專利名稱：電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電控液壓助力轉(zhuǎn)向技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器及其控制方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的汽車采用液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力特性是固定的，即轉(zhuǎn)向助力大小不隨轉(zhuǎn)向工況的不同而相應(yīng)地調(diào)節(jié)。例如當(dāng)汽車高速轉(zhuǎn)向時(shí)，由于轉(zhuǎn)向助力大，駕駛員就會(huì)感覺(jué)路感不清晰，感覺(jué)汽車“發(fā)飄”，這樣汽車的操縱穩(wěn)定性和行駛安全性就得不到保證。為了提高汽車的操縱穩(wěn)定性，改進(jìn)型液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力特性在小操縱轉(zhuǎn)矩區(qū)更平、更長(zhǎng)，犧牲了低速轉(zhuǎn)向的輕便性來(lái)提高高速轉(zhuǎn)向的安全性，但是低速轉(zhuǎn)向時(shí)就會(huì)感覺(jué)沉重。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，人們對(duì)汽車的舒適性和安全性提出了更高的要求，表現(xiàn)在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)領(lǐng)域就是要求低速轉(zhuǎn)向時(shí)輕便，高速轉(zhuǎn)向時(shí)穩(wěn)定。上世紀(jì)末出現(xiàn)的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動(dòng)液壓助力系統(tǒng)能使汽車在低速轉(zhuǎn)向時(shí)輕便，高速轉(zhuǎn)向時(shí)穩(wěn)定，但是由于其功率有限，不適用于前軸負(fù)荷較大的重型車輛。電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱ECHPS)在傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加裝電子執(zhí)行裝置，使系統(tǒng)的壓力和流量隨行駛工況的變化而變化，從而實(shí)現(xiàn)低速轉(zhuǎn)向輕便，高速轉(zhuǎn)向穩(wěn)定的目標(biāo)；而且ECHPS仍然采用液壓泵作為助力源，可以提供足夠的轉(zhuǎn)向功率，因此適用于重型車輛，此方案能提高重型車輛的轉(zhuǎn)向輕便性和操穩(wěn)性。專利“電控液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器總成”(CN200620066801. 9)采用步進(jìn)電機(jī)來(lái)調(diào)節(jié)旁通閥的節(jié)流孔大小，以控制進(jìn)入轉(zhuǎn)向控制閥的液壓油流量，控制器根據(jù)車速調(diào)節(jié)旁通閥的節(jié)流孔大小，保證低速轉(zhuǎn)向輕便性和高速轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性；專利“一種閥特性電子控制液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)”(CN200620127131. 7)提出在轉(zhuǎn)向器的油路中并聯(lián)電磁比例節(jié)流閥，電子控制單元根據(jù)車速信號(hào)適時(shí)改變電磁比例節(jié)流閥的線圈電流從而改變節(jié)流閥節(jié)流口的大小，但是此專利沒(méi)有給出控制器的具體方案和控制方法；專利“汽車電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)”(CN200320118460. I)提出在轉(zhuǎn)向器的進(jìn)油管和回油管間并聯(lián)連接電磁閥，控制裝置根據(jù)車速傳感器的信號(hào)控制電磁閥閥口的開(kāi)度從而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的壓力，使駕駛員操作的方向盤在汽車低速時(shí)有較輕的手感，高速時(shí)具有較重的手感，而且給出了相應(yīng)的控制電路，但是由于控制器采用模擬電路，所以控制器極易受到干擾，控制參數(shù)固定，不能適應(yīng)工況的變化，而且沒(méi)有給出控制方法。