CN108238044A - 一种节能型电动空压机和转向油泵控制系统 - Google Patents

一种节能型电动空压机和转向油泵控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种节能型电动空压机和转向油泵控制系统，包括ECU控制器（1）、电机控制器（2）、离合装置（3）、空压机（4）、驱动电机（5）和转向助力泵（6），所述ECU控制器（1）接收轮速信号和制动系统气压信号；ECU控制器（1）发出电机转速使能信号（a）和离合使能信号（b）；该控制系统选用可供应气源且可用于转向的一体机。本发明具有：节省主要部件驱动电机、电机控制器、控制系统以及相关部件至少一个；集成的系统，节省整车安装空间，降低整车重量；节能：不仅仅是降低重量和节省空间上进行节能，更是降低了整套系统运行所消耗的电能的优点。

Description

一种节能型电动空压机和转向油泵控制系统
技术领域
本发明涉及新能源车辆控制系统技术领域，具体而言，涉及一种节能型电动空压机和转向油泵控制系统。
背景技术
传统车辆的空压机是使用发动机的动力，直接或间接安装于发动机上，通过联轴器、齿轮或者皮带等进行传动驱动，其转速是随同发动机转速变化，不可靠。新能源车辆使用的是电机进行驱动，只要车辆需求空压机工作的时候，空压机驱动电机会以一个固定的转速运行，驱动空压机泵气。在传统车上，转向助力泵也是使用发动机的动力直接驱动，其转速随发动机变化，不可控。新能源车辆使用的是电机进行驱动，只要车辆上电或者有行驶需求的时候，驱动电机会以一个固定的转速运行，驱动转向助力泵工作。电动空压机和电动转向助力泵都需要一套独立的控制系统和驱动系统。
例如授权公告号为CN201410892Y的中国实用新型专利，其公开了一种新能源动力城市客车空压机和动力转向泵驱动机组，一台电机同时驱动气压制动系统的空压机和动力转向系统的液压油泵，其中电机一直驱动动力转向液压油泵正常运行，采用电磁离合器实现空压机的间歇工作，并设置负载检测控制器主动控制变频器，合理节约蓄电能，降低了制造成本。电动转向泵和电动空压机通过控制器连接，占用空间较大。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种节能型电动空压机和转向油泵控制系统，通过将电动转向泵和电动空压机制造为一体，从而减少了占地空间，减少重量。
为了实现上述设计目的，本发明采用的方案如下：
一种节能型电动空压机和转向油泵控制系统，包括ECU控制器、电机控制器、离合装置、空压机、驱动电机和转向助力泵，所述ECU控制器接收轮速信号和制动系统气压信号； ECU控制器发出电机转速使能信号和离合使能信号，电机转速使能信号包括第一使能信号、第二使能信号和第三使能信号，离合使能信号包括第一离合使能信号和第二离合使能信号。
优选的是，第一次启动整车,当制动系统气压≤0.7MPa，ECU控制器发出第一离合使能信号，离合装置动作使得空压机和驱动电机结合，之后ECU控制器发出电机转速需求第二使能信号，电机控制器接收到使能信号立即控制驱动电机以电机控制器的要求以一个额定的转速运转，此时转向助力泵开始泵油提供转向助力，空压机运转开始泵气，到达整车设置气压值时，ECU控制器发出第二离合使能信号，离合装置运作使得空压机和驱动电机分离，空压机停止工作，节能。
在上述任一方案中优选的是，第一次启动整车,当制动系统气压＞0.7MPa，ECU控制器发出离合使能信号，离合装置动作使得空压机和驱动电机分离，之后ECU控制器发出电机转速需求第二使能信号，电机控制器接收到使能信号立即控制驱动电机以电机控制器的要求以一个额定的转速运转，此时转向助力泵开始泵油提供转向助力，空压机处于脱离状态，不工作，节能。
在上述任一方案中优选的是，车辆行驶过程中：ECU控制器时时监控轮速信号和制动系统气压信号，当车速低于40公里/小时，制动系统气压≤0.7MPa时，ECU控制器发出第一离合使能信号和电机转速需求第三使能信号，离合装置运作使得空压机和驱动电机结合，电机控制器控制驱动电机以一个高于额定值的转速运行，空压机以更大的排气量开始泵气到制动系统，直到制动系统气压达到整车设置值，ECU控制器发出第二离合使能信号和电机转速需求第二使能信号，离合装置运作使得空压机和驱动电机分离，空压机停止工作，电机控制器控制驱动电机以额定转速运行，节能，安全。
