CN112572331A - 电动助力转向系统应急供电控制方法 - Google Patents

电动助力转向系统应急供电控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动助力转向系统应急供电控制方法，其特征在于：当动力电池发生第一等级故障时，降低动力电池输出功率，轮毂电机为动力输出模式，动力电池向电动助力转向系统供电；当动力电池发生第二等级故障时，控制动力电池输出功率为0，控制制动系统主动制动，轮毂电机进入制动能量回收模式，轮毂电机向电动助力转向系统供电，根据电动助力转向系统的需求功率控制轮毂电机制动能量回收功率。本发明无需增加新的设备，可在动力电池因故障无法供电时给助力转向系统提供应急电源，保障了车辆的安全性。

Description

电动助力转向系统应急供电控制方法
技术领域
本发明涉及汽车助力转向技术领域，具体地指一种电动助力转向系统应急供电控制方法。
背景技术
随着电子技术的发展，电动车辆的助力转向系统主要为电动转向助力系统，其供电电源主要由车辆动力电池系统提供的高压电。若车辆行驶过程中高压供电电源丢失，电动转向助力系统无供电电源，容易造成车辆转向失控，导致安全事故。
现有技术之一为新增低压转高压供电回路，通过升压DCDC电压变换器将低压蓄电池电能转换为高压电后给电动转向助力系统供电。现有技术之二为新增含应急电源的备用助力转向系统方案，当主助力转向系统因高压电源等故障不能工作时，由备用助力转向系统给整车提供转向助力。上述两种方案存在结构复杂、零部件整车布置困难、增加整车质量、成本高等问题。
发明内容
本发明的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，提供一种电动助力转向系统应急供电控制方法，该方法无需增加新的设备，可在动力电池因故障无法供电时给助力转向系统提供应急电源，保障了车辆的安全性。
为实现上述目的，本发明提供一种电动助力转向系统应急供电控制方法，其特征在于：判断动力电池故障等级，当动力电池发生第一等级故障时，通过控制轮毂电机转矩降低动力电池输出功率，轮毂电机为动力输出模式，动力电池向电动助力转向系统供电；当动力电池发生第二等级故障时，控制动力电池不放电，控制制动系统主动制动，轮毂电机进入制动能量回收模式，轮毂电机向电动助力转向系统供电，根据电动助力转向系统的需求功率控制轮毂电机制动电能输出功率。
进一步地，第一等级故障的触发条件低于第二等级故障的触发条件。
进一步地，当动力电池发生第二等级故障时，高压配电箱将轮毂电机的多余电量给低压蓄电池供电。
进一步地，所述轮毂电机制动能量回收功率的确定方法包括，轮毂电机制动能量回收功率P0为
P0＝P1/n1/(1-n2)
其中，P1为电动助力转向系统最大需求功率，n1为制动效率，n2为电缆功率损耗率。
进一步地，轮毂电机在制动能量回收模式时，控制轮毂电机制动电能输出电压等于在动力输出模式时的工作电压。。
本发明的有益效果：当动力电池发生故障导致动力电池输出功率为0时，控制制动系统主动制动，将轮毂电机制动电能向电动助力转向系统供电，并控制轮毂电机制动电能输出功率，保证了车辆在动力电池故障时车辆正常转向，为驾驶员减速靠边停车提供保障，本发明无需增加新设备、降低成本。
附图说明
图1为电动助力转向系统应急供电系统示意图。
图2为电动助力转向系统应急供电控制方法流程图。
图中各部件标号如下：整车控制器1、动力电池2、电池管理控制器3、高压配电箱4、轮毂电机5、轮毂电机控制器6、轮毂电机逆变器7、电动助力转向控制器8、电动助力转向泵9、低压蓄电池10、低压蓄电池DCDC11。
具体实施方式
下面具体实施方式用于对本发明的权利要求技术方案作进一步的详细说明，便于本领域的技术人员更清楚地了解本权利要求书。本发明的保护范围不限于下面具体的实施例。本领域的技术人员做出的包含有本发明权利要求书技术方案而不同于下列具体实施方式的也是本发明的保护范围。
如图1所示，一种电动助力转向系统应急供电系统，包括高压配电箱4，所述高压配电箱4分别电性连接有动力电池2、轮毂电机5、电动助力转向系统和低压蓄电池10，高压配电箱4与轮毂电机5之间还电性连接有轮毂电机控制器6，控制轮毂电机的启停以及工作电压；电动助力转向系统包括与高压配电箱4依次电性连接的电动助力转向控制器8和电动助力转向泵9，其控制电动助力转向控制器8的启停，并将动力电池的输出电压转变成电动助力转向泵9的工作电压；高压配电箱4与低压蓄电池10之间还电性连接有低压蓄电池DCDC11，低压蓄电池DCDC11将动力电池的输出电压或者轮毂电机的制动电能输出电压转变为低压蓄电池的工作电压。
上述技术方案中，还包括整车控制器1和电池管理控制器3，整车控制器分别与电池管理控制器3、轮毂电机控制器6、电动助力转向控制器8通讯连接。整车控制器根据动力电池的工作状态控制动力电池2、轮毂电机5和电动助力转向泵9的工作状态。
上述技术方案中，轮毂电机5内部包含有制动装置以及轮毂电机逆变器7，当动力电池给供电时，轮毂电机为动力输出模式，当轮毂电机5通过制动系统制动时，轮毂电机5可以将制动能量回收发电，通过轮毂电机逆变器7反向给动力电池2充电。
如图2所示，上述电动助力转向系统应急供电系统的工作过程如下：
1、当动力电池工作正常无故障时，其故障标志位为0，动力电2通过高压配电箱4向轮毂电机5供电，轮毂电机控制器6控制轮毂电机5的工作电压和功率，动力电池2在电量富余时还可以通过低压蓄电池DCDC11给低压蓄电池10充电，当轮毂电机5通过制动系统制动时，轮毂电机5可以将制动能量回收发电，通过轮毂电机逆变器7反向给动力电池2充电。轮毂电机在制动能量回收模式时的输出电压等于在动力输出模式时的工作电压。
2、如表1所示，当达到了第一等级故障的触发条件时，整车会出现警示，整车控制器降低轮毂电机的目标转矩，从而确定降低后的轮毂电机输出功率，电池管理控制器3根据降低后的轮毂电机输出功率降低动力电池输出功率，整车控制器1提醒驾驶员进行减速停车，轮毂电机5为动力输出模式，动力电池2向电动助力转向系统供电。
3、如表1所示，当达到了第二等级故障的触发条件时，动力电池面临严重损坏风险，电池管理控制器3控制动力电池不使能，其输出功率为0，轮毂电机控制器6控制制动系统进行主动制动，并提示驾驶员动力电池发生故障，请立即减速停车，轮毂电机5进入制动能量回收模式，高压配电箱4将轮毂电机5发的电向电动助力转向系统供电，驾驶员在减速过程中借助轮毂电机的供电，为转向停车提供助力转向的动力，在转向过程中，根据电动助力转向泵9的需求功率控制轮毂电机制动电能输出功率，毂电机制动电能输出功率为轮毂电机通过制动能量回收发电时的输出功率。
表1故障等级触发条件判定表
Figure BDA0002834473420000041
Figure BDA0002834473420000051
Figure BDA0002834473420000061
本实施例中，轮毂电机制动电能输出功率P0为
P0＝P1/n1/(1-n2)
其中，P1为电动助力转向系统最大需求功率，n1为制动效率，n2为电缆功率损耗率。

