CN114148410A - 一种汽车液压助力转向控制系统及方法 - Google Patents

一种汽车液压助力转向控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车液压助力转向控制系统及方法，转向控制系统包括中央处理器、车速传感器、转角传感器、传感信号采集单元、液压控制单元和转向控制单元，车速传感器和转角传感器分别通过传感信号采集单元连接中央处理器，中央处理器分别连接液压控制单元和转向控制单元，本发明工作原理清晰，可以确保当车辆转向时及时提供液压助力，提高了车辆行驶过程中的稳定性以及安全性。

Description

一种汽车液压助力转向控制系统及方法
技术领域
本发明涉及液压助力转向控制系统技术领域，具体为一种汽车液压助力转向控制系统及方法。
背景技术
电动液压助力转向系统是车辆的关键部件，直接关系到整车的操纵性、稳定性和安全性。现有技术的电动液压助力转向系统一般主要由储能机构、变频控制器、电动液压助力转向泵总成、液压油罐、转向器组成，变频控制器输出频率可变的交流电压来驱动电动液压助力转向泵总成，通过电动液压助力转向泵总成的液压泵使液压油罐内的流体以流速流向转向器，为转向系统提供动力。
目前的汽车液压助力转向控制效果差，会出现因液压助力转向短时间缺失造成转向吃力的问题，影响行车安全，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汽车液压助力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：一种汽车液压助力转向控制系统，转向控制系统包括中央处理器、车速传感器、转角传感器、传感信号采集单元、液压控制单元和转向控制单元，所述车速传感器和所述转角传感器分别通过传感信号采集单元连接中央处理器，所述中央处理器分别连接液压控制单元和转向控制单元，所述液压控制单元连接液压缸，所述转向控制单元连接动力转向器。
优选的，本申请提供的一种汽车液压助力转向控制系统，其中，还包括液压油流量感应器和油压感应器，所述液压油流量感应器和油压感应器分别安装于液压油管道内，且所述液压油流量感应器和油压感应器分别通过信号采集模块连接中央处理器。
优选的，本申请提供的一种汽车液压助力转向控制系统，其中，所述中央处理器还连接液压油泵，所述液压油泵安装于液压油罐内。
优选的，本申请提供的一种汽车液压助力转向控制系统，其中，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，
优选的，本申请提供的一种汽车液压助力转向控制系统，其中，所述动力转向器为齿轮齿条式液压助力转向器，所述齿轮齿条式液压助力转向器包括齿轮、齿条、油缸本体和转阀，所述油缸本体一端安装密封缸盖，所述油缸另一端安装进油嘴，且所述转阀安装于进油嘴处并与进油嘴连接，所述油缸本体内腔安装活塞，所述活塞与活塞杆一端连接，所述活塞杆另一端贯穿密封缸盖与齿条一端连接，所述齿轮安装于齿条一侧，且所述齿轮与齿条啮合传动连接。
优选的，本申请提供的一种汽车液压助力转向控制系统，其中，其控制方法包括以下步骤：
A、车速传感器和转角传感器分别采集车辆车速信号和方向盘的转角信号，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中央处理器；
B、中央处理器根据车速信号和转角信号判断车辆是否处于转向状态；
C、若车辆处于转向，则控制信号发送至刹车控制器、液压控制单元、转向控制单元；
D、刹车控制器控制车辆降速，同时液压控制单元驱动液压油缸工作；
E、液压油缸驱动液压油泵工作，同时转向控制单元控制动力转向器进行转向，实现液压助力转向。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明工作原理清晰，可以确保当车辆转向时及时提供液压助力，提高了车辆行驶过程中的稳定性以及安全性。
(2)本发明采用的传感信号采集单元中设置运算放大器、两级场效应宽带放大器，其反应灵敏，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。
(3)本发明采用的动力转向器包括齿轮、齿条、油缸本体和转阀，油缸本体一端安装密封缸盖，油缸另一端安装进油嘴，且转阀安装于进油嘴处并与进油嘴连接，油缸本体内腔安装活塞，活塞与活塞杆一端连接，活塞杆另一端贯穿密封缸盖与齿条一端连接，齿轮安装于齿条一侧，且齿轮与齿条啮合传动连接。通过活塞带动齿条移动，齿轮带动齿轮转动，进而实现转向调节，调节方便，稳定性好，能够确保安全性能和延长动力转向器的使用寿命。
附图说明
图1为本发明控制原理框图；
图2为本发明传感信号采集单元原理图；
图3为本发明动力转向器结构示意图；
图4为本发明控制流程图；
图中：中央处理器1、车速传感器2、转角传感器3、传感信号采集单元4、液压控制单元5、转向控制单元6、液压缸7、动力转向器8、液压油流量感应器9、油压感应器10、信号采集模块11、齿轮14、齿条15、油缸本体16、转阀17、密封缸盖18、进油嘴19、活塞20与活塞杆21。
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1-4，本发明提供一种技术方案：一种汽车液压助力转向控制系统，转向控制系统包括中央处理器1、车速传感器2、转角传感器3、传感信号采集单元4、液压控制单元5和转向控制单元6，所述车速传感器2和所述转角传感器3分别通过传感信号采集单元4连接中央处理器1，所述中央处理器1分别连接液压控制单元5和转向控制单元6，所述液压控制单元5连接液压缸7，所述转向控制单元6连接动力转向器8；中央处理器1还连接液压油泵14，所述液压油泵14安装于液压油罐内。
本发明中，还包括液压油流量感应器9和油压感应器10，所述液压油流量感应器9和油压感应器10分别安装于液压油管道内，且所述液压油流量感应器9和油压感应器10分别通过信号采集模块11连接中央处理器1。
其中，传感信号采集单元4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A1a一端和电容A 1b一端，电容A1b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。
另外，本发明中，动力转向器8为齿轮齿条式液压助力转向器，所述齿轮齿条式液压助力转向器包括齿轮14、齿条15、油缸本体16和转阀17，所述油缸本体16一端安装密封缸盖18，所述油缸本体16另一端安装进油嘴19，且所述转阀17安装于进油嘴19处并与进油嘴19连接，所述油缸本体16内腔安装活塞20，所述活塞20与活塞杆21一端连接，所述活塞杆21另一端贯穿密封缸盖18与齿条15一端连接，所述齿轮14安装于齿条15一侧，且所述齿轮14与齿条15啮合传动连接。通过活塞带动齿条移动，齿轮带动齿轮转动，进而实现转向调节，调节方便，稳定性好，能够确保安全性能和延长动力转向器的使用寿命。
工作原理：本发明的控制方法包括以下步骤：
A、车速传感器和转角传感器分别采集车辆车速信号和方向盘的转角信号，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中央处理器；
B、中央处理器根据车速信号和转角信号判断车辆是否处于转向状态；
C、若车辆处于转向，则控制信号发送至刹车控制器、液压控制单元、转向控制单元；
D、刹车控制器控制车辆降速，同时液压控制单元驱动液压油缸工作；
E、液压油缸驱动液压油泵工作，同时转向控制单元控制动力转向器进行转向，实现液压助力转向。
综上所述，本发明工作原理清晰，可以确保当车辆转向时及时提供液压助力，提高了车辆行驶过程中的稳定性以及安全性。
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 (6)

