【正文】 系統(tǒng)中，液壓泵與上述發(fā)動(dòng)機(jī)按一定比例的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并常在高轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，即使車輛在高速行駛時(shí)沒有轉(zhuǎn)向操作與直線前進(jìn)，也都必需電力援助，所以它總是消耗浪費(fèi)能源。這就是說，這樣的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所消耗的能量，約為所有的汽車燃料消耗量的 3％。因此，這樣的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的節(jié)能要求會(huì)更多。 事實(shí)上，傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓泵已經(jīng)受 了不同的試驗(yàn)，如在低流量和較高的壓力下的應(yīng)用，還有節(jié)能的實(shí)施。然而，這些試驗(yàn)的施加對(duì)結(jié)果的影響并不劇烈，不過對(duì)一定程度上的燃油的經(jīng)濟(jì)性有限制。在進(jìn)一步對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的要求下，我們已經(jīng)開發(fā)了一種節(jié)能型動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，它就是液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，它包含一個(gè)被獨(dú)立的發(fā)動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的泵，因此大幅燃料的經(jīng)濟(jì)性可以實(shí)現(xiàn)。 以下是對(duì)這電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)泵（以下簡稱“電動(dòng)泵”）液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的說明。 2 電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)泵液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輪廓 第二代的電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)泵液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 自 1989 年以來，我們已經(jīng)在法國生產(chǎn)出 了由高效率的齒輪泵構(gòu)成的電動(dòng)泵（第一代，不帶控制器），自 1998 年以來，我們已經(jīng)生產(chǎn)出了其中同一類型的（第二代）配備有刷直流電動(dòng)機(jī)的泵，它的轉(zhuǎn)速由一個(gè)遙控器控制。這種類型的泵不使用外部傳感器，但它的電機(jī)的內(nèi)部電路的電流檢測的結(jié)果來自于電機(jī)控制器的電流變化的計(jì)算。此方法適合轉(zhuǎn)向條件下的判斷和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓的變化來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。它的結(jié)果是可實(shí)現(xiàn)節(jié)能高效與低成本控制器來控制電動(dòng)泵。 這種控制方法，包括在沒有轉(zhuǎn)向操作（待機(jī)模式）時(shí)降低電機(jī)轉(zhuǎn)速和增加任何轉(zhuǎn)向操作時(shí)需要?jiǎng)恿D(zhuǎn)向系統(tǒng)運(yùn)作（功耗模式）。從待機(jī)模式到功耗模式的 過渡，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)轉(zhuǎn)速控制量的功能和轉(zhuǎn)向操作下當(dāng)壓力上升時(shí)的電機(jī)電流變化率情況。然而，這種方法可提供在模式轉(zhuǎn)變下的低響應(yīng)，會(huì)使轉(zhuǎn)向感覺很容易惡化，所以應(yīng)該有一些解決方案被提出，如電機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)應(yīng)該采取待機(jī)模式。如果不是這樣的話，這種方法對(duì)于節(jié)約能源的貢獻(xiàn)就很小了。 在要求響應(yīng)比第二代電動(dòng)泵更好的和進(jìn)一步把節(jié)能作為目標(biāo)的系統(tǒng)要求下，我們已經(jīng)開發(fā)出第三代電動(dòng)泵，它集成了直流無刷電機(jī)和控制器。自2022 年春季以來 該泵已配備了由 升到 升的 307 型（繼承了 306 型）變壓吸附器。 第三代的電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng) 泵液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 該系統(tǒng)的一個(gè)結(jié)構(gòu)例子如圖 2。 在這個(gè)系統(tǒng)中，其轉(zhuǎn)向器與通常的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向相同，不同的是該系統(tǒng)由電池供電的無刷直流電電機(jī)驅(qū)動(dòng)泵來作為液壓源。因此，本系統(tǒng)能夠提供一個(gè)像傳統(tǒng)的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)那樣順利轉(zhuǎn)向的感覺。 