專利名稱：一種用于電控液壓轉(zhuǎn)向裝置的電平比較模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型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)：
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(pán)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(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)于輕便，容易喪失路感，產(chǎn)生汽車“發(fā)飄”的問(wèn)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(wú)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(wèn)題，所以人們提出電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來(lái)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。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(lái)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(wèn)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(lái)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(kāi)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(guò)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(lái)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)。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(guò)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)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型涉及的電平比較模塊就是用于電控液壓轉(zhuǎn)向裝置的，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(kāi)啟、全開(kāi)啟共四種組合方式的組合控制，本實(shí)用新型在使用中，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(kāi)其中一個(gè)通徑較小的電磁閥，汽車中高速時(shí)候，打開(kāi)通徑較大的電磁閥，等到高速的時(shí)候，將全部閥門打開(kāi)，以此來(lái)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(wèn)題。從儀表盤(pán)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，電平比較模塊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。當(dāng)LM331 輸出電壓 V〈V。時(shí)，I2I1Ici = 000* ；當(dāng)V0WV1 時(shí)，I2I1I0 = 001 ;當(dāng)V1WV2 時(shí)，I2I1I0 = 011 ；當(dāng)V>V2 時(shí)，I2I1I0 = 111 ；*0表示邏輯低電平，I表示邏輯高電平。電平比較模塊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)。當(dāng)I2I1I0 = 000* 時(shí)，Y1Y0 = 00 ；當(dāng)I2I1I0 = 001 時(shí)，Y1Y0 = 01 ；當(dāng)I2I1I0 = 011 時(shí)，Y1Y0 = 10 ；當(dāng)I2I1I0 = 111 時(shí)，Y1Y0 = 11 ；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(kāi)關(guān)作用，當(dāng)柵極輸入高電平時(shí)，功率管打開(kāi)，驅(qū)動(dòng)電路中有電流流過(guò)，電磁閥開(kāi)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(guò)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。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。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(guò)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)。27是過(guò)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(guò)大時(shí)，過(guò)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。本實(shí)用新型采用上述結(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(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)輸出全特性曲線，如圖5所示。本實(shí)用新型電路簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)久，易實(shí)現(xiàn)精確控制，解決了 “發(fā)飄”的問(wèn)題，提高了汽車行駛的安全性和操縱穩(wěn)定性。

圖1為電控液壓轉(zhuǎn)向裝置的控制器流程圖；[0023]圖2為包含電平比較模塊的電控液壓轉(zhuǎn)向裝置的內(nèi)部功能模塊結(jié)構(gòu)框圖圖中19、比較器；20、數(shù)字邏輯門電路；21、頻-壓轉(zhuǎn)換芯片；22、電平比較模塊；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(guò)流保護(hù)模塊。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。在本實(shí)用新型中，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(kāi)啟、全開(kāi)啟共四種組合方式的組合控制，本實(shí)用新型在使用中，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(kāi)其中一個(gè)通徑較小的電磁閥，汽車中高速時(shí)候，打開(kāi)通徑較大的電磁閥，等到高速的時(shí)候，將全部閥門打開(kāi)，以此來(lái)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(wèn)題，具體結(jié)合圖1作進(jìn)一步說(shuō)明從儀表盤(pán)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，電平比較模塊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。當(dāng)LM331 輸出電壓 V<V0 時(shí)，I2I1I0 = 000* ；當(dāng)V0WV1 時(shí)，I2I1I0 = 001 ；當(dāng)V1WV2 時(shí)，I2I1I0 = 011 ；當(dāng)V>V2 時(shí)，I2I1Iq = Ill ;*0表示邏輯低電平，I表示邏輯高電平。電平比較模塊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)。當(dāng)I2I1I0 = 000* 時(shí)，Y1Y0 = 00 ；當(dāng)I2I1I0 = 001 時(shí)，Y1Y0 = 01 ；當(dāng)I2I1Itl = 011 時(shí)，Y1Ytl = 10 ；當(dāng)I2I1I0 = 111 時(shí)，Y1Y0 = 11 ；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(kāi)關(guān)作用，當(dāng)柵極輸入高電平時(shí)，功率管打開(kāi)，驅(qū)動(dòng)電路中有電流流過(guò)，電磁閥開(kāi)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(guò)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。[0039]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。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(guò)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)。27是過(guò)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(guò)大時(shí)，過(guò)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。本實(shí)用新型采用上述結(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(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)輸出全特性曲線。本實(shí)用新型電路簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)久，易實(shí)現(xiàn)精確控制，解決了“發(fā)飄”的問(wèn)題，提高了汽車行駛的安全性和操縱穩(wěn)定性。
權(quán)利要求1.一種用于電控液壓轉(zhuǎn)向裝置的電平比較模塊，其特征在于由3個(gè)比較器和四個(gè)電阻組成，四個(gè)電阻起分壓作用，給比較器提供3種不同的基準(zhǔn)電壓。
專利摘要本實(shí)用新型涉及到汽車電控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種用于電控液壓轉(zhuǎn)向裝置的電平比較模塊，其特征在于，由3個(gè)比較器和四個(gè)電阻組成，四個(gè)電阻起分壓作用，給比較器提供3種不同的基準(zhǔn)電壓。
文檔編號(hào)B62D6/02GK202827711SQ20122043092
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28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