一種電動(dòng)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及到汽車電控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)領(lǐng)域，公開了一種電動(dòng)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制裝置，其特征在于：包括頻-壓轉(zhuǎn)換芯片、電壓比較模塊、邏輯運(yùn)算模塊、電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊、電源模塊、欠壓保護(hù)模塊、過流保護(hù)模塊，控制裝置根據(jù)車速信號(hào)對(duì)電磁閥開啟和關(guān)閉狀態(tài)進(jìn)行組合控制，調(diào)節(jié)旁通流量能有效保證良好的操縱手感，欠壓保護(hù)模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電源電壓，過流保護(hù)模塊檢測(cè)反饋電阻的反饋電壓。
【專利說明】一種電動(dòng)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到汽車電控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種能夠改變進(jìn)入動(dòng)力轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)閥中液流壓力與流量的旁通裝置及其控制裝置，適用于大型客車、載貨汽車等商用車。
【背景技術(shù)】
[0002]目前而言，在商用車領(lǐng)域里廣泛應(yīng)用的是液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，只具有固定的手力特性，在汽車低速行駛時(shí)，方向盤操縱有較好的輕便性，當(dāng)車速較快的時(shí)候，轉(zhuǎn)向油泵轉(zhuǎn)速也上升，導(dǎo)致液壓油的流量增大，產(chǎn)生較大的助力，使得方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)過于輕便，容易喪失路感，產(chǎn)生汽車“發(fā)飄”的問題，降低了商用車高速行駛的安全性能，也不利于汽車節(jié)能的要求。由于傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無法有效解決轉(zhuǎn)向“輕”與“靈”的矛盾，以及轉(zhuǎn)向力與路感相互制約的問題，所以人們提出電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來控制進(jìn)入轉(zhuǎn)向閥的流量，以獲得良好的助力手感。目前該系統(tǒng)根據(jù)流量控制裝置不同可分為電磁閥流量控制式、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制閥流量控制式、電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)油泵流量控制式等三種主要控制方式。
[0003]在現(xiàn)有方案中，國(guó)家實(shí)用新型專利200320118460.1中采用步進(jìn)電機(jī)來調(diào)節(jié)旁通閥的節(jié)流口大小，以控制進(jìn)入到轉(zhuǎn)向控制閥的液壓油流量。這種改進(jìn)方案可一定程度上解決汽車高速轉(zhuǎn)向時(shí)喪失路感的問題，但此形式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，不易控制；國(guó)家實(shí)用新型專利200820227155.9中采用了電磁比例閥來調(diào)節(jié)旁通閥的節(jié)流口大小，從而控制液壓油的流量，但這種方案對(duì)電磁比例閥本身的精度要求較高，對(duì)控制器的要求也較為苛亥IJ，且針閥在實(shí)際使用中往往承受不住高壓而出現(xiàn)開啟不穩(wěn)定的現(xiàn)象；國(guó)家實(shí)用新型專利200720034596.2中采用直流電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)油泵，通過控制電源電壓和電流的大小間接控制液壓泵流量和壓力，這種結(jié)構(gòu)在原來動(dòng)力轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上增加了電機(jī)和其他連接機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，而且對(duì)直流電機(jī)的控制也是難點(diǎn)。