此外，該系統(tǒng)旨在提供所需的石油量的轉(zhuǎn)向器，以達(dá)到更準(zhǔn)確和迅速的轉(zhuǎn)向角傳感器和無刷電機(jī)相結(jié)合的方式，它在促進(jìn)節(jié)能方面比傳統(tǒng)的第二代類型做了更多的貢獻(xiàn)。 電泵模塊結(jié)構(gòu) 這種結(jié)構(gòu)被一個(gè)無刷電機(jī)的模塊化，控制器，齒輪泵和水庫表示，無論其在何位置都保證了車輛包裝的靈活性。 此外，安排控制器在泵和電機(jī)之間，以減少在泵體下控制器和電機(jī)在不同的電子元件放出能量時(shí)油的冷卻效果。 從第二代類型到第三代類型的過渡時(shí)期一直在試圖通過減少此模塊中的元件數(shù)量來降低成本。 對(duì)于壓力平衡式齒輪泵本身而言，自從其第一代模型以來，其效率已經(jīng)比傳統(tǒng)葉片泵好很多了。圖 3 顯示了此模型的齒輪泵的模型圖。 這種泵的工作原理與通常的齒輪泵是相同的，其中液壓油通過其吸入口被吸入，并在運(yùn)作和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)引入其齒輪空間，然后在排出端連續(xù)進(jìn)行。正如圖 3 所示，該泵的顯著特點(diǎn)是通過 其側(cè)面板使兩個(gè)齒輪軸承摩擦在最 低水平，以達(dá)到限制軸承浮動(dòng)的功能 。此外，高壓泄漏油路中形成軸承部分的凹槽以提高磨損增加部分的潤滑。高壓油被引入到側(cè)板背面以達(dá)到后側(cè)齒側(cè)壓力的平衡，這樣一個(gè)恒定的推力可以始終適用于變動(dòng)于低壓到高壓范圍等方面。 正如圖 4 所示的葉片泵，上述的這種結(jié)構(gòu)已經(jīng)用于此泵，它不僅能實(shí)現(xiàn)很高的效率，而且還實(shí)現(xiàn)了裁員和節(jié)約能源。 泵的脈動(dòng) 圖 5 顯示了車輛在沒有轉(zhuǎn)向操作空轉(zhuǎn)狀況下與泵在一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵狀況下脈動(dòng)值的比較。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，此時(shí)電動(dòng)泵在待機(jī)控制模式下，因此，其排放流量處于較低水平。因此，這種泵可以產(chǎn)生低 于發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵的脈動(dòng)，使前一個(gè)在噪聲方面較之后一個(gè)泵有優(yōu)勢。此外，前者比后者更容易減少異常噪聲。作為一個(gè)較小的脈動(dòng)管路將導(dǎo)致更小的振動(dòng)，從而使管道結(jié)構(gòu)簡化，例如，軟管的廢棄以及鉗狀的簡化管道配件，隨之而來的是降低預(yù)計(jì)成本。 3 電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)泵液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電機(jī)控制論剛要 電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)泵液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括在作為液壓泵連接電源優(yōu)化電機(jī)控制的系統(tǒng)內(nèi)。正如圖 6 所示，控制器允許設(shè)置的電機(jī)轉(zhuǎn)速的目標(biāo)值是根據(jù)從轉(zhuǎn)向角傳感器到車速傳感器的信號(hào)設(shè)定的。為適應(yīng)電機(jī)革命的速度以實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)價(jià)值，使電機(jī)的革命傳感器的信號(hào)（ 霍爾元件傳感器）是反饋閉環(huán)控制電路，使撥出革命可以傳送到液壓泵以實(shí)現(xiàn)最佳的轉(zhuǎn)向感覺。下面是一個(gè)說明此控制的例子。 為了進(jìn)一步改善在上述待機(jī)控制的響應(yīng)和能源的節(jié)約，走走停停控制已開發(fā)應(yīng)用于優(yōu)化啟動(dòng)低慣性無刷電機(jī)作為外部傳感器和轉(zhuǎn)向角傳感器。 走走停?？刂婆c待機(jī)控制基本原理相同，即包括在沒有轉(zhuǎn)向操作時(shí)電機(jī)停止如直行行駛和車輛停止，然后一旦開始轉(zhuǎn)向操作，電機(jī)將從停止?fàn)顟B(tài)迅速提升到目標(biāo)轉(zhuǎn)速，由一個(gè)轉(zhuǎn)向速度計(jì)算，從一個(gè)適合的最佳援助部隊(duì)代電機(jī)轉(zhuǎn)速瞬時(shí)定義的轉(zhuǎn)向角度傳感器的輸出信號(hào)。 在這種控制中，在沒有轉(zhuǎn)向操作時(shí) 一個(gè)較低的油流量可以限制油溫度的升高，所以不需要油冷卻器。 以下控件是通過走走停?？刂频模? ①轉(zhuǎn)向速度控制：矯正電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化作為轉(zhuǎn)向速度的函數(shù)修正為了使液壓閥的進(jìn)油量流保持不變。圖 7 顯示了電機(jī)轉(zhuǎn)速控制功能的轉(zhuǎn)向速度。 ②起動(dòng)控制：由電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電壓的變化作為一個(gè)功能轉(zhuǎn)向速度， 當(dāng)立即開始在一個(gè)較高的轉(zhuǎn)向速度時(shí)，馬達(dá)可以在極低的轉(zhuǎn)向速度下逐漸開始。圖 8 顯示了控制圖電機(jī)起動(dòng)電壓功能的轉(zhuǎn)向速度。 ③車速控制：圖 9 顯示了電機(jī)轉(zhuǎn)速與車速的控制圖。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，在低車速和轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性時(shí)使督導(dǎo)工作變得更輕，在 高車速較重時(shí)，建議通過控制電機(jī)轉(zhuǎn)速提供了一個(gè)良好的轉(zhuǎn)向感覺。 