，避免助力电机(12)和油路系统超负荷损坏。
[0018]进一步，所述转向控制器(9)的微处理器(907)将压力传感器(10)反馈的油压信号与预置在存储器(909)内的转速压力曲线比对，进行转速修正。
[0019]当系统出现异常时，所述的微处理器(907)通过组合仪表(7)中的转向警示灯提示系统故障，同时进行故障等级划分并执行应急控制，分别定义为:
I级故障:无严重后果的轻微故障，系统将维持主要功能的正常运行；包括防撞雷达通讯异常、档位信号异常、手制动信号异常、制动信号异常等；
II级故障:影响运行性能的一般故障，系统限制功率输出，助力电机仅维持特定转速；包括压力信号异常、CAN通讯异常、转矩信号异常、转角信号异常、电机温度信号异常等；
III级故障:造成系统严重损坏或影响车辆运行安全的严重故障，系统将立即关闭；包括系统高压电压异常、电机过流、高压绝缘电阻异常等。
[0020] 进一步，转向控制器中的微处理器运算电路部分将以上转速目标值转换为脉冲宽度调制PWM控制信号，再输出至控制器的功率模块部分，驱动助力电机按目标转速运转，同时出油管侧的压力值将反馈至控制器的压力信号处理电路部分，微处理器将该值比对预置的转速压力曲线，进行实际转速修正，以提高助力系统动态响应，并减少工作温度、油液粘度、机械磨损等外部因素对液压系统的影响。
[0021 ] 进一步，所述转向控制器包括铝合金上盖、第一电路板、第二电路板、密封胶垫、电源接插件、电机接插件、信号线接插件、铝合金底座，控制器的驱动模块设置在第一电路板上，控制模块设置在第二电路板上；所述电源接插件、电机接插件以及信号线接插件均具有防水功能，铝合金上盖与铝合金底座采用铸铝结构，且配合面之间装配密封胶垫，以保证控制器具有良好的的机械强度和防水防尘能力；所述铝合金上盖表面设置柱形结构以实现自然风冷散热功能，相对于常用的翅片结构，其安装方向无装配局限性，整体散热效果更好。
[0022]本发明所要解决的技术问题是准确判断车辆转向系统的运行工况，减少车辆在驻车、待行、直线路段等非转向助力工况下的能量消耗，改善车辆在转向、泊车、制动等助力工况下的助力特性，尤其是转向助力的动态响应和车辆高速时的操作路感。同时针对车辆出现的不同故障，转向系统应具有相对应的安全控制功能。
[0023]综上所述，本发明的优点是系统能够准确识别车辆运行工况，针对不同的转向工况实施最优助力，减少不必要的能量损耗，实现车辆低速行驶时转向灵活轻便，高速行驶仍具有良好路感和操作稳定性，并具有较好的转向动态响应性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图Ι-a至图Ι-d为习用助力转向系统分类对比图；
图2为本发明液压助力转向系统示意图；
图3本发明控制系统电路原理图；
图4为本发明转向系统工况判断流程图；
图5为本发明控制器结构分解图。
[0025]【具体实施方式】:
为了进一步解释本发明技术方案，下面通过具体实施例进行详细阐述。
[0026]首先，参考图2，一种新能源客车电动液压助力转向控制装置，包括转向盘1、转矩传感器2、转角传感器3、转向管柱4、ABS控制器5、转向器总成6、组合仪表7、整车控制器8、转向控制器9、压力传感器10、液压泵11、助力电机12、储油罐13、电池管理系统23、防撞倒车雷达27 ;所述转向盘I固定在转向管柱4上；所述转矩传感器2用于探测转向盘产生的扭矩大小和方向，安装在转向管柱4上，其原理是利用转向扭杆的形变，造成传感器杠杆上下移动，带动内部电阻器的阻值发生改变，从而产生主副转矩两组参数，数值相反并偏置2.5V的电压信号；所述转角传感器3用于准确计算转向盘I的转向转角、回正和阻尼逻辑，安装在转向管柱4的上，传感器为霍尔结构，其轴杆通过齿轮与转向柱4按一定速比啮合，以保证检测转角精度，输出为占空比50%的矩形波信号；所述ABS控制器5用于采集车辆制动减速度，信号由ABS系统根据轮速传感器计算得出；所述压力传感器10用于反馈液压泵11的出油压力，安装在液压泵11出油管侧处，内置压敏元件和放大电路，输出与压力成线性关系的电压信号；所述储油罐13用于液压油的存储和过滤，其出口通过供油管路与液压泵11相连，回油口通过管路与转向器总成6上阀体相连；所述助力电机12通过减速机构间接驱动液压泵11，产生系统所需的液压流量；所述防撞雷达控制器27在前后保险杠分别布置5个超声波传感器，用以感知车辆前后方1.5米范围内的障碍物，在车速低于设定值时，将障碍物距离信息转换为频率信号输出；所述转向控制器9布置在车辆机舱内，与转角传感器2、转矩传感器3、ABS控制器5、压力传感器10、所述防撞雷达控制器27相连接，通过CAN总线与组合仪表7、整车控制器8、电池管理系统23进行数据交换。
[0027]参考图3，本发明转向控制系统外部电路包括转矩传感器2、转角传感器3、ABS控制器5、组合仪表7、整车控制器8、转向控制器9、压力传感器10、助力电机12、点火开关15、12V蓄电池14、仪表保险16、转向保险17、AM1主保险18、档位保险19、档位开关20、手制动开关21、附件继电器22、电池管理系统23、主负继电器24、高压断路器25、高压电池组26、防撞雷达控制器27、制动开关28、油门位置传感器29，动力电机控制器31等。转向控制器内部电路包括转矩信号处理电路901、转角信号处理电路902、减速度信号处理电路903、压力信号处理电路904、电源电路905、整形电路906、微处理器907、CAN通讯电路908、存储器909、驱动电路910、温度信号处理电路911、测距信号处理电路912、时钟电路913。
[0028]参考图5，系统工作过程是:12V蓄电池14的电流经过转向保险17为转向控制器9内的电源电路905提供工作电源，当点火开关15开启至ON档时，电流经AMl主保险18、点火开关15、仪表保险16进入整形电路906，触发转向控制器退出休眠，系统初始化完成后，转向控制器9进行硬件自检，如系统正常，CAN通讯电路908与电池管理系统23、整车控制器8进行通讯， 待电池管理系统23对电池组S0C、电池电压、绝缘电阻等项目确认后，如果电源管理系统23自检出现故障，则电池管理系统23发出故障指令，并上传故障信息由组合仪表7输出，此时系统进入故障工况；反之，如果电源自检没有故障，转向控制器9通过CAN总线通讯电路908向电源管理系统23发出强电上电指令，此时电池管理系统23将控制主负继电器24和附件继电器22相继闭合，高压电池组26的电流经高压断路器25、附件继电器22，转向控制器9、主负继电器24构成回路，转向控制器9内的驱动电路910获得直流高压电源。所述的整车控制器8与转向控制器9内的CAN通讯电路908进行通信，同时整车控制器8根据档位开关20、油门位置传感器29、制动开关28、手制动开关21等信号，对车辆当前运行工况进行预判，并将整车运行工况与相关传感器数据发往转向控制器9中的CAN通讯电路908，微处理控制器907解析后，再根据防撞雷达控制器27提供的测距信号，以及车速、转角传感器3、转矩传感器2、压力传感器10信号数值，将车辆运行工况判别细分为以下转向系统运行工况，并进行具体控制:
1、转向系统关闭工况:车辆在自检未完成时(即转向控制器9未收到整车控制器8发出的运行工况指令)，整车控制器8通过地址0x0CF102A7报文发往转向控制器9，其第5字节的0-4位为工况模式内容为00000，则判断整车处于关闭停机工况；如上述报文内容为00010，判断整车处于待行工况，微处理器907还将解析整车控制器8地址0x0CF101A7报文内容，当其第I字节2飞位为0100 (空档)、1000 (驻车档)或者6位为I (手制动有效)时，说明车辆处于空档、手刹驻车等准备行驶状态，转向控制器9也将处于关闭工况，微处理器907在这两种条件下不输出运转指令。
