智能液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于車(chē)輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，更具體地，設(shè)及一種智能液壓助力轉(zhuǎn)向系 統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前新能源電動(dòng)汽車(chē)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般采用轉(zhuǎn)閥式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器總成和電動(dòng)累，轉(zhuǎn)閥 式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器總成包括機(jī)械轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸和轉(zhuǎn)閥，轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸內(nèi)通過(guò)活塞分成兩個(gè) 工作腔，汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)，方向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)閥旋轉(zhuǎn)，通過(guò)轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)動(dòng)控制流入兩個(gè)工作腔的油 液量，從而造成兩個(gè)工作腔具有液壓差，活塞受液壓力作用產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)向器工作， 從而實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的轉(zhuǎn)向助力。
[0003] 采用運(yùn)種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電動(dòng)汽車(chē)在方向盤(pán)打死時(shí)，電動(dòng)累仍在工作，此時(shí)轉(zhuǎn)向器總 成中的轉(zhuǎn)閥處于關(guān)閉狀態(tài)，油液無(wú)法進(jìn)入轉(zhuǎn)向器總成，電動(dòng)累的內(nèi)壓力瞬間增加，電動(dòng)累內(nèi) 的油液的溫度快速上升，油液的粘度變大，容易導(dǎo)致電動(dòng)累發(fā)生堵轉(zhuǎn)，電動(dòng)累內(nèi)的高溫油液 失去了良好的潤(rùn)滑性能，會(huì)造成電動(dòng)累內(nèi)的葉片與定子內(nèi)曲面變成干摩擦，從而加快定子 內(nèi)曲面的磨損，另外在高溫作用下，油液易析出碳化物等固體，運(yùn)樣會(huì)進(jìn)一步的加快定子的 磨損，而且由于轉(zhuǎn)子與配油盤(pán)的間隙很小，在油液失去潤(rùn)滑性能之后，也很容易造成配油盤(pán) 與轉(zhuǎn)子端面燒傷而使電動(dòng)累失效，此外，高溫環(huán)境還加快了電動(dòng)累上密封元件的老化速度， 加快密封件的失效造成電動(dòng)累漏油。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題就是提供一種智能液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，解決現(xiàn)有的轉(zhuǎn) 向系統(tǒng)中的電動(dòng)累中油液溫度很高的技術(shù)問(wèn)題。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] 智能液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向器總成、儲(chǔ)油罐、電動(dòng)累、轉(zhuǎn)向控制器W及用于 檢測(cè)汽車(chē)方向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的角度傳感器，所述電動(dòng)累具有進(jìn)油口和出油口，所述轉(zhuǎn)向器總 成具有入油口和回油口，所述電動(dòng)累的進(jìn)油口通過(guò)進(jìn)油管與儲(chǔ)油罐連通，所述電動(dòng)累的出 油口通過(guò)出油管與轉(zhuǎn)向器總成的入油口連通，所述轉(zhuǎn)向器總成的回油口通過(guò)回油管與儲(chǔ)油 罐連通，所述轉(zhuǎn)向控制器通過(guò)CAN總線(xiàn)接收角度傳感器的角度信號(hào)，所述轉(zhuǎn)向控制器通過(guò) UVW立相線(xiàn)與電動(dòng)累電性連接，轉(zhuǎn)向控制器根據(jù)角度信號(hào)閉環(huán)控制電動(dòng)累的轉(zhuǎn)速。
