电动客车转向泵及空压机取力系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电动客车转向泵及空压机取力系统及其控制方法，该系统包括整车控制器、牵引电机及其控制器、自动变速箱、空压机本体、转向泵本体、取力器、第一齿轮、第二齿轮、第一磁粉离合器和第二磁粉离合器；取力器设置在自动变速箱上，其输出端并列地设置有第一齿轮、第二齿轮，后二者分别与第一磁粉离合器、第二磁粉离合器相连，第一磁粉离合器、第二磁粉离合器再分别连接至空压机本体、转向泵本体。该控制方法包括空压机控制步骤和转向泵控制步骤，其中空压机控制步骤通过整车控制器控制第一磁粉离合器的结合程度，调整制动气压在所需的范围内；转向泵控制步骤通过控制第二磁粉离合器的输入部分和输出部分的结合程度，提供所需的转向力。

Power take-off pump and air compressor force taking system of electric passenger car and control method thereof

The invention discloses an electric vehicle steering pump and air compressor power system and its control method, the system includes vehicle controller, traction motor and its controller, automatic transmission, air compressor body, steering pump body, power takeoff, first gear, a second gear, the first and second magnetic particle clutch clutch; power take-off set in the automatic gearbox, and the output end are provided with a first gear, second gear, the latter two are respectively connected to the first and second magnetic particle clutch, magnetic powder clutch, magnetic powder clutch, the first second magnetic particle clutch respectively connected to the compressor body, steering pump body. The control method includes the steps of air compressor control and steering pump control procedures, including air compressor control steps through the vehicle controller combined with the control degree of the first magnetic clutch, adjust the brake pressure in a desired range; steering pump control steps through the combination of input part and output part control second magnetic particle clutch, steering force required.

【技术实现步骤摘要】
电动客车转向泵及空压机取力系统及其控制方法
本专利技术涉及一种纯电动客车，特别是指一种电动客车转向泵及空压机取力系统及其控制方法。
技术介绍
纯电动客车通常由电动液压助力转向泵提供转向助力，包括转向泵总成、转向电机和转向电机控制器，转向电机的输出轴与转向泵总成的泵轴相连，具体结构在中国专利CN201620011636.0等文献中有所论述，典型地，6～12米电动客车电动转向电机在1～3KW。中国专利CN201511002908.7公开了一种新能源客车直流无刷型电动液压助力转向泵及其控制方法，该方案中，客车安装有检测方向盘转动角度的角度传感器，实时获取当前方向盘转角值，并检测当前方向盘转角值是否大于设定角度值，转向控制器根据角度信号闭环控制转向电机总成的转速。纯电动客车整车开启门泵和刹车用气源通常由电动空压机产生，6～12米纯电动客车典型的电动空压机在1.5～4KW之间，如中国专利CN201610003583.2所述。空压机和电动液压助力转向泵分别通过独立的DC/AC逆变器将整车直流电源(典型值在336～630V之间)逆变为交流电后驱动各自的电机并独立控制。其部件分散、系统集成度低，且成本高(两个独立的DC/AC逆变器成本较高)，占用车辆有效体积并增加了重量。