CN110450851A - 一种电动液压助力转向泵控制器检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种电动液压助力转向泵控制器检测系统，所述系统包括用于向转向泵供油的液压回路和电气控制回路，所述液压回路包括散热系统回路、加热系统回路以及用于向转向泵供油的供油回路，所述电气控制回路包括供电电源、与所述供电电源依次电连接的直流电源以及转向泵控制器。转向泵电机受转向泵控制器控制，在一定的液压工作环境下产生一系列的动作，通过采集转向泵电机反馈的数据，即可检测转向泵控制器的稳定性、可靠性等性能。

Description

一种电动液压助力转向泵控制器检测系统

技术领域

本申请涉及转向泵控制器性能检测技术领域，具体涉及一种电动液压助力转向泵控制器检测装置、系统和方法。

背景技术

在车辆控制系统中，动力转向泵使得车辆能够按照驾驶员的意志改变或保持行驶方向，并且能够减缓来自路面的冲击。传统燃油车中，动力转向泵与发动机通过传送带或者齿轮连接，使得动力转向泵的转速与发动机的转速相关联，即发动机无法对动力转向泵进行自由调速，实际转向过程中，发动机的转速直接决定了转向泵的转速，最终导致燃油车的能耗升高。

而电动汽车不同于传统燃油车，它是利用电动液压助力转向泵代替燃油车中的动力转向泵，以实现转向的功能。电动液压助力转向泵由转向泵电机，即永磁同步电机以及泵头组成，其中，永磁同步电机不再受发动机直接控制，而是由电动液压助力转向泵控制器控制，转向泵控制器能够实现对电动液压助力转向泵的自由控制，在直线行驶时只消耗很少的能量就能够实现对车辆的转向控制，降低了能耗，提高了车辆的续航里程。在此过程中，转向泵控制器配合永磁同步电机能够实现对整车转向泵的控制，转向泵控制器的性能是否稳定关系到电动液压转向泵能否正常工作，因此需要对转向泵控制器的性能进行检测。

国标GB/T 18488虽然规定了电机控制器的技术条件和实验方法，但对于转向泵控制器并不适用。根据以上问题，现在亟需一种检测电动液压助力转向泵控制器性能的方法，能够实现对转向泵控制器的检测，基于检测结果，需要对转向泵控制器的稳定性、可靠性和对于永磁同步电机的响应速度进行调节，以减少转向故障导致的人身危害。

发明内容

本申请提供一种电动液压助力转向泵控制器检测系统，以解决现有电机控制器的实验方法不适用于电动液压助力转向泵控制器检测的问题。

本申请一种电动液压助力转向泵控制器检测系统，包括：用于向转向泵供油的液压回路和电气控制回路，其中，

所述液压回路包括散热系统回路、加热系统回路以及用于向转向泵供油的供油回路，所述散热系统回路和所述加热系统回路相互配合，用于自动控制第一油箱内部工作油的油温，所述供油回路的一端从所述第一油箱引出，依次连接转向泵、过滤器和液压调节系统，从液压调节系统流出的工作油经单向阀流入所述第一油箱；

所述电气控制回路包括供电电源、与所述供电电源依次电连接的直流电源以及转向泵控制器，所述转向泵控制器和转向泵电机相连接，用于控制转向泵电机在不同的液压条件下工作，以检测转向泵控制器的性能。

可选的，所述散热系统回路设置有用于冷却所述第一油箱内部工作油的散热冷却器，所述散热冷却器的一端与所述第一油箱相连接，另一端与第一循环泵相连接，所述第一循环泵用于将冷却后的工作油流回所述第一油箱。

可选的，所述加热系统回路包括第二油箱，以及加热器，所述加热器用于加热所述第二油箱内部的导热油。

可选的，所述第一油箱的内部设置有导热油箱，所述加热器的加热元件设置在所述导热油箱的内部，所述导热油箱与所述第二油箱相互连通，所述导热油箱的外壳所用材料为耐高温且导热的材料。

可选的，所述系统还包括分别与所述供电电源电连接的散热风扇、循环泵电机和加热器的加热元件，其中，所述散热风扇用于控制散热冷却器动作，所述循环泵电机用于控制第一循环泵动作，所述加热元件用于控制加热器动作。

可选的，所述系统还包括工控机，所述工控机与所述供电电源电连接；

所述散热风扇、循环泵电机和加热元件均与所述工控机电连接，所述工控机用于向所述散热风扇、循环泵电机和加热元件发送指令，以便所述散热风扇、循环泵电机和加热元件在获取指令的情况下动作，从而带动所述散热冷却器、第一循环泵或加热器动作。

