本發(fā)明涉及新能源汽車領(lǐng)域，尤其涉及一種電動液壓助力轉(zhuǎn)向的控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是車輛的關(guān)鍵部件，直接關(guān)系到整車的操縱性、穩(wěn)定性和安全性。現(xiàn)有技術(shù)的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般主要由儲能機構(gòu)、變頻控制器、電動液壓助力轉(zhuǎn)向泵總成、液壓油罐、轉(zhuǎn)向器組成，變頻控制器輸出頻率可變的交流電壓來驅(qū)動電動液壓助力轉(zhuǎn)向泵總成，通過電動液壓助力轉(zhuǎn)向泵總成的液壓泵使液壓油罐內(nèi)的流體以流速流向轉(zhuǎn)向器，為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供動力。

隨著新能源純電動汽車的快速發(fā)展及趨勢，國家新發(fā)布標準建議書車用助力轉(zhuǎn)向必須有斷電保護功能保證助力轉(zhuǎn)向能持續(xù)運行10s以上，需要設(shè)計某種裝置和設(shè)備在斷電情況下，保證給助力應急轉(zhuǎn)向功能，讓客戶發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障后，能有充足的時間把車?？吭诎踩奈恢谩?/p>

現(xiàn)有處理技術(shù)有加應急保護電源dc-dc(低壓轉(zhuǎn)高壓)變換器，在傳統(tǒng)的電動液壓助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)上附加電源電路，不但成本高，體積大布置不方便，而且該系統(tǒng)只能使用于400v以上電壓平臺的車使用，存在局限性，一旦出現(xiàn)助力控制器及助力電機任何一個有問題則其應急保護功能失效，不能在根源上解決問題；其次加蓄能器、保壓閥機構(gòu)技術(shù)，將一定的高壓油儲存在蓄能器中，出現(xiàn)助力應急時釋放，提供轉(zhuǎn)向一定的運行時間，然而存在能量不足，高負載下應急時無法滿足正常助力運行需求，因此根源上都無法解決此助力應急問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種具有應急保護裝置的電動液壓助力轉(zhuǎn)向的控制系統(tǒng)及其控制方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種電動液壓助力轉(zhuǎn)向的控制系統(tǒng)，包括：雙集成控制器、雙繞組集成助力電機、電動液壓助力轉(zhuǎn)向泵總成和整車控制器；

所述雙集成控制器包括永磁同步控制器和直流無刷控制器；所述雙繞組集成助力電機由共用轉(zhuǎn)子的高壓永磁同步電機和低壓直流無刷電機組成，所述永磁同步控制器分別與整車控制器和高壓永磁同步電機連接，所述直流無刷控制器分別與整車控制器和低壓直流無刷電機連接，所述雙繞組集成助力電機的輸出端與電動液壓助力轉(zhuǎn)向泵總成連接；

所述高壓永磁同步電機用于為電動液壓助力轉(zhuǎn)向泵總成提供轉(zhuǎn)向助力，所述低壓直流無刷電機用于為電動液壓助力轉(zhuǎn)向泵總成提供轉(zhuǎn)向助力；

所述雙集成控制器用于當整車控制器采集到汽車發(fā)出異常信息時，將高壓永磁同步電機提供轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)換成低壓直流無刷電機提供轉(zhuǎn)向助力。

本發(fā)明采用的另一技術(shù)方案為：

一種電動液壓助力轉(zhuǎn)向的控制系統(tǒng)的控制方法，包括：

當整車控制器采集到汽車發(fā)出異常信息時，由高壓永磁同步電機提供轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)換成低壓直流無刷電機提供轉(zhuǎn)向助力。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供的一種電動液壓助力轉(zhuǎn)向的控制系統(tǒng)及其控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)當整車高壓能源機構(gòu)突然斷電或失電、及其他導致助力缺失因素情況下，處于待命狀態(tài)的低壓直流無刷控制器工作運行，驅(qū)動控制雙繞組集成電機內(nèi)部的繞組運行，從而帶動助力轉(zhuǎn)向泵運行，為助力方向機提供流量及壓力需求，保證方向持續(xù)正常運行，提供給司機反應停車時間，保證車不會因助力缺失，而出現(xiàn)異常事故，根源上解決此助力應急問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的電動液壓助力轉(zhuǎn)向的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的電動液壓助力轉(zhuǎn)向的控制系統(tǒng)的控制方法的步驟流程圖；

