专利名称：一种电控液压转向控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及到汽车电控液压转向系统领域，具体涉及一种能够改变进入动力转向器中油液流量的双电磁阀型旁通流量式电控液压转向控制装置。
背景技术：
随着生活水平的提高，人们对车辆行驶时的操纵性、安全性提出了更高的要求。对于汽车动力转向系统，既要求高速时的操纵稳定性，又必须具备低速时的转向轻便性，目前，广泛应用的是液压助力转向系统，在汽车低速时，如操纵方向盘有较好的轻便性，则当车速较快的时候，便会产生较大的助力，使得方向盘操纵过于轻便，容易丧失路感，产生汽车“发飘”的问题，降低了高速行驶的安全性能。反之，如满足高速操纵稳定性，则满足不了低速时的转向轻便性。由于传统液压助力转向系统只具有固定的手力特性，无法有效解决转向“轻”与 “灵”的矛盾，以及转向力与路感相互制约的问题，所以人们提出电控液压助力转向系统来控制进入转向器的流量，以满足低速轻便性和高速时良好的手感。典型的解决方案有国家专利201020646637. 5提出了一种利用多个电磁阀组合开闭的方式来调节旁通支路流量的电控液压转向系统，但是并没有涉及其相应的控制装置；国家专利200820227155. 9中采用了电磁比例阀来调节旁通阀的节流口大小，从而控制液压油的流量，但这种方案对电磁比例阀本身的制造精度要求较高，阀芯在实际使用中往往承受不住高压而出现开启不稳定的现象，这种方案也没有提及相应的控制装置；国家专利200320118460. 1中采用步进电机来控制旁通阀的节流口面积以改变进入转阀的液压油流量，这种改进方案可一定程度上解决汽车高速转向时丧失路感的问题，但此形式结构复杂，成本较高，不易控制。上述这些方案普遍存在结构复杂，产品成本较高，不易控制等不足，难以获得驾驶员需要的良好的助力手感。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够输出多条助力特性曲线，助力效果更好，且结构简单，成本较低的电控液压助力转向系统控制装置。为了实现上述目的，本发明控制装置的技术方案包括频-压转换芯片、电压比较模块、逻辑运算模块、电磁阀驱动模块、电源模块、欠压保护模块、过流保护模块。在本发明中
所述频-压转换芯片IiC917输入端为车速信号，频-压转换芯片输出端连接电压比较模块中三个比较器AO、A1、A2的输入端。所述电压比较模块由三个比较器Α(ΓΑ2和四个电阻Rl R4组成。频-压转换芯片的输出连接三个比较器的正极输入端，电阻Rl R4依次串联联接，Rl的一端连接电源模块，R4的另一端接地；Rl和R2的接合处连接比较器Α2的负极输入端，R2和R3的接合处连接比较器Al的负极输入端，R3和R4的接合处连接比较器AO的负极输入端，比较器Α(ΓΑ2的输出端连接逻辑运算模块。比较器主要完成模拟信号到数字信号的转换，由车速信号转换而来的电压信号通过3个比较器分成4段，分别对应4个区段的车速。所述逻辑运算模块由三个与门AND1 AND3，两个非门N0T1、N0T2和一个或门ORl组成。比较器A2的输出端连接NOTl的输入端和ORl的输入端，比较器Al的输出端连接N0T2 的输入端和AND3的输入端，NOTl的输出端、N0T2的输出端和AO的输出端分别连接ANDl的三个输入端，ANDl的输出端连接ORl的另一个输入端，ORl的输出端连接AND2的输入端， AND2和AND3的输出端连接电磁阀驱动模块。逻辑运算模块根据3个比较器输出的电压信号和驱动功率管 \、T2的电平信号进行逻辑运算设计。所述电磁阀驱动模块由两个功率管Tl、Τ2，两个反馈电阻R6、R8和两个可调电阻 R5、R7组成。AND2的输出端连接T2的栅极，AND3的输出端连接Tl的栅极，电阻R5的一端连接电源Vcc，另一端连接Tl的漏极，Tl的源极连接电磁阀1的一个输入端，电阻R6的一端连接电磁阀1的另一个输入端，R6的另一端接地；电阻R7的一端连接电源Vcc，另一端连接T2的漏极，T2的源极连接电磁阀2的一个输入端，电阻R8的一端连接电磁阀2的另一个输入端，R8的另一端接地。二极管Dl和D2的负极均连接电源Vcc，Dl的正极连接R6与电磁阀1的接合处，D2的正极连接R8与电磁阀2的接合处。驱动模块中的可调电阻R5和 R7可满足对不同通径电磁阀的驱动要求.