[0004]上述這些方案普遍存在不易控制，產(chǎn)品成本較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜等不足，難以獲得駕駛員需要的良好的助力手感。為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足現(xiàn)有一種在保持原有液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基礎(chǔ)上、增設(shè)一套組合電磁閥單元作為旁通油路，通過精確控制能夠?qū)崿F(xiàn)旁通油量多級(jí)可調(diào)，助力特性更佳的電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明涉及的欠壓保護(hù)模塊就是用于電動(dòng)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制裝置的，控制裝置能根據(jù)傳感器信號(hào)對(duì)電磁閥進(jìn)行全閉合、單個(gè)開啟、全開啟共四種組合方式的組合控制，本發(fā)明在使用中，當(dāng)駕駛員剛剛啟動(dòng)汽車時(shí)，需要相對(duì)較大的轉(zhuǎn)向助力，此時(shí)電磁閥組合單元兩電磁閥關(guān)閉不起旁通作用，隨著車速的增加，控制器根據(jù)需要，打開其中一個(gè)通徑較小的電磁閥，汽車中高速時(shí)候，打開通徑較大的電磁閥，等到高速的時(shí)候，將全部閥門打開，以此來減少進(jìn)入轉(zhuǎn)向控制閥內(nèi)的液壓油流量，從而增大轉(zhuǎn)向力，以避免喪失路感，提高整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全性能，此外，針對(duì)高速緊急大轉(zhuǎn)向的工況，控制裝置能結(jié)合轉(zhuǎn)向角速度傳感器信號(hào)對(duì)兩個(gè)電磁閥作出全關(guān)閉的指令，從而有效解決此種危險(xiǎn)工況下的轉(zhuǎn)向輕便安全問題。[0006]從儀表盤取出的車速信號(hào)，是頻率隨車速變化的方波信號(hào)，頻率基本與車速成正t匕，對(duì)車速信號(hào)需進(jìn)行調(diào)理使其成為理想的方波，經(jīng)由頻一壓轉(zhuǎn)換芯片21轉(zhuǎn)變?yōu)殡S頻率變化的電平信號(hào)，LM331經(jīng)電源模塊供電，外圍只要用少量的電阻和電容就可以達(dá)到頻率電壓轉(zhuǎn)換的目的，電壓比較模塊22由3個(gè)比較器19和四個(gè)電阻Rp R2, R3、R4組成，四個(gè)電阻起分壓作用，給比較器19提供3種不同的基準(zhǔn)電壓，分別是m且\零2。
[0007]當(dāng)LM331 輸出電壓 V〈V。時(shí)，I2I1Ici = 000* ；
[0008]當(dāng)V0WV1 時(shí)，I2I110 = 001 ;
[0009]當(dāng)V1WV2 時(shí)，I2I110 = 011 ；
[0010]當(dāng)V>V2 時(shí)，I2I110 = 111 ；
[0011]*0表示邏輯低電平，I表示邏輯高電平。
[0012]電壓比較模塊22輸出的高低電平信號(hào)輸入到邏輯運(yùn)算模塊23，邏輯運(yùn)算模塊23由兩個(gè)反相器、兩個(gè)與門和一個(gè)或門組成，Y0^Y1是邏輯運(yùn)算模塊輸出的高低電平信號(hào)。
[0013]當(dāng)I2I110 = 000* 時(shí)，Y1Y0 = 00 ；
[0014]當(dāng)I2I110 = 001 時(shí)，Y1Y0 = 01 ；
[0015]當(dāng)I2I110 = 011 時(shí)，Y1Y0 = 10 ；
[0016]當(dāng)I2I110 = 111 時(shí)，Y1Y0 = 11 ；
[0017]VY1分別控制電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊24的T1、T2，T1J2是N溝道MOS管，它具有輸入電阻高、噪聲小、功耗低、溫穩(wěn)性好等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于功率級(jí)放大電路。電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊24中T1J2起電子開關(guān)作用，當(dāng)柵極輸入高電平時(shí)，功率管打開，驅(qū)動(dòng)電路中有電流流過，電磁閥開啟；當(dāng)柵極輸入低電平時(shí)，功`率管關(guān)閉，電磁閥恢復(fù)初始狀態(tài)。R5、R7是降壓電阻以滿足電路中電流的要求，而且R5、R7是可調(diào)電阻，可根據(jù)不同通徑的電磁閥作相應(yīng)調(diào)整，R6、R8是反饋電阻，用以檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電路中的電流，作過流保護(hù)用，DpD2是兩個(gè)電磁閥的續(xù)流二極管，給電磁閥關(guān)閉時(shí)提供泄流通道，不至于使電磁閥線圈產(chǎn)生的高電壓擊穿MOS管，同時(shí)也提高了響應(yīng)速度。
[0018]25是電源模塊，主要是把蓄電池24V的電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦鱾€(gè)芯片和電路所需的電壓。
