CN104290804B - 集成电动致动器的电动力转向系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成电动致动器的电动力转向系统及其控制方法。一种集成电动致动器的电动力转向系统，可以包括：集成电动机，液压泵以及电动致动器，其中，所述集成电动机提供旋转力；所述液压泵连接到所述集成电动机的一个端部，并且供应有来自所述集成电动机的旋转力，以便泵送用于传输转向力的工作流体；所述电动致动器通过动力控制装置连接到所述集成电动机的另一个端部。所述电动致动器可以在旋转力传输至所述电动致动器时进行操作，并且来自所述集成电动机的旋转力传输至所述电动致动器还是与所述电动致动器切断取决于动力控制装置的操作。

Description

集成电动致动器的电动力转向系统及其控制方法

技术领域

通常地，本发明涉及一种集成电动致动器的电动力转向系统，并且更具体地，涉及一种集成电动致动器的电动力转向系统及其控制方法，其中电动液压动力转向系统和压缩机的动力源和控制部件集成在一起以降低成本和重量。

背景技术

通常地，车辆利用来自发动机的驱动力来使压缩机致动，以便实现空气调节功能。

在例如电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)和燃料电池电动车辆(FCEV)的环保车辆的情况下，EV和FCEV并不具有发动机，并且伴随发动机的停止，HEV频繁利用来自电动机的驱动力进行行驶。因此，取代使用来自发动机的驱动力的机械压缩机，需要使用电动机的电压缩机，以便实现空气调节功能。

同时，使用电动机而不使用来自发动机的动力的电动力转向系统的应用也在增加，以便符合上述环保车辆以及更加严格的环保法规(燃料效率、CO₂排放等)的需求。

特别地，由于利用电动机来致动泵，因此电子液压动力转向(EHPS)能够产生较高动力的同时，实现与液压动力转向的转向感觉相同的转向感觉。由于该优点，目前正大批量生产EHPS系统。

然而，当电压缩机和电动力转向系统得以同时设置时，电动机和控制器等需要被安装至各自的系统。在成本和重量方面，部件数量的增加是非常不利的。

在相关技术中，公开了题为“APPARATUS IN WHICH ELECTRIC POWER STEERINGAND COMPRESSOR ARE INTEGRATED”的第10-2013-0013282号韩国专利申请公开。

然而，该方法也使用两个离合器，并且因此在部件数量上的减少并不令人满意。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

因此，已做出的本发明考虑了出现在相关技术中的上述问题和/或其他问题，并且本发明旨在提供一种集成电动致动器的电动力转向系统及其控制方法，其中电液压动力转向系统与压缩机的动力源和控制部件集成在一起以将降低成本和重量。

本发明的各个方面提供了一种集成电动致动器的电动力转向系统，包括：集成电动机和液压泵，其中，所述集成电动机提供旋转力；所述液压泵连接到所述集成电动机的一个端部。所述液压泵供应有来自所述集成电动机的旋转力，以便泵送用于传输转向力的工作流体。所述集成电动致动器的电动力转向系统还包括电动致动器，所述电动致动器通过动力控制装置连接到所述集成电动机的另一个端部。所述电动致动器在旋转力传输至所述电动致动器时进行操作，并且来自所述集成电动机的旋转力传输至所述电动致动器还是与所述电动致动器切断取决于动力控制装置的操作。

根据本发明的一个方面，所述液压泵可以连接到所述集成电动机，使得来自所述集成电动机的旋转力持续地供应至所述液压泵。所述动力控制装置可以包括电磁离合器，所述电磁离合器根据电流是否得以感应而接通/关断。所述电动致动器可以包括允许空气调节器操作的电压缩机。

所述集成电动致动器的电动力转向系统可以进一步包括控制阀，所述控制阀设置在所述工作流体得以供应至转向齿轮箱的路径上。所述控制阀控制所述工作流体的流动速率。所述集成电动致动器的电动力转向系统可以进一步包括控制部件，所述控制部件电连接至电动机和所述控制阀。所述控制部件接收允许所述电动致动器进行操作的操作信号，并且可变地控制所述电动机和所述控制阀的同时根据所述电动致动器的操作而使所述动力控制装置进行操作或不操作。

所述控制部件可以在所述动力控制装置操作时根据所述电动致动器的操作的负载而确定电动机的旋转数量，并且通过经由所述控制阀调节所述工作流体的流动速率来控制转向力。所述控制部件可以通过控制在所述动力控制装置不操作时所述电动机的旋转的数量而调节所述工作流体的流动速率来控制转向力。

