專利名稱：一種電控液壓轉向控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及到汽車電控液壓轉向系統領域，具體涉及一種能夠改變進入動力轉向器中油液流量的雙電磁閥型旁通流量式電控液壓轉向控制裝置。
背景技術：
隨著生活水平的提高，人們對車輛行駛時的操縱性、安全性提出了更高的要求。對于汽車動力轉向系統，既要求高速時的操縱穩定性，又必須具備低速時的轉向輕便性，目前，廣泛應用的是液壓助力轉向系統，在汽車低速時，如操縱方向盤有較好的輕便性，則當車速較快的時候，便會產生較大的助力，使得方向盤操縱過于輕便，容易喪失路感，產生汽車“發飄”的問題，降低了高速行駛的安全性能。反之，如滿足高速操縱穩定性，則滿足不了低速時的轉向輕便性。由于傳統液壓助力轉向系統只具有固定的手力特性，無法有效解決轉向“輕”與 “靈”的矛盾，以及轉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向系統來控制進入轉向器的流量，以滿足低速輕便性和高速時良好的手感。典型的解決方案有國家專利201020646637. 5提出了一種利用多個電磁閥組合開閉的方式來調節旁通支路流量的電控液壓轉向系統，但是并沒有涉及其相應的控制裝置；國家專利200820227155. 9中采用了電磁比例閥來調節旁通閥的節流口大小，從而控制液壓油的流量，但這種方案對電磁比例閥本身的制造精度要求較高，閥芯在實際使用中往往承受不住高壓而出現開啟不穩定的現象，這種方案也沒有提及相應的控制裝置；國家專利200320118460. 1中采用步進電機來控制旁通閥的節流口面積以改變進入轉閥的液壓油流量，這種改進方案可一定程度上解決汽車高速轉向時喪失路感的問題，但此形式結構復雜，成本較高，不易控制。上述這些方案普遍存在結構復雜，產品成本較高，不易控制等不足，難以獲得駕駛員需要的良好的助力手感。

發明內容
本發明的目的是提供一種能夠輸出多條助力特性曲線，助力效果更好，且結構簡單，成本較低的電控液壓助力轉向系統控制裝置。為了實現上述目的，本發明控制裝置的技術方案包括頻-壓轉換芯片、電壓比較模塊、邏輯運算模塊、電磁閥驅動模塊、電源模塊、欠壓保護模塊、過流保護模塊。在本發明中
所述頻-壓轉換芯片IiC917輸入端為車速信號，頻-壓轉換芯片輸出端連接電壓比較模塊中三個比較器AO、A1、A2的輸入端。所述電壓比較模塊由三個比較器Α(ΓΑ2和四個電阻Rl R4組成。頻-壓轉換芯片的輸出連接三個比較器的正極輸入端，電阻Rl R4依次串聯聯接，Rl的一端連接電源模塊，R4的另一端接地；Rl和R2的接合處連接比較器Α2的負極輸入端，R2和R3的接合處連接比較器Al的負極輸入端，R3和R4的接合處連接比較器AO的負極輸入端，比較器Α(ΓΑ2的輸出端連接邏輯運算模塊。比較器主要完成模擬信號到數字信號的轉換，由車速信號轉換而來的電壓信號通過3個比較器分成4段，分別對應4個區段的車速。所述邏輯運算模塊由三個與門AND1 AND3，兩個非門N0T1、N0T2和一個或門ORl組成。比較器A2的輸出端連接NOTl的輸入端和ORl的輸入端，比較器Al的輸出端連接N0T2 的輸入端和AND3的輸入端，NOTl的輸出端、N0T2的輸出端和AO的輸出端分別連接ANDl的三個輸入端，ANDl的輸出端連接ORl的另一個輸入端，ORl的輸出端連接AND2的輸入端， AND2和AND3的輸出端連接電磁閥驅動模塊。邏輯運算模塊根據3個比較器輸出的電壓信號和驅動功率管 \、T2的電平信號進行邏輯運算設計。所述電磁閥驅動模塊由兩個功率管Tl、Τ2，兩個反饋電阻R6、R8和兩個可調電阻 R5、R7組成。AND2的輸出端連接T2的柵極，AND3的輸出端連接Tl的柵極，電阻R5的一端連接電源Vcc，另一端連接Tl的漏極，Tl的源極連接電磁閥1的一個輸入端，電阻R6的一端連接電磁閥1的另一個輸入端，R6的另一端接地；電阻R7的一端連接電源Vcc，另一端連接T2的漏極，T2的源極連接電磁閥2的一個輸入端，電阻R8的一端連接電磁閥2的另一個輸入端，R8的另一端接地。二極管Dl和D2的負極均連接電源Vcc，Dl的正極連接R6與電磁閥1的接合處，D2的正極連接R8與電磁閥2的接合處。驅動模塊中的可調電阻R5和 R7可滿足對不同通徑電磁閥的驅動要求.