[0019]26是電源欠壓保護(hù)模塊，以保證電磁閥的可靠運(yùn)行，當(dāng)欠壓保護(hù)模塊檢測(cè)到電源電源過低時(shí)，欠壓保護(hù)模塊輸出低電平，關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電磁閥的功率管，并給出故障報(bào)警信號(hào)。
[0020]27是過流保護(hù)模塊，當(dāng)某種原因(比如電磁閥線圈短路)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電路的電流過大時(shí)，過流保護(hù)模塊輸出低電平，模塊23中的AND2和AND3均輸出低電平，從而模塊24中的T1、T2關(guān)閉，電磁閥也關(guān)閉。
[0021]本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)后，組合單元內(nèi)電磁閥根據(jù)控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)了四種組合方式的控制功能，將駕駛員所需要施加的轉(zhuǎn)向力控制在合適的范圍內(nèi)，也解決了針對(duì)高速緊急大轉(zhuǎn)向工況下的轉(zhuǎn)向輕便安全問題，并實(shí)現(xiàn)輸出全特性曲線，如圖5所示。本發(fā)明電路簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)久，易實(shí)現(xiàn)精確控制，解決了“發(fā)飄”的問題，提高了汽車行駛的安全性和操縱穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為電動(dòng)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制裝置的控制器流程圖；
[0023]圖2為電動(dòng)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制裝置的內(nèi)部功能模塊結(jié)構(gòu)框圖；[0024]圖中:19、比較器；20、數(shù)字邏輯門電路；21、頻-壓轉(zhuǎn)換芯片；22、電壓比較模塊；23、邏輯運(yùn)算模塊；24、電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊；25、電源模塊；26、電源欠壓保護(hù)模塊；27、過流保護(hù)模塊。[0025]具體的實(shí)施方式
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0027]在本發(fā)明中，控制裝置能根據(jù)傳感器信號(hào)對(duì)電磁閥進(jìn)行全閉合、單個(gè)開啟、全開啟共四種組合方式的組合控制，本發(fā)明在使用中，當(dāng)駕駛員剛剛啟動(dòng)汽車時(shí)，需要相對(duì)較大的轉(zhuǎn)向助力，此時(shí)電磁閥組合單元兩電磁閥關(guān)閉不起旁通作用，隨著車速的增加，控制器根據(jù)需要，打開其中一個(gè)通徑較小的電磁閥，汽車中高速時(shí)候，打開通徑較大的電磁閥，等到高速的時(shí)候，將全部閥門打開，以此來減少進(jìn)入轉(zhuǎn)向控制閥內(nèi)的液壓油流量，從而增大轉(zhuǎn)向力，以避免喪失路感，提高整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全性能，此外，針對(duì)高速緊急大轉(zhuǎn)向的工況，控制裝置能結(jié)合轉(zhuǎn)向角速度傳感器信號(hào)對(duì)兩個(gè)電磁閥作出全關(guān)閉的指令，從而有效解決此種危險(xiǎn)工況下的轉(zhuǎn)向輕便安全問題，具體結(jié)合圖1作進(jìn)一步說明:
[0028]從儀表盤取出的車速信號(hào)，是頻率隨車速變化的方波信號(hào)，頻率基本與車速成正t匕，對(duì)車速信號(hào)需進(jìn)行調(diào)理使其成為理想的方波，經(jīng)由頻一壓轉(zhuǎn)換芯片21轉(zhuǎn)變?yōu)殡S頻率變化的電平信號(hào)，LM331經(jīng)電源模塊供電，外圍只要用少量的電阻和電容就可以達(dá)到頻率電壓轉(zhuǎn)換的目的，電壓比較模塊22由3個(gè)比較器19和四個(gè)電阻Rp R2, R3、R4組成，四個(gè)電阻起分壓作用，給比較器19提供3種不同的基準(zhǔn)電壓，分別是m且\零2。
[0029]當(dāng)LM331 輸出電壓 V<V0 時(shí)，I2I110 = 000* ；
[0030]當(dāng)V0WV1 時(shí)，I2I110 = 001 ;
[0031]當(dāng)時(shí)，121山=011 ;
[0032]當(dāng)V>V2 時(shí)，I2I1Iq = Ill ;
[0033]*0表示邏輯低電平，I表示邏輯高電平。