根据本发明的另一个方面，提供了一种集成电动致动器的电动力转向系统，包括：集成电动机和液压泵，其中，所述集成电动机提供旋转力；所述液压泵连接到所述集成电动机的一个端部。所述液压泵供应有来自所述集成电动机的旋转力，以便泵送用于传输转向力的工作流体。所述集成电动致动器的电动力转向系统还包括压缩机，所述压缩机通过动力控制装置连接到所述集成电动机的另一个端部。所述电动致动器在旋转力传输至所述压缩机时进行操作，并且来自所述集成电动机的旋转力传输至所述压缩机还是与所述压缩机切断取决于动力控制装置的操作。

根据本发明的又一个方面，提供了一种控制集成电动致动器的电动力转向系统的方法。方法包括如下步骤：检测是否存在允许空气调节器进行操作的操作信号；在所述空气调节器操作时由于所述动力控制装置操作而利用来自所述集成电动机的旋转力以集成的方式操作所述液压泵与所述电动致动器和所述压缩机中的任意一个；以及在所述空气调节器没有操作时由于所述动力控制装置没有操作而利用来自所述集成电动机的旋转力单独操作所述液压泵。

根据本发明的一个方面，以集成的方式操作所述液压泵与所述电动致动器或所述液压泵与所述压缩机的步骤可以包括根据所述电动致动器或所述压缩机的操作的负载来确定所述电动机的旋转的数量，其中通过经由控制阀来调节所述工作流体的流动速率而控制转向力。

单独操作所述液压泵的步骤可以包括通过控制所述电动机的旋转的数量而调节所述工作流体的流动速率来控制转向力。

根据本发明的各个方面，用于动力转向系统的液压泵和驱动空气调节器的压缩机利用来自一个集成电动机的旋转力以集成的方式进行操作，并且以集成的方式利用一个控制部件而受控。因此，这能够减少以集成方式操作电动液压动力转向系统和电压缩机所需的部件的数量，从而降低车辆的成本和重量。

本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为显示根据本发明的示例性集成电动致动器的电动力转向系统的构造的视图；

图2为示出根据本发明的在电动力转向系统和电动致动器以集成的方式操作时通过动力传输装置执行的动力传输流的视图；

图3为示出根据本发明的在电动力转向系统独自操作时通过动力传输装置执行的动力传输流的视图；以及

图4为示出根据本发明的集成电动致动器的电动力转向系统的控制流的流程图。

具体实施方式

现在将具体参考本发明的各个实施方案，在附图中和以下的描述中示出了这些实施方案的实例。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等效形式以及其它实施方案。

图1为显示根据本发明的各个实施方案的集成电动致动器的电动力转向系统的总体构造的视图，图2为示出在电动力转向系统和电动致动器40以集成的方式操作时通过动力传输装置执行的动力传输流的视图，并且图3为示出在电动力转向系统独自操作时通过动力传输装置执行的动力传输流的视图。

根据各个实施方案的集成电动致动器的电动力转向系统通常包括集成电动机10、液压泵20和电动致动器40。将参照图1至图3详细描述根据各个实施方案的集成电动致动器的电动力转向系统。集成电动机10提供旋转力。液压泵20连接到集成电动机10的一个端部。液压泵20供应有来自集成电动机10的旋转力，并且泵送传输转向力的工作流体。电动致动器40通过动力控制装置连接到集成电动机10的另一个端部。来自集成电动机10的旋转力传输至电动致动器40还是与电动致动器40切断取决于动力控制装置的操作。在旋转力传输至电动致动器40时，电动致动器40进行操作。

也即，提供转向力的液压泵20设置在集成电动机10的一个端部上，并且由电驱动的电动致动器40设置在集成电动机10的另一个端部上，使得动力控制装置设置在集成电动机10和电动致动器40之间。

因此，液压泵20通过供应自集成电动机10的旋转力进行驱动。当动力控制装置操作时，来自集成电动机10的旋转力得以通过动力控制装置传输至电动致动器40，从而使电动致动器40致动。这使得能够利用一个集成电动机10来操作动力转向系统和电动致动器40两者，从而降低制造成本和车辆的重量。

此外，根据各个实施方案，在来自集成电动机10的旋转力得以持续供应的状态下，液压泵20能够连接到集成电动机10。也即，通过来自集成电动机10的旋转力能够进行液压泵20的泵送，以便辅助方向盘的转向力。优选的是，设置液压泵20使得液压泵20能够在车辆得以驱动的任何时刻都进行操作。

此外，动力控制装置能够为电磁离合器30，其根据是否感应电流来接通/关断。也即，当电流得以感应至形成电磁离合器30的线圈时，与集成电动机10一起旋转的盘片通过与设置在线圈侧面上的板表面接触，从而接通电磁离合器30，使得连接到板的电动致动器40进行操作和旋转。

