專利名稱：采用變頻策略的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛助力轉(zhuǎn)向領(lǐng)域，具體涉及一種采用變頻策略的電動液壓助力轉(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。當(dāng)前新能源客車采用的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為定頻常流式電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。車輛在實際運行工況中，大多時間處于直線行駛或微調(diào)方向盤狀態(tài)，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(zhuǎn)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(tài)，增加了車載動力電源的消耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其電機轉(zhuǎn)速控制方法，用以降低電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電能消耗，提高車載能源的有效利用率。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的系統(tǒng)方案是基于變頻策略的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向機、轉(zhuǎn)向油泵、轉(zhuǎn)向油路和助力電機，轉(zhuǎn)向機用于與轉(zhuǎn)向盤連接，轉(zhuǎn)向油泵連接助力電機，轉(zhuǎn)向油路通過軟管或液壓管連接于轉(zhuǎn)向油泵與轉(zhuǎn)向機之間，還包括用于控制所述助力電機轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向系統(tǒng)還設(shè)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(fā)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(yù)先設(shè)定的閾值進行比較，所述閾值設(shè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速工作。本發(fā)明所達(dá)到的有益效果
(I)系統(tǒng)中設(shè)有與助力電機連接的電機控制器，根據(jù)車輛不同的工況條件，電機控制器可以根據(jù)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(zhuǎn)速，降低了電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)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(yīng)復(fù)雜惡劣的車輛運行環(huán)境。(3)閾值設(shè)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(jié)果的頻繁變化。


圖I是本發(fā)明電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細(xì)的說明。如圖I所示，本發(fā)明電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向盤I、轉(zhuǎn)向機2、轉(zhuǎn)向油路3、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向機2與轉(zhuǎn)向盤I連接，用于為轉(zhuǎn)向盤I提供助力，助力電機5與轉(zhuǎn)向油泵4連接，用于為轉(zhuǎn)向油泵4和整個轉(zhuǎn)向系統(tǒng)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(nèi)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(zhuǎn)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(wěn)定的范圍,助力力矩值對應(yīng)于助力電機的勵磁電流矢量幅值，當(dāng)車輛直線行駛或微調(diào)轉(zhuǎn)向盤I時，對助力力矩需求很小，轉(zhuǎn)向機2內(nèi)液壓油的壓力較小，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動；當(dāng)需要大角度調(diào)整轉(zhuǎn)向盤I時，對助力力矩需求大，轉(zhuǎn)向機2內(nèi)液壓油的壓力變大，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動，以保證良好的助力性能。關(guān)于油泵油壓與助力電機勵磁電流的關(guān)系，由于屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。電機控制器6根據(jù)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(yù)先設(shè)定的閾值進行比較，閾值具有上限值和下限值，當(dāng)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(zhuǎn)速工作；當(dāng)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(zhuǎn)速工作；當(dāng)勵磁電流矢量幅值由小于下限值轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速工作；當(dāng)勵磁電流矢量幅值由大于下限值轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速工作。
權(quán)利要求
1.一種采用變頻策略的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向機、轉(zhuǎn)向油泵、轉(zhuǎn)向油路和助力電機，轉(zhuǎn)向機用于與轉(zhuǎn)向盤連接，轉(zhuǎn)向油泵連接助力電機，轉(zhuǎn)向油路通過軟管或液壓管連接于轉(zhuǎn)向油泵與轉(zhuǎn)向機之間，其特征在于，包括用于控制所述助力電機的電機控制器，所述電機控制器包括用于采集勵磁電流的電路，所述助力電機為三相變頻交流電機。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的采用變頻策略的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)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。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的采用變頻策略的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述電機控制器輸入連接車載動力電源，所述車載動力電源為超級電容/鋰電池。
4.一種如權(quán)利要求I所述的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，將電機控制器檢測到的助力電機的勵磁電流矢量幅值與預(yù)先設(shè)定的閾值進行比較，所述閾值包括上限值和下限值； 若所述電機控制器檢測到的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(zhuǎn)速工作； 若所述電機控制器檢測到的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(zhuǎn)速工作； 若電機控制器檢測到的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(zhuǎn)速工作； 若電機控制器檢測到的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(zhuǎn)速工作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用變頻策略的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法，該系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向機、轉(zhuǎn)向油泵、轉(zhuǎn)向油路和助力電機，轉(zhuǎn)向盤用于與轉(zhuǎn)向機連接，轉(zhuǎn)向油泵連接助力電機，轉(zhuǎn)向油路通過軟管或液壓管連接于轉(zhuǎn)向油泵與轉(zhuǎn)向機之間，還包括用于控制所述助力電機轉(zhuǎn)速的電機控制器，電機控制器可以根據(jù)采集到的助力電機的勵磁電流的大小，控制助力電機在不同的工況條件下工作于不同的轉(zhuǎn)速，降低電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電能消耗，提高車載能源的有效利用率。
文檔編號B62D5/06GK102887169SQ20121036668
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者黃建, 李振山, 彭能嶺, 黃彬偉, 郭濤, 何黎明 申請人:鄭州宇通客車股份有限公司