也有采用复合泵的方式，如中国专利CN201510781319.7所述，将两个独立的DC/AC逆变器和电机集成为1个逆变器和1个电机，该电机由逆变器驱动，电机输出部分与水油复合泵相连，并通过离合器输出驱动空压机。该方案在相对于上述案例减少了1个DC/AC逆变器和1个电机，使体积、重量有所减小并降低了成本。该方案中，驱动电机采用常用的5kWDC/AC变频器驱动，该电机无法用于驱动车辆传动系(即驱动车辆运转)；气泵、水油复合泵无法完全解耦，即无法实现仅让空压机工作，而水油复合泵关闭的模式，若整车气压不足，即使无转向需求，水油复合泵也无法关闭。中国专利CN201610652069.1提出一种在变速箱输出两路能量流方式，第一输出轴传递动力给车辆后桥后驱动车轮运转，第二输出轴通过取力器和传动轴输出能量到转向/空压机集成泵，省去了2个DC/DC和2个小功率电机。该方案存在如下弊端：1)基于传统空压机和转向泵，在没有新开发零部件情况下存在负荷无法调节情况，即在连续行车时，空压机已经不需要工作，但是转向不能关闭，此时若整车气压已经足够，空压机不能关闭，只能通过气阀放气的方式卸载，仍然损耗8～12％额定功率载荷；2)或者空压机需要工作，车辆处于高速行驶工况，根据汽车理论可知，此时车辆实际所需转向扭矩需求不大，但由于转向泵通过传动轴固定连接，此时无法调低转向负荷，不能实现根据车速动态调节转向功率功能，不利于节能。3)该方案牵引电机与车辆传动系直接耦合，未说明是否支持原地不行车时打转向情况，若原地不行车仅需要打转向，则牵引电机必须运转，车辆必定会移动，无法实现原地转向。实际上在诸如狭小的城市停车位等地段，车辆距离前后车间隙较小时，存在原地转向的可能，此时车轮不允许运动(容易与其他车辆接触)，必须原地打转向。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电动客车转向泵及空压机取力系统及其控制方法，该系统直接从自动变速箱取力，转向和制动功能均可独立进行。为实现上述目的，本专利技术所设计的电动客车转向泵及空压机取力系统，包括整车控制器(Vehiclecontrolunit，简称VCU)、牵引电机及其控制器、自动变速箱、空压机本体(指不含电机的空压机)、转向泵本体(指不含电机的液压转向泵)、取力器、第一齿轮、第二齿轮、第一磁粉离合器和第二磁粉离合器；所述取力器与自动变速箱的中间轴相连，用于从自动变速箱获取动力；所述第一齿轮、第二齿轮并列地设置在取力器的输出端；所述第一磁粉离合器的输入轴与第一齿轮相连，所述第一磁粉离合器的输出轴与空压机本体的输入端相连；所述第二磁粉离合器的输入轴与第二齿轮相连，所述第二磁粉离合器的输出轴与转向泵本体的输入端相连；所述牵引电机控制器、自动变速箱、第一磁粉离合器和第二磁粉离合器各自的通讯控制接口分别与整车控制器相连。本专利技术同时提供了前述电动客车转向泵及空压机取力系统的控制方法，包括空压机控制步骤和转向泵控制步骤，所述空压机控制步骤通过整车控制器控制第一磁粉离合器的结合程度，来调整空压机本体的输入转速，使制动气压保持在所需的范围内；所述转向泵控制步骤通过整车控制器控制第二磁粉离合器的输入部分和输出部分的结合程度，来调整转向泵本体的输入转速，提供所需大小的转向力。优选地，所述空压机控制步骤包括：1)车辆起步前，若整车控制器检测到制动气压不足，则不允许行车，整车控制器忽略挂挡操作并使自动变速箱保持在空挡；驾驶员踩下加速踏板后，牵引电机空转，整车控制器控制第一磁粉离合器励磁使后者的输入部分和输出部分进行咬合，牵引电机的力矩经由自动变速箱、取力器、第一齿轮、第一磁粉离合器传递给空压机本体，带动空压机本体运转，提高制动气压；待制动气压提高到满足安全要求后，恢复挂挡功能，允许车辆行车；2)行车过程中，整车控制器控制第一磁粉离合器的励磁电流大小(可通过改变励磁电流占空比来调整)来调整磁粉离合器的结合程度，进而调整空压机本体的输入转速，使制动气压保持在所需范围内；优选地，所述转向泵控制步骤包括：1)整车控制器对车辆转向模式进行判断，具体可通过方向盘转角传感器进行判断或者通过本专利技术提供的方法进行判断；2)若处于转向激活模式，整车控制器控制第二磁粉离合器励磁使后者的输入部分和输出部分进行咬合，牵引电机力矩经由自动变速箱、取力器、第二齿轮、第二磁粉离合器传递给转向泵本体，激活转向助力；整车控制器通过控制第二磁粉离合器的励磁电流大小(可通过改变励磁电流占空比来调整)来调整第二磁粉离合器的结合程度，进而调整转向泵本体的输入转速，获得所需的转向力；3)若处于转向关闭模式，整车控制器控制第二磁粉离合器的励磁电流降至最小，使第二磁粉离合器的输入部分和输出部分分离，此时转向泵本体不工作。优选地，所述空压机控制步骤中，在车辆起步前提高制动气压时，整车控制器控制牵引电机处于恒定转速，并使第一磁粉离合器励磁电流达到最大，第一磁粉离合器的输入和输出部分完全咬合，使制动气压快速提高，减少驾驶员等待时间。