所述電源模塊的輸入端連接電源Vcc，電源模塊的輸出端連接頻-壓轉換芯片的電源端口和電阻Rl。所述欠壓保護模塊的輸入端連接電源Vcc，欠壓保護模塊的輸出端分別連接AND2 和AND3的輸入端。欠壓保護模塊主要完成對電源電壓實時監測，保證電磁閥可靠工作，欠壓保護模塊輸出的高、低電平決定邏輯運算模塊中ANDl的輸出，當電源電壓低于某個值時，欠壓保護模塊輸出低電平，AND2和AND3也輸出低電平，功率管7；、T12關閉，切斷電磁閥。所述過流保護模塊的輸入端分別連接R6與電磁閥1的接合處和R8與電磁閥2的接合處的反饋電壓，電流保護模塊的輸出端分別連接AND2和AND3的輸入端。過流保護模塊主要檢測反饋電阻的反饋電壓，可以防止電磁閥驅動電路中的電流過大，起保護作用，當值大于某個設定值時，過流保護模塊輸出低電平，此時邏輯運算模塊的AND2和AND3也輸出低電平，功率管7；、T12關閉，保護電磁閥。本發明的有益效果采用本發明的控制裝置驅動旁通支路上的雙電磁閥開啟和關閉，可以實現四種旁通流量。在低速區段時，控制器關閉雙電磁閥，以獲得較大的助力，保證汽車轉向的輕便性；在中低速區段時，控制器開啟雙電磁閥裝置中小通徑閥，以旁通小部分流量；在中高速區段時，控制器開啟雙電磁閥裝置中大通徑閥，以旁通較多流量；在高速區段時，控制器開啟雙電磁閥，旁通大部分流量，以提高汽車的操縱穩定性。本發明與現有技術相比本控制裝置成本低廉，頻率響應快，輸出驅動電流大、電路發熱量小、控制精確，結構合理緊湊，適應了汽車產品安全、節能、環保的要求。


圖1為本發明控制裝置原理框圖； 圖2為本發明控制裝置電路圖3為本發明輸出多條特性手力特性曲線1中\是車速信號，Ui是車速信號轉換成的電壓信號，112是電壓比較模塊輸出的高、低電平信號，V0, V1是驅動功率管的驅動信號，V1+, V1-, V2+, V2-分別為電磁閥1和電磁閥2的輸入信號。圖2中1、頻-壓轉換芯片UC917 ；2、電壓比較模塊；3、邏輯運算模塊；4、電磁閥驅動模塊；5、電源模塊；6、電源欠壓保護模塊；7、過流保護模塊。A0 A2是比較器；ΑΝ Γ AND 3是與門；ORl是或門；NOTl是非門；(TP4是分壓電阻-H是功率管.’H是可調電阻-H是反饋電阻；A、叢是續流二極管；V。。是電源； GND是電源地；Valve廣Valve 2是電磁閥
具體的實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。如圖1所示，控制裝置由頻-壓轉換芯片(1)、電壓比較模塊(2)、邏輯運算模塊 (3 )、電磁閥驅動模塊(4 )、電源模塊(5 )、欠壓保護模塊(6 )、過流保護模塊(7 )組成；車速信號經信號調理成為方波后，經頻-壓轉換芯片轉變為電壓信號，再經邏輯運算模塊輸出高、 低電平信號給電磁閥驅動模塊，驅動電磁閥開啟和閉合，電源欠壓保護和過流保護模塊用以保護電磁閥不受意外故障原因而損害。具體結合圖2作進一步說明