在上述任一方案中优选的是，车辆行驶过程中：当车速高于40公里/小时，如果制动系统气压＞0.7MPa，则ECU控制器发出电机转速第一使能信号，电机控制器控制驱动电机以一个低于额定值的转速运行，使得转向助力泵降低压力油输出量来增加转动方向盘的力矩，起到降低能耗，增加安全性能。
在上述任一方案中优选的是，车辆行驶过程中：当制动系统气压≤0.7MPa时，ECU控制器发出第一离合使能信号和电机转速需求第二使能信号，离合装置运作使得空压机和驱动电机结合，电机控制器控制驱动电机以额定的转速运行，空压机开始泵气到制动系统，直到制动系统气压达到整车设置值，ECU控制器发出第二离合使能信号和电机转速需求第一使能信号，离合装置运作使得空压机和驱动电机分离，空压机停止工作，电机控制器控制驱动电机以一个低于额定值的转速运行，使得转向助力泵降低压力油输出量来增加转动方向盘的力矩，起到降低能耗，增加安全性能。
在上述任一方案中优选的是，该控制系统选用可供应气源且可用于转向的一体机。
在上述任一方案中优选的是，所述一体机包括空压机泵头主体、驱动电机和转向泵。
在上述任一方案中优选的是，所述空压机泵头主体与转向泵通过离合器连接为一体。
在上述任一方案中优选的是，所述离合器采用电磁式离合器、机械式离合器、气动式离合或液压式离合器。
在上述任一方案中优选的是，所述空压机泵头主体包括空压机的排气端、空压机冷却管路和油泵。
在上述任一方案中优选的是，所述空压机泵头主体与转向泵的一体结构由连接支架支撑。
在上述任一方案中优选的是，所述空压机泵头主体上设有气冷排和油压开关。
在上述任一方案中优选的是，所述油压开关上带有传感器。
在上述任一方案中优选的是，所述油压开关采用压力开关、油压传感器或温度传感器。
在上述任一方案中优选的是，所述空压机泵头主体采用活塞式空压机、涡旋式空压机、螺杆式空压机或滑片式空压机。
附图说明
图1为按照本发明的节能型电动空压机和转向油泵控制系统的一优选实施例的工作原理图。
图2为按照本发明的节能型电动空压机和转向油泵控制系统的一优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。下面结合说明书附图对本发明节能型电动空压机和转向油泵控制系统的具体实施方式作进一步的说明。
如图1所示，按照本发明的节能型电动空压机和转向油泵控制系统的一优选实施例的工作原理图。本发明的节能型电动空压机和转向油泵控制系统，包括ECU控制器1、电机控制器2、离合装置3、空压机4、驱动电机5和转向助力泵6，所述ECU控制器1接收轮速信号和制动系统气压信号； ECU控制器1）出电机转速使能信号a和离合使能信号b，电机转速使能信号a包括第一使能信号a1、第二使能信号a2和第三使能信号a3，离合使能信号b包括第一离合使能信号b1和第二离合使能信号b2。
在本实施例中，第一次启动整车,ECU控制器1接收轮速信号和制动系统气压信号：1、当制动系统气压≤0.7MPa，ECU控制器1发出第一离合使能信号b1，离合装置3动作使得空气压缩机4和驱动电机5结合（驱动电机5的动力可以传输给空气压缩机4，空气压缩机4开始运行），之后ECU控制器1发出电机转速需求第二使能信号a2，电机控制器2接收到使能信号立即控制驱动电机5以电机控制器2的要求以一个额定的转速运转，此时转向助力泵6开始泵油提供转向助力，空气压缩机4运转开始泵气，到达整车设置气压值时（如1MPa），ECU控制器1发出第二离合使能信号b2，离合装置3运作使得空气压缩机4和驱动电机5分离，空气压缩机4停止工作，节能；2、当制动系统气压＞0.7MPa，ECU控制器1发出第二离合使能信号b2，离合装置3动作使得空气压缩机4和驱动电机5分离，之后ECU控制器1发出电机转速需求第二使能信号a2，电机控制器2 接收到使能信号立即控制驱动电机5以电机控制器2的要求以一个额定的转速运转。此时转向助力泵6开始泵油提供转向助力，空气压缩机处于脱离状态，不工作，节能。
车辆行驶过程中：ECU控制器1时时监控轮速信号和制动系统气压信号，当车速低于40公里/小时，制动系统气压≤0.7MPa时，ECU控制器1发出第一离合使能信号b1和电机转速需求第三使能信号a3，离合装置3运作使得空气压缩机4和驱动电机5结合，电机控制器2控制驱动电机5以一个高于额定值的转速运行，空气压缩机4以更大的排气量开始泵气到制动系统，直到制动系统气压达到整车设置值（如1MPa），ECU控制器1发出第二离合使能信号b2和电机转速需求第二使能信号a2，离合装置3运作使得空气压缩机4和驱动电机5分离，空气压缩机4停止工作，电机控制器2控制驱动电机5以额定转速运行，更节能，更安全。
