CN110682962A - 一种双电机电动液压转向助力系统及一种车辆 - Google Patents

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陈运来
闫帅林
王浩宇
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Abstract

本发明涉及车辆转向控制技术领域，特别是一种双电机电动液压转向助力系统及一种车辆。该车辆包括转向系统和转向助力系统，该转向系统包括转向器，该助力转向系统包括用于连接转向器的双轴转向油泵、第一转向电机和第二转向电机，双轴转向油泵的传动轴从油泵的两端伸出，传动轴的一端连接第一转向电机，传动轴的另一端连接第二转向电机，实现了车辆的液压助力转向，辅助驾驶员进行转向操作，解决了现有双电机带动转向油泵时通过同步带的连接方式容易出现故障的问题。

Description

一种双电机电动液压转向助力系统及一种车辆
技术领域
本发明涉及车辆转向控制技术领域，特别是一种双电机电动液压转向助力系统及一种车辆。
背景技术
目前大型商用车辆采用液压助力转向系统，由于其实车载重和转向桥相对较重，转向执行机构(转向器)所需助力泵提供较大的压力、流量。目前大多数车辆都是一套转向电机及控制单元驱动液压转向泵。大多数商用车辆都是一套转向电机及控制单元驱动液压转向泵。而单套转向电机及控制单元承载较大负荷，首先会导致其长期载荷大，噪声大，容易老化；其次一套转向电机及控制单元容易故障，具有行车安全隐患。
有中国专利公布号为CN103625544A的专利文献公开了一种电动液压助力转向油泵双电机驱动装置，主驱动电机直接驱动油泵转动，辅驱动电机适时工作，双电机的转速和转矩等工作状态根据电子控制单元ECU采集转向盘转速、车速以及两电机的电流等信号而调整，两者通过同步带及带轮借助单向离合器动力的耦合，使得转向系统的控制自由度提高，低速转向轻便、高速路感较好，电机只在需要助力时才高速工作，不转向时低速运转，耗能较低，当一个电机故障时另一电机仍能够提供一定的转向助力，提高了系统的安全性。一定程度上能够解决单电机的载荷大，噪声大，容易老化和控制单元容易故障，具有行车安全隐患等问题。
但是上述装置的辅驱动电机通过同步带与主驱动电机进行耦合时同步带容易存在以下缺点：皮带对环境适应性差，热胀冷缩容易断裂；使用时间较长时，张力变小，松动，容易打滑导致可靠性差；且皮带连接机械效率低；以及皮带连接会导致转向泵两端电机工作不同步问题，不同步则会扭断转向油泵两端轴承等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种双电机电动液压转向助力系统，用以解决现有双电机带动转向油泵时通过同步带的连接方式容易出现故障的问题。本发明还提供一种车辆。
为了实现车辆的液压助力转向，辅助驾驶员进行转向操作，解决现有双电机带动转向油泵时通过同步带的连接方式容易出现故障的问题。本发明提供一种双电机电动液压转向助力系统，包括用于连接转向器的双轴转向油泵、第一转向电机和第二转向电机，所述双轴转向油泵的传动轴从油泵的两端伸出，所述传动轴的一端连接所述第一转向电机，所述传动轴的另一端连接所述第二转向电机。
进一步地，该转向助力系统还包括用于连接转向器的助力油路和设置在所述助力油路上的储油罐，所述助力油路上还设置有所述双轴转向油泵。
进一步地，该转向助力系统还包括由两个电机控制单元构成的电机控制模块，每一个电机控制单元控制连接一个转向电机。
进一步地，所述控制模块用于通讯连接整车控制器。
本发明还提供一种车辆，包括转向系统，所述转向系统包括转向器，该车辆还包括转向助力系统，所述转向助力系统包括双轴转向油泵、第一转向电机和第二转向电机，所述双轴转向油泵的传动轴从油泵的两端伸出，所述传动轴的一端连接所述第一转向电机，所述传动轴的另一端连接所述第二转向电机，所述转向助力系统还包括连接所述转向器的助力油路，所述助力油路上设置有所述双轴转向油泵。
进一步地，该转向助力系统还包括储油罐，所述助力油路上设置有所述储油罐。
进一步地，该转向助力系统还包括由两个电机控制单元构成的电机控制模块，每一个电机控制单元控制连接一个转向电机。
进一步地，所述车辆上设置有整车控制器，所述控制模块通讯连接所述整车控制器。
附图说明
图1是一种双电机电动液压转向助力系统的结构示意图；
图2是一种双电机电动液压转向助力系统的电气原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
本发明提供一种车辆，该车辆包括转向系统，该转向系统中设置有转向器，该车辆还包括转向助力系统，转向助力系统优选为液压转向助力系统，该系统包括双轴转向油泵、第一转向电机和第二转向电机，双轴转向油泵的传动轴从油泵的两端伸出，传动轴的一端连接第一转向电机，传动轴的另一端连接第二转向电机，转向助力系统还包括连接转向器的助力油路，助力油路上设置有双轴转向油泵。
