CN110040173A - 一种电动车辆及其转向助力系统和双源双绕组电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电动车辆及其转向助力系统和双源双绕组电机，双源双绕组电机包括电机控制器，主电源接口，辅助电源接口，主绕组和辅助绕组，主绕组连接主电源接口，辅助绕组连接辅助电源接口，电机控制器连接主绕组和辅助绕组；还包括转速传感器，用于检测电机的转速；电机控制器连接转速传感器；当电机的转速低于设定转速值时，控制主绕组停止工作，辅助绕组开始工作。本发明所提供的技术方案，当电机的主绕组工作时，如果转速传感器检测到电机的转速低于设定转速值，则说明主绕组出现故障，此时控制辅助绕组代替主绕组，使转向系统仍然能够正常运行，从而提高双源电动液压转向系统的可靠性。

Description

一种电动车辆及其转向助力系统和双源双绕组电机
技术领域
本发明属于电动车辆转向助力技术领域，具体涉及一种电动车辆及其转向助力系统和双源双绕组电机。
背景技术
随着环境的日益恶化和传统能源的日益消耗，人们对新能源车辆越来越重视，同时应用于新能源车辆的电动液压助力转向系统也得到了快速发展。电动液压助力转向系统大多为转向电机为动力源，驱动转向油泵转动产生流量，继而为车辆的转向系统提供所需的助力。
现有的电动液压转向系统，其转向电机一般都只设有一套绕组，一旦转向电机的绕组出现故障，转向电机就不能为转向油泵提供转向助力，电动液压转向系统也就不能够正常运行。针对该问题，申请公布号为CN106882262A的中国专利公开了一种双源电动液压助力转向系统及其控制方法，在转向电机中设置一套高压绕组和一套低压绕组，当为高压绕组供电的高压电源不能正常工作时，可采用低压电源为低压绕组供电，使转向电机能够正常工作，从而保证电动液压转向系统工作的可靠性。
但是，上述双源电动液压转向系统只能够在其中一个电源故障时才能够启动低压绕组，而当高压绕组出现故障时转向系统依然不能够正常工作，转向系统仍然存在可靠性低的问题。
发明内容
本发明提供一种电动车辆及其转向助力系统和双源双绕组电机，用于解决双源电动液压转向系统可靠性低的问题。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
电机方案1：一种双源双绕组电机，包括电机控制器，主电源接口，辅助电源接口，主绕组和辅助绕组，所述主绕组连接主电源接口，所述辅助绕组连接辅助电源接口，所述电机控制器连接主绕组和辅助绕组；
还包括转速传感器，用于检测电机的转速；所述电机控制器连接转速传感器；
当电机启动时，电机控制器控制主绕组开始工作，并通过转速传感器检测电机的转速；当电机的转速低于设定转速值时，控制主绕组停止工作，辅助绕组开始工作。
本发明提供的技术方案，在电机处设置用于检测电机转速的转速传感器，当电机的主绕组工作时，如果转速传感器检测到电机的转速低于设定转速值，则说明主绕组出现故障，此时控制辅助绕组代替主绕组，使转向系统仍然能够正常运行，从而提高双源电动液压转向系统的可靠性。
电机方案2：在电机方案1的基础上，所述转速传感器为磁电编码器或者光电编码器。
系统方案1：一种双源双绕组转向助力系统，包括转向控制器和转向电机；所述转向控制器连接转向电机；所述转向电机为双源双绕组电机，该电机包括主电源接口，辅助电源接口，主绕组和辅助绕组，所述主绕组连接主电源接口，所述辅助绕组连接辅助电源接口，所述转向控制器连接主绕组和辅助绕组；
还包括转速传感器，用于检测电机的转速；所述转向控制器连接转速传感器；
当电机启动时，转向控制器控制主绕组开始工作，并通过转速传感器检测电机的转速；当电机的转速低于设定转速值时，控制主绕组停止工作，辅助绕组开始工作。
系统方案2：在系统方案1的基础上，所述转速传感器为磁电编码器或者光电编码器。
车辆方案1：一种电动车辆，包括整车控制器和双源双绕组转向助力系统，双源双绕组转向助力系统包括转向控制器和转向电机；所述转向控制器连接转向电机；所述转向电机为双源双绕组电机，该电机包括主电源接口，辅助电源接口，主绕组和辅助绕组，所述主绕组连接主电源接口，所述辅助绕组连接辅助电源接口，所述转向控制器连接主绕组和辅助绕组；
还包括转速传感器，用于检测电机的转速；所述转向控制器连接转速传感器；
当电机启动时，转向控制器控制主绕组开始工作，并通过转速传感器检测电机的转速；当电机的转速低于设定转速值时，控制主绕组停止工作，辅助绕组开始工作。