綜上所述，現(xiàn)有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)存在如下技術(shù)問(wèn)題液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不能兼顧轉(zhuǎn)向輕便性和操縱穩(wěn)定性且能耗高，基于電動(dòng)泵的電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不能滿足重型車輛對(duì)大轉(zhuǎn)向功率的要求。基于旁通閥節(jié)流孔調(diào)節(jié)的電控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制器采用模擬電路，抗干擾能力差，控制參數(shù)固定，而且沒(méi)有考慮極限工況下的控制方法。有鑒于此，有必要提出了一種電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器及其控制方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器及其控制方法。
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本發(fā)明的一種電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器，所述控制器包括
微處理器模塊；
電源模塊，與所述微處理器模塊相連，用于處理電源中的共模和串模干擾，并產(chǎn)生控制器中芯片所需的電壓；
信號(hào)調(diào)理模塊，與所述微處理器模塊相連，用于調(diào)理轉(zhuǎn)角、車速、轉(zhuǎn)速、壓力、電流和點(diǎn)火信號(hào)；
CAN模塊，與所述微處理器模塊相連，用于接收車速和轉(zhuǎn)速信號(hào)；
驅(qū)動(dòng)模塊，與所述微處理器模塊相連，用于把微處理器模塊發(fā)出的PWM信號(hào)放大為驅(qū)動(dòng)比例閥線圈的電流信號(hào)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電源模塊由第一低通濾波器、扼流線圈、電源繼電器、第二低通濾波器、防反接電路、穩(wěn)壓芯片TLE4276和穩(wěn)壓芯片TLE4271組成，穩(wěn)壓芯片TLE4276給傳感器供電，穩(wěn)壓芯片TLE4271給信號(hào)調(diào)理模塊和微處理器模塊供電。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述信號(hào)調(diào)理模塊包括
車速和轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路，所述車速和轉(zhuǎn)速處理電路由浪涌抑制器、低通濾波器、光耦隔離和施密特觸發(fā)器依次串接而成；
轉(zhuǎn)角信號(hào)處理電路，所述轉(zhuǎn)角信號(hào)處理電路由鉗位二極管、二階低通濾波器、光耦隔離、遲滯比較器依次串聯(lián)而成；
壓力信號(hào)處理電路，所述壓力信號(hào)處理電路由齊納二極管和有源低通濾波器依次串接而成；
電流信號(hào)處理電路，所述電流信號(hào)處理電路由低通濾波器和差分放大器依次串接而
成；
點(diǎn)火信號(hào)處理電路，所述點(diǎn)火信號(hào)處理電路由穩(wěn)壓二極管、分壓電路、η型濾波器依次串聯(lián)而成。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述微處理器模塊以單片機(jī)XC866為處理芯片。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述驅(qū)動(dòng)模塊由功率放大電路、電流反饋電阻、續(xù)流二極管、濾波電容組成。相應(yīng)地，一種電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器的控制方法，所述方法包括
根據(jù)轉(zhuǎn)角、車速、系統(tǒng)壓力信號(hào)和助力特性曲線計(jì)算出理論系統(tǒng)壓力；
電流控制器根據(jù)輸入的理論系統(tǒng)壓力運(yùn)算出對(duì)應(yīng)的比例閥目標(biāo)電流；
目標(biāo)電流與反饋電流的差值輸入到PID控制器，PID控制器的運(yùn)算結(jié)果控制PWM信號(hào)的占空比，從而控制比例閥的閥口位移，隨著位移的變化，液壓系統(tǒng)的助力隨之相應(yīng)變化。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述方法包括