[0029]2、转向系统怠速工况:如CAN通信电路908接收整车控制器8地址0x0CF102A7报文内容，其第5字节0-4位为10010，则说明车辆处于前行工况，此时CAN通讯电路908将解析整车控制器8地址OxOCFlO 1A7报文，其第3、4字节内容(整车车速低、高字节)，同时微处理器907通过转矩信号处理电路901和转角信号处理电路902，采集转角传感器3和转矩传感器2信号，若转向盘转角和转矩参数低于设定值时，则转向控制器9判断当前车辆行驶于直线路面，进入转向系统怠速控制工况，微处理器907中的PWM运算电路输出第一目标转速
W1 ,其范围为50(Tl500r/min，具体数值由实时车速带入公式求出:? = λν+i式中，&、?均
为常数，此时车速对转速的修正主要为了提高转向系统的响应性，它随着车速的提高逐渐减小。
[0030]3、转向系统助力工况:转向控制器9在上述车辆前行工况中，若转向盘转角传感器3和转矩传感器2参数大于设定值时，则转向控制器9判断当前车辆处于转向助力工况，进入转向助力控制工况，微处理器907中的PWM运算电路向驱动电路910输出第二目标转
速《2，其范围为150(T4000r/min，具体数值由转矩、转角和车速参数代入存储器909预置的转向助力特性曲线求出。所述预置助力特性曲线的由相应公式计算、拟合得出:
【权利要求】
1.一种新能源客车电动液压助力转向控制系统，它包括转向盘(I)、转矩传感器(2)、转角传感器(3)、转向管柱(4)、转向器总成(6)、转向控制器(9)，液压泵(11)、助力电机(12)及蓄电池(14);所述的转向盘(I)固定在转向管柱(4)的上端，所述的转矩传感器及转角传感器均安装在转向管柱上，所述的转向器总成(6)由转向油缸(61)和转向阀(62)构成，所述的转向控制器(9)包括电源电路(905)、CAN通讯电路(908)、整形电路(906)、转矩信号处理电路(901)、转角信号处理电路(902)、微处理器(907)、时钟电路(913)及驱动电路(910)，所述的蓄电池(14)通过转向控制器(9)内的电源电路(905)对转向控制器(9)进行供电，当点火开关打开至ON状态，电流经整形电路(906)触发转向控制器(9)进入工作状态，通过CAN通讯电路(908 )与组合仪表(7 )、整车控制器(8 )及电池管理系统(23 )进行通讯，将所获得的信息通过微处理器(907)进行解析处理，同时结合转矩传感器(2)、转角传感器(3)分别向转矩信号处理电路(901)、转角信号处理电路(902)反馈数值，由微处理器(907 )向驱动电路(910 )发出相应的转速指令，对助力电机(12 )转速的控制，实现对液压泵(11)输出流量的控制，其特征在于:所述的液压泵(11)的输出管路上增设一压力传感器(10);所述的转向控制器还包括减速度信号处理电路(903)、压力信号处理电路(904)、存储器(909)及测距信号处理电路(912)，上述电路均与微处理器(907)相互通讯；同时所述的减速度信号处理电路(903)与ABS控制器(5)相连接；所述的压力信号处理电路(904)与压力传感器(10)相连接；所述的测距信号处理电路(912)与防撞雷达控制器(27)相连接；所述的存储器(909)用于存储不同工况下助力特性曲线；该转向控制系统实现转向控制器(9 )根据整车控制器(8 )、电池管理系统(23 )和防撞雷达控制器(27 )判断车辆运行工况，根据ABS控制器(5)、转矩传感器(2)、转角传感器(3)获取的转向参数信号判断车辆转向工况，并调取存储器(909)相应的助力特性曲线，由微处理器(907)向驱动电路(910)输出转速指令，用于控制助力电机(12)的转速，同时压力传感器(10)反馈的液压泵(1 1)的输出油压信号由微处理器(907)对输出的转速指令进行修正，形成一个闭环控制系统。