所述电源模块的输入端连接电源Vcc，电源模块的输出端连接频-压转换芯片的电源端口和电阻Rl。所述欠压保护模块的输入端连接电源Vcc，欠压保护模块的输出端分别连接AND2 和AND3的输入端。欠压保护模块主要完成对电源电压实时监测，保证电磁阀可靠工作，欠压保护模块输出的高、低电平决定逻辑运算模块中ANDl的输出，当电源电压低于某个值时，欠压保护模块输出低电平，AND2和AND3也输出低电平，功率管7；、T12关闭，切断电磁阀。所述过流保护模块的输入端分别连接R6与电磁阀1的接合处和R8与电磁阀2的接合处的反馈电压，电流保护模块的输出端分别连接AND2和AND3的输入端。过流保护模块主要检测反馈电阻的反馈电压，可以防止电磁阀驱动电路中的电流过大，起保护作用，当值大于某个设定值时，过流保护模块输出低电平，此时逻辑运算模块的AND2和AND3也输出低电平，功率管7；、T12关闭，保护电磁阀。本发明的有益效果采用本发明的控制装置驱动旁通支路上的双电磁阀开启和关闭，可以实现四种旁通流量。在低速区段时，控制器关闭双电磁阀，以获得较大的助力，保证汽车转向的轻便性；在中低速区段时，控制器开启双电磁阀装置中小通径阀，以旁通小部分流量；在中高速区段时，控制器开启双电磁阀装置中大通径阀，以旁通较多流量；在高速区段时，控制器开启双电磁阀，旁通大部分流量，以提高汽车的操纵稳定性。本发明与现有技术相比本控制装置成本低廉，频率响应快，输出驱动电流大、电路发热量小、控制精确，结构合理紧凑，适应了汽车产品安全、节能、环保的要求。
图1为本发明控制装置原理框图； 图2为本发明控制装置电路图3为本发明输出多条特性手力特性曲线1中\是车速信号，Ui是车速信号转换成的电压信号，112是电压比较模块输出的高、低电平信号，V0, V1是驱动功率管的驱动信号，V1+, V1-, V2+, V2-分别为电磁阀1和电磁阀2的输入信号。图2中1、频-压转换芯片UC917 ；2、电压比较模块；3、逻辑运算模块；4、电磁阀驱动模块；5、电源模块；6、电源欠压保护模块；7、过流保护模块。A0 A2是比较器；ΑΝ Γ AND 3是与门；ORl是或门；NOTl是非门；(TP4是分压电阻-H是功率管.’H是可调电阻-H是反馈电阻；A、丛是续流二极管；V。。是电源； GND是电源地；Valve广Valve 2是电磁阀
具体的实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。如图1所示，控制装置由频-压转换芯片(1)、电压比较模块(2)、逻辑运算模块 (3 )、电磁阀驱动模块(4 )、电源模块(5 )、欠压保护模块(6 )、过流保护模块(7 )组成；车速信号经信号调理成为方波后，经频-压转换芯片转变为电压信号，再经逻辑运算模块输出高、 低电平信号给电磁阀驱动模块，驱动电磁阀开启和闭合，电源欠压保护和过流保护模块用以保护电磁阀不受意外故障原因而损害。具体结合图2作进一步说明
从仪表盘取出的车速信号，是频率随车速变化的方波信号，频率基本与车速成正比，对车速信号需进行调理使其成为理想的方波，经由频-压转换芯片(1)转变为随频率变化的电压信号，UC917经电源模块供电，外围只要用少量的电阻和电容就可以达到频率电压转换的目的，电压比较模块(2)由3个比较器和四个电阻4^7^7^1成，四个电阻起分压作用，给比较器提供3种不同的基准电压，分别是U0、《、仏且UHQJ2,。当UC917 输出电压 《时，J2J1Jtl=OOO* ； 当聊风时，J2J1Z0=OOl ；
当 UlOTiQJ2 时，J2J1J0=Oll ；
当 ^XZ2 时，J2J1Jtl=Ill ；
*0表示逻辑低电平，1表示逻辑高电平。电压比较模块(2)输出的高、低电平信号输入到逻辑运算模块(3)，逻辑运算模块
(3)由两个反相器、三个与门和一个或门组成，具体连接电路如权利要求书4所述。/『厂是逻辑运算模块输出的高、低电平信号，
当 J2J1Jtl=OOO* 时，IVa1=OO ； 当 J2J1Jtl=OOl 时，Z0Z1=Ol ； 当 J2J1J0=Oll 时，Z0Z1=IO ； 当 J2J1Jtl=Ill 时，I^1=Il ；
Y0, V1分别控制电磁阀驱动模块(4)的Τλ、T2, T1, T12是N沟道MOS管，它具有输入电阻高、噪声小、功耗低、温稳性好等优点，因此广泛应用于功率级放大电路。电磁阀驱动模块