當(dāng)車輛低速轉(zhuǎn)向時(shí)，控制器控制比例閥的開(kāi)度變小，此時(shí)比例閥旁通少量油液，使轉(zhuǎn)向器提供足夠的轉(zhuǎn)向助力；當(dāng)車輛高速轉(zhuǎn)向時(shí)，控制器控制比例閥的開(kāi)度變大，此時(shí)比例閥旁通大量油液，轉(zhuǎn)向器提供的助力變小。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述方法包括
當(dāng)高速緊急轉(zhuǎn)向時(shí)，為了保證轉(zhuǎn)向的快速響應(yīng)性，比例閥的開(kāi)度應(yīng)減小，此時(shí)助力增大，以免轉(zhuǎn)向沉重。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述方法包括當(dāng)車輛滿載時(shí)，控制器若檢測(cè)到一定車速下系統(tǒng)壓力超過(guò)原先設(shè)計(jì)的值，控制器則按照比現(xiàn)在車速低的車速下的助力特性執(zhí)行控制程序。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器及其控制方法在車輛原地轉(zhuǎn)向或低速轉(zhuǎn)向時(shí)，滿足低速轉(zhuǎn)向輕便性的要求；在車輛高速轉(zhuǎn)向時(shí)，滿足高速時(shí)的操 縱穩(wěn)定性要求，在緊急轉(zhuǎn)向時(shí)，保證轉(zhuǎn)向的響應(yīng)性。在滿載轉(zhuǎn)向時(shí)，控制器只要檢測(cè)到一定車速下系統(tǒng)壓力超過(guò)原先設(shè)計(jì)的值，控制器就會(huì)按照比現(xiàn)在車速低的車速下的助力特性執(zhí)行控制程序，由于低車速下的助力壓力在強(qiáng)路感區(qū)比高車速下的助力壓力大，所以車輛滿載時(shí)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仍然工作在強(qiáng)路感區(qū)，這種把助力壓力引入助力特性的方法保證了車輛在空載和滿載時(shí)都有很強(qiáng)的操縱穩(wěn)定性?？刂破鞑捎脝纹瑱C(jī)作為控制核心，由于信號(hào)主要是以數(shù)字形式傳輸，所以控制器抗干擾能力強(qiáng)，而且通過(guò)優(yōu)化助力特性曲線和控制參數(shù)可以使控制達(dá)到最優(yōu)化。不僅提出了一般工況下的控制方法，而且也考慮了極限工況下的控制方法，而且還考慮了車輛在同一車速下由于轉(zhuǎn)向載荷不同助力也應(yīng)相應(yīng)變化的情況，這樣就保證了車輛在滿載和空載情況下駕駛員的轉(zhuǎn)向手感不會(huì)相差太大。


圖I為本發(fā)明一實(shí)施方式電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明一實(shí)施方式控制器中電源模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明一實(shí)施方式控制器中信號(hào)調(diào)理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明一實(shí)施方式控制器中驅(qū)動(dòng)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明一實(shí)施方式中電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器控制方法的示意圖。圖6為本發(fā)明一實(shí)施方式中微處理器模塊執(zhí)行程序的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖所示的各實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。參圖I所示為本發(fā)明的一種電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器，圖I中，+BAT表示電源正極，CAN表示總線通信模塊，PWM表示脈寬調(diào)制信號(hào)，SOL+表示比例閥接線正端，SOL-表示比例閥接線負(fù)端，控制器包括
微處理器模塊(MCU) 10 ；
電源模塊20，與所述微處理器模塊10相連，用于處理電源中的共模和串模干擾，并產(chǎn)生控制器中芯片所需的電壓；
信號(hào)調(diào)理模塊30，與所述微處理器模塊10相連，用于調(diào)理轉(zhuǎn)角、車速、轉(zhuǎn)速、壓力、電流和點(diǎn)火信號(hào)；
