一种电动液压助力转向系统及其控制方法与流程

本发明涉及助力转向设备，尤其涉及一种电动液压助力转向系统及其控制方法。

背景技术：

助力转向系统是保证汽车安全行驶的关键部件，助力转向系统能够降低驾驶操控力，改善驾驶性能。传统的公交客车一般采用机械式助力转向系统来辅助转向器进行转向。机械式助力转向系统一般是由发动机通过皮带轮驱动液压泵产生助力。而新能源公交客车如纯电动动力客车或者包括混合动力客车会存在发动机熄火的运行工况，不太适合采用机械式助力转向系统，而大都采用电动液压助力转向系统。

申请号为201110185876.4的中国发明专利公开了一种汽车电动液压助力的转向制动系统，包括液压制动助力系统和转向助力系统，液压制动助力系统和转向助力系统共用一个电动油泵，电动油泵与油泵控制器连接，电动油泵的油泵进油口与油壶连通，电动油泵的油泵出油口与液压助力体的进油口连通，液压助力体出油口与转向器的转向器进油口连通，液压助力体的回油口与油壶连通。该汽车电动液压助力的转向制动系统，由电动油泵同时为制动及转向提供助力所需的高压油，但该系统无法控制助力的大小，不仅浪费能源，而且无法实现车辆高速运行时转向平稳，低速时转向轻盈。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可改变转向助力大小的电动液压助力转向系统，进一步提供一种电动液压助力转向系统的控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种电动液压助力转向系统，包括整车控制器、变频控制器、电机、液压泵、储液罐和转向器，所述整车控制器、储能机构和电机分别与所述变频控制器电连接，所述电机与液压泵传动连接，所述液压泵的进油口通过管道与所述储液罐连接，液压泵的出油口通过管道与所述转向器连接。

一种电动液压助力转向系统的控制方法，

整车控制器将车速信号传输给变频控制器；

变频控制器根据所述车速信号增加或降低电机的转速；

电机根据增加或降低后的电机的转速驱动液压泵从储液罐吸取液压油，液压泵将吸取的液压油转换为高压油输出给转向器，完成助力转向。

本发明的有益效果在于：整车控制器与变频控制器电连接，可将CAN通讯采集到的车速信号通过CAN通讯传输给变频控制器，变频控制器根据车速控制变频控制器的输出频率，以控制电机的转速，当车速较低时，变频控制器增大电机的转速，以增大对转向器的转向助力，使驾驶员需要较小的转向操作力就能灵活地进行转向；当车速较高时，变频控制器降低电机的转速，以减小对转向器的转向助力，使转向操作力增大，从而使高速时转向更稳定，保证车辆行驶的稳定性和安全性。

附图说明

图1为本发明实施例的电动液压助力转向系统的工作原理图；

图2为本发明实施例的电动液压助力转向系统的结构示意图。

标号说明：

1、整车控制器；2、变频控制器；3、电机；4、液压泵；5、储液罐；6、转向器；71、第一储能机构；72、直流-直流变换器；73、第二储能机构；8、第一二极管；9、第二二极管；10、温度传感器；11、方向盘。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

本发明最关键的构思在于：整车控制器和电机分别与变频控制器电连接，变频控制器根据整车控制器传输的车速信息来控制电机的转速，以改变转向助力的大小，不仅节省能耗，而且安全稳定。

请参阅图1和图2，一种电动液压助力转向系统，包括整车控制器1、变频控制器2、电机3、液压泵4、储液罐5和转向器6，所述整车控制器1、储能机构和电机3分别与所述变频控制器2电连接，所述电机3与液压泵4传动连接，所述液压泵4的进油口通过管道与所述储液罐5连接，液压泵4的出油口通过管道与所述转向器6连接。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：整车控制器与变频控制器电连接，可将CAN通讯采集到的车速信号通过CAN通讯传输给变频控制器，变频控制器根据车速控制变频控制器的输出频率，以控制电机的转速，当车速较低时，变频控制器增大电机的转速，以增大对转向器的转向助力，使驾驶员需要较小的转向操作力就能灵活地进行转向；当车速较高时，变频控制器降低电机的转速，以减小对转向器的转向助力，使转向操作力增大，从而使高速时转向更稳定，保证车辆行驶的稳定性和安全性。

进一步地，还包括储能机构，所述储能机构包括第一储能机构71、直流-直流变换器72和第二储能机构73，所述第二储能机构73与所述变频控制器2电连接，所述第一储能机构71、直流-直流变换器72和所述变频控制器2依次电连接。

由上述描述可知，第二储能机构可为高压电源储能机构，第一储能机构为低压电源储能机构，当第二储能机构突然断电或在应急失电情况下，第一储能机构由直流-直流变换器升压成高压电源作为变频控制器输入母线端对变频控制器进行供电使用，并实现变频控制器降频运行，保证车辆方向持续正常运行几分钟，以提供给司机反应停车时间，避免助力缺失导致出现异常事故。

进一步地，还包括第一二极管8，所述第一二极管8设置在所述变频控制器2与所述第二储能机构73之间，第一二极管8的正极与第二储能机构73电连接，第一二极管8的负极与变频控制器2电连接。

