用于新能源客車的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于新能源客車的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法，該助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括：儲能機(jī)構(gòu)；變頻輔助逆變電源，與儲能機(jī)構(gòu)電連接，用于將儲能機(jī)構(gòu)的直流高壓輸出為頻率可變的交流電壓；整車控制器，與變頻輔助逆變電源電連接，用于通過采集的信號來判斷駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖并根據(jù)駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖從而相應(yīng)控制變頻輔助逆變電源的輸出；電動助力轉(zhuǎn)向泵，與變頻輔助逆變電源電連接，由變頻輔助逆變電源驅(qū)動電動助力轉(zhuǎn)向泵的液壓泵頭來驅(qū)動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)向。該助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能有效降低能耗。
【專利說明】用于新能源客車的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法，具體涉及一種用于新能源客車如純電動或者包括電動的混合型的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其轉(zhuǎn)向方法。
【背景技術(shù)】
[0002]轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是車輛的關(guān)鍵部件，直接關(guān)系到整車的操縱性、穩(wěn)定性和安全性。為減輕駕駛員負(fù)擔(dān)，傳統(tǒng)公交客車一般采用機(jī)械式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來輔助轉(zhuǎn)向器進(jìn)行轉(zhuǎn)向。該機(jī)械式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般由發(fā)動機(jī)通過皮帶輪驅(qū)動液壓泵產(chǎn)生助力。而新能源公交客車如純電動動力客車或者包括電動的混合動力客車會存在發(fā)動機(jī)熄火的運行工況，不太適合采用機(jī)械式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，故大都采用電動助力液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)?，F(xiàn)有技術(shù)的電動助力液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般主要由定頻輔助電源、電動助力轉(zhuǎn)向泵、液壓油罐、轉(zhuǎn)向器組成，定頻輔助電源輸出頻率固定的交流電壓來驅(qū)動電動助力轉(zhuǎn)向泵，通過電動助力轉(zhuǎn)向泵的液壓泵頭使液壓油罐內(nèi)的流體以的流速流向轉(zhuǎn)向器，為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供動力。但現(xiàn)有技術(shù)的電動助力液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)存在以下缺點:由于現(xiàn)有技術(shù)的電動助力液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無法實時判斷駕駛員的操縱意圖，必須不間斷地提供動力，即在無轉(zhuǎn)向工況時定頻輔助電源也要保持定頻輸出，從而浪費了儲能機(jī)構(gòu)的能量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的一個技術(shù)問題是，提供一種能有效降低能耗的用于新能源客車的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種具有以下結(jié)構(gòu)的用于新能源客車的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括:
[0005]儲能機(jī)構(gòu)；
[0006]變頻輔助逆變電源，與儲能機(jī)構(gòu)電連接，用于將儲能機(jī)構(gòu)的直流高壓輸出為頻率可變的交流電壓；
[0007]整車控制器，與變頻輔助逆變電源電連接，用于通過采集的信號來判斷駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖并根據(jù)駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖從而相應(yīng)控制變頻輔助逆變電源的輸出；
[0008]電動助力轉(zhuǎn)向泵，與輔助逆變電源電連接，由輔助逆變電源驅(qū)動電動助力轉(zhuǎn)向泵的液壓泵頭來驅(qū)動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)向。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的用于新能源客車的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有以下優(yōu)點:
[0010]由于能耗是驗證新能源公交客車的關(guān)鍵指標(biāo)，如何有效降低能耗是現(xiàn)新能源公交客車開發(fā)過程中一項十分重要的關(guān)鍵技術(shù)。采用以上方案的新能源公交客車，可通過整車控制器V⑶(Vchicle Control Unit,又稱車輛控制單元)采集的信號來判斷駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖，并控制變頻輔助逆變電源的輸出。換句話說，在駕駛員駕駛車輛無轉(zhuǎn)向動作時可實時有效關(guān)斷輔助電源輸出、控制液壓流量；在駕駛員駕駛車輛進(jìn)行小轉(zhuǎn)向動作時輸出較低頻率驅(qū)動電動助力轉(zhuǎn)向泵輸出較小功率，節(jié)省能耗；在駕駛員駕駛車輛進(jìn)行大轉(zhuǎn)向時控制變頻輔助逆變電源將儲能機(jī)構(gòu)的直流高壓轉(zhuǎn)換為較高頻率的三相交流電壓，驅(qū)動電動助力轉(zhuǎn)向泵高速運轉(zhuǎn)輸出較大功率。也就是整車控制器VCU可根據(jù)不同的狀態(tài)控制電動助力轉(zhuǎn)向泵有不同的輸出功率，從而可有效降低車輛能耗。