CAN模塊40，與所述微處理器模塊10相連，用于接收車速和轉(zhuǎn)速信號(hào)；
驅(qū)動(dòng)模塊50,與所述微處理器模塊10相連,用于把微處理器模塊發(fā)出的PWM信號(hào)放大為驅(qū)動(dòng)比例閥線圈的電流信號(hào)。參圖2所示，電源模塊20中，+BAT表示電源正極，Relay_En表示電源繼電器使能信號(hào)，+24V表示經(jīng)過(guò)處理過(guò)的電源正極，Power_Enl表示電源芯片TLE4276使能信號(hào)1，Power_En2表示電源芯片TLE4271使能信號(hào)2，IGN表示經(jīng)過(guò)處理的點(diǎn)火信號(hào)，Vdd表示單片機(jī)供電電源，Vsensor表示傳感器供電電源。電源模塊20由第一低通濾波器21、扼流線圈22、電源繼電器23、第二低通濾波器24、防反接電路25、穩(wěn)壓芯片TLE4276 26和穩(wěn)壓芯片TLE4271 27組成。其中
第一低通濾波器21為一階電容濾波電路，初步濾除電源中的干擾信號(hào)；
扼流線圈22用來(lái)濾除共模干擾；
電源繼電器23的作用是在控制器檢測(cè)到無(wú)法容錯(cuò)的故障時(shí)切斷電源供應(yīng)以確保安
全；
第二低通濾波器24為L(zhǎng)C π型濾波電路；
防反接電路25是用一個(gè)大電流二極管串聯(lián)在電源電路中，防止電源的正負(fù)極反接；
穩(wěn)壓芯片TLE4276 26的輸出電壓給各傳感器供電；
穩(wěn)壓芯片TLE4271 27輸出電源供信號(hào)調(diào)理模塊30和微處理器模塊10使用。參圖3所不，信號(hào)調(diào)理模塊30包括車速和轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路31、轉(zhuǎn)角信號(hào)處理電路32、壓力信號(hào)處理電路33、電流信號(hào)處理電路34、點(diǎn)火信號(hào)處理電路35，該模塊的作用是濾除各信號(hào)中的雜波，削除尖峰脈沖以及整形不規(guī)則的方波信號(hào)，使信號(hào)的電壓范圍適合單片機(jī)的要求，經(jīng)過(guò)調(diào)理后的車速、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角信號(hào)輸入到單片機(jī)的捕獲單元，壓力和電流信號(hào)輸入單片機(jī)的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，點(diǎn)火信號(hào)輸入電源芯片的使能端。圖3(a)為車速和轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路示意圖，車速和轉(zhuǎn)速處理電路由浪涌抑制器、低通濾波器、光耦隔離和施密特觸發(fā)器依次串接而成。由于車速和轉(zhuǎn)速信號(hào)都是頻率變化的脈沖信號(hào)，所以車速和轉(zhuǎn)速信號(hào)的處理電路基本相同，只是個(gè)別電阻值和電容值不同；
圖3 (b)為轉(zhuǎn)角信號(hào)處理電路示意圖，轉(zhuǎn)角信號(hào)處理電路，轉(zhuǎn)角信號(hào)處理電路由鉗位二極管、二階低通濾波器、光耦隔離、遲滯比較器依次串聯(lián)而成；
圖3 (C)為壓力信號(hào)處理電路示意圖，壓力信號(hào)處理電路，壓力信號(hào)處理電路由齊納二極管和有源低通濾波器依次串接而成；
圖3 (d)為電流信號(hào)處理電路示意圖，電流信號(hào)處理電路，電流信號(hào)處理電路由低通濾波器和差分放大器依次串接而成；
圖3 (e)為點(diǎn)火信號(hào)處理電路示意圖，點(diǎn)火信號(hào)處理電路，點(diǎn)火信號(hào)處理電路由穩(wěn)壓二極管、分壓電路、η型濾波器依次串聯(lián)而成。參圖4所示，驅(qū)動(dòng)模塊50的作用是把微處理器發(fā)出的PWM信號(hào)放大為驅(qū)動(dòng)比例閥線圈的電流信號(hào)，由功率放大電路、電流反饋電阻Rf、續(xù)流二極管D1、濾波電容組成。功率放大電路包括功率管Q1，外圍電阻Rl、R2，二極管D2 D4，D2和D3串聯(lián)后并聯(lián)在功率管Ql的漏極和柵極，D4和R2分別并聯(lián)在功率管Ql的柵極和源級(jí)。功率管Ql始終工作在飽和區(qū)和截止區(qū)，因此相當(dāng)于一個(gè)電子開(kāi)關(guān)，而且功耗很小，Rl為Ql柵源間電容的充電電阻，選擇合適的阻值可以保證功率管通斷時(shí)沒(méi)有尖峰脈沖，R2為Ql柵源間電容的放電電阻，選擇合適的阻值可以保證功率管的開(kāi)關(guān)速度，D2 D4是反向擊穿二極管即齊納二極管，作用是當(dāng)比例閥的反電動(dòng)勢(shì)很大時(shí)保護(hù)功率管的漏-柵結(jié)、柵-源結(jié)；電流反饋電阻Rf是精度為O. 5%的精密電阻，阻值為O. I歐姆，用來(lái)反饋比例閥的電流；續(xù)流二極管Dl是肖特基二極管，特點(diǎn)是恢復(fù)速度快，電流大，用于給線圈反電動(dòng)勢(shì)提供泄流通道；濾波電容主要用來(lái)濾除功率管開(kāi)關(guān)過(guò)程中形成的尖峰脈沖，防止干擾雜波進(jìn)入電源中。
