CN111874091A - 一种电液复合制动系统转向控制系统及方法 - Google Patents

一种电液复合制动系统转向控制系统及方法 Download PDF

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熊新
翟豪瑞
戴广金
胡学敏
邵俊
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Abstract

本发明公开了一种电液复合制动系统转向控制系统及方法，包括扭矩传感器、方向盘转角传感器、车速传感器、CPU处理器、电动助力控制单元、液压助力控制单元和制动信号采集单元，扭矩传感器、方向盘转角传感器、车速传感器分别通过传感信号采集单元连接CPU处理器，CPU处理器分别连接电动助力控制单元、液压助力控制单元和制动信号采集单元，本发明工作原理简单，智能化程度高，能够实现电机转向和液压转向的快速切换控制，确保汽车转向的安全性。

Description

一种电液复合制动系统转向控制系统及方法
技术领域
本发明涉及转向控制技术领域，具体为一种电液复合制动系统转向控制系统及方法。
背景技术
目前，现有的汽车普遍采用的助力转向系统有：液压助力转向系统、电控液压助力转向系统和电动助力转向系统。其中，液压助力转向系统、电控液压助力转向系统可在汽车低速工况下提供较大助力，减轻驾驶员转向时负担；但在高速工况下转向路感较差，操纵稳定性存在问题。电动助力转向系统由控制器、助力电机、减速机构转向盘转矩传感器以及车速传感器等组成，控制器接受传感器测得的转向盘转矩信号和车速信号并进行处理，控制电机根据事先确定的助力特性输出助力转矩。但受汽车本身蓄电池电压等电气特性影响，其输出的最大助力矩较小，不满足大型客车等车辆的需求。因此，有必要进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电液复合制动系统转向控制系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电液复合制动系统转向控制系统,包括扭矩传感器、方向盘转角传感器、车速传感器、CPU处理器、电动助力控制单元、液压助力控制单元和制动信号采集单元，所述扭矩传感器、方向盘转角传感器、车速传感器分别通过传感信号采集单元连接CPU处理器，所述CPU处理器分别连接电动助力控制单元、液压助力控制单元和制动信号采集单元。
优选的，还包括车速判断单元，所述车速判断单元连接CPU处理器，所述车速判断单元用于比较车速制动后速度与预设速度。
优选的，所述电动助力控制单元连接转向电机，所述液压助力控制单元连接转向液压缸。
优选的，所述传感信号采集单元包括运算放大器、两级场效应宽带放大器，所述运算放大器的一个输入端分别连接电阻B一端和电容B一端，电容B另一端接地，电阻B另一端分别连接电阻A一端和电容A一端，电容A另一端连接运算放大器的输出端，运算放大器的另一输入端分别连接电阻C一端和电阻D一端，电阻C另一端连接电容D一端并接地，电阻D另一端和电容D另一端连接运算放大器的输出端；所述两级场效应宽带放大器的输出端连接电容E一端，电容E另一端连接电阻F一端，电阻F另一端连接两级场效应宽带放大器的负极输入端，两级场效应宽带放大器的负极输入端还连接电阻G并接地，两级场效应宽带放大器的正极输入端连接电阻E一端，电阻E另一端连接运算放大器输出端，还包括电容F、电容G、电容H，电容F一端、电容G一端、电容H一端分别接电源端，电容F另一端、电容G另一端、电容H另一端均接地。
优选的，控制方法包括以下步骤：
A、车辆在行驶过程中，车速传感器实时采集车辆行驶速率，一旦出现紧急情况进行刹车制动；
B、制动信号采集单元采集到制动信号传输至CPU处理器，CPU处理器接收到制动信号后向车速判断单元发送指令，用于比较制动后车速和预设车速；
C、扭矩传感器采集到的车辆的转向系统中的方向盘的转动操作的结果而生成的扭矩，方向盘转角传感器采集到方向盘转动时的角度，采集的传感信号通过传感信号采集单元采集并放大后传输至CPU处理器；
D、CPU处理器根据接收到的传感信号和车速信号，向电动助力控制单元或液压助力控制单元发送控制指令；
E、若车速大于预设车速，则通过液压助力控制单元控制转向，若车速小于预设车速，则通过电动助力控制单元控制转向。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明工作原理简单，智能化程度高，能够实现电机转向和液压转向的快速切换控制，确保汽车转向的安全性；采用的传感信号采集单元反应灵敏，实现对微弱信号进行放大、且失真度低，进一步提高了控制精度。
附图说明
图1为本发明原理框图；
图2为本发明传感信号采集单元电路图；
图3为本发明控制流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种电液复合制动系统转向控制系统,包括扭矩传感器1、方向盘转角传感器2、车速传感器3、CPU处理器4、电动助力控制单元5、液压助力控制单元6和制动信号采集单元7，所述扭矩传感器1、方向盘转角传感器2、车速传感器3分别通过传感信号采集单元8连接CPU处理器4，所述CPU处理器4分别连接电动助力控制单元5、液压助力控制单元6和制动信号采集单元7；电动助力控制单元5连接转向电机10，所述液压助力控制单元6连接转向液压缸11；还包括车速判断单元9，所述车速判断单元9连接CPU处理器4，所述车速判断单元用于比较车速制动后速度与预设速度。