可选的，所述直流电源与所述转向泵控制器之间，以及，所述转向泵控制器与所述转向泵电机之间均设置有电压传感器和电流传感器。

可选的，所述转向泵和所述过滤器之间设置有压力表和压力传感器，所述压力表和所述压力传感器均用于检测所述转向泵后端的输出压力。

可选的，所述液压调节系统包括并列设置的第一类调节支路、第二类调节支路以及过压保护支路；

所述第一类调节支路上按照工作油流动的方向依次设置有第一液压换向阀以及电磁换向阀，所述第一类调节支路用于检测转向泵在极限堵转情况下，转向泵控制器的性能；

所述第二类调节支路上按照工作油流动的方向依次设置有第二液压换向阀以及比例阀，所述比例阀用于调节所述转向泵后端的输出压力，所述第二类调节支路用于检测转向泵在不同液压条件下工作时，转向泵控制器的性能；

所述过压保护支路上设置有溢流阀。

可选的，所述供油回路还包括供气回路，所述供气回路包括气压源以及与所述气压源依次连接的气动执行器，所述气动执行器用于控制所述气压源的开闭，所述气动执行器的末端引出多条气路，各个所述气路上均设置有气动换向阀，所述气动换向阀用于控制所述气路中气体的流向，所述气路用于向所述第一液压换向阀和/或所述第二液压换向阀提供动力。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供一种电动液压助力转向泵控制器检测系统，所述系统包括用于向转向泵供油的液压回路和电气控制回路，所述液压回路包括散热系统回路、加热系统回路以及用于向转向泵供油的供油回路，所述电气控制回路包括供电电源、与所述供电电源依次电连接的直流电源以及转向泵控制器。转向泵电机受转向泵控制器控制，在一定的液压工作环境下产生一系列的动作，通过采集转向泵电机反馈的数据，即可检测转向泵控制器的稳定性、可靠性等性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种电动液压助力转向泵控制器检测系统中，液压回路的原理示意图；

图2为本申请实施例提供的一种电动液压助力转向泵控制器检测系统中，电气控制回路的原理示意图；

图3为本申请实施例提供的一种电动液压助力转向泵控制器检测系统的装置结构示意图。

1-液压回路；2-电气控制回路；11-散热系统回路；12-加热系统回路；13-供油回路；21-供电电源；22-直流电源；23-转向泵控制器；24-散热风扇；25-循环泵电机；26-加热元件；27-工控机；111-第一油箱；112-散热冷却器；113-第一循环泵；121-第二油箱；122-加热器；123-导热油箱；131-过滤器；132-液压调节系统；133-单向阀；134-压力表；135-压力传感器；136-第一类调节支路；137-第二类调节支路；138-过压保护支路；139-供气回路；1361-第一液压换向阀；1362-电磁换向阀；1371-第二液压换向阀；1372-比例阀；1381-溢流阀；1391-气压源；1392-气动执行器；1393-气动换向阀。

具体实施方式

以下对本申请进行详细描述。

为了描述方便，本申请将电动液压助力转向泵简化描述为转向泵，将电动液压助力转向泵控制器简化描述为转向泵控制器，以上简化描述不应作为本申请的限制。

本申请提供一种电动液压助力转向泵控制器检测系统，包括：用于向转向泵供油的液压回路1和电气控制回路2，参见图1和图2所示的示意图，图1为液压回路1的原理示意图，图2为电气控制回路2的原理示意图。本申请提供的系统中，液压回路1用于为转向泵提供不同的液压工作环境，并且，在电气控制回路2中设置有工控机27，工控机与液压回路1中各个与参数设置相关的部件相连，试验时，可在工控机27中设置相关参数，以便液压回路1按照设定的参数进行工作。另外，转向泵电机受转向泵控制器控制，在一定的液压工作环境下产生一系列的动作，通过采集转向泵电机反馈的数据，即可检测转向泵控制器的稳定性、可靠性等性能。

参见图1所示的原理示意图，所述液压回路1包括散热系统回路11、加热系统回路12以及用于向转向泵供油的供油回路13，所述散热系统回路11和所述加热系统回路12相互配合，用于自动控制第一油箱111内部工作油的油温，所述供油回路13的一端从所述第一油箱111引出，依次连接转向泵、过滤器131和液压调节系统132，从液压调节系统132流出的工作油经单向阀133流入所述第一油箱111。