[0011]作為本發(fā)明的用于新能源客車的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一種優(yōu)選，所述采集的信號包括角度信號和車速信號。根據(jù)角度信號和車速信號來判斷駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖。
[0012]作為本發(fā)明的用于新能源客車的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的另一種優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向器上安裝有用于將駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖傳遞給整車控制器的角度傳感器，所述角度傳感器與整車控制器電連接。所述角度傳感器可將駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖通過角度傳感器傳遞給整車控制器VCU，然后整車控制器VCU根據(jù)采集的信號進(jìn)行判斷并輸出信號給變頻輔助逆變電源。
[0013]作為本發(fā)明的用于新能源客車的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的還有一種優(yōu)選，所述電動助力轉(zhuǎn)向泵與轉(zhuǎn)向器之間通過油管連接，所述電動助力轉(zhuǎn)向泵的吸油口連接有液壓油罐，所述轉(zhuǎn)向器的回油口與液壓油罐連接，所述電動助力轉(zhuǎn)向泵將從液壓油罐吸取的液壓油轉(zhuǎn)換為高壓油輸出給轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向器輔助驅(qū)動轉(zhuǎn)向器完成轉(zhuǎn)向。
[0014]本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是，提供一種能有效降低能耗的用于新能源客車的助力轉(zhuǎn)向控制方法。
[0015]針對該技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種用于新能源客車的助力轉(zhuǎn)向控制方法，采用本發(fā)明的用于新能源客車的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，并包括以下步驟:
[0016]整車控制器采集處理來自角度傳感器的角度信號及車輛CAN網(wǎng)絡(luò)的車速信號，當(dāng)車輛低速需要相對大的轉(zhuǎn)向時，整車控制器控制變頻輔助逆變電源將儲能機(jī)構(gòu)的直流高壓轉(zhuǎn)換為較高頻率的三相交流電壓，驅(qū)動電動助力轉(zhuǎn)向泵高速運轉(zhuǎn)而輸出較大功率，同時液壓油罐內(nèi)的液壓油以一定的流速流經(jīng)轉(zhuǎn)向器，以便于駕駛員操縱方向盤；
[0017]當(dāng)車輛以較高速度行駛在相對小的轉(zhuǎn)向或在無轉(zhuǎn)向狀態(tài)時，整車控制器控制變頻輔助逆變電源以較低頻率輸出或者關(guān)斷輸出，驅(qū)動電動助力轉(zhuǎn)向泵低速運轉(zhuǎn)而輸出較小功率或無功率輸出，從而降低儲能機(jī)構(gòu)的能耗。
[0018]根據(jù)不同的轉(zhuǎn)向狀態(tài)最終控制輸出不同的功率，尤其是在小轉(zhuǎn)向或在無轉(zhuǎn)向狀態(tài)時以較低頻率輸出或者關(guān)斷輸出，從而達(dá)到有效降低系統(tǒng)能耗的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1所示是本發(fā)明的用于新能源客車的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理圖。
[0020]圖中所示:1、儲能機(jī)構(gòu)，2、變頻輔助逆變電源，3、整車控制器，4、電動助力轉(zhuǎn)向泵，
5、液壓油罐,6、轉(zhuǎn)向系統(tǒng),6.1、轉(zhuǎn)向器,6.2、方向盤,6.3、轉(zhuǎn)向輪。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0022]如圖1所示為本發(fā)明的用于新能源客車的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一種具體實施例的原理圖。在該實施例中，采用虛線加尖頭表示低壓電氣連接，采用單實線表示高壓電氣連接，點劃線加箭頭代表液壓油的流向。該用于新能源客車的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括:
[0023]儲能機(jī)構(gòu)I ;[0024]變頻輔助逆變電源2，與儲能機(jī)構(gòu)I電連接，用于將儲能機(jī)構(gòu)I的直流高壓輸出為頻率可變的交流電壓；
[0025]整車控制器3，與變頻輔助逆變電源2電連接，用于通過采集的信號來判斷駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖并根據(jù)駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖從而相應(yīng)控制變頻輔助逆變電源2的輸出；
[0026]電動助力轉(zhuǎn)向泵4，與變頻輔助逆變電源電2連接，由變頻輔助逆變電源2驅(qū)動電動助力轉(zhuǎn)向泵4的液壓泵頭來驅(qū)動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)6進(jìn)行轉(zhuǎn)向。所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)6包括方向盤6.2、與方向盤6.2連接的轉(zhuǎn)向器6.1和與轉(zhuǎn)向器6.1連接的轉(zhuǎn)向輪6.3。
[0027]所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)6的轉(zhuǎn)向器6.1上安裝有角度傳感器，所述角度傳感器與整車控制器3電連接。