1.一种汽车液压助力转向控制系统，其特征在于：转向控制系统包括中央处理器(1)、车速传感器(2)、转角传感器(3)、传感信号采集单元(4)、液压控制单元(5)和转向控制单元(6)，所述车速传感器(2)和所述转角传感器(3)分别通过传感信号采集单元(4)连接中央处理器(1)，所述中央处理器(1)分别连接液压控制单元(5)和转向控制单元(6)，所述液压控制单元(5)连接液压缸(7)，所述转向控制单元(6)连接动力转向器(8)。
2.根据权利要求1所述的一种汽车液压助力转向控制系统，其特征在于：还包括液压油流量感应器(9)和油压感应器(10)，所述液压油流量感应器(9)和油压感应器(10)分别安装于液压油管道内，且所述液压油流量感应器(9)和油压感应器(10)分别通过信号采集模块(11)连接中央处理器(1)。
3.根据权利要求1所述的一种汽车液压助力转向控制系统，其特征在于：所述中央处理器(1)还连接液压油泵(14)，所述液压油泵(14)安装于液压油罐内。
4.根据权利要求1所述的一种汽车液压助力转向控制系统，其特征在于：所述传感信号采集单元(4)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D(4b)一端并接地，电阻D(4a)另一端和电容D(4b)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G(7a)并接地，两级场效应宽带放大器(13)的正极输入端连接电阻E(5a)一端，电阻E(5a)另一端连接运算放大器(12)输出端。
5.根据权利要求1所述的一种汽车液压助力转向控制系统，其特征在于：所述动力转向器(8)为齿轮齿条式液压助力转向器，所述齿轮齿条式液压助力转向器包括齿轮(14)、齿条(15)、油缸本体(16)和转阀(17)，所述油缸本体(16)一端安装密封缸盖(18)，所述油缸本体(16)另一端安装进油嘴(19)，且所述转阀(17)安装于进油嘴(19)处并与进油嘴(19)连接，所述油缸本体(16)内腔安装活塞(20)，所述活塞(20)与活塞杆(21)一端连接，所述活塞杆(21)另一端贯穿密封缸盖(18)与齿条(15)一端连接，所述齿轮(14)安装于齿条(15)一侧，且所述齿轮(14)与齿条(15)啮合传动连接。
6.实现权利要求1所述的一种汽车液压助力转向控制系统的控制方法，其特征在于：其控制方法包括以下步骤：
A、车速传感器和转角传感器分别采集车辆车速信号和方向盘的转角信号，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中央处理器；
B、中央处理器根据车速信号和转角信号判断车辆是否处于转向状态；
C、若车辆处于转向，则控制信号发送至刹车控制器、液压控制单元、转向控制单元；
D、刹车控制器控制车辆降速，同时液压控制单元驱动液压油缸工作；
E、液压油缸驱动液压油泵工作，同时转向控制单元控制动力转向器进行转向，实现液压助力转向。
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