可选的，第一油箱111与转向泵之间设置有截止阀，截止阀对其所在的管路中的介质起着切断和节流的重要作用。所述液压调节系统132与所述第一油箱111之间设置有流量计，流量计用于检测油路中的工作油的流量。所述过滤器131分为两级过滤，第一级过滤精度为10μm，第二级过滤精度为5μm，避免了油品问题导致比例阀、流量计等液压元器件的故障，可以大大提高检测系统的使用寿命。

第一油箱111中的工作油从供油回路13供给转向泵，以便转向泵工作，工作油从转向泵的后端流出后，其温度可能发生变化，为了将油温控制在合适的范围内，使用散热系统回路11和加热系统回路12对油温进行控制。另外，由于油温对于转向泵的正常工作存在影响，可将油温作为变量进行试验，以获得不同油温下转向泵的工作状态，进而得到油温对转向泵控制器性能的影响。

液压调节系统132能够调节转向泵后端的输出压力，转向泵后端的输出压力关系到转向泵的性能，因此，可通过液压调节系统132给定不同测试条件，测试不同转速、不同液压条件下转向泵控制器的性能。

所述电气控制回路2包括供电电源21、与所述供电电源21依次电连接的直流电源22以及转向泵控制器23，所述转向泵控制器23和转向泵电机相连接，用于控制转向泵电机在不同的液压条件下工作，记录转向泵电机在不同工作状态下的性能，以检测转向泵控制器23的性能。

所述供电电源21为交流电，供电电源21与直流电源22之间设置有交流接触器，交流接触器用以消除动、静触头在分、合过程中产生的电弧，直流电源22用于将交流电转化为直流电，利用直流电为转向泵控制器供电。

直流电源22为数字可编程电源，电压调节范围0～1000V，能够满足目前绝大部分纯电动汽车电压的要求，且内部自带电压电流检测功能，工控机27能够通过RS-232接口与直流电源22相连，将信息采集到工控机中。

转向泵控制器23通过CAN总线对转向泵电机进行转速的控制，转向泵电机可以通过CAN总线使能或者硬线使能的方式启动。转向泵控制器23通过CAN总线和工控机27的通讯板卡相连，根据测试的需要由工控机27通过CAN通讯的方式对转向泵控制器23进行调速控制。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供一种电动液压助力转向泵控制器检测系统，所述系统包括用于向转向泵供油的液压回路1和电气控制回路2，所述液压回路1包括散热系统回路11、加热系统回路12以及用于向转向泵供油的供油回路13，所述电气控制回路2包括供电电源21、与所述供电电源21依次电连接的直流电源22以及转向泵控制器23。转向泵电机受转向泵控制器23控制，在一定的液压工作环境下产生一系列的动作，通过采集转向泵电机反馈的数据，即可检测转向泵控制器的稳定性、可靠性等性能。

参见图1所示的原理示意图，所述散热系统回路11设置有用于冷却所述第一油箱111内部工作油的散热冷却器112，所述散热冷却器112的一端与所述第一油箱111相连接，另一端与第一循环泵113相连接，所述第一循环泵113用于将冷却后的工作油流回所述第一油箱111。

可选的，所述加热系统回路12包括第二油箱121，以及加热器122，所述加热器122用于加热所述第二油箱121内部的导热油。

可选的，所述第一油箱111的内部设置有导热油箱123，所述加热器122的加热元件设置在所述导热油箱的内部，所述导热油箱123与所述第二油箱121相互连通，所述导热油箱123的外壳所用材料为耐高温且导热的材料。在一种可实现的方式中，导热油箱123与第二油箱121之间设置有第二循环泵，第二循环泵用于将导热油箱123中的导热油与第二油箱121中的导热油连通。

本申请实施例中，设置第二油箱121的目的是为第一油箱111中的工作油提供热源，而第二油箱121中的导热油不与第一油箱111中的工作油直接接触，而是由导热油箱123间接将热量传导至工作油，这样可以防止第一油箱111中的工作油被烧坏或碳化，延长工作油的使用寿命。

本申请实施例中，第一油箱111和第二油箱121所用导热油型号不同，第一油箱111中的工作油与电动汽车上转向泵实际用抗磨液压油相同，第二油箱121中的导热油耐温超过300℃，第一油箱111和第二油箱121均具有液位报警、上限温度控制、超温保护等一系列安全措施，极大的提高了检测系统的安全性。

参见图2所示的原理示意图，所述系统还包括分别与所述供电电源21电连接的散热风扇24、循环泵电机25和加热器122的加热元件26，其中，所述散热风扇24用于控制散热冷却器112动作，所述循环泵电机25用于控制第一循环泵113动作，所述加热元件26用于控制加热器122动作。