[0028]所述電動助力轉(zhuǎn)向泵4與轉(zhuǎn)向器6.1之間通過油管連接，所述電動助力轉(zhuǎn)向泵4的吸油口連接有液壓油罐5，所述轉(zhuǎn)向器6.1的回油口與液壓油罐5連接，所述電動助力轉(zhuǎn)向泵4將從液壓油罐5吸取的液壓油轉(zhuǎn)換為高壓油輸出給轉(zhuǎn)向系統(tǒng)6的轉(zhuǎn)向器6.1輔助驅(qū)動轉(zhuǎn)向器6.1完成轉(zhuǎn)向。
[0029]在本實施例例中，轉(zhuǎn)向器6.1與液壓油罐5通過油管連接，液壓油罐5與電動助力轉(zhuǎn)向泵4之間通過油管連接，電動助力轉(zhuǎn)向泵4與轉(zhuǎn)向器6.1之間通過油管連接。轉(zhuǎn)向器
6.1與方向盤6.2、轉(zhuǎn)向器6.1與轉(zhuǎn)向輪6.3之間均通過機(jī)械連接。
[0030]本發(fā)明還公開了一種用于新能源客車的助力轉(zhuǎn)向控制方法，采用本發(fā)明的用于新能源客車的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，并包括以下步驟:
[0031]整車控制器3采集并處理角度傳感器傳遞的角度信號及從整車CAN網(wǎng)絡(luò)中采集當(dāng)前的車速信號，當(dāng)車輛低速需要大轉(zhuǎn)向時，整車控制器3控制變頻輔助逆變電源2將儲能機(jī)構(gòu)I的直流高壓轉(zhuǎn)換為較高頻率的三相交流電壓，驅(qū)動電動助力轉(zhuǎn)向泵4高速運轉(zhuǎn)輸出較大功率，油罐5內(nèi)的液壓油以一定的流速流經(jīng)轉(zhuǎn)向器6.1，從而使駕駛員操縱方向盤6.2控制轉(zhuǎn)向輪6.3的轉(zhuǎn)向更省力；
[0032]當(dāng)車輛以較高速度行駛在小轉(zhuǎn)向或在無轉(zhuǎn)向狀態(tài)時，整車控制器3控制變頻輔助逆變電源2以較低頻率輸出或者關(guān)斷輸出，驅(qū)動電動助力轉(zhuǎn)向泵4低速運轉(zhuǎn)輸出較小功率或無功率輸出，從而降低儲能機(jī)構(gòu)I的能耗。
[0033]雖然已經(jīng)結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，然而可以理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對其進(jìn)行各種改進(jìn)或替換。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)上的沖突，各實施例中的特征均可相互結(jié)合起來，所形成的組合式特征仍屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明并不局限于文中公開的特定實施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。
【權(quán)利要求】
1.一種用于新能源客車的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括: 儲能機(jī)構(gòu)； 變頻輔助逆變電源，與儲能機(jī)構(gòu)電連接，用于將儲能機(jī)構(gòu)的直流高壓輸出為頻率可變的交流電壓； 整車控制器，與變頻輔助逆變電源電連接，用于通過采集的信號來判斷駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖并根據(jù)駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖從而相應(yīng)控制變頻輔助逆變電源的輸出； 電動助力轉(zhuǎn)向泵，與變頻輔助逆變電源電連接，由變頻輔助逆變電源驅(qū)動電動助力轉(zhuǎn)向泵的液壓泵頭來驅(qū)動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于新能源客車的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述采集的信號包括角度信號和車速信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于新能源客車的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向器上安裝有用于將駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖傳遞給整車控制器的角度傳感器，所述角度傳感器與整車控制器電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的用于新能源客車的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述電動助力轉(zhuǎn)向泵與轉(zhuǎn)向器之間通過油管連接，所述電動助力轉(zhuǎn)向泵的吸油口連接有液壓油罐，所述轉(zhuǎn)向器的回油口與液壓油罐連接，所述電動助力轉(zhuǎn)向泵將從液壓油罐吸取的液壓油轉(zhuǎn)換為高壓油輸出給轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向器輔助驅(qū)動轉(zhuǎn)向器完成轉(zhuǎn)向。
5.一種用于新能源客車的助力轉(zhuǎn)向控制方法，采用權(quán)利要求4所述的用于新能源客車的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，并包括以下步驟: 整車控制器采集處理來自角度傳感器的角度信號及車輛CAN網(wǎng)絡(luò)的車速信號，當(dāng)車輛低速需要相對大的轉(zhuǎn)向時，整車控制器控制變頻輔助逆變電源將儲能機(jī)構(gòu)的直流高壓轉(zhuǎn)換為較高頻率的三相交流電壓，驅(qū)動電動助力轉(zhuǎn)向泵高速運轉(zhuǎn)而輸出較大功率，同時液壓油罐內(nèi)的液壓油以一定的流速流經(jīng)轉(zhuǎn)向器，以便于駕駛員操縱方向盤； 當(dāng)車輛以較高速度行駛在相對小的轉(zhuǎn)向或在無轉(zhuǎn)向狀態(tài)時，整車控制器控制變頻輔助逆變電源以較低頻率輸出或者關(guān)斷輸出，驅(qū)動電動助力轉(zhuǎn)向泵低速運轉(zhuǎn)而輸出較小功率或無功率輸出，從而降低儲能機(jī)構(gòu)的能耗。
【文檔編號】B62D6/00GK103481944SQ201310434009
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月23日
【發(fā)明者】彭再武, 汪偉, 毛懿坪, 何亮, 席力克, 王坤俊 申請人:湖南南車時代電動汽車股份有限公司