第一转向电机通过第一连接机构驱动连接传动轴，第二转向电机通过第二连接机构驱动连接传动轴；其中的第一连接机构和第二连接机构均可以为连接块或者联轴器。
采用机械连接(连接块或者联轴器)，和转向手感平稳(转向手感舒适，路感较好，平顺性好)的液压转向助力系统，主要应用于载荷较大的大型商用车辆，因液压助力转向系统，可以满足实车载重和转向桥相对较重，转向执行机构即转向器所需助力泵提供较大的压力、流量。采用该系统处理可以为整车提供较大的转向助力，还可以提升转向助力系统的可靠性，延长其寿命。
该转向助力系统还包括储油罐，该储油罐设置在上述的助力油路上，通过转向油泵的加压以液压能的形式作用于转向器，对车辆的转向形成助力。
该转向助力系统还包括由两个电机控制单元构成的电机控制模块，每一个电机控制单元控制连接一个转向电机。控制模块用于通讯连接整车控制器，两个电机控制单元之间也进行通讯。同时，每个电机控制单元与对应的电机之间可以集成设置，也可以独立设置两者之间通过线缆连接。
正常情况下，两套转向电机及对应控制单元同时驱动双轴转向泵，各自分别承担一半负荷，这样两个转向电机始终工作在轻载工况下。特殊工况下，当一套转向电机及对应控制单元故障，另一套转向电机及对应控制单元独立工作，独立驱动液压转向油泵，为整车提供持续稳定的液压转向助力，确保整车行车安全。
该转向助力系统如图1所示，将储油罐4中的液压油通过转向油泵1的加压以液压能的形式作用于转向器5，对车辆的转向形成助力。从轴端L2看是顺时针为正常工作，从轴端L1看逆时针为正常工作。第二转向电机3即M2从其轴端看，必须逆时针工作；第一转向电机2即M1从其轴端看，必须顺时针工作。如图2所示，控制单元C2控制第二转向电机M2按照逆时针工作；控制单元C1控制第一转向电机M1按照顺时针工作。
由于传统内燃机商用汽车一般情况只有24V低压电源，而电动商用汽车中的驱动系统为高压电源供电，整车照明及控制系统为低压电源。因此对电源和转向电机及控制单元总成要求如下：
如果是传统内燃机商用汽车，两套转向电机及控制单元总成和对应的电源7选用低压类型；如果是电动商用汽车，两套转向电机及控制单元总成和对应的电源7，既可以选用高压类型，也可以低压类型。
另外，根据上述的结构，还要求第一转向电机M1和第二转向电机M2必须为同类型、同型号等完全相同电机，输入的电源和控制信号都完全相同，两个控制单元C1和C2之间除了互相之间通讯外，还要求分别和整车控制器6通讯。a、b分别为CAN_H、CAN_L通讯接口；c为点火信号，即两个转向电机及控制单元的使能控制信号。
通过CAN通讯可以知道两个转向电机及控制单元的工作情况，其中一个转向电机及控制单元故障，整车控制器通过CAN通讯控制另一个转向电机及控制单元立即独立工作并驱动转向油泵，为整车提供转向助力。
本发明中涉及到转向器，以及转向轮、转向节臂、转向盘等结构为公知相关内容，再此不做详细介绍。
以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种双电机电动液压转向助力系统，其特征在于，包括用于连接转向器的双轴转向油泵、第一转向电机和第二转向电机，所述双轴转向油泵的传动轴从油泵的两端伸出，所述传动轴的一端连接所述第一转向电机，所述传动轴的另一端连接所述第二转向电机。
2.根据权利要求1所述的双电机电动液压转向助力系统，其特征在于，该转向助力系统还包括用于连接转向器的助力油路和设置在所述助力油路上的储油罐，所述助力油路上还设置有所述双轴转向油泵。
3.根据权利要求2所述的双电机电动液压转向助力系统，其特征在于，该转向助力系统还包括由两个电机控制单元构成的电机控制模块，每一个电机控制单元控制连接一个转向电机。
4.根据权利要求3所述的双电机电动液压转向助力系统，其特征在于，所述控制模块用于通讯连接整车控制器。
5.一种车辆，包括转向系统，所述转向系统包括转向器，其特征在于，该车辆还包括转向助力系统，所述转向助力系统包括双轴转向油泵、第一转向电机和第二转向电机，所述双轴转向油泵的传动轴从油泵的两端伸出，所述传动轴的一端连接所述第一转向电机，所述传动轴的另一端连接所述第二转向电机，所述转向助力系统还包括连接所述转向器的助力油路，所述助力油路上设置有所述双轴转向油泵。
6.根据权利要求5所述的车辆，其特征在于，该转向助力系统还包括储油罐，所述助力油路上设置有所述储油罐。
7.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于，该转向助力系统还包括由两个电机控制单元构成的电机控制模块，每一个电机控制单元控制连接一个转向电机。
8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述车辆上设置有整车控制器，所述控制模块通讯连接所述整车控制器。
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