圖3為本發(fā)明的電動液壓助力轉(zhuǎn)向的控制系統(tǒng)的雙繞組集成助力電機的結(jié)構(gòu)示意圖；

標號說明：

100、高壓電源儲能裝置；200、低壓電源儲能裝置；300、雙集成控制器；400、雙繞組集成助力電機；500、電動液壓助力轉(zhuǎn)向泵總成；600、液壓油罐；700、轉(zhuǎn)向輪；800、方向盤；900、整車控制器；

1、電機前端蓋；2、轉(zhuǎn)軸；3、骨架油封；4、前軸承；5、轉(zhuǎn)子壓板；

6、密封圈；7、低壓定子繞組；8、高壓定子繞組；9、定子鐵芯；10、電機殼體；11、轉(zhuǎn)子鐵芯；12、熱壓套；13、后軸承；14、電機后端蓋；15、高壓端子引出線；16、霍爾元件插座引出線；17、霍爾元件板；18、低壓端子引出線。

具體實施方式

為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖予以說明。

本發(fā)明最關(guān)鍵的構(gòu)思在于：當整車控制器采集到汽車發(fā)出異常信息時，由高壓永磁同步電機提供方向助力轉(zhuǎn)換成低壓直流無刷電機提供方向助力。

請參照圖1-3，本發(fā)明提供的一種電動液壓助力轉(zhuǎn)向的控制系統(tǒng)，包括：雙集成控制器300、雙繞組集成助力電機400、電動液壓助力轉(zhuǎn)向泵總成500和整車控制器900；

所述雙集成控制器300包括永磁同步控制器和直流無刷控制器；所述雙繞組集成助力電機400由共用轉(zhuǎn)子的高壓永磁同步電機和低壓直流無刷電機組成，所述永磁同步控制器分別與整車控制器900和高壓永磁同步電機連接，所述直流無刷控制器分別與整車控制器900和低壓直流無刷電機連接，所述雙繞組集成助力電機400的輸出端與電動液壓助力轉(zhuǎn)向泵總成500連接；

所述高壓永磁同步電機用于為電動液壓助力轉(zhuǎn)向泵總成提供轉(zhuǎn)向助力，所述低壓直流無刷電機用于為電動液壓助力轉(zhuǎn)向泵總成提供轉(zhuǎn)向助力；

所述雙集成控制器300用于當整車控制器采集到汽車發(fā)出異常信息時，將高壓永磁同步電機提供轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)換成低壓直流無刷電機提供轉(zhuǎn)向助力。

從上述描述可知，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供的一種電動液壓助力轉(zhuǎn)向的控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)當整車高壓能源機構(gòu)突然斷電或失電、及其他導致助力缺失因素情況下，處于待命狀態(tài)的低壓直流無刷控制器工作運行，驅(qū)動控制雙繞組集成電機內(nèi)部的繞組運行，從而帶動助力轉(zhuǎn)向泵運行，為助力方向機提供流量及壓力需求，保證方向持續(xù)正常運行，提供給司機反應停車時間，保證車不會因助力缺失，而出現(xiàn)異常事故，根源上解決此助力應急問題。

本發(fā)明提供的一種電動液壓助力轉(zhuǎn)向的控制系統(tǒng)的工作原理為：

雙集成控制器驅(qū)動電動液壓助力電機帶動液壓泵為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供助力，整車控制器與雙集成控制器連接，車輛采集的實時高壓信號和報警信號通過整車can通訊網(wǎng)絡(luò)實時傳輸?shù)诫p集成控制器中，利用邏輯判定關(guān)系確定雙集成控制器內(nèi)兩種控制器系統(tǒng)的運行關(guān)系，從根源上解決助力轉(zhuǎn)向應急保護，實現(xiàn)整車高壓能源機構(gòu)突然斷電或失電、及其他導致助力缺失因素情況下，由低壓直流無刷助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，提供持續(xù)方向助力，避免方向盤打不動，造成安全事故發(fā)生，能使助力正常運行。

電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)總成包括轉(zhuǎn)向葉片泵和聯(lián)軸器。雙繞組集成電機使用工況包含高壓永磁同步繞組a和低壓直流無刷繞組b；

