一種用于電動液壓轉(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，公開了一種用于電動液壓轉(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、邏輯運算模塊、電磁閥驅(qū)動模塊、電源模塊、欠壓保護模塊，控制裝置根據(jù)車速信號對電磁閥開啟和關(guān)閉狀態(tài)進行組合控制，調(diào)節(jié)旁通流量能有效保證良好的操縱手感，欠壓保護模塊實時監(jiān)測電源電壓。
【專利說明】—種用于電動液壓轉(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入動力轉(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，方向盤操縱有較好的輕便性，當車速較快的時候，轉(zhuǎn)向油泵轉(zhuǎn)速也上升，導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、步進電機驅(qū)動控制閥流量控制式、電機直接驅(qū)動油泵流量控制式等三種主要控制方式。
[0003]在現(xiàn)有方案中，國家實用新型專利200320118460.1中采用步進電機來調(diào)節(jié)旁通閥的節(jié)流口大小，以控制進入到轉(zhuǎn)向控制閥的液壓油流量。這種改進方案可一定程度上解決汽車高速轉(zhuǎn)向時喪失路感的問題，但此形式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，不易控制；國家實用新型專利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，但這種方案對電磁比例閥本身的精度要求較高，對控制器的要求也較為苛亥IJ，且針閥在實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；國家實用新型專利200720034596.2中采用直流電機直接驅(qū)動油泵，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)在原來動力轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上增加了電機和其他連接機構(gòu)，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，而且對直流電機的控制也是難點。
[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)明涉及的欠壓保護模塊就是用于電動液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的，控制裝置能根據(jù)傳感器信號對電磁閥進行全閉合、單個開啟、全開啟共四種組合方式的組合控制，本發(fā)明在使用中，當駕駛員剛剛啟動汽車時，需要相對較大的轉(zhuǎn)向助力，此時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，打開其中一個通徑較小的電磁閥，汽車中高速時候，打開通徑較大的電磁閥，等到高速的時候，將全部閥門打開，以此來減少進入轉(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，提高整個轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全性能，此外，針對高速緊急大轉(zhuǎn)向的工況，控制裝置能結(jié)合轉(zhuǎn)向角速度傳感器信號對兩個電磁閥作出全關(guān)閉的指令，從而有效解決此種危險工況下的轉(zhuǎn)向輕便安全問題。[0006]從儀表盤取出的車速信號，是頻率隨車速變化的方波信號，頻率基本與車速成正t匕，對車速信號需進行調(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，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到頻率電壓轉(zhuǎn)換的目的，電壓比較模塊22由3個比較器19和四個電阻Rp R2, R3、R4組成，四個電阻起分壓作用，給比較器19提供3種不同的基準電壓，分別是m且\零2。
[0007]當LM331 輸出電壓 V〈VQ 時，I2I1Itl = 000* ；
[0008]當V0WV1 時，I2I110 = 001 ;
[0009]當V1WV2 時，I2I110 = 011 ；
[0010]當V>V2 時，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輸入到邏輯運算模塊23，邏輯運算模塊23由兩個反相器、兩個與門和一個或門組成，1、Y1是邏輯運算模塊輸出的高低電平信號。
[0013]當I2I110 = 000* 時，Y1Y0 = 00 ；
[0014]當I2I110 = 001 時，Y1Y0 = 01 ；
[0015]當I2I110 = 011 時，Y1Y0 = 10 ；
[0016]當I2I110 = 111 時，Y1Y0 = 11 ；
[0017]YciJ1分別控制電磁閥驅(qū)動模塊24的T1J2, 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，因此廣泛應(yīng)用于功率級放大電路。電磁閥驅(qū)動模塊24中T1J2起電子開關(guān)作用，當柵極輸入高電平時，功率管打開，驅(qū)動電路中有電流流過，電磁閥開啟；當柵極輸入低電平時，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，用以檢測驅(qū)動電路中的電流，作過流保護用，DpD2是兩個電磁閥的續(xù)流二極管，給電磁閥關(guān)閉時提供泄流通道，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€芯片和電路所需的電壓。
[0019]26是電源欠壓保護模塊，以保證電磁閥的可靠運行，當欠壓保護模塊檢測到電源電源過低時，欠壓保護模塊輸出低電平，關(guān)斷驅(qū)動電磁閥的功率管，并給出故障報警信號。