车辆方案2：在车辆方案1的基础上，所述转速传感器为磁电编码器或者光电编码器。
车辆方案3：在车辆方案1的基础上，所述转向控制器与整车控制器通讯连接。
车辆方案4：在车辆方案1的基础上，还包括角度传感器，角度传感器设置在车辆的方向盘处，用于检测方向盘的转角；所述转向控制器连接角度传感器。
车辆方案5：在车辆方案1的基础上，还包括车速检测装置，用于检测电动车辆的行驶速度；所述转向控制器连接车速检测装置。
车辆方案6：在车辆方案1的基础上，所述车速检测装置为通讯装置，该通讯装置与车辆仪表连接，从车辆仪表获取车辆的行驶速度。
附图说明
图1为车辆实施例中双源转向助力系统控制原理图；
图2为车辆实施例中双源转向助力系统结构原理图；
图3为车辆实施例中C-EPS系统的结构示意图；
301为方向盘，302为转向管柱，303为转向器输入轴，304为转向器，305为转向器输出轴，306为转向拉杆，307为转向轮，308为转向油罐，309为转向助力控制部分，3091为转向控制器，3092为转向泵；
图4为车辆实施例中E-EPS系统的结构示意图；
401为方向盘，402为扭矩、转角传感器，403为转向器，404为减速器，405为转向轴及拉杆，406为转向助力控制部分，4061为转向控制器，407为转向轮；
图5为车辆实施例中EHPS系统的结构示意图；
501为方向盘，502为转角、扭矩传感器，503为减速机构，504为齿轮齿条，505为转向轴及拉杆，506为转向轮，507为转向助力控制部分，5071为转向控制器；
图6为实施例中转向助力系统的控制流程图。
具体实施方式
本发明提供一种电动车辆及其转向助力系统和双源双绕组电机，用于解决双源电动液压转向系统可靠性低的问题。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种双源双绕组电机，包括电机控制器，主电源接口，辅助电源接口，主绕组和辅助绕组，所述主绕组连接主电源接口，所述辅助绕组连接辅助电源接口，所述电机控制器连接主绕组和辅助绕组；
还包括转速传感器，用于检测电机的转速；所述电机控制器连接转速传感器；
当电机启动时，电机控制器控制主绕组开始工作，并通过转速传感器检测电机的转速；当电机的转速低于设定转速值时，控制主绕组停止工作，辅助绕组开始工作。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
车辆实施例：
本实施例提供一种电动车辆，该电动车辆包括整车控制器和转向助力系统，为保证电动车辆助力转向系统的可靠性，该转向助力系统中的转向电机采用的是双绕组电机。
转向助力系统的结构如图1所示，包括转向控制器，转向电机和转向油泵。转向电机的输出端连接转向油泵，向转向油泵输出动力，带动转向油泵工作。
转向电机的结构如图2所示，该电机为双源双绕组电机，包括两套绕组，其中一套为主绕组，另外一套为辅助绕组。主绕组连接主电源接口，从主电源接口取电；辅助绕组连接辅助电源接口，从辅助电源接口取电。转向控制器连接转主绕组和辅助绕组，控制主绕组和辅助绕组的工作状态。在转向电机处设置有转速传感器，转速传感器用于检测转向电机的转速，电机控制器连接转速传感器。
转向控制器与整车控制器之间通讯连接，从整车控制器接收控制信号，并根据该控制信号向电机控制器发送控制指令，控制转向电机的工作状态。
在车辆的方向盘处设置有角度传感器，用于检测方向盘的角度；转向控制器连接角度传感器的信号输出端，从角度传感器获取方向盘的旋转角度，并根据方向盘的角度信号对转向电机进行控制。
转向控制器还与车辆的仪表盘通讯连接，从仪表盘处获取车辆的行驶速度。
本实施例所采用的转向助力系统，可以是P-EPS系统，C-EPS系统或者EHPS系统，当转向系统为C-EPS系统时，其结构如图3所示，301为方向盘，302为转向管柱，303为转向器输入轴，304为转向器，305为转向器输出轴，306为转向拉杆，307为转向轮，308为转向油罐，309为转向助力控制部分，3091为转向控制器，3092为转向泵；当转向系统为E-EPS系统时，其结构如图4所示，401为方向盘，402为扭矩、转角传感器，403为转向器，404为减速器，405为转向轴及拉杆，406为转向助力控制部分，4061为转向控制器，407为转向轮；当转向系统为EHPS系统时，其结构如图5所示，501为方向盘，502为转角、扭矩传感器，503为减速机构，504为齿轮齿条，505为转向轴及拉杆，506为转向轮，507为转向助力控制部分，5071为转向控制器。