[0007] 優(yōu)選的，所述電動(dòng)累的出油口設(shè)有比例電磁閥，比例電磁閥包括閥體、比例電磁鐵 W及設(shè)在閥體中的推桿和導(dǎo)套，推桿滑動(dòng)設(shè)置于導(dǎo)套中，所述比例電磁鐵包括線(xiàn)圈和銜鐵， 該銜鐵與推桿的一端相連，所述推桿的另一端連接有推塊，該推塊將閥體的內(nèi)腔分隔為第 一內(nèi)腔和第二內(nèi)腔，所述閥體具有入油口和出油口，該閥體的入油口第一腔體連通，閥體的 出油口與第二內(nèi)腔連通，閥體的外壁中設(shè)有導(dǎo)孔，第一內(nèi)腔和第二內(nèi)腔通過(guò)導(dǎo)孔相連通，導(dǎo) 孔與第二腔體連通的開(kāi)口為節(jié)流口，第一內(nèi)腔中設(shè)有彈黃，該彈黃的一端與閥體的內(nèi)壁相 連，推桿沿軸向驅(qū)動(dòng)推塊做往復(fù)運(yùn)動(dòng)W推塊與節(jié)流口之間的間隙大小，推塊與節(jié)流口之間 的間隙變小的過(guò)程中，彈黃被推塊壓縮，比例電磁鐵的線(xiàn)圈通過(guò)轉(zhuǎn)向控制器接入直流電，轉(zhuǎn) 向控制器根據(jù)角度信號(hào)W及速度信號(hào)閉環(huán)控制線(xiàn)圈的電流大小。
[0008] 優(yōu)選的，所述推桿包括依次相連的第一桿體、第二桿體和第=桿體，所述第一桿體 的頭端連接銜鐵，所述第=桿體的頭端連接推塊，所述第一內(nèi)腔中設(shè)有具有內(nèi)腔的擋塊，該 擋塊的內(nèi)腔與導(dǎo)孔連通，該擋塊上設(shè)有連通第一內(nèi)腔和擋塊的內(nèi)腔的通孔，所述第二桿體 與通孔滑動(dòng)配合，所述第一桿體和第=桿體的外徑大于通孔的孔徑。
[0009] 優(yōu)選的，所述電動(dòng)累中設(shè)有配油盤(pán)，所述配油盤(pán)的入油口連通電動(dòng)累的出油口，該 配油盤(pán)的出油口連通第一內(nèi)腔。
[0010] 優(yōu)選的，所述電動(dòng)累具有溢流口，所述電動(dòng)累的溢流口上設(shè)有溢流閥，所述溢流閥 通過(guò)溢流管與儲(chǔ)油罐連通。
[0011] 優(yōu)選的，所述回油管上設(shè)有安全閥。
[0012] 優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括檢測(cè)汽車(chē)速度的車(chē)速傳感器，所述轉(zhuǎn)向控制器通過(guò) CAN總線(xiàn)接收車(chē)速傳感器的車(chē)速信號(hào)，轉(zhuǎn)向控制器根據(jù)角度信號(hào)W及速度信號(hào)閉環(huán)控制線(xiàn) 圈的電流大小。
[0013] 本發(fā)明還提供了一種智能液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法，所述角度傳感器檢測(cè)的 角度信號(hào)數(shù)值為〇,方向盤(pán)的最大轉(zhuǎn)動(dòng)角度為A，所述電動(dòng)累的轉(zhuǎn)速數(shù)值為n，所述轉(zhuǎn)向控制 器對(duì)轉(zhuǎn)速數(shù)值n的控制公式為：
[0016] 所述車(chē)速傳感器檢測(cè)的車(chē)速信號(hào)數(shù)值為S，所述線(xiàn)圈的電流數(shù)值為I，所述彈黃的 彈性系數(shù)為k，所述永磁鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，所述線(xiàn)圈的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，所述轉(zhuǎn)向控制器對(duì)電流 數(shù)值I的控制公式為：
[0017] 本發(fā)明的有益效果為：
[0018] 1、轉(zhuǎn)向控制器根據(jù)角度信號(hào)閉環(huán)控制電動(dòng)累的轉(zhuǎn)速，在電動(dòng)汽車(chē)在方向盤(pán)打死 時(shí)，通過(guò)降低電動(dòng)累的轉(zhuǎn)速，降低電動(dòng)累中油液的壓力，使油液溫度得到降低，減輕電動(dòng)累 中的元器件的磨損，降低電動(dòng)累中的元器件的老化速度；
[0019] 2、轉(zhuǎn)向控制器通過(guò)控制公式控制變頻器輸出的頻率數(shù)值和線(xiàn)圈的電流數(shù)值，實(shí) 現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速和比例電磁閥流量的精準(zhǔn)控制，在滿(mǎn)足助力要求的前提下，使能耗和電動(dòng)累油 液溫度顯著下降。
[0020] 本發(fā)明的具體技術(shù)效果將在【具體實(shí)施方式】中予W進(jìn)一步說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0021 ] W下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述：
[0022] 圖1是本發(fā)明智能液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的原理圖；
[0023] 圖2是本發(fā)明智能液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖3是本發(fā)明智能液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中比例電磁閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說(shuō)明。