本发明中，传感信号采集单元8包括运算放大器12、两级场效应宽带放大器13，所述运算放大器12的一个输入端分别连接电阻B 2a一端和电容B 2b一端，电容B 2b另一端接地，电阻B 2a另一端分别连接电阻A 1a一端和电容A 1b一端，电容A 1b另一端连接运算放大器12的输出端，运算放大器12的另一输入端分别连接电阻C 3a一端和电阻D 4a一端，电阻C 3a另一端连接电容D4b一端并接地，电阻D 4a另一端和电容D4b另一端连接运算放大器12的输出端；所述两级场效应宽带放大器13的输出端连接电容E 5b一端，电容E 5b另一端连接电阻F 6a一端，电阻F 6a另一端连接两级场效应宽带放大器13的负极输入端，两级场效应宽带放大器13的负极输入端还连接电阻G7a并接地，两级场效应宽带放大器13的正极输入端连接电阻E5a一端，电阻E5a另一端连接运算放大器12输出端，还包括电容F 6b、电容G 7b、电容H 8b，电容F 6b一端、电容G 7b一端、电容H 8b一端分别接电源端，电容F 6b另一端、电容G 7b另一端、电容H 8b另一端均接地。运算放大器12对信号进行处理，保证传输信号的质量，并通过反馈原理将信号信息放大2倍，然后再传递给后面的两级场效应宽带放大器9再次对信号进行二次放大，最后再将信号输出。
工作原理：本发明的控制方法包括以下步骤：
A、车辆在行驶过程中，车速传感器实时采集车辆行驶速率，一旦出现紧急情况进行刹车制动；
B、制动信号采集单元采集到制动信号传输至CPU处理器，CPU处理器接收到制动信号后向车速判断单元发送指令，用于比较制动后车速和预设车速；
C、扭矩传感器采集到的车辆的转向系统中的方向盘的转动操作的结果而生成的扭矩，方向盘转角传感器采集到方向盘转动时的角度，采集的传感信号通过传感信号采集单元采集并放大后传输至CPU处理器；
D、CPU处理器根据接收到的传感信号和车速信号，向电动助力控制单元或液压助力控制单元发送控制指令；
E、若车速大于预设车速，则通过液压助力控制单元控制转向，若车速小于预设车速，则通过电动助力控制单元控制转向。
综上所述，本发明工作原理简单，智能化程度高，能够实现电机转向和液压转向的快速切换控制，确保汽车转向的安全性；采用的传感信号采集单元反应灵敏，实现对微弱信号进行放大、且失真度低，进一步提高了控制精度。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种电液复合制动系统转向控制系统,其特征在于：包括扭矩传感器(1)、方向盘转角传感器(2)、车速传感器(3)、CPU处理器(4)、电动助力控制单元(5)、液压助力控制单元(6)和制动信号采集单元(7)，所述扭矩传感器(1)、方向盘转角传感器(2)、车速传感器(3)分别通过传感信号采集单元(8)连接CPU处理器(4)，所述CPU处理器(4)分别连接电动助力控制单元(5)、液压助力控制单元(6)和制动信号采集单元(7)。
2.根据权利要求1所述的一种电液复合制动系统转向控制系统，其特征在于：还包括车速判断单元(9)，所述车速判断单元(9)连接CPU处理器(4)，所述车速判断单元用于比较车速制动后速度与预设速度。
3.根据权利要求1所述的一种电液复合制动系统转向控制系统，其特征在于：所述电动助力控制单元(5)连接转向电机(10)，所述液压助力控制单元(6)连接转向液压缸(11)。
4.根据权利要求1所述的一种电液复合制动系统转向控制系统，其特征在于：所述传感信号采集单元包括运算放大器(12)、两级场效应宽带放大器(13)，所述运算放大器(12)的一个输入端分别连接电阻B一端和电容B一端，电容B另一端接地，电阻B另一端分别连接电阻A一端和电容A一端，电容A另一端连接运算放大器的输出端，运算放大器的另一输入端分别连接电阻C一端和电阻D一端，电阻C另一端连接电容D一端并接地，电阻D另一端和电容D另一端连接运算放大器的输出端；所述两级场效应宽带放大器的输出端连接电容E一端，电容E另一端连接电阻F一端，电阻F另一端连接两级场效应宽带放大器的负极输入端，两级场效应宽带放大器的负极输入端还连接电阻G并接地，两级场效应宽带放大器的正极输入端连接电阻E一端，电阻E另一端连接运算放大器输出端，还包括电容F、电容G、电容H，电容F一端、电容G一端、电容H一端分别接电源端，电容F另一端、电容G另一端、电容H另一端均接地。
5.实现权利要求1所述的一种电液复合制动系统转向控制系统的控制方法，其特征在于：控制方法包括以下步骤：
A、车辆在行驶过程中，车速传感器实时采集车辆行驶速率，一旦出现紧急情况进行刹车制动；
B、制动信号采集单元采集到制动信号传输至CPU处理器，CPU处理器接收到制动信号后向车速判断单元发送指令，用于比较制动后车速和预设车速；
C、扭矩传感器采集到的车辆的转向系统中的方向盘的转动操作的结果而生成的扭矩，方向盘转角传感器采集到方向盘转动时的角度，采集的传感信号通过传感信号采集单元采集并放大后传输至CPU处理器；
D、CPU处理器根据接收到的传感信号和车速信号，向电动助力控制单元或液压助力控制单元发送控制指令；
E、若车速大于预设车速，则通过液压助力控制单元控制转向，若车速小于预设车速，则通过电动助力控制单元控制转向。
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