智能液壓助力轉向系統及其控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種用于車輛的轉向系統，更具體地，設及一種智能液壓助力轉向系 統及其控制方法。
【背景技術】
[0002] 目前新能源電動汽車的轉向系統一般采用轉閥式動力轉向器總成和電動累，轉閥 式動力轉向器總成包括機械轉向器、轉向動力缸和轉閥，轉向動力缸內通過活塞分成兩個 工作腔，汽車轉向時，方向盤轉動帶動轉閥旋轉，通過轉閥的轉動控制流入兩個工作腔的油 液量，從而造成兩個工作腔具有液壓差，活塞受液壓力作用產生運動帶動機械轉向器工作， 從而實現汽車的轉向助力。
[0003] 采用運種轉向系統的電動汽車在方向盤打死時，電動累仍在工作，此時轉向器總 成中的轉閥處于關閉狀態，油液無法進入轉向器總成，電動累的內壓力瞬間增加，電動累內 的油液的溫度快速上升，油液的粘度變大，容易導致電動累發生堵轉，電動累內的高溫油液 失去了良好的潤滑性能，會造成電動累內的葉片與定子內曲面變成干摩擦，從而加快定子 內曲面的磨損，另外在高溫作用下，油液易析出碳化物等固體，運樣會進一步的加快定子的 磨損，而且由于轉子與配油盤的間隙很小，在油液失去潤滑性能之后，也很容易造成配油盤 與轉子端面燒傷而使電動累失效，此外，高溫環境還加快了電動累上密封元件的老化速度， 加快密封件的失效造成電動累漏油。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題就是提供一種智能液壓助力轉向系統，解決現有的轉 向系統中的電動累中油液溫度很高的技術問題。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：
[0006] 智能液壓助力轉向系統，包括轉向器總成、儲油罐、電動累、轉向控制器W及用于 檢測汽車方向盤轉動角度的角度傳感器，所述電動累具有進油口和出油口，所述轉向器總 成具有入油口和回油口，所述電動累的進油口通過進油管與儲油罐連通，所述電動累的出 油口通過出油管與轉向器總成的入油口連通，所述轉向器總成的回油口通過回油管與儲油 罐連通，所述轉向控制器通過CAN總線接收角度傳感器的角度信號，所述轉向控制器通過 UVW立相線與電動累電性連接，轉向控制器根據角度信號閉環控制電動累的轉速。
[0007] 優選的，所述電動累的出油口設有比例電磁閥，比例電磁閥包括閥體、比例電磁鐵 W及設在閥體中的推桿和導套，推桿滑動設置于導套中，所述比例電磁鐵包括線圈和銜鐵， 該銜鐵與推桿的一端相連，所述推桿的另一端連接有推塊，該推塊將閥體的內腔分隔為第 一內腔和第二內腔，所述閥體具有入油口和出油口，該閥體的入油口第一腔體連通，閥體的 出油口與第二內腔連通，閥體的外壁中設有導孔，第一內腔和第二內腔通過導孔相連通，導 孔與第二腔體連通的開口為節流口，第一內腔中設有彈黃，該彈黃的一端與閥體的內壁相 連，推桿沿軸向驅動推塊做往復運動W推塊與節流口之間的間隙大小，推塊與節流口之間 的間隙變小的過程中，彈黃被推塊壓縮，比例電磁鐵的線圈通過轉向控制器接入直流電，轉 向控制器根據角度信號W及速度信號閉環控制線圈的電流大小。
[0008] 優選的，所述推桿包括依次相連的第一桿體、第二桿體和第=桿體，所述第一桿體 的頭端連接銜鐵，所述第=桿體的頭端連接推塊，所述第一內腔中設有具有內腔的擋塊，該 擋塊的內腔與導孔連通，該擋塊上設有連通第一內腔和擋塊的內腔的通孔，所述第二桿體 與通孔滑動配合，所述第一桿體和第=桿體的外徑大于通孔的孔徑。
[0009] 優選的，所述電動累中設有配油盤，所述配油盤的入油口連通電動累的出油口，該 配油盤的出油口連通第一內腔。
[0010] 優選的，所述電動累具有溢流口，所述電動累的溢流口上設有溢流閥，所述溢流閥 通過溢流管與儲油罐連通。
[0011] 優選的，所述回油管上設有安全閥。
[0012] 優選的，所述轉向系統還包括檢測汽車速度的車速傳感器，所述轉向控制器通過 CAN總線接收車速傳感器的車速信號，轉向控制器根據角度信號W及速度信號閉環控制線 圈的電流大小。
[0013] 本發明還提供了一種智能液壓助力轉向系統的控制方法，所述角度傳感器檢測的 角度信號數值為〇,方向盤的最大轉動角度為A，所述電動累的轉速數值為n，所述轉向控制 器對轉速數值n的控制公式為：
[0016] 所述車速傳感器檢測的車速信號數值為S，所述線圈的電流數值為I，所述彈黃的 彈性系數為k，所述永磁鐵的磁感應強度為B，所述線圈的長度為L，所述轉向控制器對電流 數值I的控制公式為：
[0017] 本發明的有益效果為：
