專利名稱：一種提高汽車穩(wěn)定性的電動助力轉(zhuǎn)向控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高汽車穩(wěn)定性的電動助力轉(zhuǎn)向控制器
背景技術(shù)：
電動助力轉(zhuǎn)向具有節(jié)能、安全、環(huán)保等優(yōu)點，與液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比， 該系統(tǒng)能顯著改善汽車動態(tài)性能和靜態(tài)性能，降低能源消耗，提高行駛中駕駛 員的舒適性和安全性，減少環(huán)境污染，是汽車發(fā)展的高新技術(shù)，有逐步取代傳 統(tǒng)液壓動力轉(zhuǎn)向的趨勢。
在車輛行駛過程中，往往會遇到高速轉(zhuǎn)彎、大側(cè)向加速度、在潮濕路面或 冰雪路面上行駛等不利于車輛穩(wěn)定的行駛工況，在這種情況下，車輛有可能發(fā) 生劇烈的擺動，駕駛員很難作出正確的判斷來控制車輛，這種"失穩(wěn)"現(xiàn)象會 嚴(yán)重影響行駛安全的情況。車輛失去控制的原因是多方面的，包括路面狀況、 車輛機械系統(tǒng)設(shè)計、駕駛員的操縱技巧等，此外，由于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計不合理導(dǎo) 致駕駛員從方向盤獲得的"路感"不足，使駕駛員對車輛狀態(tài)判斷不準(zhǔn)確也是 主要原因之一 。
與傳統(tǒng)助力轉(zhuǎn)向相比，電動助力轉(zhuǎn)向可以使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制更加精確，電 動助力轉(zhuǎn)向可以通過控制助力的大小來實時的調(diào)整轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的力反饋特性。這 種精確的實時控制對于車輛處于危險的"失穩(wěn)"工況時有重要意義。電動助力 轉(zhuǎn)向可以提供一種主動的反饋量控制，即通過將橫向動力學(xué)信息反饋給電動助 力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電子控制單元，電子控制單元就能夠輸出適當(dāng)?shù)闹?，提高駕 駛員的"路感"，幫助駕駛員保持車輛穩(wěn)定狀態(tài)，從而提高車輛在"失穩(wěn)"工況 下的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、易于推廣的提高汽車穩(wěn)定 性的電動助力轉(zhuǎn)向控制器。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的一種提高汽車穩(wěn)定性的電動助力轉(zhuǎn)向控 制器由一個電子控制單元、 一個轉(zhuǎn)矩傳感器信號采集及處理單元、 一個車速傳 感器信號采集及處理單元、 一個霍爾電流傳感器信號采集及處理單元、 一個橫 擺角速度傳感器信號采集及處理單元、 一個側(cè)向加速度傳感器信號釆集及處理 單元、 一個光電隔離H橋驅(qū)動電路、 一個H橋控制電路， 一個故障診斷電路和 一個離合器驅(qū)動控制電路組成，其特征在于，故障診斷電路可以通過故障診斷 燈輸出故障代碼。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所需要的橫擺角速度傳感器信號和側(cè)向加速度 傳感器信號可以通過裝有電子穩(wěn)定程序的車輛CAN總線中獲取，這樣即節(jié)約了 成本，又有利于技術(shù)推廣。


圖1為本發(fā)明一實施例的控制器結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為本發(fā)明一實施例的橫擺角速度傳感器信號處理電路示意圖。 圖3為本發(fā)明一實施例的電磁合器控制電路示意圖。 圖4為本發(fā)明一實施例的主程序流程方框圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實施例，以詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
一種提高汽車穩(wěn)定性的電動助力轉(zhuǎn)向控制器，如圖1所示，其包括
一個單片機1 (S3C44B0X微處理器)，當(dāng)接收到點火開關(guān)信號時，單片機開 始運行，接受并計算來自各傳感器處理單元的信號，并發(fā)送信號給執(zhí)行機構(gòu)電 路。支持C、 0++語言開發(fā)，在集成開發(fā)環(huán)境中編輯、編譯好程序后，可通過JTAG 口在線仿真調(diào)試，最后用USB 口直接燒錄到片上的FLASH中，對于軟件的開發(fā) 相當(dāng)便利，同時該單片機具有PWM功能，所以控制電機尤為方便。