2.如权利要求1所述的一种新能源客车电动液压助力转向控制系统，其特征在于:所述的助力电机(12)上增设一温度传感器(30);所述的转向控制器(9)中设有一温度信号处理电路(911)，同时在驱动电路(910)中增设一保护电路(9101)，温度信号处理电路(911)的接收端与温度传感器(30)相连，其发送端与驱动电路(910)的保护电路(9101)相连，温度传感器(30)将助力电机(12)的工作温度反馈至温度信号处理电路(911)，再通过温度信号处理电路(911)反馈驱动电路(910)中的保护电路(9101)，以实现对转向控制器(9)和助力电机(12)的过热、过流和短路保护，以及故障输出等功能。
3.如权利要求1所述的一种新能源客车电动液压助力转向控制系统，其特征在于:所述的整车控制器(8)实现对档位开关(20)、油门位置传感器(29)、手制动开关(21)、脚制动开关(28)、动力电机控制器(31)转速等信号的采集并作出相应的控制，并将上述信号与转向控制器(9 ) CAN通讯电路(908 )进行通讯。
4.一种用于实现新能源客车电动液压助力转向控制方法，其特征在于: 步骤一、整车控制器(8)对车辆的运行工况进行分类，分为故障、关闭、待行、前行、倒车、制动工况； 步骤二、整车控制器(8 )通过CAN通讯电路(908 )与转向控制器(9 )进行通讯，将上述运行工况反馈至转向控制器(9)；步骤三、转向控制器(9)根据从整车控制器(8)反馈的运行工况来分别再结合防撞雷达控制器(27)、转矩传感器(2)、转角传感器(3)、ABS控制器(5)提供的运行参数，进一步细分为关闭、怠速、助力、高速、制动(馈电/避让)、待行、泊车、故障(II / III级)和极限九种转向系统运行工况，微处理器(907)通过存储器(909)调取前述工况对应的助力特性曲线程序，并发出运转指令至驱动电路(910)，实现对助力电机(12)目标转速的控制。
5.如权利要求4所述的一种用于实现新能源客车电动液压助力转向控制方法，其特征在于:所述的微处理器(907)输出至驱动电路(910)转速控制指令将助力电机(12)目标转速划分为三个转速区间，分别为停机、第一目标转速及第二目标转速，其中第二目标转速大于第一目标转速。
6.如权利要求5所述的一种用于实现新能源客车电动液压助力转向控制方法，其特征在于:所述的第一目标转速为50(Tl500r/min，所述的第二目标转速为150(T4000r/min。
7.如权利要求5或6所述的一种用于实现新能源客车电动液压助力转向控制方法，其特征在于:所述的转向控制器(9)通过如下方法实现对9种转向运行工况进行判断， 当转向控制器(9)接收到整车控制器(8)发出的待行工况指令，且车辆档位开关(20)处于N档或手制动开关(21)开启时，或者转向控制器(9)未接收到整车控制器(8)发出的运行工况指令，则转向控制器(9)的微处理器(907)判断处于关闭工况，微处理器(907)不对驱动电路(910)输出运转指令； 当转向控制器(9)接收到整车控制器(8)发出的前行或倒车工况指令，且车速低于设定值，同时测距信号处理电路(912)监测到防撞雷达控制器(27)提供的障碍物信号，则转向控制器(9)的微处理器(907)判断处于泊车工况，微处理器(907)中的PWM运算电路将调取存储器(909)内预置的泊车助力特性曲线程序，输出第二目标转速； 当转向控制器(9)接收到整车控制器(8)发出前行工况指令，车速小于设定值，且微处理器(907)通过转矩信号处理电路(901)和转角信号处理电路(902)采集转角传感器(3)和转矩传感器(2)信号参数低于设`定值时，则转向控制器(9)的微处理器(907)判断车辆处于直线行驶工况，微处理器(907)中的PWM运算电路将调取存储器(909)内预置的怠速助力特性曲线程序，输出第一目标转速； 