專利名稱：混合驅(qū)動的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合驅(qū)動的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，簡稱EHPS，廣泛應(yīng)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。傳統(tǒng)的新能源客車采用的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為單液壓驅(qū)動，即助力轉(zhuǎn)向器由一個液壓泵提供助力，而液壓泵由汽車發(fā)動機驅(qū)動，一旦發(fā)動機停止運轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)向油泵和助力轉(zhuǎn)向器也就隨即停止工作，方向盤的轉(zhuǎn)向變得沉重，無法滿足客車的停機轉(zhuǎn)向或倒車轉(zhuǎn)向需要。中國專利CN202193115U公開了一種混合動力汽車用雙泵液壓助力轉(zhuǎn)向裝置，該裝置的儲油罐和助力轉(zhuǎn)向器之間具有兩個并聯(lián)的油路，其中一個并聯(lián)油路上設(shè)有主液壓單元，另一個并聯(lián)油路上設(shè)有輔助液壓單元。主液壓單元包括串聯(lián)在對應(yīng)油路上的主液壓泵，主液壓泵由汽車發(fā)動機驅(qū)動；輔助液壓單元包括串聯(lián)在對應(yīng)油路上的輔助液壓泵，輔助液壓泵由輔助轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動。主液壓泵和輔助液壓泵之間設(shè)有梭閥，梭閥的兩個進油口分別與主液壓泵和輔助液壓泵的出油口一一對應(yīng)連接，梭閥的出油口與助力轉(zhuǎn)向器的進油口連接。該裝置采用主液壓單元和輔助液壓單元同時為助力轉(zhuǎn)向器提供驅(qū)動液壓，即使發(fā)動機停止運轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，還有輔助轉(zhuǎn)向電機和輔助液壓泵為助力轉(zhuǎn)向器提供助力，但是由于兩個液壓單元對應(yīng)的高壓油路通過梭閥與助力轉(zhuǎn)向器連接，梭閥只能保證油壓較高一側(cè)的油路導(dǎo)通，也就是說當(dāng)主液壓泵輸出的油壓大于輔助液壓泵輸出的油壓時，只有主液壓泵為助力轉(zhuǎn)向器提供助力，但是輔助轉(zhuǎn)向電機還在繼續(xù)運行，輔助液壓泵輸出的流量白白浪費掉，造成輔助液壓泵輸出的能量浪費；當(dāng)主液壓泵輸出的油壓小于輔助液壓泵輸出的油壓時，只有輔助液壓泵為助力轉(zhuǎn)向器提供助力，但是發(fā)動機還在繼續(xù)運行，主液壓泵輸出的流量白白浪費掉，造成發(fā)動機輸出的能量浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種混合驅(qū)動的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不能兼顧為助力轉(zhuǎn)向器提供不同助力的兩個液壓單元，而造成能量浪費的問題。同時本發(fā)明還提供了該系統(tǒng)的控制方法。本發(fā)明的混合驅(qū)動的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法采用如下技術(shù)方案:一種混合驅(qū)動的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法，該方法對應(yīng)的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括主液壓單元和輔助液壓單元，其中，主液壓單元的主液壓泵由汽車主電機驅(qū)動，輔助液壓單元的輔助液壓泵由輔助轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動；主液壓單元的主控制器實時測量主液壓泵輸出的流量Si，并將測量的結(jié)果實時反饋給輔助液壓單元的輔助控制器，輔助控制器根據(jù)反饋的結(jié)果控制輔助液壓泵輸出流量S2，S2 ^ P-Sl，P為助力轉(zhuǎn)向器工作所需的恒定流量。所述主控制器通過測量汽車主電機的轉(zhuǎn)速來測量主液壓泵的流量，所述輔助控制器通過控制輔助轉(zhuǎn)向電機的轉(zhuǎn)速來控制輔助液壓泵輸出的流量。