Claims (5)

1.一种电动助力转向系统应急供电控制方法，其特征在于：判断动力电池故障等级，当动力电池发生第一等级故障时，通过控制轮毂电机转矩降低动力电池输出功率，轮毂电机为动力输出模式，动力电池向电动助力转向系统供电；当动力电池发生第二等级故障时，控制动力电池不放电，控制制动系统主动制动，轮毂电机进入制动能量回收模式，轮毂电机向电动助力转向系统供电，根据电动助力转向系统的需求功率控制轮毂电机制动电能输出功率。
2.根据权利要求1所述的电动助力转向系统应急供电控制方法，其特征在于：第一等级故障的触发条件低于第二等级故障的触发条件。
3.根据权利要求2所述的电动助力转向系统应急供电控制方法，其特征在于：当动力电池发生第二等级故障时，高压配电箱将轮毂电机的多余电量给低压蓄电池供电。
4.根据权利要求1所述的电动助力转向系统应急供电控制方法，其特征在于：所述轮毂电机制动电能输出功率的确定方法包括，轮毂电机制动电能输出功率P0为
P0＝P1/n1/(1-n2)
其中，P1为电动助力转向系统最大需求功率，n1为制动效率，n2为电缆功率损耗率。
5.根据权利要求1所述的电动助力转向系统应急供电控制方法，其特征在于：轮毂电机在制动能量回收模式时，控制轮毂电机制动电能输出电压等于在动力输出模式时的工作电压。
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