高壓永磁同步繞組a：電機運行過程是不斷變負載運行，常規(guī)狀態(tài)為低負載運行使用，短時高負載運行(車輛大幅度轉(zhuǎn)動方向盤時負載較高，極限轉(zhuǎn)角對應電機峰值功率)，電機運行中96％時間段為額定功率使用狀態(tài)，3％時間段為1.5-3.5kw使用狀態(tài)，1％時間段為峰值功率使用；

低壓直流無刷繞組b：常規(guī)狀態(tài)主要由繞組a電機驅(qū)動，提供主要扭矩輸出；當繞組a運行時，繞組b不通電或處于待機運行狀態(tài)，直到高壓電源斷電或其他情況導致繞組a電機無法輸出時，由繞組b帶動助力運行，保證助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)至少能運行30s以上包括(方向盤高負載運行情況)。

進一步的，還包括高壓電源儲能裝置100和低壓電源儲能裝置200，所述高壓電源儲能裝置100與永磁同步控制器連接，所述低壓電源儲能裝置200與低壓直流無刷電機連接。

高壓永磁同步控制器主要用于將高壓電源儲能裝置的直流高壓輸出為正弦波的交流電；低壓無刷直流控制器用于將低壓電源儲能裝置的直流24v低壓輸出為方波的交流電；所述高壓電源儲能裝置為車用電池或超級電容；低壓電源儲能裝置為車載鉛酸電瓶。

進一步的，還包括液壓油罐600、轉(zhuǎn)向輪700和方向盤800；

所述轉(zhuǎn)向輪與方向盤連接，所述電動液壓助力轉(zhuǎn)向泵總成通過轉(zhuǎn)向輪和液壓油罐形成油壓回路。

進一步的，所述雙繞組集成助力電機包括電機殼體10，所述電機殼體10內(nèi)設(shè)有定子總成，所述定子總成包括定子鐵芯9，所述定子鐵芯9上設(shè)有低壓定子繞組7和高壓定子繞組8。

由上述描述可知，通過在定子鐵芯上設(shè)置低壓定子繞組和高壓定子繞組，且相互獨立的繞組，通過兩套繞組在不同的時間段分別通電可以獲得兩種輸出狀態(tài)。

進一步的，所述電機殼體內(nèi)還設(shè)有與定子總成相適配的轉(zhuǎn)子總成，所述轉(zhuǎn)子總成包括轉(zhuǎn)軸2和轉(zhuǎn)子鐵芯11；所述轉(zhuǎn)子鐵芯11安裝在轉(zhuǎn)軸2上，所述轉(zhuǎn)軸2的兩端分別設(shè)有前軸承4和后軸承13，所述轉(zhuǎn)子鐵芯11與前軸承4之間設(shè)有轉(zhuǎn)子壓板5，所述轉(zhuǎn)子鐵芯11與后軸承13之間設(shè)有熱壓套12。

進一步的，還包括電機前端蓋1和電機后端蓋14；所述電機前端蓋1上設(shè)有安裝前軸承的第一軸承槽，所述第一軸承槽內(nèi)設(shè)有骨架油封3；所述電機后端蓋上設(shè)有固定后軸承的第二軸承槽；所述電機前端蓋上設(shè)有密封圈6。

由上述描述可知，在安裝過程中通過利用電機前端蓋內(nèi)的軸承槽鑲有骨架油封，將電機殼體總成的前軸承間隙配合套入到電機前端蓋中，利用電機前端蓋上的o型密封圈將電機殼體總成密封，后通過固定螺栓鎖緊電機前端蓋和電機殼體，電機后端蓋的軸承槽起裝配定位作用。

進一步的，所述電機后端蓋上設(shè)有霍爾元件板17，其包括霍爾元件插座引出線16。

進一步的，所述電機后端蓋上設(shè)有高壓端子引出線15和低壓端子引出線18，所述高壓端子引出線與高壓定子繞組連接，所述低壓端子引出線與低壓定子繞組連接。

參閱圖2，本發(fā)明還提供的一種電動液壓助力轉(zhuǎn)向的控制系統(tǒng)的控制方法，包括：

當整車控制器采集到汽車發(fā)出異常信息時，由高壓永磁同步電機提供轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)換成低壓直流無刷電機提供轉(zhuǎn)向助力。

