[发明专利]电动客车转向泵及空压机取力系统及其控制方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。