可选的，所述系统还包括工控机27，所述工控机27与所述供电电源21电连接；所述散热风扇24、循环泵电机25和加热元件26均与所述工控机27电连接，所述工控机27用于向所述散热风扇24、循环泵电机25和加热元件26发送指令，以便所述散热风扇24、循环泵电机25和加热元件26在获取指令的情况下动作，从而带动所述散热冷却器112、第一循环泵113或加热器122动作。所述供电电源21与所述工控机27之间设置有开关电源，开关电源用于向所述工控机27供电。

可选的，所述散热风扇24、循环泵电机25以及加热元件26分别与所述供电电源21之间设置有接触器，接触器用于控制散热风扇24、循环泵电机25或加热元件26与供电电源21之间的开闭。

可选的，所述直流电源22与所述转向泵控制器23之间，以及，所述转向泵控制器23与所述转向泵电机之间均设置有电压传感器和电流传感器。电压传感器和电流传感器分别通过开关电源进行供电，用于检测转向泵控制器23的输入输出电压和输入输出电流。

可选的，所述转向泵和所述过滤器131之间设置有压力表134和压力传感器135，所述压力表134和所述压力传感器135均用于检测所述转向泵后端的输出压力。压力表134用于实时显示油路压力，压力传感器135用于将测得的转向泵输出压力上传至工控机。

所述工控机27能够通过数字量板卡、模拟量板卡以及通讯板卡实时监测油路的液压、油位、油温、电压、电流和CAN报文信息，如超过设定阈值，则进行报警并作停机等操作处理。

所述工控机27设置多个外接设备，例如，显示屏、键盘和鼠标等，工控机27对采集到的数据进行统计，可将统计的结果显示在显示屏上，显示屏还可用于调用历史数据，以便进行分析。

参见图1所示的原理示意图，所述液压调节系统132包括并列设置的第一类调节支路136、第二类调节支路137以及过压保护支路138；

所述第一类调节支路136上按照工作油流动的方向依次设置有第一液压换向阀1361以及电磁换向阀1362，所述第一类调节支路136用于检测转向泵在极限堵转情况下，转向泵控制器23的性能；

所述第二类调节支路137上按照工作油流动的方向依次设置有第二液压换向阀1371以及比例阀1372，所述比例阀1372用于调节所述转向泵后端的输出压力，所述第二类调节支路137用于检测转向泵在不同液压条件下工作时，转向泵控制器的性能；

所述过压保护支路138上设置有溢流阀1381，溢流阀是一种液压压力控制阀，在液压设备中主要起定压溢流、稳压、系统卸荷和安全保护作用。

本申请实施例中，为了控制油路的工作油的流动方向，在油路中设置有多个单向阀，例如，在流量计和第一油箱111之间、比例阀1372和流量计之间、以及、溢流阀1381和流量计之间均设置有单向阀。

可选的，所述供油回路13还包括供气回路139，所述供气回路139包括气压源1391以及与所述气压源依次连接的气动执行器1392，所述气动执行器1392用于控制所述气压源1391的开闭，所述气动执行器1392的末端引出多条气路，各个所述气路上均设置有气动换向阀1393，所述气动换向阀1393用于控制所述气路中气体的流向，所述气路用于向所述第一液压换向阀1361和/或所述第二液压换向阀1371提供动力。

图3所示为本申请实施例提供一种电动液压助力转向泵控制器检测系统的装置结构示意图，本申请提供的系统能够在实验室条件下检测转向泵控制器的性能。具体操作方法如下：

闭合检测系统的总电源开关，打开工控机测试界面，工控机自动调节转向泵的工作油温在标准测试温度，调节直流电源输入电压电流，参照转向泵厂家给定参数，在工控机的上位机软件中设定最大流量Q、最大电流MAX、最大压力MAX、最大转速MAX、进油温度T等参数，选择实验项目，设定实验项目参数(电机转速、压力、时间、测试次数等)，上位机自动调节气动换向阀、液压换向阀、气动执行器、比例阀、转向泵的转速完成实验。

根据实验结果能够测出在不同转速下，不同压力下的效率MAP图，也能够测出转向泵在极限堵转情况下转向泵控制器的性能。根据实验的结果对转向泵控制器的性能做出判断，为转向泵控制器的进一步优化奠定基础。

