CN103129607A - 纯电动公交客车电动液压助力转向系统 - Google Patents

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何仁
陈�峰
曹福顺
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YANCHENG BUGAO AUTOMOBILE FITTINGS MANUFACTURING Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种节能效果好的纯电动公交客车电动液压助力转向系统，包括：转向盘、转向油罐、流量控制阀与溢流阀总成、转向液压泵、转向驱动三相异步电动机、变频器、复合电源、转向驱动电动机转速传感器、整车驱动电动机转速传感器、前轴载荷传感器、车速传感器和循环球整体式动力转向器，所述的循环球整体式动力转向器是由转向螺杆、转向控制阀、转向动力缸、转向螺母和转向齿扇组成。优点是：通过改变前轴载荷多行驶工况的控制方法控制转向驱动电动机转速，提高转向节能性能，能够满足轻便性和手感同时兼顾稳定性和快速响应性能。

Description

纯电动公交客车电动液压助力转向系统
技术领域
本发明涉及到一种纯电动车的动力转向系统，尤其涉及一种纯电动公交客车电动液压助力转向系统。
背景技术
目前纯电动公交客车上应用的动力转向系统主要为三相异步电动机驱动的电动液压助力转向系统，分频器通过转向驱动电动机驱动转向液压泵，这种三相异步电动机驱动的电动液压助力转向系统主要存在以下问题：分频器可将复合电源调频调压并将已调频调压的交流电源传递给转向驱动电动机，但是现有纯电动公交客车转向驱动所用的分频器由于缺失实时控制功能，不能根据前轴载荷、车辆行驶工况和车速来调节转向驱动电动机的转速，这样就不能控制转向液压泵输出油液流量和压力。如果设计的油液流量大则低速转向轻便但高速手感差，油液流量小则反之，这样就存在转向轻便性和手感的矛盾，如果设计的油液流量大则快速响应性能好但稳定性差，油液流量小则反之，这样就存在快速响应性和稳定性的矛盾。纯电动公交客车所需要的转向驱动电动机最大转速是随着前轴载荷变化而变化的，但是目前的电动液压助力转向系统控制转向的方法没有充分考虑这一影响因素，使得转向节能性能较差。经过相关专利文献的检索，美国专利局NO.7303044B2提出了用电动机电流变化率信号代替转向盘角速度变化率信号输入控制器，这样就减少了转向盘角速度传感器的安装，降低了转向系统成本，但是这对于提高系统转向性能和降低转向能耗没有任何帮助。中国发明专利，公开号为CN 101239625A、名称为“一种电机驱动的大客车液压转向系统及其控制转向的方法”的专利文献提出了利用一种多工况控制方法控制电动机转速的方法，这种系统结构和控制方法虽然能提高转向系统的转向性能和节能性能，但并未考虑前轴载荷的变化对纯电动公交客车在各种行驶工况和车速时的转向驱动电动机所需转速的影响，从而限制了转向节能性能进一步提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种节能效果好的纯电动公交客车电动液压助力转向系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：纯电动公交客车电动液压助力转向系统，包括：转向盘、转向油罐、流量控制阀与溢流阀总成、转向液压泵、转向驱动三相异步电动机、变频器、复合电源、转向驱动电动机转速传感器、整车驱动电动机转速传感器、前轴载荷传感器、车速传感器和循环球整体式动力转向器，所述的循环球整体式动力转向器是由转向螺杆、转向控制阀、转向动力缸、转向螺母和转向齿扇组成，所述的转向盘通过转向螺杆与转向控制阀相连接，在所述的转向盘与所述的转向螺杆之间连接有转向盘转角传感器，所述的变频器一端与复合电源相连接，所述的变频器的另一端与转向驱动三相异步电动机相连接，所述的转向驱动电动机转速传感器、整车驱动电动机转速传感器、前轴载荷传感器、车速传感器和转向盘转角传感器分别与变频器相连接，所述的转向驱动三相异步电动机通过联轴器转向液压泵相连接，所述的转向液压泵还分别与转向油罐和转向控制阀相连接，所述的流量控制阀与溢流阀总成的两端分别与转向液压泵的进油口和出油口相连接，所述的转向助力缸的一端通过转向控制阀与循环球整体式动力转向器的进油口和出油口相连接，所述的转向助力缸的另一端通过转向螺母与转向齿扇相连接，转向齿扇的另一端通过转向摇臂与转向直拉杆相连接，转向直拉杆的另一端与转向节臂相连接，转向节臂与转向车轮相连接。
本发明的优点是：上述纯电动公交客车电动液压助力转向系统，通过改变前轴载荷多行驶工况的控制方法控制转向驱动电动机转速，提高转向节能性能，能够满足轻便性和手感同时兼顾稳定性和快速响应性能。
附图说明
图1为本发明纯电动公交客车电动液压助力转向系统的结构示意图。
图中：1、转向盘，2、转向油罐，3、流量控制阀与溢流阀总成，4、转向液压泵，5、联轴器，6、转向驱动三相异步电动机，7、变频器，8、复合电源，9、转向驱动电动机转速传感器，10、整车驱动电动机转速传感器,11、前轴载荷传感器，12、车速传感器，13、转向盘转角传感器，14、循环球整体式动力转向器，15、转向螺杆，16、转向控制阀，17、转向动力缸，18、转向螺母，19、转向齿扇，20、转向摇臂，21、转向直拉杆，22、转向节臂，23、转向车轮。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例详细描述一下本发明的具体内容。
如图1所示，上述纯电动公交客车电动液压助力转向系统，包括：转向盘1、转向油罐2、流量控制阀与溢流阀总成3、转向液压泵4、转向驱动三相异步电动机6、变频器7、复合电源8、转向驱动电动机转速传感器9、整车驱动电动机转速传感器10、前轴载荷传感器11、车速传感器12和循环球整体式动力转向器14，所述的循环球整体式动力转向器14是由转向螺杆15、转向控制阀16、转向动力缸17、转向螺母18和转向齿扇19组成，所述的转向盘1通过转向螺杆15与转向控制阀16相连接，在所述的转向盘1与所述的转向螺杆15之间连接有转向盘转角传感器13，所述的变频器7一端与复合电源8相连接，所述的变频器7的另一端与转向驱动三相异步电动机6相连接，所述的转向驱动电动机转速传感器9、整车驱动电动机转速传感器10、前轴载荷传感器11、车速传感器12和转向盘转角传感器13分别与变频器7相连接，所述的转向驱动三相异步电动机6通过联轴器5转向液压泵4相连接，所述的转向液压泵4还分别与转向油罐2和转向控制阀16相连接，所述的流量控制阀与溢流阀总成3的两端分别与转向液压泵4的进油口和出油口相连接，所述的转向助力缸17的一端通过转向控制阀16与循环球整体式动力转向器14的进油口和出油口相连接，所述的转向助力缸17的另一端通过转向螺母18与转向齿扇19相连接，转向齿扇19的另一端通过转向摇臂20与转向直拉杆21相连接，转向直拉杆21的另一端与转向节臂22相连接，转向节臂22与转向车轮23相连接。
如图1所示，上述纯电动公交客车电动液压助力转向系统使用时，将转向驱动三相异步电动机6的转速信号、整车驱动电动机转速信号、前轴载荷信号、车速信号和转向盘1的转角信号输入变频器7中，变频器7分析当转向驱动三相异步电动机6转速、整车驱动电动机转速、前轴载荷、车速和转向盘1转角状况，确定出转向盘1未转向时转向驱动三相异步电动机6怠速转速，计算出转向盘1转向时转向驱动三相异步电动机6的转速。变频器7根据计算出的转向驱动三相异步电动机6转速将输入的复合电源8调频调压，将已调频调压的交流电源输入转向驱动三相异步电动机6中并控制电动机旋转。转向驱动三相异步电动机6通过联轴器5驱动转向液压泵4，控制转向液压泵4的油液流量和压力，流量控制阀与溢流阀总成3控制油液流量和压力在阀值内。油液通过转向控制阀16进入转向动力缸17高压油腔并推动转向螺母18移动，转向螺母18推动转向齿扇19、转向摇臂20、转向直拉杆21和转向节臂22运动，实现转向车轮23转向。
   上述纯电动公交客车电动液压助力转向系统，通过改变前轴载荷多行驶工况的控制方法控制转向驱动电动机转速，提高转向节能性能，能够满足轻便性和手感同时兼顾稳定性和快速响应性能。

