CN102887169B - 采用变频策略的电动液压助力转向系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种采用变频策略的电动液压助力转向系统及其控制方法，该系统包括转向机、转向油泵、转向油路和助力电机，转向盘用于与转向机连接，转向油泵连接助力电机，转向油路通过软管或液压管连接于转向油泵与转向机之间，还包括用于控制所述助力电机转速的电机控制器，电机控制器可以根据采集到的助力电机的励磁电流的大小，控制助力电机在不同的工况条件下工作于不同的转速，降低电动液压助力转向系统的电能消耗，提高车载能源的有效利用率。

Description

采用变频策略的电动液压助力转向系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及车辆助力转向领域，具体涉及一种采用变频策略的电动液压助力转向系统及其控制方法。
背景技术
电动液压助力转向系统，简称EHPS，广泛应用于新能源汽车上，尤其是纯电动汽车和深度混合动力汽车。当前新能源客车采用的助力转向系统为定频常流式电动液压助力转向系统。车辆在实际运行工况中，大多时间处于直线行驶或微调方向盘状态，此时往往不需要助力或只需很小的助力，只有在大角度旋转方向盘时才需要较大的助力。如果采用定频工作方式使助力电机一直处于全速工作状态，增加了车载动力电源的消耗。
发明内容
本发明目的是提供一种电动液压助力转向系统及其电机转速控制方法，用以降低电动液压助力转向系统的电能消耗，提高车载能源的有效利用率。
为实现上述目的，本发明的系统方案是：基于变频策略的电动液压助力转向系统，包括转向机、转向油泵、转向油路和助力电机，转向机用于与转向盘连接，转向油泵连接助力电机，转向油路通过软管或液压管连接于转向油泵与转向机之间，还包括用于控制所述助力电机转速的电机控制器，所述电机控制器包括用于采集励磁电流的电路，其直流端用于与车载动力电源连接，其交流端与所述助力电机连接，所述助力电机为三相变频交流电机；
该电动液压助力转向系统还设有与所述电机控制器连接的用于控制其启停和CAN通信的整车控制器；
所述车载动力电源为超级电容/锂电池。
本发明的方法方案是：将电机控制器检测到的电机励磁电流矢量幅值与预先设定的阈值进行比较，所述阈值设有上限值和下限值；
若所述电机控制器检测到的电机励磁电流矢量幅值小于所述下限值，则电机控制器低频输出，并控制助力电机低转速工作；
若所述电机控制器检测到的电机励磁电流矢量幅值由小于所述下限值进入所述上限值和所述下限值之间，电机控制器仍然低频输出，助力电机低转速工作；
若电机控制器检测到的电机励磁电流矢量幅值大于所述上限值，则电机控制器高频输出，并控制助力电机高转速工作；
若电机控制器检测到的电机励磁电流矢量幅值由大于所述上限值进入所述上限值和所述下限值之间，则电机控制器仍然高频输出，并控制助力电机高转速工作。
本发明所达到的有益效果：
(1)系统中设有与助力电机连接的电机控制器，根据车辆不同的工况条件，电机控制器可以根据采集到的助力电机励磁电流的大小控制助力电机工作于不同的转速，降低了电动液压助力转向系统的电能消耗，提高了车载能源的有效利用率；
(2)采用变频交流异步电机，可靠性高，寿命长，能适应复杂恶劣的车辆运行环境。
(3)阈值设有上限值和下限值，可以避免励磁电流矢量幅值在阈值附近跳变，造成判定结果的频繁变化。
附图说明
图1是本发明电动液压助力转向系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，本发明电动液压助力转向系统包括转向盘1、转向机2、转向油路3、转向油泵4、助力电机5、电机控制器6、整车控制器7、车载动力电源8，转向机2与转向盘1连接，用于为转向盘1提供助力，助力电机5与转向油泵4连接，用于为转向油泵4和整个转向系统提供动力，电机控制器直流端与车载动力电源8连接，交流端与助力电机连接，其内部还包括用于采集电流的传感器，电机控制器6用于采集助力电机5的励磁电流大小并控制助力电机5的转速，整车控制器7控制电机控制器6的启停和CAN通信，车载动力电源8为整车提供高压直流电源。
车辆在行驶时对于助力力矩的需求维持在一个稳定的范围，助力力矩值对应于助力电机的励磁电流矢量幅值，当车辆直线行驶或微调转向盘1时，对助力力矩需求很小，转向机2内液压油的压力较小，转向油泵4泵油压力维持在一个低压范围，此时助力电机5的励磁电流值低，电机控制器6检测到励磁电流后控制助力电机5降频低速转动；当需要大角度调整转向盘1时，对助力力矩需求大，转向机2内液压油的压力变大，转向油泵4泵油压力维持在一个高压范围，此时助力电机5的励磁电流值变高，电机控制器6检测到励磁电流变大后快速控制助力电机5升频高速转动，以保证良好的助力性能。关于油泵油压与助力电机励磁电流的关系，由于属于现有技术，在此不再赘述。
电机控制器6根据检测到的助力电机的励磁电流矢量幅值大小来判断采用低频控制还是高频控制，将电机控制器6检测到的励磁电流矢量幅值与预先设定的阈值进行比较，阈值具有上限值和下限值，当励磁电流矢量幅值大于上限值时，电机控制器高频输出，控制助力电机高转速工作；当励磁电流矢量幅值小于下限值时，电机控制器低频输出，控制助力电机低转速工作；当励磁电流矢量幅值由小于下限值转为介于上限值与下限值之间时，电机控制器低频输出，助力电机低转速工作；当励磁电流矢量幅值由大于下限值转为介于上限值与下限值之间时，电机控制器高频输出，助力电机高转速工作。

Claims (3)

1.一种采用变频策略的电动液压助力转向系统的控制方法，采用该控制方法的电动液压助力转向系统包括转向机、转向油泵、转向油路和助力电机，转向机用于与转向盘连接，转向油泵连接助力电机，转向油路通过软管或液压管连接于转向油泵与转向机之间，其特征在于，还包括用于控制所述助力电机的电机控制器，所述电机控制器包括用于采集励磁电流的电路，所述电机控制器的交流端与助力电机连接，所述助力电机为三相变频交流电机；
控制方法为：将电机控制器检测到的助力电机的励磁电流矢量幅值与预先设定的阈值进行比较，所述阈值包括上限值和下限值；
若所述电机控制器检测到的励磁电流矢量幅值小于所述下限值，则电机控制器低频输出，并控制助力电机低转速工作；
若所述电机控制器检测到的励磁电流矢量幅值由小于所述下限值进入所述上限值和所述下限值之间，电机控制器仍然低频输出，助力电机低转速工作；
若电机控制器检测到的励磁电流矢量幅值大于所述上限值，则电机控制器高频输出，并控制助力电机高转速工作；
若电机控制器检测到的励磁电流矢量幅值由大于所述上限值进入所述上限值和所述下限值之间，则电机控制器仍然高频输出，并控制助力电机高转速工作；
该控制方法降低了电动液压助力转向系统的电能消耗，提高了车载能源的有效利用率；电动液压助力转向系统采用三相变频交流电机，可靠性高，寿命长，能适应复杂恶劣的车辆运行环境。
2.根据权利要求1所述的采用变频策略的电动液压助力转向系统的控制方法，其特征在于，所述电动液压助力转向系统设有与所述电机控制器连接的用于控制其启停和CAN通信的整车控制器。
3.根据权利要求1所述的采用变频策略的电动液压助力转向系统的控制方法，其特征在于，所述电机控制器输入连接车载动力电源，所述车载动力电源为超级电容/锂电池。
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