本發(fā)明提供的一種電動液壓助力轉(zhuǎn)向的控制系統(tǒng)的控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)當整車高壓能源機構(gòu)突然斷電或失電、及其他導致助力缺失因素情況下，處于待命狀態(tài)的低壓直流無刷控制器工作運行，驅(qū)動控制雙繞組集成電機內(nèi)部的繞組運行，從而帶動助力轉(zhuǎn)向泵運行，為助力方向機提供流量及壓力需求，保證方向持續(xù)正常運行，提供給司機反應停車時間，保證車不會應助力缺失，而出現(xiàn)異常事故，根源上解決此助力應急問題。

進一步的，所述異常信息為高壓永磁同步電機發(fā)生斷電或失電時發(fā)出的信息。

請參閱圖1-3，本發(fā)明的實施例一為：

本發(fā)明提供的一種電動液壓助力轉(zhuǎn)向的控制系統(tǒng)，包括：雙集成控制器、雙繞組集成助力電機、電動液壓助力轉(zhuǎn)向泵總成和整車控制器；

所述雙集成控制器包括永磁同步控制器和直流無刷控制器；所述雙繞組集成助力電機由共用轉(zhuǎn)子的高壓永磁同步電機和低壓直流無刷電機組成，所述永磁同步控制器分別與整車控制器和高壓永磁同步電機連接，所述直流無刷控制器分別與整車控制器和低壓直流無刷電機連接，所述雙繞組集成助力電機的輸出端與電動液壓助力轉(zhuǎn)向泵總成連接；

所述高壓永磁同步電機用于為電動液壓助力轉(zhuǎn)向泵總成提供轉(zhuǎn)向助力，所述低壓直流無刷電機用于為電動液壓助力轉(zhuǎn)向泵總成提供轉(zhuǎn)向助力；

所述雙集成控制器用于當整車控制器采集到汽車發(fā)出異常信息時，將高壓永磁同步電機提供轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)換成低壓直流無刷電機提供轉(zhuǎn)向助力。

本發(fā)明的實施例二為：

在上述實施例一的基礎(chǔ)上，對雙繞組集成助力電機進一步限定，具體為：

所述雙繞組集成助力電機包括電機殼體，所述電機殼體內(nèi)設(shè)有定子總成，所述定子總成包括定子鐵芯，所述定子鐵芯上設(shè)有低壓定子繞組和高壓定子繞組。通過在定子鐵芯上設(shè)置低壓定子繞組和高壓定子繞組，且相互獨立的繞組，通過兩套繞組在不同的時間段分別通電可以獲得兩種輸出狀態(tài)。

在具體實施方式中，定子總成由相互絕緣的子硅鋼片疊壓而成，子硅鋼片內(nèi)圓上沖有均勻分布的特制槽，槽分為上下孔的半閉口槽、定子繞組采用聚酯漆包圓銅線繞制，按照一定的空間角度依次嵌入定子鐵心槽內(nèi)，先嵌入高壓永磁同步電機繞組線圈處于槽內(nèi)的上層，后嵌入低壓直流無刷電機繞組線圈處于槽內(nèi)的下層，層間絕緣采用聚酯薄膜絕緣紙。

所述電機殼體內(nèi)還設(shè)有與定子總成相適配的轉(zhuǎn)子總成，所述轉(zhuǎn)子總成包括轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)子鐵芯；所述轉(zhuǎn)子鐵芯安裝在轉(zhuǎn)軸上，所述轉(zhuǎn)軸的兩端分別設(shè)有前軸承和后軸承，所述轉(zhuǎn)子鐵芯與前軸承之間設(shè)有轉(zhuǎn)子壓板，所述轉(zhuǎn)子鐵芯與后軸承之間設(shè)有熱壓套。

在具體實施方式中，在電機殼體10內(nèi)套裝有定子總成，之間采用復合絕緣材料dmd(聚酯薄膜聚酯纖維非織布柔軟復合箔)填充，定子總成內(nèi)為可自由轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子總成。定子總成包括沿電機殼體10的內(nèi)壁套裝的定子鐵芯9，在定子鐵芯9上嵌裝著低壓定子繞組7和高壓定子繞組8；

轉(zhuǎn)子總成包括轉(zhuǎn)軸2，在轉(zhuǎn)軸2上安裝著轉(zhuǎn)子鐵芯11，在轉(zhuǎn)軸2的兩端分別設(shè)有前軸承4和后軸承13，在轉(zhuǎn)子鐵芯11靠近前軸承4處安裝有轉(zhuǎn)子壓板5，靠近后軸承13處安裝有熱壓套12。

