CN107284518A - 一种新能源汽车电动助力转向系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车电动助力转向系统，包括转向油泵和转向电机，所述转向电机设有高压绕组和低压绕组，所述高压绕组与高压电源电连接，所述低压绕组与低压电源电连接，所述高压绕组由高压控制器驱动，所述低压绕组由低压控制器驱动，高压控制器、低压控制器之间以及高压控制器、低压控制器与整车控制器之间通过CAN实现通讯，当整车在正常工作时，高压控制器驱动高压绕组进行功率输出时，低压绕组不输出功率或者由低压驱动器驱动低压绕组输出部分功率；当高压电源、高压驱动器、高压绕组任意一个出现导致高压绕组无法工作的故障时，低压驱动器驱动低压绕组满功率输出。本发明解决了新能源客车高压控制系统失效后转向系统无助力的问题。

Description

一种新能源汽车电动助力转向系统

技术领域

本发明涉及汽车工程技术，尤其涉及新能源汽车电动助力转向系统。

背景技术

目前的新能源汽车电动液压动力转向系统，主要由高压驱动电机驱动转向油泵运转。驱动电机由整车高压控制系统驱动，目前新能源汽车电动液压动力转向系统存在以下缺点：

(1)当整车主动断电时，即高压电池没有电压时，此时高压控制器电源当即断掉，此时相应的转向电机会停止运转，转向无转向助力，司机对方向盘手感无法掌握，易造成事故；

(2)当整车在运行时，转向电机以及转向控制器中任意一个发生故障损坏，都对转向起到致命性作用，极易造成转弯时打手造成失控；

(3)整车转向系统无应急备用转向，安全性低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是一种新能源汽车电动助力转向系统，确保转向不会失效，提升安全性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种新能源汽车电动助力转向系统，包括转向油泵和转向电机，转向电机的输出轴与转向油泵的泵轴连接，所述转向电机设有高压绕组和低压绕组，所述高压绕组与高压电源电连接，所述低压绕组与低压电源电连接，所述高压绕组由高压控制器驱动，所述低压绕组由低压控制器驱动，高压控制器、低压控制器之间以及高压控制器、低压控制器与整车控制器之间通过CAN实现通讯，当整车在正常工作时，高压控制器驱动高压绕组进行功率输出时，低压绕组不输出功率或者由低压控制器驱动低压绕组输出部分功率；当高压电源、高压驱动器、高压绕组任意一个出现导致高压绕组无法工作的故障时，低压控制器驱动低压绕组满功率输出。

作为优选，当整车在正常工作时，高压控制器驱动高压绕组进行功率输出，同时低压控制器驱动低压绕组按照同比例输出功率。

作为优选，当转向系统在使用过程中发现高压绕组功率无法满足助力转向要求时，低压控制器驱动低压绕组输出相应功率以弥补高压绕组的功率缺口。

作为优选，整车控制器实时监控高压控制器的故障状态。

作为优选，当高压控制器发生故障时，故障点通过以下几个点判断：

①当高压控制器和低压控制器出现can故障时，此时低压控制器尝试启动运行，若运行不成，判断此时高压系统正常，不需要启动，运行成功时，低压控制器驱动低压绕组输出；

②当行车过程中高压控制器失效时或高压电源断电时，高压控制器向低压控制器发送故障信号，低压控制器驱动低压绕组满功率输出；

③当行车过程中转向电机的高压绕组出现故障无法工作时，高压控制器向低压控制器发送故障信号，低压控制器驱动低压绕组满功率输出。

本发明采用双绕组转向电机驱动转向油泵工作，向转向系统提供稳定油压，当高压电断开后低压控制器工作，驱动电机低压绕组工作，确保转向不会失效；当转向系统在使用转向系统发现功率不够时，此时低压部分参与工作，保证资源的合理利用。

本发明解决了新能源客车高压控制系统失效后转向系统无助力的问题，通过整车高压和电池低压都可驱动双绕组转向电机来驱动转向泵实现转向助力，只要整车运行，即使驱动电机的高压系统断路，转向系统也不会失效。

因此，本发明的新能源汽车电动助力转向系统寿命及可靠性良好、通用性强、安全性高，确保转向不会失效，解决了新能源客车高压电失效后整车必须有助力的设计要求。

具体实施方式

一种新能源汽车电动助力转向系统，包括转向油泵和转向电机，转向电机的输出轴与转向油泵的泵轴连接，所述转向电机设有高压绕组和低压绕组，所述高压绕组与高压电源电连接，所述低压绕组与低压电源电连接，所述高压绕组由高压控制器驱动，所述低压绕组由低压控制器驱动，高压控制器、低压控制器之间以及高压控制器、低压控制器与整车控制器之间通过CAN实现通讯。