[0020]27是過流保護模塊，當某種原因(比如電磁閥線圈短路)導致驅(qū)動電路的電流過大時，過流保護模塊輸出低電平，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)控制信號實現(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)，也解決了針對高速緊急大轉(zhuǎn)向工況下的轉(zhuǎn)向輕便安全問題，并實現(xiàn)輸出全特性曲線，如圖5所示。本發(fā)明電路簡單，壽命長久，易實現(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為電動液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制裝置的控制器流程圖；
[0023]圖2為用于電動液壓轉(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、邏輯運算模塊；24、電磁閥驅(qū)動模塊；25、電源模塊；26、電源欠壓保護模塊；27、過流保護模塊。
[0025]具體的實施方式
[0026]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0027]在本發(fā)明中，控制裝置能根據(jù)傳感器信號對電磁閥進行全閉合、單個開啟、全開啟共四種組合方式的組合控制，本發(fā)明在使用中，當駕駛員剛剛啟動汽車時，需要相對較大的轉(zhuǎn)向助力，此時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，打開其中一個通徑較小的電磁閥，汽車中高速時候，打開通徑較大的電磁閥，等到高速的時候，將全部閥門打開，以此來減少進入轉(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，提高整個轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全性能，此外，針對高速緊急大轉(zhuǎn)向的工況，控制裝置能結(jié)合轉(zhuǎn)向角速度傳感器信號對兩個電磁閥作出全關(guān)閉的指令，從而有效解決此種危險工況下的轉(zhuǎn)向輕便安全問題，具體結(jié)合圖1作進一步說明:
[0028]從儀表盤取出的車速信號，是頻率隨車速變化的方波信號，頻率基本與車速成正t匕，對車速信號需進行調(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，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到頻率電壓轉(zhuǎn)換的目的，電壓比較模塊22由3個比較器19和四個電阻Rp R2, R3、R4組成，四個電阻起分壓作用，給比較器19提供3種不同的基準電壓，分別是m且\零2。
[0029]當LM331 輸出電壓 V<V0 時，I2I110 = 000* ；
[0030]當V0WV1 時，I2I110 = 001 ;
[0031]當時，121山=011 ;
[0032]當V>V2 時，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輸入到邏輯運算模塊23，邏輯運算模塊23由兩個反相器、兩個與門和一個或門組成，1、Y1是邏輯運算模塊輸出的高低電平信號。
[0035]當I2I110 = 000* 時，Y1Y0 = 00 ；
[0036]當I2I110 = 001 時，Y1Y0 = 01 ；
[0037]當I2I110 = 011 時，Y1Y0 = 10 ；
[0038]當I2I110 = 111 時，Y1Y0 = 11 ；
[0039]YtlJ1分別控制電磁閥驅(qū)動模塊24的I\、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，因此廣泛應(yīng)用于功率級放大電路。電磁閥驅(qū)動模塊24中T1J2起電子開關(guān)作用，當柵極輸入高電平時，功率管打開，驅(qū)動電路中有電流流過，電磁閥開啟；當柵極輸入低電平時，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，用以檢測驅(qū)動電路中的電流，作過流保護用，DpD2是兩個電磁閥的續(xù)流二極管，給電磁閥關(guān)閉時提供泄流通道，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€芯片和電路所需的電壓。
[0041]26是電源欠壓保護模塊，以保證電磁閥的可靠運行，當欠壓保護模塊檢測到電源電源過低時，欠壓保護模塊輸出低電平，關(guān)斷驅(qū)動電磁閥的功率管，并給出故障報警信號。
[0042]27是過流保護模塊，當某種原因(比如電磁閥線圈短路)導致驅(qū)動電路的電流過大時，過流保護模塊輸出低電平，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)控制信號實現(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)，也解決了針對高速緊急大轉(zhuǎn)向工況下的轉(zhuǎn)向輕便安全問題，并實現(xiàn)輸出全特性曲線。本發(fā)明電路簡單，壽命長久，易實現(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】
1.一種用于電動液壓轉(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、邏輯運算模塊、電磁閥驅(qū)動模塊、電源模塊、欠壓保護模塊，控制裝置根據(jù)車速信號對電磁閥開啟和關(guān)閉狀態(tài)進行組合控制，調(diào)節(jié)旁通流量能有效保證良好的操縱手感，欠壓保護模塊實時監(jiān)測電源電壓。
【文檔編號】B62D6/02GK103661593SQ201210328792
【公開日】2014年3月26日 申請日期: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, 譚國強, 凌志強, 張軍, 徐兆峰 申請人:江蘇罡陽動力轉(zhuǎn)向器廠