本实施例所提供的电动车辆，其转向助力系统的工作流程如图6所示，正常情况下主绕组单独工作，辅助绕组作为备用。正常情况下，整车启动整车控制器向转向控制器发送转向使能信号时，转向控制器控制主绕组启动；当检测到主绕组出现故障时，转向控制器控制辅助绕组立即启动，确保转向电机无间断性工作。辅助绕组启动条件：主绕组出现故障，包括主绕组的电源及控制系统出现故障和主绕组本身故障，表现为n≤n0，其中n0为预设的故障时转向电机的故障转速，n为检测到的转向电机实际转速。当检测到主绕组转速低于故障转速时，即n≤n0时，转向控制器控制辅助绕组对应电源及控制系统及时响应，并为辅助绕组提供电源和控制信号，辅助绕组立即投入工作，转向电机不会因故障中断工作，继续为整车提供转向助力，确保了驾驶员操纵方向盘的平顺性，同时在仪表上提示驾驶员转向系统故障，以方便驾驶员对整车及时维修，确保了整车安全。当整车控制器检测到主绕组恢复正常，并在仪表提示驾驶员，主绕组参与工作，辅助套绕组停止工作。
本实施例中的速度传感器，可以采用磁电编码器，也可以采用光电编码器，其中磁电编码器具有抗振动、抗腐蚀、抗污染、抗干扰和宽温度等特点，适应性较强。
系统实施例：
本实施例提供一种双源双绕组转向助力系统，与上述车辆实施例中的转向助力系统相同，该系统在上述实施例中已经做了详细介绍，这里不多做说明。
电机实施例：
本实施例提供一种双源双绕组电机，与上述车辆实施例的转向助力系统中的电机相同，该系统在上述实施例中已经做了详细介绍，这里不多做说明。

Claims (10)

1.一种双源双绕组电机，包括电机控制器，主电源接口，辅助电源接口，主绕组和辅助绕组，所述主绕组连接主电源接口，所述辅助绕组连接辅助电源接口，所述电机控制器连接主绕组和辅助绕组；
其特征在于，还包括转速传感器，用于检测电机的转速；所述电机控制器连接转速传感器；
当电机启动时，电机控制器控制主绕组开始工作，并通过转速传感器检测电机的转速；当电机的转速低于设定转速值时，控制主绕组停止工作，辅助绕组开始工作。
2.根据权利要求1所述的一种双源双绕组电机，其特征在于，所述转速传感器为磁电编码器或者光电编码器。
3.一种双源双绕组转向助力系统，包括转向控制器和转向电机；所述转向控制器连接转向电机；所述转向电机为双源双绕组电机，该电机包括主电源接口，辅助电源接口，主绕组和辅助绕组，所述主绕组连接主电源接口，所述辅助绕组连接辅助电源接口，所述转向控制器连接主绕组和辅助绕组；
其特征在于，还包括转速传感器，用于检测电机的转速；所述转向控制器连接转速传感器；
当电机启动时，转向控制器控制主绕组开始工作，并通过转速传感器检测电机的转速；当电机的转速低于设定转速值时，控制主绕组停止工作，辅助绕组开始工作。
4.根据权利要求3所述的一种双源双绕组转向助力系统，其特征在于，所述转速传感器为磁电编码器或者光电编码器。
5.一种电动车辆，包括整车控制器和双源双绕组转向助力系统，双源双绕组转向助力系统包括转向控制器和转向电机；所述转向控制器连接转向电机；所述转向电机为双源双绕组电机，该电机包括主电源接口，辅助电源接口，主绕组和辅助绕组，所述主绕组连接主电源接口，所述辅助绕组连接辅助电源接口，所述转向控制器连接主绕组和辅助绕组；
其特征在于，还包括转速传感器，用于检测电机的转速；所述转向控制器连接转速传感器；
当电机启动时，转向控制器控制主绕组开始工作，并通过转速传感器检测电机的转速；当电机的转速低于设定转速值时，控制主绕组停止工作，辅助绕组开始工作。
6.根据权利要求5所述的一种电动车辆，其特征在于，所述转速传感器为磁电编码器或者光电编码器。
7.根据权利要求5所述的一种电动车辆，其特征在于，所述转向控制器与整车控制器通讯连接。
8.根据权利要求5所述的一种电动车辆，其特征在于，还包括角度传感器，角度传感器设置在车辆的方向盘处，用于检测方向盘的转角；所述转向控制器连接角度传感器。
9.根据权利要求5所述的一种电动车辆，其特征在于，还包括车速检测装置，用于检测电动车辆的行驶速度；所述转向控制器连接车速检测装置。
10.根据权利要求9所述的一种电动车辆，其特征在于，所述车速检测装置为通讯装置，该通讯装置与车辆仪表连接，从车辆仪表获取车辆的行驶速度。
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