当转向控制器(9)接收到整车控制器(8)发出前行工况指令，车速小于设定值，且微处理器(907)通过转矩信号处理电路(901)和转角信号处理电路(902)采集转角传感器(3)和转矩传感器(2 )信号参数高于设定值时，则转向控制器(9 )的微处理器(907 )判断处于转向助力工况，微处理器(907)中的PWM运算电路将调取存储器(909)内预置的转向助力特性曲线程序，输出第二目标转速； 当转向控制器(9)接收到整车控制器(8)发出前行工况指令，且车速大于设定值时，转向控制器(9 )的微处理器(907 )判断处于高速工况，则转向控制器(9 )的微处理器(907 )中的PWM运算电路将调取存储器(909)内预置的高速助力特性曲线程序，从第一目标转速区间选择一个定值目标转速进行输出； 当转向控制器(9 )接收到整车控制器(8 )发出制动工况指令时，则转向控制器(9 )的微处理器(907 )判断处于制动工况，此时微处理器(907 )通过减速度信号处理电路(903 )采集ABS控制器(5)提供的制动减速度信号，判别车辆的制动状态，如制动小于设定值，则微处理器(907)判别车辆属于常规的馈电制动，系统继续执行前行工况中的助力判断操作；如超过减速度限值，则判别车辆为紧急制动，微处理器(907)中的PWM运算电路将调取存储器(909)内预置的紧急制动助力特性曲线程序，输出第二目标转速； 当转向控制器(9)接收到整车控制器(8)发出待行工况指令，且车辆档位开关(20)处于R档或D档、同时手制动开关(21)处于关闭时，则转向控制器(9)的微处理器(907)判断处于待行工况，微处理器(907)中的PWM运算电路将调取存储器(909)内预置的待行助力特性曲线程序，输出第一目标区的下限转速； 当转向控制器(9)接收到整车控制器(8)发出故障工况时，此时微处理器(907)将根据反馈的故障等级进行1、I1、ΠΙ级故障划分，同时微处理器(907)中的PWM运算电路将调取存储器(909)内预置的故障助力特性曲线程序，当故障级别为I级时，则转向控制器正常工作；当故障级别为II级故障时，仅输出第一目标转速区的特定转速；当故障级别为III级时，将不输出运转指令； 转向控制器(9)通过压力信号处理电路(904)和压力传感器(10)监测系统油压，当车辆处于最大转向助力输出时，如助力油路内压力值在单位时间超过限值时，微处理器(907)中的PWM运算电路将调取存储器(909)内预置的压力控制程序，将对助力电机(12)的转速做限速控制，避免助力电机(12)和油路系统超负荷损坏。
8.如权利要求4所述的一种用于实现新能源客车电动液压助力转向控制方法，其特征在于:所述转向控制器(9)的微处理器(907)将压力传感器(10)反馈的油压信号与预置在存储器(909 )内的转速压力曲线比对，进行转速修正。
9.如权利要求8所述的一种用于实现新能源客车电动液压助力转向控制方法，其特征在于:当系统出现异常时，所述的微处理器(907)通过组合仪表(7)中的转向警示灯提示系统故障，同时进行故障等级划分并执行应急控制，当， I级故障:无严重后果的轻微故障，系统将维持主要功能的正常运行；包括防撞雷达通讯异常、档位信号异常、手制动信号异常、制动信号异常等； II级故障:影响运行性能的一般故障，系统限制功率输出，助力电机仅维持特定转速；包括压力信号异常、CAN通讯异常、转矩信号异常、转角信号异常、电机温度信号异常等； III级故障:造成系统严重损坏或影响车辆运行安全的严重故障，系统将立即关闭；包括系统高压电压异常、电机过流、高压绝缘电阻异常等。
【文档编号】B62D113/00GK103738395SQ201410017607
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2014年1月15日
【发明者】王烈, 黄长达, 曾尔曼, 陈宏宇, 张凤麒, 任宽, 付娟妮, 庄佩贞 申请人:厦门金龙旅行车有限公司, 厦门产业技术研究院