優(yōu)選地，本實(shí)施方式中微處理器模塊10以單片機(jī)XC866為處理芯片。CAN模塊40用來(lái)接收車速和轉(zhuǎn)速信號(hào)，因?yàn)橛行┸囆蛙囁俸娃D(zhuǎn)速信號(hào)是以CAN總線形式傳輸?shù)?，以及向總線發(fā)送控制器的狀態(tài)信息。參圖5所示，本發(fā)明的一種電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器的控制方法，其包括
根據(jù)轉(zhuǎn)角、車速、系統(tǒng)壓力信號(hào)和助力特性曲線計(jì)算出理論系統(tǒng)壓力Pt ；
電流控制器根據(jù)輸入的理論系統(tǒng)壓力運(yùn)算出對(duì)應(yīng)的比例閥目標(biāo)電流It ；
目標(biāo)電流It與反饋電流If的差值輸入到PID控制器，PID控制器的運(yùn)算結(jié)果控制PWM信號(hào)的占空比，從而控制比例閥的閥口位移，隨著位移的變化，液壓系統(tǒng)的助力隨之相應(yīng)變化。當(dāng)車輛低速轉(zhuǎn)向時(shí)，控制器控制比例閥的開(kāi)度變小，此時(shí)比例閥旁通少量油液，使轉(zhuǎn)向器提供足夠的轉(zhuǎn)向助力；當(dāng)車輛高速轉(zhuǎn)向時(shí)，控制器控制比例閥的開(kāi)度變大，此時(shí)比例閥旁通大量油液，轉(zhuǎn)向器提供的助力變??；
當(dāng)高速緊急轉(zhuǎn)向時(shí)，為了保證轉(zhuǎn)向的快速響應(yīng)性，比例閥的開(kāi)度應(yīng)減小，此時(shí)助力增大，以免轉(zhuǎn)向沉重；
當(dāng)車輛滿載時(shí)，一定車速下轉(zhuǎn)向阻力比空載時(shí)增大，系統(tǒng)的壓力會(huì)從強(qiáng)路感區(qū)變成助力區(qū)以平衡增大的轉(zhuǎn)向阻力，這樣高速行駛的路感變差，一定車速下只要檢測(cè)到系統(tǒng)壓力超過(guò)原先設(shè)計(jì)的值，控制器就會(huì)按照比現(xiàn)在車速低的車速下的助力特性執(zhí)行控制程序，由于低車速下的助力壓力在強(qiáng)路感區(qū)比高車速下的助力壓力大,所以車輛滿載時(shí)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仍然工作在強(qiáng)路感區(qū)，這種把助力壓力引入助力特性的方法保證了車輛在空載和滿載時(shí)都有很強(qiáng)的操縱穩(wěn)定性。參圖6所示，電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器工作過(guò)程控制器接收到點(diǎn)火使能信號(hào)后，穩(wěn)壓芯片TLE4276和穩(wěn)壓芯片TLE4271開(kāi)始運(yùn)行，輸出傳感器和單片機(jī)供電電壓，單片機(jī)得電后系統(tǒng)復(fù)位，程序開(kāi)始運(yùn)打O首先單片機(jī)對(duì)各端口初始化，初始化完成后對(duì)各部件自檢，如果檢測(cè)到故障，程序跳轉(zhuǎn)到故障檢測(cè)繼續(xù)自檢，如果如此循環(huán)I秒鐘一直有故障存在，那么程序結(jié)束，只要I秒鐘內(nèi)沒(méi)有故障，程序繼續(xù)往下運(yùn)行；接下來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)速值進(jìn)行判斷，如果一段時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)速值始終大于設(shè)定值，說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)正常，如果轉(zhuǎn)速值不大于設(shè)定值，程序一直在此處循環(huán)直至轉(zhuǎn)速值大于設(shè)定值；接下來(lái)控制器的I/o端口輸出穩(wěn)壓芯片和電源繼電器使能信號(hào)，使穩(wěn)壓芯片在發