当车速高于40公里/小时，如果制动系统气压＞0.7MPa，则ECU控制器1发出电机转速第一使能信号a1，电机控制器2控制驱动电机5以一个低于额定值的转速运行，使得转向助力泵6降低压力油输出量来增加转动方向盘的力矩，起到降低能耗，增加安全性能；当制动系统气压≤0.7MPa时，ECU控制器1发出第一离合使能信号b1和电机转速需求第二使能信号a2，离合装置3运作使得空气压缩机4和驱动电机5结合，电机控制器2控制驱动电机5以额定的转速运行，空气压缩机4开始泵气到制动系统，直到制动系统气压达到整车设置值（如1MPa），ECU控制器1发出第二离合使能信号b2和电机转速需求第一使能信号a1，离合装置3运作使得空气压缩机4和驱动电机5分离，空气压缩机4停止工作，电机控制器2控制驱动电机5以一个低于额定值的转速运行，使得转向助力泵降低压力油输出量来增加转动方向盘的力矩，起到降低能耗，增加安全性能。
如图2所示，按照本发明的可供应气源且可用于转向的一体机的一优选实施例的结构示意图。本发明的可供应气源且可用于转向的一体机，包括空压机泵头主体40、驱动电机5和转向泵11，所述空压机泵头主体40与转向泵11通过离合器9连接为一体，重量轻、结构紧凑、体积小；具备转向泵和空气压缩机的功能，且能耗更低。当驱动电机5运转后，带动转向泵11运行，进而达到电动转向泵11的效果；同时带动离合器9运转，进而驱动空压机泵头主体40进行工作，使高压气体通过空压机排气端41处排出。另外，另外，空压机泵头主体40与转向泵11可以不同时工作，节约能量。
当转向泵11工作时，需要驱动电机5一直运转，但是空压机泵头主体40无需要长时间运转，此时驱动离合器9确保驱动电机5运转时，仅转向泵11运转，空压机泵头主体40部分没有工作，这样即可以降低了总成的能耗，同时比原先的噪音更低
在本实施例中，所述离合器9采用电磁式离合器、机械式离合器、气动式离合或液压式离合器。
在本实施例中，所述空压机泵头主体40包括空压机的排气端41、空压机冷却管路42和油泵43。
在本实施例中，所述空压机泵头主体40与转向泵11的一体结构由连接支架10支撑。
在本实施例中，所述连接支架10的底部设有减震垫12。为减少一体机的振动，特在连接支架10上，安装4个减震垫12，对一体机进行降震。
在本实施例中，所述空压机泵头主体40上设有气冷排8和油压开关7。为了降低一体机中空压机部分排出气体的温度，特增加了气冷排8进行降温。
在本实施例中，所述油压开关7上带有传感器。同时在空压机泵头主体40上装有油压开关7（传感器），实时监控内部的润滑情况。
在本实施例中，所述油压开关7采用压力开关、油压传感器或温度传感器。
在本实施例中，所述油泵43采用双向油泵或单向油泵。
在本实施例中，所述油泵43的底部带有油底盒44。为了防止空压机运转后，内部零部件无润滑冷却而卡死，特增加润滑冷却管路进行润滑，即当驱动电机5运转后，带动油泵43工作，这时油底盒44内机油被双向油泵43吸到空压机冷却管路内，进而进到空压机泵头主体40内部，对其进行冷却润滑。
在本实施例中，所述空压机泵头主体40采用活塞式空压机、涡旋式空压机、螺杆式空压机或滑片式空压机。
综上所述，本发明的一种节能型电动空压机和转向油泵控制系统具有以下优点：一套全新的带智能控制的系统匹配一套集成的电动空压机和转向助力泵总成的系统；集成电动空压机和电动转向助力泵的控制系统和驱动系统；节省主要部件驱动机电、电机控制器、控制系统以及相关部件至少一个集成的系统，节省整车安装空间，降低整车重量；节能：不仅仅是降低重量和节省空间上进行节能，更是降低了整套系统运行所消耗的电能。
本领域技术人员不难理解，本发明的一种节能型电动空压机和转向油泵控制系统包括本说明书中各部分的任意组合。限于篇幅且为了使说明书简明，在此没有将这些组合一一详细介绍，但看过本说明书后，由本说明书构成的各部分的任意组合构成的本发明的范围已经不言自明。

Claims (10)

