[發明專利]一種新型電動助力轉向控制裝置及驅動方法

有效

• 申請號: 201310040461.7
• 申請日: 2013-02-02
• 公開（公告）號: CN103112492A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 郭永豐;馬鑫磊;陳蘭;施平;王廣林;邵東向;陶文成;郭岳;楊念
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D6/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種新型電動助力轉向控制裝置，是由方向盤（1）、轉向輸入管柱（2）、轉向輸出管柱（3）、齒輪齒條橫拉桿機構（4）、離合器（5）、輪胎a（6）和輪胎b（7）組成，其特征在于方向盤（1）設置于轉向輸入管柱（2）的頂端并與內部的軸連接，轉向輸入管柱（2）下部依次連接著扭矩傳感器（8）、渦輪蝸桿減速機構（9）、轉向輸出管柱（3）和齒輪齒條橫拉桿機構（4），齒輪齒條橫拉桿機構（4）的一側連接著連桿a（10）、另一側連接著連桿b（11），連桿a（10）端部連接著輪胎a（6）、連桿b（11）的端部連接著輪胎b（7），渦輪蝸桿減速機構（9）與離合器（5）連接，離合器（5）連接著助力電機（12）；扭矩傳感器（8）與助力轉向控制器（13）線路連接，助力轉向控制器（13）分別與助力電機（12）和離合器（5）線路連接。

2.如權利要求1所述的一種新型電動助力轉向系統控制裝置，其特征在于助力轉向控制器（13）是由繼電器保護控制模塊、電源模塊、驅動橋控制模塊、驅動橋模塊、電機電流檢測模塊和電機組成，驅動橋控制模塊包括外圍處理電路、ECU微處理器、升壓驅動模塊和集成驅動模塊；外圍處理電路和ECU微處理器連接，ECU微處理器分別與升壓驅動模塊和集成驅動模塊連接，集成驅動模塊、驅動橋模塊和電機依次連接，電機通過電機電流檢測模塊分別與驅動橋模塊和外圍處理電路連接；ECU微處理器和驅動橋模塊均與繼電器線路連接，電源模塊為驅動橋控制模塊提供電源。

3.如權利要求2所述的一種新型電動助力轉向系統控制裝置，其特征在于所述的外圍處理電路包括信號處理檢測模塊和檢測控制模塊。

4.一種新型電動助力轉向系統控制裝置的驅動方法，其特征在于是采用升壓驅動技術實現的，具體包括下列步驟：系統將檢測到的扭矩傳感器信號、車速信號、發動機信號、電流檢測信號均輸入到信號處理檢測模塊，經過處理后的信號輸入到ECU微處理器中，ECU微處理器根據輸入的扭矩信號和預先設計好的控制模式，計算出控制電機輸出助力的扭矩信號；ECU微處理器將產生的控制信號經過集成驅動模塊輸入到驅動橋模塊，驅動橋模塊經過邏輯轉換和增大驅動能力后輸出驅動信號與驅動橋的MOS管柵極連接，從而控制電機產生助力轉矩；助力電機電流通過電機電流檢測模塊輸出電流信號，電流信號經過處理后一路輸入到ECU微處理器，另外一路信號輸入到升壓驅動模塊，閾值比較模塊將電流信號轉換為升壓電路模塊的開關控制信號，電流超過閾值比較模塊的限定值時，ECU微處理器輸出升壓控制脈沖信號，控制升壓模塊輸出設定的柵極驅動電壓，當助力電機電流減小時，電流低于設定閾值ECU微處理器停止輸出升壓控制信號。

5.如權利要求4所述一種新型電動助力轉向系統控制裝置的驅動方法，其特征在于集成驅動模塊是由邏輯轉換模塊和H橋驅動模塊構成，ECU微處理器輸出PWM控制信號P和方向信號D，控制信號P經過電阻R1，R2以及電容C1，C2組成的濾波和死區延時電路后與方向控制信號D一起輸入到與非門和非門進行邏輯運算處理輸出控制H橋驅動的四路控制信號分別為GHA、GHB、GLA、GLB。

6.如權利要求4所述一種新型電動助力轉向系統控制裝置的驅動方法，其特征在于升壓驅動模塊是將ECU微處理器輸出脈沖控制信號與輸入端（25）連接，電源電壓（26）經過電容C5后輸入，輸入端（25）輸入脈沖控制信號控制NPN三極管（18）和PNP三極管（19）開關動作，二極管D2與電容C2將電壓升高再經過二極管D1與電容C3將電壓再次升高，由VC端輸出與驅動模塊電源端連接。

7.如權利要求4所述一種新型電動助力轉向系統控制裝置的驅動方法，其特征在于閾值比較模塊將電機電流檢測模塊處理后的電流信號其中一路與比較模塊的Vin輸入端口連接，輸入信號一路進入運算放大器U1A的正向輸入端，基準電壓信號經過電阻R2和R3后輸入反向輸入端，另外一路信號輸入到運算放大器U2A的反向輸入端，基準電壓信號經過電阻R4、R5與運算放大器的正向輸入端連接，運算放大器U1A與U2A的輸出端口連接,經過電阻R1上拉后輸出控制信號。