相反地，当没有电流感应至线圈时，盘片和板由于弹性而彼此脱离，并且从而关断电磁离合器30，以使连接到板的电动致动器40并不操作。

电磁离合器30可以为通常使用的电磁离合器，并且将省略其详细结构和构造的说明。

电动致动器40能够实施为电压缩机，其允许空气调节器进行操作。也即，电动致动器40为压缩空气调节器的制冷剂的电动致动器。电动致动器能够应用至不安装发动机或者能够使用来自电动机(取代发动机)的驱动力进行行驶的环保车辆中。

根据各个实施方案的集成电动致动器的电动力转向系统进一步包括控制阀24和控制部件50。控制阀24设置在工作流体得以供应至转向齿轮箱22的路径上并且控制工作流体的流动速率。控制部件50电连接至电动机和控制阀24，接收允许电动致动器40进行操作的操作信号，并且可变地控制电动机和控制阀24的同时根据电动致动器40的操作而使动力控制装置进行操作或不操作。

也即，一个控制部件50通过控制集成电动机10和控制阀来控制电液压动力转向系统和电压缩机的操作。由于通过控制部件50的这种集成，系统的重量和成本得以降低。

此处，控制阀24能够为电磁阀，其能够根据在电流的输出上的控制而得以进行控制。控制阀24能够控制由液压泵20泵送的工作流体的流动速率，以便进入转向齿轮箱22。

此外，控制部件50在动力控制装置操作时根据电动致动器40的操作的负载而确定电动机的旋转数量。此处，控制部件50能够通过调节工作流体的流动速率来控制转向力。

也即，当占有者操作空气调节器时，允许电压缩机操作的信号得以传输至控制部件50，并且控制部件50通过确定集成电动机10的旋转数量来旋转集成电动机10，以便满足空气调节器的操作的负载。

然而，如果在车辆以高速行驶时空气调节器的操作的负载的较高值得以输入，则集成电动机10以高速旋转，以便满足空气调节器的操作的负载，并且通过液压泵20泵送的工作流体的量也增加，从而导致的问题在于，在高速处的方向盘的转向运动变快。

因此，为了克服这样的问题，在上述条件下控制控制阀24，以便供应至转向齿轮箱22的工作流体的量得以适当地控制。因此，优化的转向力能够供应至驾驶员，而不考虑压缩机的操作的负载和电动机的旋转的数量。

与此同时，控制部件50能够在动力控制装置不操作时通过控制电动机的旋转的数量而调节工作流体的流动速率来控制转向力。

当空气调节器没有操作时，来自集成电动机10的旋转力得以完全用于液压泵20的操作。然后，控制部件50能够通过控制集成电动机10的旋转的数量来提供用于方向盘的优化的转向力。

图4为示出根据本发明的各个实施方案的集成电动致动器40的电动力转向系统的控制流的流程图。参照图4，根据各个实施方案的控制集成电动致动器的电动力转向系统的方法包括：检测允许空气调节器操作的操作信号的步骤S10；在空气调节器操作时由于动力控制装置操作而利用来自集成电动机10的旋转力以集成的方式操作液压泵20和电动致动器40的步骤S20；以及在空气调节器没有操作时由于动力控制装置没有操作而利用来自集成电动机10的旋转力单独操作液压泵20的步骤S30。

在以集成的方式操作液压泵20和电动致动器40的步骤S20处，电动机的旋转的数量根据压缩机的操作的负载来确定，其中可以通过经由控制阀24来调节工作流体的流动速率而控制转向力。

在单独操作液压泵20的步骤S30处，可以通过控制电动机的旋转的数量来调节工作流体的流动速率而控制转向力。

参照上述的控制流连同图4，在车辆得以起动时，集成电动机10能够进行操作，并且控制部件50检测空气调节器是否得以操作。

首先，如果方向盘的转向运动在空气调节器没有被操作的状态下检测，则电离合器30保持在OFF状态下。因此，集成电动机10得以操作以旋转，使得仅仅液压泵20进行操作。因此，优化的转向力能够提供至方向盘。

相反地，当空气调节器操作时，由于来自集成电动机10的旋转力而导致电磁离合器30打开并且压缩机被操作。因此，这压缩了制冷剂，从而将冷空气供应至舱室中。

此外，如果方向盘的转向运动在压缩机得以操作的状态下检测，则液压泵20也通过来自集成电动机10的旋转力进行操作。此时，通过液压泵20泵送的工作流体的流动速率能够经由控制阀20进行适当地控制，以便提供优化的转向力。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (13)

1.一种集成电动致动器的电动力转向系统，包括：

集成电动机，所述集成电动机提供旋转力；

液压泵，所述液压泵连接到所述集成电动机的一个端部，其中所述液压泵得以供应有来自所述集成电动机的旋转力，以便泵送用于传输转向力的工作流体；

电动致动器，所述电动致动器通过动力控制装置连接到所述集成电动机的另一个端部，其中在旋转力传输至所述电动致动器时，所述电动致动器进行操作，并且来自所述集成电动机的旋转力传输至所述电动致动器还是与所述电动致动器切断取决于动力控制装置的操作；