优选地，所述转向激活模式分为原地转向模式和行车转向模式；若检测到同时满足以下条件：a)高压上电成功，b)驻车开关有效，c)驾驶员挂空挡，d)制动踏板开度为0，e)加速踏板开度大于设定值使其具有较大的开度，f)自动变速箱输出轴转速为0，则激活原地转向模式；若检测到同时满足以下条件：ⅰ)高压上电成功，ⅱ)驻车开关解除，ⅲ)加速踏板或者制动踏板的开度不为0，ⅳ)驾驶员挂前进挡或者倒车挡，ⅴ)自动变速箱输入轴、输出轴转速均不为0，则激活行车转向模式。关于开度的说明：加速踏板、制动踏板的开度小于设定的最小开度值(如1％)时认为开度为0，大于等于设定的最小开度值时认为开度不为0或大于0。优选地，若检测到车辆加速踏板开度、制动踏板开度、自动变速箱输出轴转速及自动变速箱输入轴转速均为0，且驻车开关有效，则进入转向关闭模式。优选地，原地转向模式激活时，整车控制器控制牵引电机处于恒定转速，并使第二磁粉离合器励磁电流达到最大，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动客车转向泵及空压机取力系统，包括整车控制器(101)、牵引电机(201)、自动变速箱(301)、空压机本体(801)和转向泵本体(802)，所述牵引电机(201)设置有牵引电机控制器(202)；其特征在于：该系统还包括取力器(302)、第一齿轮(601)、第二齿轮(602)、第一磁粉离合器(701)和第二磁粉离合器(702)；所述取力器(302)与自动变速箱(301)的中间轴相连，用于从自动变速箱(301)获取动力；所述第一齿轮(601)、第二齿轮(602)并列地设置在取力器(302)的输出端；所述第一磁粉离合器(701)的输入轴与第一齿轮(601)相连，所述第一磁粉离合器(701)的输出轴与空压机本体(801)的输入端相连；所述第二磁粉离合器(702)的输入轴与第二齿轮(602)相连，所述第二磁粉离合器(702)的输出轴与转向泵本体(802)的输入端相连；所述牵引电机控制器(202)、自动变速箱(301)、第一磁粉离合器(701)和第二磁粉离合器(702)各自的通讯控制接口分别与整车控制器(101)相连。

【技术特征摘要】
1.一种电动客车转向泵及空压机取力系统，包括整车控制器(101)、牵引电机(201)、自动变速箱(301)、空压机本体(801)和转向泵本体(802)，所述牵引电机(201)设置有牵引电机控制器(202)；其特征在于：该系统还包括取力器(302)、第一齿轮(601)、第二齿轮(602)、第一磁粉离合器(701)和第二磁粉离合器(702)；所述取力器(302)与自动变速箱(301)的中间轴相连，用于从自动变速箱(301)获取动力；所述第一齿轮(601)、第二齿轮(602)并列地设置在取力器(302)的输出端；所述第一磁粉离合器(701)的输入轴与第一齿轮(601)相连，所述第一磁粉离合器(701)的输出轴与空压机本体(801)的输入端相连；所述第二磁粉离合器(702)的输入轴与第二齿轮(602)相连，所述第二磁粉离合器(702)的输出轴与转向泵本体(802)的输入端相连；所述牵引电机控制器(202)、自动变速箱(301)、第一磁粉离合器(701)和第二磁粉离合器(702)各自的通讯控制接口分别与整车控制器(101)相连。2.一种如权利要求1所述的电动客车转向泵及空压机取力系统的控制方法，其特征在于：该方法包括空压机控制步骤和转向泵控制步骤；所述空压机控制步骤通过整车控制器(101)控制第一磁粉离合器(701)的结合程度，来调整空压机本体(801)的输入转速，使制动气压保持在所需的范围内；所述转向泵控制步骤通过整车控制器(101)控制第二磁粉离合器(702)的输入部分和输出部分的结合程度，来调整转向泵本体(802)的输入转速，提供所需大小的转向力。3.根据权利要求2所述的电动客车转向泵及空压机取力系统的控制方法，其特征在于：所述空压机控制步骤包括：1)车辆起步前，若整车控制器(101)检测到制动气压不足，则不允许行车，整车控制器(101)忽略挂挡操作并使自动变速箱(301)保持在空挡；驾驶员踩下加速踏板后，牵引电机(201)空转，整车控制器(101)控制第一磁粉离合器(701)励磁使后者的输入部分和输出部分进行咬合，牵引电机(201)的力矩经由自动变速箱(301)、取力器(302)、第一齿轮(601)、第一磁粉离合器(701)传递给空压机本体(801)，带动空压机本体(801)运转，提高制动气压；待制动气压提高到满足安全要求后，恢复挂挡功能，允许车辆行车；2)行车过程中，整车控制器(101)控制第一磁粉离合器(701)的励磁电流大小来调整磁粉离合器的结合程度，进而调整空压机本体(801)的输入转速，使制动气压保持在所需范围内。4.根据权利要求2所述的电动客车转向泵及空压机取力系统的控制方法，其特征在于：所述转向泵控制步骤包括：1)整车控制器(101)对车辆转向模式进行判断；2)若处于转向激活模式，整车控制器(101)控制第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：童晓辉，宫文体，刘俊，董奎，周东河，
申请(专利权)人：东风襄阳旅行车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42