由上述描述可知，设置第一二极管，第一二极管单向导通，第一储能机构和直流-直流变换器工作时，使第一储能机构与第二储能机构之间无法导通，从而可保护第二储能机构。

进一步地，还包括第二二极管9，所述第二二极管9设置在所述直流-直流变换器72与所述变频控制器2之间，第二二极管9的正极与直流-直流变换器72电连接，第二二极管9的负极与变频控制器2电连接。

由上述描述可知，设置第二二极管，第二储能机构工作时，第二二极管单向导通，可对第一储能机构进行保护。

进一步地，还包括温度传感器10，所述温度传感器10设置在所述电机3上，温度传感器10与所述变频控制2器电连接。

由上述描述可知，温度传感器将电机的实时温度传递给变频控制器，当温度达到设定值时，变频控制器发出报警信号，并延时一定时间后停止工作，起到高温停机保护功能，提高转向系统的可靠性，减少故障率。

进一步地，还包括方向盘11，所述方向盘11与所述转向器6传动连接。

进一步地，所述转向器6通过管道与所述储液罐5连接。

一种电动液压助力转向系统的控制方法，

整车控制器1将车速信号传输给变频控制器2；

变频控制器2根据所述车速信号增加或降低电机3的转速；

电机3根据增加或降低后的电机3的转速驱动液压泵4从储液罐5吸取液压油，液压泵4将吸取的液压油转换为高压油输出给转向器6，完成助力转向。

由上述描述可知，变频控制器根据车速调整输出频率，以控制电机的转速，电机驱动液压泵工作，从而可增大或减小对转向器的转向助力，不仅节省能源，而且保证车辆低速运行时转向灵活，车辆高速运行时转向稳定。

进一步地，还包括第一储能机构71、直流-直流变换器72和第二储能机构73，所述第二储能机构73对所述变频控制器2进行供电，第二储能机构73断电后，第一储能机构71中的直流低压电源经直流-直流变换器72转换为直流高压后对变频控制器2进行供电。

由上述描述可知，设置备用的第一储能机构，可在第二储能机构断电后，车辆仍能持续正常运行一定时间，提供给司机反应停车实际，保证车辆助力持续供应，避免出现异常事故。

进一步地，温度传感器10采集电机3的温度信号并传送给所述变频控制器2，变频控制器2根据预设的温度值控制电机3的开启或关闭。

由上述描述可知，温度传感器将电机的工作温度传送给变频控制器后，变频控制器根据预设的温度值判断电机的工作温度是否偏高，如偏高则会发出报警声，并在一定时间后停止工作；当温度正常时，变频控制器继续工作。

请参照图1和图2，本发明的实施例一为：

一种电动液压助力转向系统，包括整车控制器1、变频控制器2、储能机构、电机3、液压泵4、储液罐5、转向器6、第一二极管8、第二二极管9、温度传感器10和方向盘11，所述整车控制器1和电机3分别与所述变频控制器2电连接，整车控制器1采集处理来至车辆CAN通讯的车速信号，并将车速信号通过CAN通讯传输给变频控制器2。所述电机3与液压泵4传动连接，所述液压泵4、储液罐5和转向器6通过管道依次首尾连接。液压泵4的进油口与储液罐5连通，液压泵4的出油口与转向器6连接，转向器6的回油口与储液罐5连通。方向盘11与转向器6传动连接。

所述储能机构包括第一储能机构71、直流-直流变换器72和第二储能机构73，第一储能机构71为低压电源储能机构，第二储能机构73为高压电源储能机构，所述第二储能机构73与所述变频控制器2电连接，所述第一储能机构71、直流-直流变换器72和所述变频控制器2依次电连接。第一储能机构71和直流-直流变换器72与第二储能机构73并联连接。所述第一二极管8设置在所述变频控制器2与所述第二储能机构73之间，第一二极管8的正极与第二储能机构73电连接，第一二极管8的负极与变频控制器2电连接。所述第二二极管9设置在所述直流-直流变换器72与所述变频控制器2之间，第二二极管9的正极与直流-直流变换器72电连接，第二二极管9的负极与变频控制器2电连接。温度传感器10设置在电机3上，温度传感器10与变频控制器2电连接。温度传感器10为PT100。

本实施例一的电动液压助力转向系统的控制方法为：

整车控制器1将车速信号传输给变频控制器2；变频控制器2根据车速信号增加或降低电机3的转速；电机3根据增加或降低后的电机3的转速驱动液压泵4从储液罐5吸取液压油，液压泵4将吸取的液压油转换为高压油输出给转向器6，完成助力转向。第二储能机构73对变频控制器2进行供电，第二储能机构73断电后，第一储能机构71中的直流低压电源经直流-直流变换器72转换为直流高压后对变频控制器2进行供电。温度传感器10采集电机3的温度信号并传送给变频控制器2，变频控制器2根据预设的温度值控制电机3的开启或关闭。

综上所述，本发明提供的一种电动液压助力转向系统及其控制方法，改变转向助力大小，不仅可节省能源，而且可保证车辆低速运行时转向灵活，车辆高速运行时转向稳定。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。