本發(fā)明實施例三為：

在上述實施例二的基礎(chǔ)上，對雙繞組集成助力電機的安裝結(jié)構(gòu)進一步限定，具體為：還包括電機前端蓋1和電機后端蓋14；所述電機前端蓋上設(shè)有安裝前軸承4的第一軸承槽，所述第一軸承槽內(nèi)設(shè)有骨架油封3；所述電機后端蓋14上設(shè)有固定后軸承13的第二軸承槽；所述電機前端蓋上設(shè)有密封圈6。

在安裝過程中通過利用電機前端蓋1內(nèi)的軸承槽鑲有骨架油封3，將電機殼體總成的前軸承4間隙配合套入到電機前端蓋1中，利用電機前端蓋上的o型的密封圈6將電機殼體總成密封，后通過固定螺栓鎖緊電機前端蓋1和電機殼體10，電機后端蓋14的軸承槽起裝配定位作用。

所述電機后端蓋上設(shè)有霍爾元件板17，其包括霍爾元件插座引出線16；所述電機后端蓋上設(shè)有高壓端子引出線15和低壓端子引出線18，所述高壓端子引出線與高壓定子繞組連接，所述低壓端子引出線與低壓定子繞組連接。常規(guī)狀態(tài)下由高壓繞組驅(qū)動油泵，低壓繞組為開路狀態(tài)，處于待命不工作狀態(tài)，由于低壓繞組電勢為18v以下/1800rpm時，并開路，發(fā)的電量小，由設(shè)計控制板自帶的大功率電容消耗掉。

當高壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，整車控制器或雙集成控制器發(fā)送指令讓低壓直流無刷電機立即工作，保障助力轉(zhuǎn)向油泵可持續(xù)一段時間的轉(zhuǎn)向助力輸出。

新能源客車的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括：雙集成控制器用于將高壓電源儲能機構(gòu)的直流高壓輸出為正弦波的交流電壓和將低壓電源儲能機構(gòu)的直流低壓輸出為方波的交流電；電動液壓助力轉(zhuǎn)向泵總成與雙集成控制器采用電氣連接并驅(qū)動電動液壓助力轉(zhuǎn)向泵總成的液壓泵來驅(qū)動轉(zhuǎn)向器(方向機)進行轉(zhuǎn)向，整車正常運行工況時，受雙集成控制器內(nèi)永磁同步控制器指令，驅(qū)動雙繞組集成助力電機內(nèi)部的高壓永磁同步電機工作，而集成控制器內(nèi)的直流無刷系統(tǒng)一直處于待機狀態(tài)，時時接收著由整車控制器發(fā)出can通訊報文(報文中包含電池電量、電容電壓、報警信號等)，當檢測到整車電壓為0v(持續(xù)至少100ms時間段)及重要報警導致助力缺少信號時，直流無刷控制系統(tǒng)發(fā)出運行指令驅(qū)動雙集成控制器內(nèi)直流無刷電機運行。還包含集成控制器內(nèi)部硬線報警輸出連接，只要高壓永磁同步系統(tǒng)出現(xiàn)助力缺失項報警，就會發(fā)送一個低電平信號給直流無刷控制系統(tǒng)的運行端子上(運行端子得低電平信號運行)，雙集成控制器系統(tǒng)也將can通訊實時傳送到整車控制器中，從而起到雙重啟動保護。所述電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括電動液壓助力轉(zhuǎn)向泵總成進油口與液壓油罐采用油管連接，出油口與轉(zhuǎn)向輪同樣采用油管連接，連接的轉(zhuǎn)向輪與方向盤通過機械機構(gòu)連接；及方向機的出油回路到液壓油罐。

綜上所述，本發(fā)明提供的一種電動液壓助力轉(zhuǎn)向的控制系統(tǒng)及其控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)當整車高壓能源機構(gòu)突然斷電或失電、及其他導致助力缺失因素情況下，處于待命狀態(tài)的低壓直流無刷控制器工作運行，驅(qū)動控制雙繞組集成電機內(nèi)部的繞組運行，從而帶動助力轉(zhuǎn)向泵運行，為助力方向機提供流量及壓力需求，保證方向持續(xù)正常運行，提供給司機反應停車時間，保證車不會因助力缺失，而出現(xiàn)異常事故，根源上解決此助力應急問題。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等同變換，或直接或間接運用在相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。