本發(fā)明的混合驅(qū)動的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用如下技術(shù)方案:一種實施上述控制方法的混合驅(qū)動的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括儲油罐和助力轉(zhuǎn)向器，儲油罐和助力轉(zhuǎn)向器之間并聯(lián)設(shè)置有主液壓單元和輔助液壓單元，主液壓單元包括依次串聯(lián)在對應(yīng)并聯(lián)油路上的主液壓泵和主單向閥，主液壓泵由汽車主電機驅(qū)動，輔助液壓單元包括依次串聯(lián)在對應(yīng)并聯(lián)油路上的輔助液壓泵和輔助單向閥，輔助液壓泵由輔助轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動；所述主單向閥和輔助單向閥之間設(shè)有三通，三通的兩個出油口分別與主單向閥和輔助單向閥一一對應(yīng)連接，三通的出油口與助力轉(zhuǎn)向器的進油口之間的油路上串聯(lián)有溢流閥，溢流閥的出油口與助力轉(zhuǎn)向器的進油口連接、溢流口與儲油罐連接；主液壓單元還包括用于測量主液壓泵輸出的流量大小的主控制器，輔助液壓單元還包括與主控制器連接的、用于控制主液壓泵輸出流量大小的輔助控制器。所述主控制器通過測量汽車主電機的轉(zhuǎn)速來測量主液壓泵的流量大小，所述輔助液壓泵由輔助轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動，輔助控制器通過控制輔助轉(zhuǎn)向電機來控制輔助液壓泵輸出的流量。采用上述結(jié)構(gòu)的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，由于在主液壓單元的主單向閥和輔助液壓單元的輔助單向閥之間設(shè)置了三通，這樣兩個并聯(lián)的高壓油路在三通位置處進行會合，兩個油路上的液壓泵不僅能獨立的為助力轉(zhuǎn)向器提供助力，還能夠提供二者的合力；而三通和助力轉(zhuǎn)向器之間設(shè)置的溢流閥，能夠保證輸入到助力轉(zhuǎn)向器的流量在一定范圍內(nèi)，防止進入助力轉(zhuǎn)向器的流量過大而對助力轉(zhuǎn)向器造成損害；更重要的是，主控制器實時測量主液壓泵輸出流量大小，而輔助控制器根據(jù)主控制器反饋的結(jié)果控制輔助液壓泵相應(yīng)的輸出流量，根據(jù)主液壓泵輸出流量的情況，來實時調(diào)節(jié)輔助液壓泵輸出的流量，這樣可以很好的兼顧兩個液壓單元的助力，防止能量浪費。


圖1為本發(fā)明的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的實施例:如圖1所示，包括儲油罐3和助力轉(zhuǎn)向器5，儲油罐3具有兩個出油口和一個回油口，助力轉(zhuǎn)向器5具有一個進油口和一個出油出口，助力轉(zhuǎn)向器5的出油口與儲油罐3的回油口連接；儲油罐3的兩個出油口和助力轉(zhuǎn)向器5的進油口之間設(shè)有兩個并聯(lián)的油路，其中一個并聯(lián)的油路上設(shè)有主液壓單元，另一個并聯(lián)油路上設(shè)有輔助液壓單元。其中，主液壓單元包括依次串聯(lián)在對應(yīng)并聯(lián)油路上的主液壓泵4和主單向閥7，主液壓泵4通過齒輪組2與汽車主電機I傳動連接；輔助液壓單元包括依次串聯(lián)在對應(yīng)并聯(lián)油路上的輔助液壓泵10和輔助單向閥9，輔助液壓泵10與輔助轉(zhuǎn)向電機11直接傳動連接；在主單向閥7和輔助單向閥9之間設(shè)有三通8，三通8具有兩個進油口和一個出油口，主單向閥7和輔助單向閥9分別對應(yīng)設(shè)置在三通8的兩個進油口處，在三通8的出油口和助力轉(zhuǎn)向器5的進油口之間的油路上串聯(lián)有溢流閥6，溢流閥6的出油口與助力轉(zhuǎn)向器5的進油口連接、溢流口與儲油罐3連接，溢流閥6能夠保證由三通8進入到助力轉(zhuǎn)向器5的高壓油的流量維持在一定范圍內(nèi)，防止進入助力轉(zhuǎn)向器5的流量過大而對助力轉(zhuǎn)向器造成損害。本實施例中，主液壓單元還包括一個用于測量汽車主電機I轉(zhuǎn)速大小的主控制器14，輔助液壓單元還包括一個用于控制輔助轉(zhuǎn)向電機11運轉(zhuǎn)工況的輔助控制器12，輔助控制器12通過CAN總線與主控制器14連接以實現(xiàn)信息交換。當(dāng)主電機I工作時，經(jīng)過主液壓泵4的液壓油變?yōu)楦邏河?，高壓油?jīng)主單向閥7和三通8進入到助力轉(zhuǎn)向器5，使助力轉(zhuǎn)向器5工作，主單向閥7用以防止經(jīng)過的高壓油逆流；當(dāng)輔助轉(zhuǎn)向電機11工作時，經(jīng)過輔助液壓泵10的液壓油變成高壓油，高壓油經(jīng)輔助單向閥
