[发明专利]一种新能源客车电控液压助力转向控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车转向控制技术领域，尤其指涉及一种新能源客车电动液压助力转向控制装置及其控制方法。

背景技术

参考图1-a，传统汽车采用液压助力转向系统，助力特性是由转向阀1’和转向油缸2’构成的转向伺服转阀及液压泵3’的输出油量决定，所以对于常流量系统，其助力特性是固定的，即转向助力的大小不随转向工况的变化而自由调节。实际车辆在低速运行，为保证转向轻便灵活需要较大的转向助力，车辆在高速运行，为提高操稳性需要较小助力。为此传统液压采用折中调和的方案，导致所有工况都不是理想状态，同时泵体依赖内燃机作为驱动动力，液压泵3’长时间处于等速运转也造成了能量浪费。

随着汽车技术的发展，人们对汽车的操控性和节能性提出了更高要求，出现了电动助力转向系统和电动液压助力转向系统。参考图1-b，专利“用于电动助力转向系统的控制设备”（CN 103129635 A）采用的方案是助力电机1’(电动马达) 通过减速机构2’中的齿轮相啮合，电动助力转向系统的电子控制单元3’根据转向盘转矩、转角和车速信号，驱动助力电机1’产生转向系统所需的助力扭矩，实现车辆低速转向轻便，高速转向保持良好路感，但受限于目前直流电机功率，该系统主要运用在轿车等小型车型，而不适用于前轴负荷较大的客车车型。

电动液压助力转向系统的液压泵由发动机改为电机驱动，通过控制助力电机的转速，达到提高系统性能以及降低能耗的效果，依据助力电机的工作模式一般分为中位开式和中位闭式两种电动液压助力转向系统。

参考图1-c，中位开式电动液压助力转向系统在非转向工况时，助力电机1’以较低转速运行；处于转向工况时，助力电机1’依据转向参数进行较高转速运行，如专利“纯电动公交客车电动液压助力转向系统”（CN 103129607 A）系统根据车速、转向盘转角和前轴载荷信号控制三相异步助力电机1’的转速，提高转向性能和节能性能，但系统无法准确判别车辆复杂的行驶工况，如车辆在驻车、泊车、制动等条件下的转向助力系统的合理控制，同时由于方案采用电机转速传感器2’进行监控，专利中没有考虑液压系统具有较强的非线性、油液的粘度变化、运行部件的磨损等因素，所以系统没有实现对转向液压系统的闭环控制，造成控制精确性不高，高速操稳性和动态响应性有待提高；在专利“一种电机驱动的大客车液压转向系统及其控制转向的方法”（CN 101239625 A）中提出根据车速、转向盘转速、发动机转速和电机电流信号，将车辆行驶细分为六种工况，利用一种多工况控制方法来调节油泵电机转速，提高转向系统的操稳性能、节能性能和动态响应性，系统对电机转速和电流进行闭环控制，但系统同样未考虑考虑液压系统具有较强的非线性、油液的粘度变化、运行部件的磨损等因素，缺乏对液压系统内油压的检测和反馈机制，而且对车辆工况的判断还不够完善，仍然无法识别车辆驻车、泊车、制动等工况，系统控制的合理性有待提高。

参考图1-d，专利“汽车电动液压助力转向系统及其控制方法”（CN 102717828 A）属于中位闭式电动液压助力转向结构，转向控制器1’根据蓄能器2’油压阀值，驱动液压泵助力电机3’开闭，同时根据转向参数信号，输出PWM波形驱动电磁阀4’，从而控制高压油进入转向油缸5’的流量实现助力特性调节，液压泵助力电机3’仅在油压较低时间隔运转，所以较中位开式电动液压助力转向系统，进一步提高了能源利用率，但闭式系统输出流量变化大，系统响应性和操稳性均有待提高，且由于系统增加了储能器、电磁阀等部件，提高了系统的复杂性和生产成本。

综上所述，现有转向系统存在下述技术问题：传统液压助力转向系统，无法兼顾不同车速时轻便与操稳性能，依赖内燃机作为动力，且能耗过高；电动助力转向系统由于直流电机功率的限制，无法满足前轴负荷较大的客车车型要求；中位闭式电动液压助力系统的流量波动大，其动态响应性和操稳性有所欠缺，结构复杂，制造成本较高；中位开式电动液压助力系统由于缺乏对液压系统内油压的检测和反馈机制，其转向助力液压控制精度还不理想，无法全面有效的判别车辆转向工况，造成系统效率下降和能耗增加，同时未充分考虑不同运行工况条件下对液压流量的影响。

有鉴于此，有必要提出一种新型的客车电动液压助力转向控制装置及其控制方法，尤其针对新能源客车系统。

发明内容

本发明的目的在于针对现有助力转向系统存在的上述问题，提出了一种针对新能源客车电动液压助力转向控制装置及其控制方法。

为了达成上述目的，本发明的技术解决方案如下：