1.一种节能型电动空压机和转向油泵控制系统，包括ECU控制器（1）、电机控制器（2）、离合装置（3）、空压机（4）、驱动电机（5）和转向助力泵（6），其特征在于：ECU控制器（1）接收轮速信号和制动系统气压信号；ECU控制器（1）发出电机转速使能信号（a）和离合使能信号（b），电机转速使能信号（a）包括第一使能信号（a1）、第二使能信号（a2）和第三使能信号（a3），离合使能信号（b）包括第一离合使能信号（b1）和第二离合使能信号（b2）。
2.如权利要求1所述的节能型电动空压机和转向油泵控制系统，其特征在于：第一次启动整车,当制动系统气压≤0.7MPa，ECU控制器（1）发出第一离合使能信号（b1），离合装置（3）动作使得空压机（4）和驱动电机（5）结合，之后ECU控制器（1）发出电机转速需求第二使能信号（a2），电机控制器（2）接收到使能信号立即控制驱动电机（5）以电机控制器（2）的要求以一个额定的转速运转，此时转向助力泵（6）开始泵油提供转向助力，空压机（4）运转开始泵气，到达整车设置气压值时，ECU控制器（1）发出第二离合使能信号（b2），离合装置（3）运作使得空压机（4）和驱动电机（5）分离，空压机（4）停止工作，节能。
3.如权利要求1所述的节能型电动空压机和转向油泵控制系统，其特征在于：第一次启动整车,当制动系统气压＞0.7MPa，ECU控制器（1）发出第二离合使能信号（b2），离合装置（3）动作使得空压机（4）和驱动电机（5）分离，之后ECU控制器（1）发出电机转速需求第二使能信号（a2），电机控制器（2）接收到使能信号立即控制驱动电机（5）以电机控制器（2）的要求以一个额定的转速运转，此时转向助力泵（6）开始泵油提供转向助力，空压机（4）处于脱离状态，不工作，节能。
4.如权利要求1所述的节能型电动空压机和转向油泵控制系统，其特征在于：车辆行驶过程中：ECU控制器（1）时时监控轮速信号和制动系统气压信号，当车速低于40公里/小时，制动系统气压≤0.7MPa时，ECU控制器（1）发出第一离合使能信号（b1）和电机转速需求第三使能信号（a3），离合装置（3）运作使得空压机（4）和驱动电机（5）结合，电机控制器（2）控制驱动电机（5）以一个高于额定值的转速运行，空压机（4）以更大的排气量开始泵气到制动系统，直到制动系统气压达到整车设置值，ECU控制器（1）发出第二离合使能信号（b2）和电机转速需求第二使能信号（a2），离合装置（3）运作使得空压机（4）和驱动电机（5）分离，空压机（4）停止工作，电机控制器（2）控制驱动电机（5）以额定转速运行，节能，安全。
5.如权利要求1所述的节能型电动空压机和转向油泵控制系统，其特征在于：车辆行驶过程中：当车速高于40公里/小时，如果制动系统气压＞0.7MPa，则ECU控制器（1）发出电机转速第一使能信号（a1），电机控制器（2）控制驱动电机（5）以一个低于额定值的转速运行，使得转向助力泵（6）降低压力油输出量来增加转动方向盘的力矩，起到降低能耗，增加安全性能。
6.如权利要求1所述的节能型电动空压机和转向油泵控制系统，其特征在于：车辆行驶过程中：当制动系统气压≤0.7MPa时，ECU控制器（1）发出第一离合使能信号（b1）和电机转速需求第二使能信号（a2），离合装置（3）运作使得空压机（4）和驱动电机（5）结合，电机控制器（2）控制驱动电机（5）以额定的转速运行，空压机（4）开始泵气到制动系统，直到制动系统气压达到整车设置值，ECU控制器（1）发出第二离合使能信号（b2）和电机转速需求第一使能信号（a1），离合装置（3）运作使得空压机（4）和驱动电机（5）分离，空压机（4）停止工作，电机控制器（2）控制驱动电机（5）以一个低于额定值的转速运行，使得转向助力泵降低压力油输出量来增加转动方向盘的力矩，起到降低能耗，增加安全性能。
7.如权利要求1-6中任一项所述的节能型电动空压机和转向油泵控制系统，其特征在于：该控制系统选用可供应气源且可用于转向的一体机。
8.如权利要求7所述的节能型电动空压机和转向油泵控制系统，其特征在于：所述一体机包括空压机泵头主体（40）、驱动电机（5）和转向泵（11）。
9.如权利要求8所述的节能型电动空压机和转向油泵控制系统，其特征在于：空压机泵头主体（40）与转向泵（11）通过离合器（9）连接为一体。
10.如权利要求9所述的可供应气源且可用于转向的一体机，其特征在于：离合器（9）采用电磁式离合器、机械式离合器、气动式离合或液压式离合器。
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