[0026] 如圖1和圖2所示，智能液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向器總成15、儲(chǔ)油罐20、電動(dòng)累 13、轉(zhuǎn)向控制器25 W及用于檢測(cè)汽車(chē)方向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的角度傳感26,電動(dòng)累13具有進(jìn)油口 和出油口，轉(zhuǎn)向器總成15具有入油口和回油口，電動(dòng)累13的進(jìn)油口通過(guò)進(jìn)油管19與儲(chǔ)油罐 20連通，電動(dòng)累13的出油口通過(guò)出油管16與轉(zhuǎn)向器總成15的入油口連通，轉(zhuǎn)向器總成15的 回油口通過(guò)回油管17與儲(chǔ)油罐20連通，電動(dòng)累13中的葉片通過(guò)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)完成吸油和壓油 的過(guò)程，轉(zhuǎn)向控制器25通過(guò)CAN總線(xiàn)接收角度傳感器16的角度信號(hào)，轉(zhuǎn)向控制器25通過(guò)UVW =相線(xiàn)與電動(dòng)累13電性連接，轉(zhuǎn)向控制器25根據(jù)角度信號(hào)閉環(huán)控制電動(dòng)累13的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向 控制器25的閉環(huán)控制是指通過(guò)采集電動(dòng)累13的轉(zhuǎn)速作為反饋信號(hào)，轉(zhuǎn)向控制器25根據(jù)反饋 信號(hào)控制電動(dòng)累13的轉(zhuǎn)速達(dá)到所需要的轉(zhuǎn)速。
[0027] 為了增加系統(tǒng)的可靠性，電動(dòng)累13具有溢流口 23，電動(dòng)累13的溢流口 23上設(shè)有溢 流閥24,溢流閥24通過(guò)溢流管與儲(chǔ)油罐20連通，在電動(dòng)累13油壓大于峰值油壓的情況下， 溢流閥24打開(kāi)，電動(dòng)累13中的油液通過(guò)溢流閥24流入儲(chǔ)油罐20，從而卸掉電動(dòng)累13的油壓， 回油管17上設(shè)有安全閥，能夠保證新能源汽車(chē)電動(dòng)累失去控制的狀態(tài)下，若電動(dòng)累13通過(guò) 溢流閥24卸壓后油壓仍處于高位，安全閥打開(kāi)將油壓卸掉，進(jìn)一步保障系統(tǒng)的安全。
[002引如圖3所示，電動(dòng)累13的出油口設(shè)有比例電磁閥，比例電磁閥包括閥體1、比例電磁 鐵4W及設(shè)在閥體1中的推桿2和導(dǎo)套3,推桿2滑動(dòng)設(shè)置于導(dǎo)套3中，比例電磁鐵4包括線(xiàn)圈和 銜鐵，銜鐵與推桿2的一端相連，推桿2的另一端連接有推塊5,該推塊5將閥體1的內(nèi)腔分隔 為第一內(nèi)腔11和第二內(nèi)腔12,推塊5的外壁與閥體1的內(nèi)壁之間設(shè)有密封圈，從而將第一內(nèi) 腔11和第二內(nèi)腔12密封隔絕，閥體1具有入油口和出油口，閥體1的入油口 11第一腔體連通， 閥體1的出油口與第二內(nèi)腔12連通，閥體的外壁中設(shè)有導(dǎo)孔7，第一內(nèi)腔11和第二內(nèi)腔12通 過(guò)導(dǎo)孔7相連通，導(dǎo)孔7與第二腔體12連通的開(kāi)口為節(jié)流口 71，第一內(nèi)腔11中設(shè)有彈黃8,該 彈黃8的一端與閥體的內(nèi)壁相連，推桿2沿軸向驅(qū)動(dòng)推塊5做往復(fù)運(yùn)動(dòng)W推塊5與節(jié)流口 71之 間的間隙大小，推塊5與節(jié)流口 71之間的間隙變小的過(guò)程中，彈黃8被推塊5壓縮，比例電磁 鐵4的線(xiàn)圈通過(guò)轉(zhuǎn)向控制器25接入直流電，轉(zhuǎn)向控制器25根據(jù)角度信號(hào)W及速度信號(hào)閉環(huán) 控制線(xiàn)圈的電流大小。
[0029] 推桿包括依次相連的第一桿體21、第二桿體22和第=桿體23,第一桿體21的頭端 連接銜鐵，第=桿體23的頭端連接推塊5,第一內(nèi)腔11中設(shè)有具有內(nèi)腔61的擋塊6,該擋塊6 的內(nèi)腔61與導(dǎo)孔7連通，該擋塊6上設(shè)有連通第一內(nèi)腔11和擋塊6的內(nèi)腔61的通孔62,第二桿 體22與通孔62滑動(dòng)配合，第一桿體21和第=桿體23的外徑大于通孔62的孔徑，通過(guò)第一桿 體21和第=桿體23限制推桿2往復(fù)運(yùn)動(dòng)的最大位移量。
[0030] 電動(dòng)累13中設(shè)有配油盤(pán)9,配油盤(pán)9的入油口連通電動(dòng)累13的出油口，配油盤(pán)9的出 油口連通第一內(nèi)腔11，配油盤(pán)9起高低油路分配作用，使電動(dòng)累9的中高壓油作用時(shí)輸出扭 矩，低壓油作用時(shí)把高壓油排出。
[0031] 如圖1至圖3,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括檢測(cè)汽車(chē)速度的車(chē)速傳感器27,轉(zhuǎn)向控制器25通過(guò) CAN總線(xiàn)接收車(chē)速傳感器27的車(chē)速信號(hào)，轉(zhuǎn)向控制器25中集成有單片機(jī)，單片機(jī)采用霍爾傳 感器檢測(cè)電動(dòng)累13的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向控制器25的