9、三通8進入助力轉(zhuǎn)向器5，使助力轉(zhuǎn)向器5工作，輔助單向閥9用以防止經(jīng)過的高壓油逆流；當(dāng)主電機1、輔助電機11同時工作時，兩路高壓油在三通8內(nèi)會合后進入到助力轉(zhuǎn)向器5，使助力轉(zhuǎn)向器5工作。由于三通8的出油口和助力轉(zhuǎn)向器5的進油口之間的油路上串聯(lián)了溢流閥6，溢流閥6輸出的流量大小(即助力轉(zhuǎn)向器5輸入的流量大小)基本上是恒定的，保證了助力轉(zhuǎn)向器5輸出的轉(zhuǎn)向力維持在了一個穩(wěn)定的范圍內(nèi)。上述實施例的具體控制方法為:從上述內(nèi)容中可知，進入到助力轉(zhuǎn)向器5內(nèi)的流量大小最終是由主液壓泵4輸出的流量大小和輔助液壓泵10輸出的流量大小共同決定的，設(shè)定進入到助力轉(zhuǎn)向器5內(nèi)的流量大小為P，主液壓泵4輸出的流量大小為SI，輔助液壓泵10輸出的流量大小為S2。其中，SI的值由主電機I的轉(zhuǎn)速nl和主液壓泵的排量cl決定，即Sl=nlXcl，同樣的，S2的值由輔助轉(zhuǎn)向電機11的轉(zhuǎn)速n2和輔助液壓泵的排量c2決定，即S2=n2Xc2，這樣由三通8輸出的流量大小(即溢流閥6輸入的流量大小)S=S1+S2。本實施例中，溢流閥6前后進出的流量應(yīng)始終滿足S ^ P ;同時，由于汽車主電機I的工作狀態(tài)決定了汽車的工作狀態(tài)(如高速、低速、倒車等)，其運轉(zhuǎn)工況要不時的發(fā)生變化，為了滿足S ^ P的條件以及最小的能量消耗，通過主控制器14和輔助控制器12的信息交換，即主控制器14用以采集汽車主電機I轉(zhuǎn)速大小nl的結(jié)果，輔助控制器12根據(jù)主控制器14反饋的結(jié)果相應(yīng)的控制輔助轉(zhuǎn)向電機11的運轉(zhuǎn)，以保證輔助轉(zhuǎn)向電機11的轉(zhuǎn)速隨主電機I的變化而變化，即:
當(dāng)主電機I停止運轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時，其轉(zhuǎn)速nl=0，主液壓泵4輸出的流量S1=0，主控制器14將采集到的信息反饋給輔助控制器12，輔助控制器12根據(jù)反饋的結(jié)果進行計算，計算出輔助轉(zhuǎn)向電機11的轉(zhuǎn)速n2，以 滿足nl Xcl+ n2Xc2 ^ P，輔助控制器12控制輔助轉(zhuǎn)向電機11全速運轉(zhuǎn)，此時，只有輔助液壓泵10為助力轉(zhuǎn)向器5提供流量。當(dāng)主電機I低速運轉(zhuǎn)時，主液壓泵4輸出的流量不足以滿足助力轉(zhuǎn)向器5所需的流量，主控制器14將信息反饋給輔助控制器12，輔助控制器12計算出輔助轉(zhuǎn)向電機11需要的最小轉(zhuǎn)速，從而控制輔助轉(zhuǎn)向電機11以合適轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，此時，主液壓泵I和輔助液壓泵10共同為助力轉(zhuǎn)向器5提供流量。當(dāng)主電機I高速運轉(zhuǎn)時，主液壓泵4輸出的流量足以滿足助力轉(zhuǎn)向器5所需的流量，主控制器14將信息發(fā)送給輔助控制器12，輔助控制器12會控制輔助轉(zhuǎn)向電機11停止工作，此時只有主液壓泵4為助力轉(zhuǎn)向器5提供流量。上述實施例具體工作原理如下:該系統(tǒng)應(yīng)用在新能源汽車上，主液壓泵4、輔助液壓泵10的工作狀態(tài)與汽車的工作狀態(tài)有關(guān)，即當(dāng)車輛原地轉(zhuǎn)向、倒車及滑行回饋時，主電機I不轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，輔助轉(zhuǎn)向電機11工作，只有輔助液壓泵10為助力轉(zhuǎn)向器5提供轉(zhuǎn)向助力；當(dāng)車輛低速前進時，主電機I正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速小于轉(zhuǎn)速閥值，主液壓泵4提供的助力無法滿足轉(zhuǎn)向需求，此時，輔助轉(zhuǎn)向電機11也工作，助力轉(zhuǎn)向器5得到二者的合力；當(dāng)車輛高速前進時，主電機I正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速高于轉(zhuǎn)速閥值，主液壓泵4提供的助力滿足轉(zhuǎn)向需求，輔助轉(zhuǎn)向電機11停止工作。在其他實施例中，通過在主液壓泵的高壓油路上分別設(shè)置流量表，主控制器直接測量主液壓泵實際輸出的流量大小，并將測量結(jié)果反饋給輔助控制器，輔助控制器根據(jù)反饋結(jié)果控制輔助轉(zhuǎn)向電機的運轉(zhuǎn)；或者在主液壓泵的高壓油路上設(shè)置流量表的同時，在輔助液壓泵的高壓油路上設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥，主控制器直接測量主液壓泵實際輸出的流量大小，并將測量結(jié)果反饋給輔助控制器，與此同時輔助轉(zhuǎn)向電機保持定速運轉(zhuǎn)，輔助控制器根據(jù)反饋結(jié)果控制流量調(diào)節(jié)閥來控制輔助液壓泵的流量輸出，并在流量調(diào)節(jié)閥完全關(guān)閉時，控制輔助轉(zhuǎn)向電機停止工作。本發(fā)明的混合驅(qū)動的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法的實施例:與上述實施例中的控制方法一致，其內(nèi)容在此不再贅述。