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比，對車速信號需進行調理使其成為理想的方波，經由頻-壓轉換芯片(1)轉變為隨頻率變化的電壓信號，UC917經電源模塊供電，外圍只要用少量的電阻和電容就可以達到頻率電壓轉換的目的，電壓比較模塊(2)由3個比較器和四個電阻4^7^7^1成，四個電阻起分壓作用，給比較器提供3種不同的基準電壓，分別是U0、《、仏且UHQJ2,。當UC917 輸出電壓 《時，J2J1Jtl=OOO* ； 當聊風時，J2J1Z0=OOl ；
當 UlOTiQJ2 時，J2J1J0=Oll ；
當 ^XZ2 時，J2J1Jtl=Ill ；
*0表示邏輯低電平，1表示邏輯高電平。電壓比較模塊(2)輸出的高、低電平信號輸入到邏輯運算模塊(3)，邏輯運算模塊
(3)由兩個反相器、三個與門和一個或門組成，具體連接電路如權利要求書4所述。/『廠是邏輯運算模塊輸出的高、低電平信號，
當 J2J1Jtl=OOO* 時，IVa1=OO ； 當 J2J1Jtl=OOl 時，Z0Z1=Ol ； 當 J2J1J0=Oll 時，Z0Z1=IO ； 當 J2J1Jtl=Ill 時，I^1=Il ；
Y0, V1分別控制電磁閥驅動模塊(4)的Τλ、T2, T1, T12是N溝道MOS管，它具有輸入電阻高、噪聲小、功耗低、溫穩性好等優點，因此廣泛應用于功率級放大電路。電磁閥驅動模塊
(4)中T1,T12起電子開關作用，當柵極輸入高電平時，功率管打開，驅動電路中有電流流過， 電磁閥開啟；當柵極輸入低電平時，功率管關閉，電磁閥恢復初始狀態。AJP7是降壓電阻以滿足電路中電流的要求，而且A、A是可調電阻，可根據不同通徑的電磁閥作相應調整，慫、 R,是反饋電阻，用以檢測驅動電路中的電流，作過流保護用， 、D2是兩個電磁閥的續流二極管，給電磁閥關閉時提供泄流通道，不至于使電磁閥線圈產生的高電壓擊穿MOS管，同時也提高了響應速度。電源模塊(5)主要是把蓄電池24V的電壓轉變為各個芯片和電路所需的電壓。電源欠壓保護模塊(6)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，關斷驅動電磁閥的功率管。過流保護模塊(7)，當某種原因(如電磁閥線圈短路)導致驅動電路的電流過大時， 過流保護模塊輸出低電平，邏輯運算模塊(3)中的AND2和AND3均輸出低電平，從而電磁閥驅動模塊(4)中的TX、T2關閉，電磁閥也關閉。本發明采用上述結構后，雙電磁閥裝置根據控制信號實現了四種組合方式即全開、全關、各自單獨開啟的控制功能，將駕駛員所需要施加的轉向力控制在合適的范圍內， 并實現輸出多種特性曲線，如圖3所示。本發明電路簡單，壽命長久，易實現精確控制，有效保證了汽車低速時的轉向輕便性和高速時的轉向穩定性，提高了汽車行駛的安全性和操縱穩定性。
權利要求