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火信號(hào)結(jié)束后仍然正常工作，使驅(qū)動(dòng)模塊在電源繼電器接通后得到供電，控制器一旦檢測(cè)到故障立即切斷電源繼電器；然后單片機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)角、車速、壓力并結(jié)合助力特性曲線運(yùn)算出目標(biāo)電流，緊接著根據(jù)目標(biāo)電流和反饋電流運(yùn)用PID運(yùn)算出PWM占空比，PWM模塊輸出PWM信號(hào)至驅(qū)動(dòng)模塊，至此控制器一個(gè)完整的工作周期結(jié)束，接下來(lái)程序跳轉(zhuǎn)到故障檢測(cè)繼續(xù)下一個(gè)周期。轉(zhuǎn)角、車速、壓力、電流信號(hào)的采集和處理通過(guò)中斷的方式進(jìn)行即各信號(hào)采集完畢主程序暫停運(yùn)行，單片機(jī)運(yùn)行中斷服務(wù)程序?qū)Ω餍盘?hào)進(jìn)行處理，處理的結(jié)果存儲(chǔ)起來(lái)供主程序使用，中斷服務(wù)程序運(yùn)行結(jié)束后，單片機(jī)繼續(xù)運(yùn)行之前暫停的主程序。轉(zhuǎn)角、車速、壓力、電流信號(hào)的中斷優(yōu)先級(jí)為轉(zhuǎn)角〉壓力 > 電流〉車速。由上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器及其控制方法在車輛原地轉(zhuǎn)向或低速轉(zhuǎn)向時(shí)，滿足低速轉(zhuǎn)向輕便性的要求；在車輛高速轉(zhuǎn)向時(shí)，滿足高速時(shí)的操縱穩(wěn)定性要求，在緊急轉(zhuǎn)向時(shí)，保證轉(zhuǎn)向的響應(yīng)性。在滿載轉(zhuǎn)向時(shí)，控制器只要檢測(cè)到一定車速下系統(tǒng)壓力超過(guò)原先設(shè)計(jì)的值，控制器就會(huì)按照比現(xiàn)在車速低的車速下的助力特性執(zhí)行控制程序，由于低車速下的助力壓力在強(qiáng)路感區(qū)比高車速下的助力壓力大，所以車輛滿載時(shí)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仍然工作在強(qiáng)路感區(qū)，這種把助力壓力引入助力特性的方法保證了車輛在空載和滿載時(shí)都有很強(qiáng)的操縱穩(wěn)定性?？刂破鞑捎脝纹瑱C(jī)作為控制核心，由于信號(hào)主要是以數(shù)字形式傳輸，所以控制器抗干擾能力強(qiáng)，而且通過(guò)優(yōu)化助力特性曲線和控制參數(shù)可以使控制達(dá)到最優(yōu)化。不僅提出了一般工況下的控制方法，而且也考慮了極限工況下的控制方法，而且還考慮了車輛在同一車速下由于轉(zhuǎn)向載荷不同助力也應(yīng)相應(yīng)變化的情況，這樣就保證了車輛在滿載和空載情況下駕駛員的轉(zhuǎn)向手感不會(huì)相差太大。應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。上文所列出的一系列的詳細(xì)說(shuō)明僅僅是針對(duì)本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說(shuō)明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器，其特征在于，所述控制器包括 微處理器模塊； 電源模塊，與所述微處理器模塊相連，用于處理電源中的共模和串模干擾，并產(chǎn)生控制器中芯片所需的電壓； 信號(hào)調(diào)理模塊，與所述微處理器模塊相連，用于調(diào)理轉(zhuǎn)角、車速、轉(zhuǎn)速、壓力、電流和點(diǎn)火信號(hào)； CAN模塊，與所述微處理器模塊相連，用于接收車速和轉(zhuǎn)速信號(hào)； 驅(qū)動(dòng)模塊，與所述微處理器模塊相連，用于把微處理器模塊發(fā)出的PWM信號(hào)放大為驅(qū)動(dòng)比例閥線圈的電流信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制器，其特征在于，所述電源模塊由第一低通濾波器、扼流線圈、電源繼電器、第二低通濾波器、防反接電路、穩(wěn)壓芯片TLE4276和穩(wěn)壓芯片TLE4271組成，穩(wěn)壓芯片TLE4276給傳感器供電，穩(wěn)壓芯片TLE4271給信號(hào)調(diào)理模塊和微處理器模塊供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制器，其特征在于，所述信號(hào)調(diào)理模塊包括 