[0034]電壓比較模塊22輸出的高低電平信號(hào)輸入到邏輯運(yùn)算模塊23，邏輯運(yùn)算模塊23由兩個(gè)反相器、兩個(gè)與門和一個(gè)或門組成，Y0^Y1是邏輯運(yùn)算模塊輸出的高低電平信號(hào)。
[0035]當(dāng)I2I110 = 000* 時(shí)，Y1Y0 = 00 ；
[0036]當(dāng)I2I110 = 001 時(shí)，Y1Y0 = 01 ；
[0037]當(dāng)I2I110 = 011 時(shí)，Y1Y0 = 10 ；
[0038]當(dāng)I2I110 = 111 時(shí)，Y1Y0 = 11 ；
[0039]YtlJ1分別控制電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊24的！\、T2，T1J2是N溝道MOS管，它具有輸入電阻高、噪聲小、功耗低、溫穩(wěn)性好等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于功率級(jí)放大電路。電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊24中T1J2起電子開關(guān)作用，當(dāng)柵極輸入高電平時(shí)，功率管打開，驅(qū)動(dòng)電路中有電流流過，電磁閥開啟；當(dāng)柵極輸入低電平時(shí)，功率管關(guān)閉，電磁閥恢復(fù)初始狀態(tài)。R5、R7是降壓電阻以滿足電路中電流的要求，而且R5、R7是可調(diào)電阻，可根據(jù)不同通徑的電磁閥作相應(yīng)調(diào)整，R6、R8是反饋電阻，用以檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電路中的電流，作過流保護(hù)用，DpD2是兩個(gè)電磁閥的續(xù)流二極管，給電磁閥關(guān)閉時(shí)提供泄流通道，不至于使電磁閥線圈產(chǎn)生的高電壓擊穿MOS管，同時(shí)也提高了響應(yīng)速度。
[0040]25是電源模塊，主要是把蓄電池24V的電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦鱾€(gè)芯片和電路所需的電壓。
[0041]26是電源欠壓保護(hù)模塊，以保證電磁閥的可靠運(yùn)行，當(dāng)欠壓保護(hù)模塊檢測(cè)到電源電源過低時(shí)，欠壓保護(hù)模塊輸出低電平，關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電磁閥的功率管，并給出故障報(bào)警信號(hào)。
[0042]27是過流保護(hù)模塊，當(dāng)某種原因(比如電磁閥線圈短路)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電路的電流過大時(shí)，過流保護(hù)模塊輸出低電平，模塊23中的AND2和AND3均輸出低電平，從而模塊24中的T1、T2關(guān)閉，電磁閥也關(guān)閉。
[0043]本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)后，組合單元內(nèi)電磁閥根據(jù)控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)了四種組合方式的控制功能，將駕駛員所需要施加的轉(zhuǎn)向力控制在合適的范圍內(nèi)，也解決了針對(duì)高速緊急大轉(zhuǎn)向工況下的轉(zhuǎn)向輕便安全問題，并實(shí)現(xiàn)輸出全特性曲線。本發(fā)明電路簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)久，易實(shí)現(xiàn)精確控制，解決了 “發(fā)飄”的問題，提高了汽車行駛的安全性和操縱穩(wěn)定性。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制裝置，其特征在于:包括頻-壓轉(zhuǎn)換芯片、電壓比較模塊、邏輯運(yùn)算模塊、電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊、電源模塊、欠壓保護(hù)模塊、過流保護(hù)模塊，控制裝置根據(jù)車速信號(hào)對(duì)電磁閥開啟和關(guān)閉狀態(tài)進(jìn)行組合控制，調(diào)節(jié)旁通流量能有效保證良好的操縱手感，欠壓保護(hù)模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電源電壓，過流保護(hù)模塊檢測(cè)反饋電阻的反饋電壓。
【文檔編號(hào)】B62D5/065GK103661585SQ201210328322
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月6日
【發(fā)明者】宋海兵, 謝軍, 王春宏, 譚國(guó)強(qiáng), 凌志強(qiáng), 張軍, 徐兆峰 申請(qǐng)人:江蘇罡陽(yáng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向器廠