權(quán)利要求
1.一種混合驅(qū)動的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法,其特征在于:該方法對應(yīng)的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括主液壓單元和輔助液壓單元，其中，主液壓單元的主液壓泵由汽車主電機驅(qū)動，輔助液壓單元的輔助液壓泵由輔助轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動；主液壓單元的主控制器實時測量主液壓泵輸出的流量Si，并將測量的結(jié)果實時反饋給輔助液壓單元的輔助控制器，輔助控制器根據(jù)反饋的結(jié)果控制輔助液壓泵輸出流量S2，S2 ^ P-Sl, P為助力轉(zhuǎn)向器工作所需的恒定流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合驅(qū)動的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述主控制器通過測量汽車主電機的轉(zhuǎn)速來測量主液壓泵的流量，所述輔助控制器通過控制輔助轉(zhuǎn)向電機的轉(zhuǎn)速來控制輔助液壓泵輸出的流量。
3.一種實施如權(quán)利要求1所述控制方法的混合驅(qū)動的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于:包括儲油罐和助力轉(zhuǎn)向器，儲油罐和助力轉(zhuǎn)向器之間并聯(lián)設(shè)置有主液壓單元和輔助液壓單元，主液壓單元包括依次串聯(lián)在對應(yīng)并聯(lián)油路上的主液壓泵和主單向閥，主液壓泵由汽車主電機驅(qū)動，輔助液壓單元包括依次串聯(lián)在對應(yīng)并聯(lián)油路上的輔助液壓泵和輔助單向閥，輔助液壓泵由輔助轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動；所述主單向閥和輔助單向閥之間設(shè)有三通，三通的兩個出油口分別與主單向閥和輔助單向閥一一對應(yīng)連接，三通的出油口與助力轉(zhuǎn)向器的進油口之間的油路上串聯(lián)有溢流閥，溢流閥的出油口與助力轉(zhuǎn)向器的進油口連接、溢流口與儲油罐連接；主液壓單元還包括用于測量主液壓泵輸出的流量大小的主控制器，輔助液壓單元還包括與主控制器連接的、用于控制主液壓泵輸出流量大小的輔助控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合驅(qū)動的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于:所述主控制器通過測量汽車主電機的轉(zhuǎn)速來測量主液壓泵的流量大小，所述輔助液壓泵由輔助轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動，輔助控制 器通過控制輔助轉(zhuǎn)向電機來控制輔助液壓泵輸出的流量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混合驅(qū)動的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法，該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的儲油罐和助力轉(zhuǎn)向器之間并聯(lián)設(shè)置有主液壓單元和輔助液壓單元，主液壓單元的主單向閥和輔助液壓單元的輔助單向閥之間設(shè)有三通，三通的兩個出油口分別與主單向閥和輔助單向閥連接，三通的出油口與助力轉(zhuǎn)向器的進油口之間的油路上串聯(lián)有溢流閥；主液壓單元還包括用于測量主液壓泵輸出的流量大小的主控制器，輔助液壓單元還包括與主控制器連接的、用于控制主液壓泵輸出流量大小的輔助控制器。該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法根據(jù)主液壓泵輸出流量的情況，來實時調(diào)節(jié)輔助液壓泵輸出的流量，這樣可以很好的兼顧兩個液壓單元的助力，防止能量浪費。
文檔編號B62D5/06GK103192872SQ20131011920
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月8日
發(fā)明者李振山, 黃彬偉, 黃建, 彭能嶺, 高云慶, 張春敏 申請人:鄭州宇通客車股份有限公司