一個轉(zhuǎn)矩傳感器信號采集及處理單元2，采集并處理轉(zhuǎn)矩傳感器信號然后傳 送給單片機1;
-個車速傳感器信號采集及處理單元3，采集并處理車速傳感器信號然后傳送給單片機1;
一個霍爾電流傳感器信號采集及處理單元4，采集并處理霍爾電流傳感器信 號然后傳送給單片機1;
一個橫擺角速度傳感器信號采集及處理單元5，采集并處理橫擺角速度傳感 器信號然后傳送給單片機1;
一個側(cè)向加速度傳感器信號采集及處理單元6，采集并處理側(cè)向加速度傳感 器信號然后傳送給單片機1;
一個系統(tǒng)故障診斷電路7，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，單片機控制系統(tǒng)會相應(yīng)的故 障信息傳送給故障單元，故障單元將此信息處理并存儲，當(dāng)檢査該故障時，單 片機控制系統(tǒng)會將故障單元存儲的信息調(diào)出并驅(qū)動故障燈以特定的閃爍代碼形 式出現(xiàn)。
橫擺角速度傳感器信號處理電路示意圖如圖2所示，該電路為二階低通有 源濾波電路，阻值相同的R1、 R2先將輸入的轉(zhuǎn)矩信號分壓，幅值變?yōu)樵瓉淼囊?半，然后與Cl構(gòu)成一階低通濾波電路，R3與C2構(gòu)成第二級一階低通濾波，運 放則作為一個電壓跟隨器來使用。
電磁合器控制電路示意圖如圖3所示，電磁離合器控制電路的設(shè)計主要是 完成功率接口電路的設(shè)計，將S3C44B0X微處理器輸出的低電壓、小電流控制信 號轉(zhuǎn)換為控制電磁離合器的較大電壓、電流，電路采用光耦TLP521來完成功率 轉(zhuǎn)換及隔離的目的。
主程序流程方框圖如圖4所示，由流程圖可以看到，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主 程序會首先進(jìn)行初始化、判斷點火、采集傳感器信號等基本工作，然后判斷助 力方向并通過助力特性確定基本助力。另外，本程序同其他傳統(tǒng)電動助力轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)不同，程序還將判斷是否需要啟動反饋控制程序，如若啟動，將會把橫擺 角速度與側(cè)向加速度聯(lián)合反饋補償控制與常規(guī)控制進(jìn)行合成運算確定助力電 流，系統(tǒng)主程序在最后還會釆集助力電流并啟動電流PID控制來輸出PWM信號， 給系統(tǒng)提供最佳的助力扭矩。
權(quán)利要求
1、一種提高汽車穩(wěn)定性的電動助力轉(zhuǎn)向控制器，由一個電子控制單元、一個轉(zhuǎn)矩傳感器信號采集及處理單元、一個車速傳感器信號采集及處理單元、一個霍爾電流傳感器信號采集及處理單元、一個橫擺角速度傳感器信號采集及處理單元、一個側(cè)向加速度傳感器信號采集及處理單元、一個光電隔離H橋驅(qū)動電路、一個H橋控制電路，一個故障診斷電路和一個離合器驅(qū)動控制電路組成，其特征在于，橫擺角速度和側(cè)向加速度傳感器信號采集及處理單元一端連接電子控制單元，另一端連接汽車CAN總線獲取信號。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高汽車穩(wěn)定性的電動助力轉(zhuǎn)向控制器，其特征 在于，控制器軟件程序還將判斷是否需要啟動反饋控制程序，如若啟動，將會 把橫擺角速度與側(cè)向加速度聯(lián)合反饋補償控制與常規(guī)控制進(jìn)行合成運算確定助 力電流。
全文摘要
一種提高汽車穩(wěn)定性的電動助力轉(zhuǎn)向控制器，控制器包括電子控制單元、轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器、霍爾電流傳感器、橫擺角速度傳感器、側(cè)向加速度傳感器及采集處理單元、光電H橋驅(qū)動及控制電路、離合器驅(qū)動電路和故障診斷電路。電子控制單元根據(jù)上述傳感器信號，通過編制的軟件算法來進(jìn)行數(shù)據(jù)運算，從而確定合適的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力電機電流。該控制器不僅能夠提高轉(zhuǎn)向輕便性及高速穩(wěn)定性，還能夠增強汽車的行駛穩(wěn)定性，從而提高汽車的操穩(wěn)性能。
文檔編號B62D5/04GK101531207SQ200810034630
公開日2009年9月16日 申請日期2008年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月14日
發(fā)明者趙景波, 龍 陳, 陳大宇 申請人:陳大宇