4 評(píng)價(jià)電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)泵液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)果 電動(dòng)泵的基本性能 ① 如圖 10 所示為流速與壓力，電機(jī)轉(zhuǎn)速與壓力，和電機(jī)電流與壓力特征。 ②圖 11 顯示了代表電機(jī)電流與方向盤的速度，流量與轉(zhuǎn)向速度和電機(jī)革命與轉(zhuǎn)向速度的特點(diǎn)，在車速 20 公里 /小時(shí)。 ③圖 12 顯示了車輛的速度與流量，車速與電機(jī)電流的特點(diǎn)。 電動(dòng)泵在低溫時(shí)的起動(dòng)性能 針對(duì)傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵在低溫時(shí)排出性能差的關(guān)注，電動(dòng)泵在低轉(zhuǎn)速時(shí)不是采用能夠排出的齒輪泵，而 是通過控制使電機(jī)通過一個(gè)溫度傳感器，以實(shí)現(xiàn)其在低溫下運(yùn)行。 圖 13 顯 示 了 流 率 / 當(dāng) 前 時(shí) 間 在 40 度 時(shí) 的 功 能 特 點(diǎn) 對(duì)臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果的燃料消耗量評(píng)價(jià) 正如圖 14 所示，車輛配置相同的仿真系統(tǒng)，并在臺(tái)架上建立了燃料消耗量測量和能源消耗測量，就此電動(dòng)泵和發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓泵將分別測定。圖 15 顯示了這種測量的結(jié)果。將消耗能源的一半作為第二代電動(dòng)泵和 20％以下，第三代電動(dòng)泵是由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓泵被證明提供了大量的節(jié)能效果。 對(duì)車輛的響應(yīng)評(píng)價(jià)結(jié)果 圖 16 顯示了電動(dòng)泵和發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵，分別安裝上具有相 同的前軸負(fù)荷的車輛（轉(zhuǎn)向在停車條件）的響應(yīng)測量的結(jié)果。由于配備電動(dòng)泵與備用控制設(shè)置為最低的響應(yīng)，以減少任何額外的排放流量泵的轉(zhuǎn)速足夠的能力，來響應(yīng)比的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵低。然而，某些參數(shù)的設(shè)定值可能允許它提供的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵 1 響應(yīng)等價(jià)于，換句話說，它涉及到有確定有利于雙方的節(jié)能效果和反應(yīng)條件的優(yōu)勢。 電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)泵液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的可靠性試驗(yàn) 電泵的可靠性，每對(duì)車輛的狀況受到了各種考驗(yàn)，如轉(zhuǎn)向條件和環(huán)境條件，它已被證明有相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵的可靠性。 電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)泵液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ①低溫性能測試 ②旋轉(zhuǎn)輸入耐力測試 ③溫升性能測試及其他 電動(dòng)泵 ①低溫停車條件轉(zhuǎn)向測試 ②高溫停車條件轉(zhuǎn)向測試 ③低車速駕駛測試（方向盤操作） ④高車速，筆直向前駕駛測試 ⑤高溫操作耐久試驗(yàn) ⑧熱沖擊試驗(yàn) ⑦瞬態(tài)電壓測試和其他 5 結(jié)論 由于我們的參與，在能源節(jié)約型動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)指定為生態(tài)產(chǎn)品的發(fā)展框架內(nèi)，我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn)的電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)泵液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，這使燃油經(jīng)濟(jì)性方面得到了明顯改善。然而，在電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)泵液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安裝時(shí)，即使是小規(guī)模的跟蹤和中型級(jí)轎車的要求，有關(guān)電機(jī)必須通電。在這種情況下，電流會(huì)主要消 耗在這樣的系統(tǒng)，如果適用于 12V 電池，很大程度上可以加載連接器、線束、電池和發(fā)電機(jī)。這是立即需要開發(fā)適用于高電壓，如 42V（有望成為國際標(biāo)準(zhǔn)，而不是 12V）系統(tǒng)的原因。在此行中，我們希望在我們的努力下發(fā)展適用于高電壓的節(jié)能型動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。