控制阀，所述控制阀设置在所述工作流体得以供应至转向齿轮箱的路径上，其中所述控制阀控制所述工作流体的流动速率；以及

控制部件，所述控制部件电连接至集成电动机和所述控制阀，其中所述控制部件接收允许所述电动致动器进行操作的操作信号，并且可变地控制所述集成电动机和所述控制阀的同时根据所述电动致动器的操作而使所述动力控制装置进行操作或不操作。

2.根据权利要求1所述的集成电动致动器的电动力转向系统，其中，所述液压泵连接到所述集成电动机，使得来自所述集成电动机的旋转力持续地供应至所述液压泵。

3.根据权利要求1所述的集成电动致动器的电动力转向系统，其中，所述动力控制装置包括电磁离合器，所述电磁离合器根据电流是否得以感应而接通/关断。

4.根据权利要求1所述的集成电动致动器的电动力转向系统，其中，所述电动致动器包括允许空气调节器操作的电压缩机。

5.根据权利要求1所述的集成电动致动器的电动力转向系统，其中，所述控制部件在所述动力控制装置操作时根据所述电动致动器的操作的负载而确定集成电动机的旋转数量，并且通过经由所述控制阀调节所述工作流体的流动速率来控制转向力。

6.根据权利要求1所述的集成电动致动器的电动力转向系统，其中，所述控制部件通过控制在所述动力控制装置不操作时所述集成电动机的旋转的数量而调节所述工作流体的流动速率来控制转向力。

7.一种集成压缩机的电动力转向系统，包括：

集成电动机，所述集成电动机提供旋转力；

液压泵，所述液压泵连接到所述集成电动机的一个端部，其中所述液压泵得以供应有来自所述集成电动机的旋转力，以便泵送用于传输转向力的工作流体；

压缩机，所述压缩机通过动力控制装置连接到所述集成电动机的另一个端部，其中在旋转力传输至所述压缩机时，所述压缩机进行操作，并且来自所述集成电动机的旋转力传输至所述压缩机还是与所述压缩机切断取决于所述动力控制装置的操作；

控制阀，所述控制阀设置在所述工作流体得以供应至转向齿轮箱的路径上，其中所述控制阀控制所述工作流体的流动速率；以及

控制部件，所述控制部件电连接至集成电动机和所述控制阀，其中所述控制部件接收允许所述压缩机进行操作的操作信号，并且可变地控制所述集成电动机和所述控制阀的同时根据所述压缩机的操作而使所述动力控制装置进行操作或不操作。

8.一种控制权利要求7所述的集成压缩机的电动力转向系统的方法，包括：

检测是否存在允许空气调节器进行操作的操作信号；

在所述空气调节器操作时由于所述动力控制装置操作而利用来自所述集成电动机的旋转力以集成的方式操作所述液压泵和所述压缩机；以及

在所述空气调节器没有操作时由于所述动力控制装置没有操作而利用来自所述集成电动机的旋转力单独操作所述液压泵。

9.根据权利要求8所述的控制权利要求7所述的集成压缩机的电动力转向系统的方法，其中，以集成的方式操作所述液压泵和所述压缩机包括：

根据所述压缩机的操作的负载来确定所述集成电动机的旋转的数量，其中通过经由控制阀来调节所述工作流体的流动速率而控制转向力。

10.根据权利要求8所述的控制权利要求7所述的集成压缩机的电动力转向系统的方法，其中，单独操作所述液压泵包括：

通过控制所述集成电动机的旋转的数量而调节所述工作流体的流动速率来控制转向力。

11.一种控制权利要求1所述的集成电动致动器的电动力转向系统的方法，包括：

检测是否存在允许空气调节器进行操作的操作信号；

在所述空气调节器操作时由于所述动力控制装置操作而利用来自所述集成电动机的旋转力以集成的方式操作所述液压泵和所述电动致动器；以及

在所述空气调节器没有操作时由于所述动力控制装置没有操作而利用来自所述集成电动机的旋转力单独操作所述液压泵。

12.根据权利要求11所述的控制权利要求1所述的集成电动致动器的电动力转向系统的方法，其中，以集成的方式操作所述液压泵和所述电动致动器包括：

根据所述电动致动器的操作的负载来确定所述集成电动机的旋转的数量，其中通过经由控制阀来调节所述工作流体的流动速率而控制转向力。

13.根据权利要求11所述的控制权利要求1所述的集成电动致动器的电动力转向系统的方法，其中，单独操作所述液压泵包括：

通过控制所述集成电动机的旋转的数量而调节所述工作流体的流动速率来控制转向力。