Claims (1)

1.纯电动公交客车电动液压助力转向系统，其特征在于：包括：转向盘（1）、转向油罐（2）、流量控制阀与溢流阀总成（3）、转向液压泵（4）、转向驱动三相异步电动机（6）、变频器（7）、复合电源（8）、转向驱动电动机转速传感器（9）、整车驱动电动机转速传感器（10）、前轴载荷传感器（11）、车速传感器（12）和循环球整体式动力转向器（14），所述的循环球整体式动力转向器（14）是由转向螺杆（15）、转向控制阀（16）、转向动力缸（17）、转向螺母（18）和转向齿扇（19）组成，所述的转向盘（1）通过转向螺杆（15）与转向控制阀（6）相连接，在所述的转向盘（1）与所述的转向螺杆（15）之间连接有转向盘转角传感器（13），所述的变频器（7）一端与复合电源（8）相连接，所述的变频器（7）的另一端与转向驱动三相异步电动机（6）相连接，所述的转向驱动电动机转速传感器（9）、整车驱动电动机转速传感器（10）、前轴载荷传感器（11）、车速传感器（12）和转向盘转角传感器（13）分别与变频器（7）相连接，所述的转向驱动三相异步电动机（6）通过联轴器（5）转向液压泵（4）相连接，所述的转向液压泵（4）还分别与转向油罐（2）和转向控制阀（16）相连接，所述的流量控制阀与溢流阀总成（3）的两端分别与转向液压泵（4）的进油口和出油口相连接，所述的转向助力缸（17）的一端通过转向控制阀（16）与循环球整体式动力转向器（14）的进油口和出油口相连接，所述的转向助力缸（17）的另一端通过转向螺母（18）与转向齿扇（19）相连接，转向齿扇（19）的另一端通过转向摇臂（20）与转向直拉杆（21）相连接，转向直拉杆（21）的另一端与转向节臂（22）相连接，转向节臂（22）与转向车轮（23）相连接。
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