CN101531207A - 一种提高汽车稳定性的电动助力转向控制器 - Google Patents

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Abstract

一种提高汽车稳定性的电动助力转向控制器，控制器包括电子控制单元、转矩传感器、车速传感器、霍尔电流传感器、横摆角速度传感器、侧向加速度传感器及采集处理单元、光电H桥驱动及控制电路、离合器驱动电路和故障诊断电路。电子控制单元根据上述传感器信号，通过编制的软件算法来进行数据运算，从而确定合适的电动助力转向系统的助力电机电流。该控制器不仅能够提高转向轻便性及高速稳定性，还能够增强汽车的行驶稳定性，从而提高汽车的操稳性能。

Description

一种提高汽车稳定性的电动助力转向控制器
技术领域
本发明涉及一种提高汽车稳定性的电动助力转向控制器
背景技术
电动助力转向具有节能、安全、环保等优点，与液压助力转向系统相比，该系统能显著改善汽车动态性能和静态性能，降低能源消耗，提高行驶中驾驶员的舒适性和安全性，减少环境污染，是汽车发展的高新技术，有逐步取代传统液压动力转向的趋势。
在车辆行驶过程中，往往会遇到高速转弯、大侧向加速度、在潮湿路面或冰雪路面上行驶等不利于车辆稳定的行驶工况，在这种情况下，车辆有可能发生剧烈的摆动，驾驶员很难作出正确的判断来控制车辆，这种“失稳”现象会严重影响行驶安全的情况。车辆失去控制的原因是多方面的，包括路面状况、车辆机械系统设计、驾驶员的操纵技巧等，此外，由于转向系统设计不合理导致驾驶员从方向盘获得的“路感”不足，使驾驶员对车辆状态判断不准确也是主要原因之一。
与传统助力转向相比，电动助力转向可以使转向系统的控制更加精确，电动助力转向可以通过控制助力的大小来实时的调整转向系统的力反馈特性。这种精确的实时控制对于车辆处于危险的“失稳”工况时有重要意义。电动助力转向可以提供一种主动的反馈量控制，即通过将横向动力学信息反馈给电动助力转向系统的电子控制单元，电子控制单元就能够输出适当的助力矩，提高驾驶员的“路感”，帮助驾驶员保持车辆稳定状态，从而提高车辆在“失稳”工况下的稳定性。
发明内容
本发明的目的是设计一种结构简单、工作可靠、易于推广的提高汽车稳定性的电动助力转向控制器。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
为了实现上述目的，本发明提出的一种提高汽车稳定性的电动助力转向控制器由一个电子控制单元、一个转矩传感器信号采集及处理单元、一个车速传感器信号采集及处理单元、一个霍尔电流传感器信号采集及处理单元、一个横摆角速度传感器信号采集及处理单元、一个侧向加速度传感器信号采集及处理单元、一个光电隔离H桥驱动电路、一个H桥控制电路，一个故障诊断电路和一个离合器驱动控制电路组成，其特征在于，故障诊断电路可以通过故障诊断灯输出故障代码。
为了实现上述目的，本发明所需要的横摆角速度传感器信号和侧向加速度传感器信号可以通过装有电子稳定程序的车辆CAN总线中获取，这样即节约了成本，又有利于技术推广。
附图说明
图1为本发明一实施例的控制器结构框图。
图2为本发明一实施例的横摆角速度传感器信号处理电路示意图。
图3为本发明一实施例的电磁合器控制电路示意图。
图4为本发明一实施例的主程序流程方框图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
一种提高汽车稳定性的电动助力转向控制器，如图1所示，其包括：
一个单片机1(S3C44BOX微处理器)，当接收到点火开关信号时，单片机开始运行，接受并计算来自各传感器处理单元的信号，并发送信号给执行机构电路。支持C、C++语言开发，在集成开发环境中编辑、编译好程序后，可通过JTAG口在线仿真调试，最后用USB口直接烧录到片上的FLASH中，对于软件的开发相当便利，同时该单片机具有PWM功能，所以控制电机尤为方便。
一个转矩传感器信号采集及处理单元2，采集并处理转矩传感器信号然后传送给单片机1；
一个车速传感器信号采集及处理单元3，采集并处理车速传感器信号然后传送给单片机1；
一个霍尔电流传感器信号采集及处理单元4，采集并处理霍尔电流传感器信号然后传送给单片机1；
一个横摆角速度传感器信号采集及处理单元5，采集并处理横摆角速度传感器信号然后传送给单片机1；
一个侧向加速度传感器信号采集及处理单元6，采集并处理侧向加速度传感器信号然后传送给单片机1；
一个系统故障诊断电路7，当系统出现故障时，单片机控制系统会相应的故障信息传送给故障单元，故障单元将此信息处理并存储，当检查该故障时，单片机控制系统会将故障单元存储的信息调出并驱动故障灯以特定的闪烁代码形式出现。
横摆角速度传感器信号处理电路示意图如图2所示，该电路为二阶低通有源滤波电路，阻值相同的R1、R2先将输入的转矩信号分压，幅值变为原来的一半，然后与C1构成一阶低通滤波电路，R3与C2构成第二级一阶低通滤波，运放则作为一个电压跟随器来使用。
电磁合器控制电路示意图如图3所示，电磁离合器控制电路的设计主要是完成功率接口电路的设计，将S3C44BOX微处理器输出的低电压、小电流控制信号转换为控制电磁离合器的较大电压、电流，电路采用光耦TLP521来完成功率转换及隔离的目的。
主程序流程方框图如图4所示，由流程图可以看到，电动助力转向系统主程序会首先进行初始化、判断点火、采集传感器信号等基本工作，然后判断助力方向并通过助力特性确定基本助力。另外，本程序同其他传统电动助力转向系统不同，程序还将判断是否需要启动反馈控制程序，如若启动，将会把横摆角速度与侧向加速度联合反馈补偿控制与常规控制进行合成运算确定助力电流，系统主程序在最后还会采集助力电流并启动电流PID控制来输出PWM信号，给系统提供最佳的助力扭矩。

Claims (2)

1、一种提高汽车稳定性的电动助力转向控制器，由一个电子控制单元、一个转矩传感器信号采集及处理单元、一个车速传感器信号采集及处理单元、一个霍尔电流传感器信号采集及处理单元、一个横摆角速度传感器信号采集及处理单元、一个侧向加速度传感器信号采集及处理单元、一个光电隔离H桥驱动电路、一个H桥控制电路，一个故障诊断电路和一个离合器驱动控制电路组成，其特征在于，横摆角速度和侧向加速度传感器信号采集及处理单元一端连接电子控制单元，另一端连接汽车CAN总线获取信号。
2、根据权利要求1所述的一种提高汽车稳定性的电动助力转向控制器，其特征在于，控制器软件程序还将判断是否需要启动反馈控制程序，如若启动，将会把横摆角速度与侧向加速度联合反馈补偿控制与常规控制进行合成运算确定助力电流。
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