車速和轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路，所述車速和轉(zhuǎn)速處理電路由浪涌抑制器、低通濾波器、光耦隔離和施密特觸發(fā)器依次串接而成； 轉(zhuǎn)角信號(hào)處理電路，所述轉(zhuǎn)角信號(hào)處理電路由鉗位二極管、二階低通濾波器、光耦隔離、遲滯比較器依次串聯(lián)而成； 壓力信號(hào)處理電路，所述壓力信號(hào)處理電路由齊納二極管和有源低通濾波器依次串接而成； 電流信號(hào)處理電路，所述電流信號(hào)處理電路由低通濾波器和差分放大器依次串接而成； 點(diǎn)火信號(hào)處理電路，所述點(diǎn)火信號(hào)處理電路由穩(wěn)壓二極管、分壓電路、η型濾波器依次串聯(lián)而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制器，其特征在于，所述微處理器模塊以單片機(jī)XC866為處理芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)模塊由功率放大電路、電流反饋電阻、續(xù)流二極管、濾波電容組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器的控制方法，其特征在于，所述方法包括 根據(jù)轉(zhuǎn)角、車速、系統(tǒng)壓力信號(hào)和助力特性曲線計(jì)算出理論系統(tǒng)壓力； 電流控制器根據(jù)輸入的理論系統(tǒng)壓力運(yùn)算出對(duì)應(yīng)的比例閥目標(biāo)電流； 目標(biāo)電流與反饋電流的差值輸入到PID控制器，PID控制器的運(yùn)算結(jié)果控制PWM信號(hào)的占空比，從而控制比例閥的閥口位移，隨著位移的變化，液壓系統(tǒng)的助力隨之相應(yīng)變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述方法包括 當(dāng)車輛低速轉(zhuǎn)向時(shí)，控制器控制比例閥的開(kāi)度變小，此時(shí)比例閥旁通少量油液，使轉(zhuǎn)向器提供足夠的轉(zhuǎn)向助力；當(dāng)車輛高速轉(zhuǎn)向時(shí)，控制器控制比例閥的開(kāi)度變大，此時(shí)比例閥旁通大量油液，轉(zhuǎn)向器提供的助力變小。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述方法包括當(dāng)高速緊急轉(zhuǎn)向時(shí)，為了保證轉(zhuǎn)向的快速響應(yīng)性，比例閥的開(kāi)度應(yīng)減小，此時(shí)助力增大，以免轉(zhuǎn)向沉重。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述方法包括 當(dāng)車輛滿載時(shí)，控制器若檢測(cè)到一定車速下系統(tǒng)壓力超過(guò)原先設(shè)計(jì)的值，控制器則按照比現(xiàn)在車速低的車速下的助力特性執(zhí)行控制程序。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器及其控制方法，該控制器包括微處理器模塊以及與微處理器模塊相連的電源模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、CAN模塊和驅(qū)動(dòng)模塊。本發(fā)明在車輛原地轉(zhuǎn)向或低速轉(zhuǎn)向時(shí)，滿足低速轉(zhuǎn)向輕便性的要求；在車輛高速轉(zhuǎn)向時(shí)，滿足高速時(shí)的操縱穩(wěn)定性要求，在緊急轉(zhuǎn)向時(shí)，保證轉(zhuǎn)向的響應(yīng)性。在滿載轉(zhuǎn)向時(shí)，控制器按照比當(dāng)前車速低的車速下的助力特性執(zhí)行控制程序，增強(qiáng)了轉(zhuǎn)向“路感”?？刂破鞑捎脝纹瑱C(jī)作為控制核心，由于信號(hào)主要是以數(shù)字形式傳輸，所以控制器抗干擾能力強(qiáng)，而且通過(guò)優(yōu)化助力特性曲線和控制參數(shù)可以使控制達(dá)到最優(yōu)化。
文檔編號(hào)B62D5/06GK102923185SQ20121045025
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者唐斌, 江浩斌, 陳龍, 耿國(guó)慶 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)