專利名稱:一種用于電控液壓轉(zhuǎn)向裝置的邏輯運算模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實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):
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(dāng)車速較快的時候,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。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。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)。
實用新型內(nèi)容本實用新型涉及的邏輯運算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,本實用新型在使用中,當(dāng)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。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,電平比較模塊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。當(dāng)LM331 輸出電壓 V〈V。時,I2I1Ici = 000* ;當(dāng)V0WV1 時,I2I1I0 = 001 ;當(dāng)V1WV2 時,I2I1I0 = 011 ;當(dāng)V>V2 時,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,輸出4種高低電平信號,U1是邏輯運算模塊輸出的高低電平信號。當(dāng)I2I1I0 = 000* 時,Y1Y0 = 00 ;當(dāng)I2I1I0 = 001 時,Y1Y0 = 01 ;當(dāng)I2I1I0 = 011 時,Y1Y0 = 10 ;當(dāng)I2I1I0 = 111 時,Y1Y0 = 11 ;VY1分別控制電磁閥驅(qū)動模塊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,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(dāng)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(dāng)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。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。26是電源欠壓保護模塊,以保證電磁閥的可靠運行,當(dāng)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。27是過流保護模塊,當(dāng)某種原因(比如電磁閥線圈短路)導(dǎo)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。本實用新型采用上述結(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。本實用新型電路簡單,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。
[0022]圖1為電控液壓轉(zhuǎn)向裝置的控制器流程圖;圖2為包含邏輯運算模塊的電控液壓轉(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。具體的實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。在本實用新型中,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,本實用新型在使用中,當(dāng)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,電平比較模塊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。當(dāng)LM331 輸出電壓 V< V0 時,I2I1I0 = 000* ;
當(dāng)V0WV1 時,I2I1I0 = 001 ;當(dāng)時,121山=011 ;當(dāng)V>V2 時,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,Y0^Y1是邏輯運算模塊輸出的高低電平信號。當(dāng)I2I1I0 = 000* 時,Y1Y0 = 00 ;當(dāng)I2I1I0 = 001 時,Y1Y0 = 01 ;當(dāng)I2I1I0 = 011 時,Y1Y0 = 10 ;當(dāng)I2I1I0 = 111 時,Y1Y0 = 11 ;YtlJ1分別控制電磁閥驅(qū)動模塊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,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(dāng)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(dāng)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。26是電源欠壓保護模塊,以保證電磁閥的可靠運行,當(dāng)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。27是過流保護模塊,當(dāng)某種原因(比如電磁閥線圈短路)導(dǎo)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。本實用新型采用上述結(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。本實用新型電路簡單,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1.一種用于電控液壓轉(zhuǎn)向裝置的邏輯運算模塊,其特征在于邏輯運算模塊由兩個反相器、兩個與門和一個或門組成,輸出4種高低電平信號。
專利摘要本實用新型涉及到汽車電控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)領(lǐng)域,公開了一種用于電控液壓轉(zhuǎn)向裝置的邏輯運算模塊,其特征在于邏輯運算模塊由兩個反相器、兩個與門和一個或門組成,輸出4種高低電平信號。
文檔編號B62D5/04GK202896665SQ201220431500
公開日2013年4月24日 申請日期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, 譚國強, 凌志強, 張軍, 徐兆峰 申請人:江蘇罡陽動力轉(zhuǎn)向器廠