(4)中T1,T12起电子开关作用，当栅极输入高电平时，功率管打开，驱动电路中有电流流过， 电磁阀开启；当栅极输入低电平时，功率管关闭，电磁阀恢复初始状态。AJP7是降压电阻以满足电路中电流的要求，而且A、A是可调电阻，可根据不同通径的电磁阀作相应调整，怂、 R,是反馈电阻，用以检测驱动电路中的电流，作过流保护用， 、D2是两个电磁阀的续流二极管，给电磁阀关闭时提供泄流通道，不至于使电磁阀线圈产生的高电压击穿MOS管，同时也提高了响应速度。电源模块(5)主要是把蓄电池24V的电压转变为各个芯片和电路所需的电压。电源欠压保护模块(6)保证电磁阀的可靠运行，当欠压保护模块检测到电源电源过低时，欠压保护模块输出低电平，关断驱动电磁阀的功率管。过流保护模块(7)，当某种原因(如电磁阀线圈短路)导致驱动电路的电流过大时， 过流保护模块输出低电平，逻辑运算模块(3)中的AND2和AND3均输出低电平，从而电磁阀驱动模块(4)中的TX、T2关闭，电磁阀也关闭。本发明采用上述结构后，双电磁阀装置根据控制信号实现了四种组合方式即全开、全关、各自单独开启的控制功能，将驾驶员所需要施加的转向力控制在合适的范围内， 并实现输出多种特性曲线，如图3所示。本发明电路简单，寿命长久，易实现精确控制，有效保证了汽车低速时的转向轻便性和高速时的转向稳定性，提高了汽车行驶的安全性和操纵稳定性。
权利要求
1.一种双电磁阀型电控液压转向控制装置，其特征在于，包括频-压转换芯片(1)、电压比较模块(2 )、逻辑运算模块(3 )、电磁阀驱动模块(4 )、电源模块(5 )；所述所述频-压转换芯片(1)输入端为车速信号，频-压转换芯片输出端连接电压比较模块(2)中三个比较器AO、A1、A2的输入端；所述电压比较模块(2)，由三个比较器Α(ΓΑ2和四个电阻Rl R4组成；频-压转换芯片的输出连接三个比较器的正极输入端，电阻附 R4依次串联联接，Rl的一端连接电源模块， R4的另一端接地；Rl和R2的接合处连接比较器Α2的负极输入端，R2和R3的接合处连接比较器Al的负极输入端，R3和R4的接合处连接比较器AO的负极输入端，比较器Α(ΓΑ2的输出端连接逻辑运算模块(3)；所述逻辑运算模块(3)由三个与门AND1 AND3，两个非门N0T1、N0T2和一个或门ORl组成；比较器A2的输出端连接NOTl的输入端和ORl的输入端，比较器Al的输出端连接N0T2 的输入端和AND3的输入端，NOTl的输出端、N0T2的输出端和AO的输出端分别连接ANDl的三个输入端，ANDl的输出端连接ORl的另一个输入端，ORl的输出端连接AND2的输入端， AND2和AND3的输出端连接电磁阀驱动模块(4)；所述电磁阀驱动模块(4)由两个功率管Tl、T2，两个反馈电阻R6、R8和两个可调电阻 R5、R7组成；AND2的输出端连接T2的栅极，AND3的输出端连接Tl的栅极，电阻R5的一端连接电源Vcc，另一端连接Tl的漏极，Tl的源极连接电磁阀1的一个输入端，电阻R6的一端连接电磁阀1的另一个输入端，R6的另一端接地；电阻R7的一端连接电源Vcc，另一端连接T2 的漏极，T2的源极连接电磁阀2的一个输入端，电阻R8的一端连接电磁阀2的另一个输入端，R8的另一端接地；二极管Dl和D2的负极均连接电源Vcc，Dl的正极连接R6与电磁阀1的接合处，D2的正极连接R8与电磁阀2的接合处；所述电源模块输入端(5 )连接电源Vcc，电源模块(5 )的输出端连接频-压转换芯片的电源端口和电阻Rl。
2.根据权利要求书1所述一种双电磁阀型电控液压转向控制装置，其特征在于，还包括欠压保护模块(6)，电源Vcc连接欠压保护模块(6)的输入端，欠压保护模块(6)的输出端分别连接AND2和AND3的输入端。
3.根据权利要求书1或2所述一种双电磁阀型电控液压转向控制装置，其特征在于， 还包括过流保护模块(7)，R6与电磁阀1的接合处、R8与电磁阀2的接合处的反馈电压分别输入电流保护模块(7)的输入端，电流保护模块(7)的输出端分别连接AND2和AND3的输入端。
全文摘要
本发明公开了一种电控液压转向控制装置，由频-压转换芯片(1)、电压比较模块(2)、逻辑运算模块(3)、电磁阀驱动模块(4)、电源模块(5)、欠压保护模块(6)、过流保护模块(7)组成。该控制装置适用于双电磁阀型旁通流量式电控液压转向系统。控制装置根据车速信号对双电磁阀装置中两个电磁阀开启和关闭状态进行组合控制，调节旁通流量，从而改变进入转向器油液的流量，实现助力可调，本控制装置成本低、输响应快、发热量小，能有效保证汽车低速时的转向轻便性和高速时的稳定性，使驾驶员具有良好的操纵手感。
文档编号H02H3/08GK102490783SQ20111036707
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者史益朋, 唐斌, 杨兆永, 江浩斌, 耿国庆, 陈龙 申请人:江苏大学