本申请提供的系统解决了国内大多数转向泵控制器厂家只能在测功机上对转向泵电机进行测试，无法实现转向泵控制器对整个转向泵的测试的问题，并且解决了目前转向泵控制器测试项目单一的问题，增加了控制器的测试项目、扩大了控制器测试范围，能够更好的对电动液压助力转向泵控制器进行测试，保障了驾驶员在行驶过程中转向的安全。进一步地，本申请能够实现对转向泵控制器更好的调试，让转向泵电机一直在高效区工作，节约了能耗，增加了续航里程。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电动液压助力转向泵控制器检测系统，其特征在于，包括：用于向转向泵供油的液压回路(1)和电气控制回路(2)，其中，

所述液压回路(1)包括散热系统回路(11)、加热系统回路(12)以及用于向转向泵供油的供油回路(13)，所述散热系统回路(11)和所述加热系统回路(12)相互配合，用于自动控制第一油箱(111)内部工作油的油温，所述供油回路(13)的一端从所述第一油箱(111)引出，依次连接转向泵、过滤器(131)和液压调节系统(132)，从液压调节系统(132)流出的工作油经单向阀(133)流入所述第一油箱(111)；

所述电气控制回路(2)包括供电电源(21)、与所述供电电源(21)依次电连接的直流电源(22)以及转向泵控制器(23)，所述转向泵控制器(23)和转向泵电机相连接，用于控制转向泵电机在不同的液压条件下工作，以检测转向泵控制器(23)的性能。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述散热系统回路(11)设置有用于冷却所述第一油箱(111)内部工作油的散热冷却器(112)，所述散热冷却器(112)的一端与所述第一油箱(111)相连接，另一端与第一循环泵(113)相连接，所述第一循环泵(113)用于将冷却后的工作油流回所述第一油箱(111)。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述加热系统回路(12)包括第二油箱(121)，以及加热器(122)，所述加热器(122)用于加热所述第二油箱(121)内部的导热油。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一油箱(111)的内部设置有导热油箱(123)，所述加热器(122)的加热元件设置在所述导热油箱的内部，所述导热油箱(123)与所述第二油箱(121)相互连通，所述导热油箱(123)的外壳所用材料为耐高温且导热的材料。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括分别与所述供电电源(21)电连接的散热风扇(24)、循环泵电机(25)和加热器(122)的加热元件(26)，其中，所述散热风扇(24)用于控制散热冷却器(112)动作，所述循环泵电机(25)用于控制第一循环泵(113)动作，所述加热元件(26)用于控制加热器(122)动作。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括工控机(27)，所述工控机(27)与所述供电电源(21)电连接；

所述散热风扇(24)、循环泵电机(25)和加热元件(26)均与所述工控机(27)电连接，所述工控机(27)用于向所述散热风扇(24)、循环泵电机(25)和加热元件(26)发送指令，以便所述散热风扇(24)、循环泵电机(25)和加热元件(26)在获取指令的情况下动作，从而带动所述散热冷却器(112)、第一循环泵(113)或加热器(122)动作。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述直流电源(22)与所述转向泵控制器(23)之间，以及，所述转向泵控制器(23)与所述转向泵电机之间均设置有电压传感器和电流传感器。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述转向泵和所述过滤器(131)之间设置有压力表(134)和压力传感器(135)，所述压力表(134)和所述压力传感器(135)均用于检测所述转向泵后端的输出压力。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述液压调节系统(132)包括并列设置的第一类调节支路(136)、第二类调节支路(137)以及过压保护支路(138)；

所述第一类调节支路(136)上按照工作油流动的方向依次设置有第一液压换向阀(1361)以及电磁换向阀(1362)，所述第一类调节支路(136)用于检测转向泵在极限堵转情况下，转向泵控制器(23)的性能；

所述第二类调节支路(137)上按照工作油流动的方向依次设置有第二液压换向阀(1371)以及比例阀(1372)，所述比例阀(1372)用于调节所述转向泵后端的输出压力，所述第二类调节支路(137)用于检测转向泵在不同液压条件下工作时，转向泵控制器的性能；

所述过压保护支路(138)上设置有溢流阀(1381)。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述供油回路(13)还包括供气回路(139)，所述供气回路(139)包括气压源(1391)以及与所述气压源依次连接的气动执行器(1392)，所述气动执行器(1392)用于控制所述气压源(1391)的开闭，所述气动执行器(1392)的末端引出多条气路，各个所述气路上均设置有气动换向阀(1393)，所述气动换向阀(1393)用于控制所述气路中气体的流向，所述气路用于向所述第一液压换向阀(1361)和/或所述第二液压换向阀(1371)提供动力。