[0018] 1、轉向控制器根據角度信號閉環控制電動累的轉速，在電動汽車在方向盤打死 時，通過降低電動累的轉速，降低電動累中油液的壓力，使油液溫度得到降低，減輕電動累 中的元器件的磨損，降低電動累中的元器件的老化速度；
[0019] 2、轉向控制器通過控制公式控制變頻器輸出的頻率數值和線圈的電流數值，實 現電機轉速和比例電磁閥流量的精準控制，在滿足助力要求的前提下，使能耗和電動累油 液溫度顯著下降。
[0020] 本發明的具體技術效果將在【具體實施方式】中予W進一步說明。
【附圖說明】
[0021 ] W下結合附圖和【具體實施方式】對本發明進行進一步描述：
[0022] 圖1是本發明智能液壓助力轉向系統的原理圖；
[0023] 圖2是本發明智能液壓助力轉向系統的結構示意圖；
[0024] 圖3是本發明智能液壓助力轉向系統中比例電磁閥的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0025] 下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作詳細說明。
[0026] 如圖1和圖2所示，智能液壓助力轉向系統，包括轉向器總成15、儲油罐20、電動累 13、轉向控制器25 W及用于檢測汽車方向盤轉動角度的角度傳感26,電動累13具有進油口 和出油口，轉向器總成15具有入油口和回油口，電動累13的進油口通過進油管19與儲油罐 20連通，電動累13的出油口通過出油管16與轉向器總成15的入油口連通，轉向器總成15的 回油口通過回油管17與儲油罐20連通，電動累13中的葉片通過正轉和反轉完成吸油和壓油 的過程，轉向控制器25通過CAN總線接收角度傳感器16的角度信號，轉向控制器25通過UVW =相線與電動累13電性連接，轉向控制器25根據角度信號閉環控制電動累13的轉速，轉向 控制器25的閉環控制是指通過采集電動累13的轉速作為反饋信號，轉向控制器25根據反饋 信號控制電動累13的轉速達到所需要的轉速。
[0027] 為了增加系統的可靠性，電動累13具有溢流口 23，電動累13的溢流口 23上設有溢 流閥24,溢流閥24通過溢流管與儲油罐20連通，在電動累13油壓大于峰值油壓的情況下， 溢流閥24打開，電動累13中的油液通過溢流閥24流入儲油罐20，從而卸掉電動累13的油壓， 回油管17上設有安全閥，能夠保證新能源汽車電動累失去控制的狀態下，若電動累13通過 溢流閥24卸壓后油壓仍處于高位，安全閥打開將油壓卸掉，進一步保障系統的安全。
[002引如圖3所示，電動累13的出油口設有比例電磁閥，比例電磁閥包括閥體1、比例電磁 鐵4W及設在閥體1中的推桿2和導套3,推桿2滑動設置于導套3中，比例電磁鐵4包括線圈和 銜鐵，銜鐵與推桿2的一端相連，推桿2的另一端連接有推塊5,該推塊5將閥體1的內腔分隔 為第一內腔11和第二內腔12,推塊5的外壁與閥體1的內壁之間設有密封圈，從而將第一內 腔11和第二內腔12密封隔絕，閥體1具有入油口和出油口，閥體1的入油口 11第一腔體連通， 閥體1的出油口與第二內腔12連通，閥體的外壁中設有導孔7，第一內腔11和第二內腔12通 過導孔7相連通，導孔7與第二腔體12連通的開口為節流口 71，第一內腔11中設有彈黃8,該 彈黃8的一端與閥體的內壁相連，推桿2沿軸向驅動推塊5做往復運動W推塊5與節流口 71之 間的間隙大小，推塊5與節流口 71之間的間隙變小的過程中，彈黃8被推塊5壓縮，比例電磁 鐵4的線圈通過轉向控制器25接入直流電，轉向控制器25根據角度信號W及速度信號閉環 控制線圈的電流大小。
[0029] 推桿包括依次相連的第一桿體21、第二桿體22和第=桿體23,第一桿體21的頭端 連接銜鐵，第=桿體23的頭端連接推塊5,第一內腔11中設有具有內腔61的擋塊6,該擋塊6 的內腔61與導孔7連通，該擋塊6上設有連通第一內腔11和擋塊6的內腔61的通孔62,第二桿 體22與通孔62滑動配合，第一桿體21和第=桿體23的外徑大于通孔62的孔徑，通過第一桿 體21和第=桿體23限制推桿2往復運動的最大位移量。
[0030] 電動累13中設有配油盤9,配油盤9的入油口連通電動累13的出油口，配油盤9的出 油口連通第一內腔11，配油盤9起高低油路分配作用，使電動累9的中高壓油作用時輸出扭 矩，低壓油作用時把高壓油排出。
[0031] 如圖1至圖3,轉向系統還包括檢測汽車速度的車速傳感器27,轉向控制器25通過 CAN總線接收車速傳感器27的車速信號，轉向控制器25中集成有單片機，單片機采用霍爾傳 感器檢測電動累13的轉速，轉向控制器25的