[發明專利]采用變頻策略的電動液壓助力轉向系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201210366685.2
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN102887169A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 黃建;李振山;彭能嶺;黃彬偉;郭濤;何黎明
• 申請（專利權）人: 鄭州宇通客車股份有限公司
• 主分類號: B62D5/06
• 分類號: B62D5/06;B62D5/04
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

技術領域

本發明涉及車輛助力轉向領域，具體涉及一種采用變頻策略的電動液壓助力轉向系統及其控制方法。

背景技術

電動液壓助力轉向系統，簡稱EHPS，廣泛應用于新能源汽車上，尤其是純電動汽車和深度混合動力汽車。當前新能源客車采用的助力轉向系統為定頻常流式電動液壓助力轉向系統。車輛在實際運行工況中，大多時間處于直線行駛或微調方向盤狀態，此時往往不需要助力或只需很小的助力，只有在大角度旋轉方向盤時才需要較大的助力。如果采用定頻工作方式使助力電機一直處于全速工作狀態，增加了車載動力電源的消耗。

發明內容

本發明目的是提供一種電動液壓助力轉向系統及其電機轉速控制方法，用以降低電動液壓助力轉向系統的電能消耗，提高車載能源的有效利用率。

為實現上述目的，本發明的系統方案是：基于變頻策略的電動液壓助力轉向系統，包括轉向機、轉向油泵、轉向油路和助力電機，轉向機用于與轉向盤連接，轉向油泵連接助力電機，轉向油路通過軟管或液壓管連接于轉向油泵與轉向機之間，還包括用于控制所述助力電機轉速的電機控制器，所述電機控制器包括用于采集勵磁電流的電路，其直流端用于與車載動力電源連接，其交流端與所述助力電機連接，所述助力電機為三相變頻交流電機；

該電動液壓助力轉向系統還設有與所述電機控制器連接的用于控制其啟停和CAN通信的整車控制器；

所述車載動力電源為超級電容/鋰電池。

本發明的方法方案是：將電機控制器檢測到的電機勵磁電流矢量幅值與預先設定的閾值進行比較，所述閾值設有上限值和下限值；

若所述電機控制器檢測到的電機勵磁電流矢量幅值小于所述下限值，則電機控制器低頻輸出，并控制助力電機低轉速工作；

若所述電機控制器檢測到的電機勵磁電流矢量幅值由小于所述下限值進入所述上限值和所述下限值之間，電機控制器仍然低頻輸出，助力電機低轉速工作；

若電機控制器檢測到的電機勵磁電流矢量幅值大于所述上限值，則電機控制器高頻輸出，并控制助力電機高轉速工作；?

若電機控制器檢測到的電機勵磁電流矢量幅值由大于所述上限值進入所述上限值和所述下限值之間，則電機控制器仍然高頻輸出，并控制助力電機高轉速工作。

本發明所達到的有益效果：

(1)???系統中設有與助力電機連接的電機控制器，根據車輛不同的工況條件，電機控制器可以根據采集到的助力電機勵磁電流的大小控制助力電機工作于不同的轉速，降低了電動液壓助力轉向系統的電能消耗，提高了車載能源的有效利用率；

(2)???采用變頻交流異步電機，可靠性高，壽命長，能適應復雜惡劣的車輛運行環境。

(3)???閾值設有上限值和下限值，可以避免勵磁電流矢量幅值在閾值附近跳變，造成判定結果的頻繁變化。

附圖說明

圖1是本發明電動液壓助力轉向系統結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。

如圖1所示，本發明電動液壓助力轉向系統包括轉向盤1、轉向機2、轉向油路3、轉向油泵4、助力電機5、電機控制器6、整車控制器7、車載動力電源8，轉向機2與轉向盤1連接，用于為轉向盤1提供助力，助力電機5與轉向油泵4連接，用于為轉向油泵4和整個轉向系統提供動力，電機控制器直流端與車載動力電源8連接，交流端與助力電機連接，其內部還包括用于采集電流的傳感器，電機控制器6用于采集助力電機5的勵磁電流大小并控制助力電機5的轉速，整車控制器7控制電機控制器6的啟停和CAN通信，車載動力電源8為整車提供高壓直流電源。

車輛在行駛時對于助力力矩的需求維持在一個穩定的范圍，助力力矩值對應于助力電機的勵磁電流矢量幅值，當車輛直線行駛或微調轉向盤1時，對助力力矩需求很小，轉向機2內液壓油的壓力較小，轉向油泵4泵油壓力維持在一個低壓范圍，此時助力電機5的勵磁電流值低，電機控制器6檢測到勵磁電流后控制助力電機5降頻低速轉動；當需要大角度調整轉向盤1時，對助力力矩需求大，轉向機2內液壓油的壓力變大，轉向油泵4泵油壓力維持在一個高壓范圍，此時助力電機5的勵磁電流值變高，電機控制器6檢測到勵磁電流變大后快速控制助力電機5升頻高速轉動，以保證良好的助力性能。關于油泵油壓與助力電機勵磁電流的關系，由于屬于現有技術，在此不再贅述。

電機控制器6根據檢測到的助力電機的勵磁電流矢量幅值大小來判斷采用低頻控制還是高頻控制，將電機控制器6檢測到的勵磁電流矢量幅值與預先設定的閾值進行比較，閾值具有上限值和下限值，當勵磁電流矢量幅值大于上限值時，電機控制器高頻輸出，控制助力電機高轉速工作；當勵磁電流矢量幅值小于下限值時，電機控制器低頻輸出，控制助力電機低轉速工作；當勵磁電流矢量幅值由小于下限值轉為介于上限值與下限值之間時，電機控制器低頻輸出，助力電機低轉速工作；當勵磁電流矢量幅值由大于下限值轉為介于上限值與下限值之間時，電機控制器高頻輸出，助力電機高轉速工作。