上述的转向电机采用两套绕组的技术方案，既可以采用新能源整车高压电驱动，又可以使用低压电池驱动，两者通过CAN通讯实现相互运行的切换，保证转向系统运行时始终有稳定油压，适用于所有纯电动客车。

当整车在正常工作时，高压控制器驱动高压绕组进行功率输出时，低压绕组不输出功率或者由低压控制器驱动低压绕组输出部分功率；当高压电源、高压驱动器、高压绕组任意一个出现导致高压绕组无法工作的故障时，低压控制器驱动低压绕组满功率输出，以保证原有转向的手感。

当高压控制器驱动高压绕组进行功率输出时，低压控制器驱动低压绕组输出部分功率按照同比例输出功率。当高压绕组和高压电源参与工作时，此时高压控制器的峰值功率为5.5kw，低压控制器功率为2kw(参与高压工作最大1kw)，当高压进行功率输出时，此时低压按照同比例输出，即为高压如果输出5kw功率，此时低压应当输出1*5/5.5＝0.9kw功率工作，使得双源的作用并不单一的作为备用方案，正常参与到正常工作中，减轻了高压绕组的负担。

当转向系统在使用过程中发现高压绕组功率无法满足助力转向要求时，整车控制器向低压控制器发送信号，低压控制器驱动低压绕组输出相应功率以弥补高压绕组的功率缺口。

由于整套系统是挂在CAN节点上的，所以整车控制器、高压控制器、低压控制器之间的地址及信息都能相互采集到，并能够互相通讯，三者之间具体关系如下：整车控制器为核心，高压控制器的所有运行状态受整车控制器监控并受它控制，由于低压控制器作为备用方案，需要实时监控高压控制器的故障状态。

当发生故障时，故障点通过以下几个点判断：

①高压控制器、低压控制器与整车控制器三者中其中一个发现can通讯故障时，整车为一级故障，而当高压控制器与低压控制器之间没问题时，转向运行不受影响；当高压控制器和低压控制器出现can故障时，此时低压控制器尝试启动运行，若运行不成，判断此时高压系统正常，不需要启动，若运行成功时，此时低压系统应急；

②当行车过程中高压控制器失效时或电源断电时，此时电机电源失去，而高压模块的can模块是24V供电，此时故障报出，整车控制器控制低压控制器启动应急方案；

③当行车过程中转向电机出现故障或烧毁时，此时由于低压电机与高压绕组分开，不受高压绕组影响，整车控制器控制低压控制器启动应急方案；

当应急系统启动后，整车蓄电池(低压电源)设有开关，停车后将电源关闭即可，只要将相应的故障消除后，双源自动停止启动。

实车试验证明(试验车为11.5米公交，前桥为3.5t情况下)，双源低压部分启动后原地(原地为静摩擦力)方向盘能在±540°打方向，当过度打方向时，电机此时堵转，但不停机，此时表现的现象为过度打方向盘便会打不动，当回到±540°以内便可继续使用。

Claims (5)

1.一种新能源汽车电动助力转向系统，包括转向油泵和转向电机，转向电机的输出轴与转向油泵的泵轴连接，其特征在于：所述转向电机设有高压绕组和低压绕组，所述高压绕组与高压电源电连接，所述低压绕组与低压电源电连接，所述高压绕组由高压控制器驱动，所述低压绕组由低压控制器驱动，高压控制器、低压控制器之间以及高压控制器、低压控制器与整车控制器之间通过CAN实现通讯，当整车在正常工作时，高压控制器驱动高压绕组进行功率输出时，低压绕组不输出功率或者由低压控制器驱动低压绕组输出部分功率；当高压电源、高压驱动器、高压绕组任意一个出现导致高压绕组无法工作的故障时，低压控制器驱动低压绕组满功率输出。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电动助力转向系统，其特征在于：当整车在正常工作时，高压控制器驱动高压绕组进行功率输出，同时低压控制器驱动低压绕组按照同比例输出功率。

3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电动助力转向系统，其特征在于：当转向系统在使用过程中发现高压绕组功率无法满足助力转向要求时，低压控制器驱动低压绕组输出相应功率以弥补高压绕组的功率缺口。

4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电动助力转向系统，其特征在于：整车控制器实时监控高压控制器的故障状态。

5.根据权利要求4所述的一种新能源汽车电动助力转向系统，其特征在于：当高压控制器发生故障时，故障点通过以下几个点判断：

①当高压控制器和低压控制器出现can故障时，此时低压控制器尝试启动运行，若运行不成，判断此时高压系统正常，不需要启动，运行成功时，低压控制器驱动低压绕组输出；

②当行车过程中高压控制器失效时或高压电源断电时，高压控制器向低压控制器发送故障信号，低压控制器驱动低压绕组满功率输出；

③当行车过程中转向电机的高压绕组出现故障无法工作时，高压控制器向低压控制器发送故障信号，低压控制器驱动低压绕组满功率输出。