1.一種雙電磁閥型電控液壓轉向控制裝置，其特征在于，包括頻-壓轉換芯片(1)、電壓比較模塊(2 )、邏輯運算模塊(3 )、電磁閥驅動模塊(4 )、電源模塊(5 )；所述所述頻-壓轉換芯片(1)輸入端為車速信號，頻-壓轉換芯片輸出端連接電壓比較模塊(2)中三個比較器AO、A1、A2的輸入端；所述電壓比較模塊(2)，由三個比較器Α(ΓΑ2和四個電阻Rl R4組成；頻-壓轉換芯片的輸出連接三個比較器的正極輸入端，電阻附 R4依次串聯聯接，Rl的一端連接電源模塊， R4的另一端接地；Rl和R2的接合處連接比較器Α2的負極輸入端，R2和R3的接合處連接比較器Al的負極輸入端，R3和R4的接合處連接比較器AO的負極輸入端，比較器Α(ΓΑ2的輸出端連接邏輯運算模塊(3)；所述邏輯運算模塊(3)由三個與門AND1 AND3，兩個非門N0T1、N0T2和一個或門ORl組成；比較器A2的輸出端連接NOTl的輸入端和ORl的輸入端，比較器Al的輸出端連接N0T2 的輸入端和AND3的輸入端，NOTl的輸出端、N0T2的輸出端和AO的輸出端分別連接ANDl的三個輸入端，ANDl的輸出端連接ORl的另一個輸入端，ORl的輸出端連接AND2的輸入端， AND2和AND3的輸出端連接電磁閥驅動模塊(4)；所述電磁閥驅動模塊(4)由兩個功率管Tl、T2，兩個反饋電阻R6、R8和兩個可調電阻 R5、R7組成；AND2的輸出端連接T2的柵極，AND3的輸出端連接Tl的柵極，電阻R5的一端連接電源Vcc，另一端連接Tl的漏極，Tl的源極連接電磁閥1的一個輸入端，電阻R6的一端連接電磁閥1的另一個輸入端，R6的另一端接地；電阻R7的一端連接電源Vcc，另一端連接T2 的漏極，T2的源極連接電磁閥2的一個輸入端，電阻R8的一端連接電磁閥2的另一個輸入端，R8的另一端接地；二極管Dl和D2的負極均連接電源Vcc，Dl的正極連接R6與電磁閥1的接合處，D2的正極連接R8與電磁閥2的接合處；所述電源模塊輸入端(5 )連接電源Vcc，電源模塊(5 )的輸出端連接頻-壓轉換芯片的電源端口和電阻Rl。
2.根據權利要求書1所述一種雙電磁閥型電控液壓轉向控制裝置，其特征在于，還包括欠壓保護模塊(6)，電源Vcc連接欠壓保護模塊(6)的輸入端，欠壓保護模塊(6)的輸出端分別連接AND2和AND3的輸入端。
3.根據權利要求書1或2所述一種雙電磁閥型電控液壓轉向控制裝置，其特征在于， 還包括過流保護模塊(7)，R6與電磁閥1的接合處、R8與電磁閥2的接合處的反饋電壓分別輸入電流保護模塊(7)的輸入端，電流保護模塊(7)的輸出端分別連接AND2和AND3的輸入端。
全文摘要
本發明公開了一種電控液壓轉向控制裝置，由頻-壓轉換芯片(1)、電壓比較模塊(2)、邏輯運算模塊(3)、電磁閥驅動模塊(4)、電源模塊(5)、欠壓保護模塊(6)、過流保護模塊(7)組成。該控制裝置適用于雙電磁閥型旁通流量式電控液壓轉向系統。控制裝置根據車速信號對雙電磁閥裝置中兩個電磁閥開啟和關閉狀態進行組合控制，調節旁通流量，從而改變進入轉向器油液的流量，實現助力可調，本控制裝置成本低、輸響應快、發熱量小，能有效保證汽車低速時的轉向輕便性和高速時的穩定性，使駕駛員具有良好的操縱手感。
文檔編號H02H3/08GK102490783SQ20111036707
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者史益朋, 唐斌, 楊兆永, 江浩斌, 耿國慶, 陳龍 申請人:江蘇大學