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一種重型車輛電磁離合器轉向助力控制系統及控制方法(二)

發布時間:2016年11月11日

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附圖說明:圖1為一種重型車輛電磁離合器轉向助力控制系統在一種輸入轉矩下助力特性曲線;圖2為助力斜率系數K與車速和方向盤扭矩的關系圖;圖3為一重型車輛電磁離合器轉向助力控制系統結構示意圖;圖4為一重型車輛電磁離合器轉向助力控制系統工作流程圖。圖中標記:1、電磁轉差離合器;2、控制單元;3、輪速傳感器;4、組矩傳感器; 5、壓力傳感器,6、供電電路。
 
具體實施方式:如圖3所示,本發明提出了一種重型車輛電磁離合器轉向助力控制系統,包括電磁轉差離合器1,控制單元2,輪速傳感器3,扭矩傳感器4,圧力傳感器5,供電電路6。電磁轉差離合器1為勵磁式電磁轉差離合器,控制單元為車載電控單元ECU。供電電路6由供電電源和輸電線路組成;輪速傳感器3、扭矩傳感器4和圧力傳感器5均與控制單元2的輸入端相連,控制單元2的輸出端與供電電路6相連,供電電路6與勵磁式電磁轉差離合器相連,供電電路6 給勵磁式電磁轉差離合器電,勵磁式電磁轉差離合器輸出轉速至轉向泵,勵磁式電磁轉差離合器設置在發動機與轉向泵之間。
勵磁式電磁轉差離合器為電磁轉差離合器的電控液壓助力轉向系統(E-ECHPS)的關鍵動力組件,采勵磁形式產生內部電磁場,由離合器主動部分轉動切割磁力線產生力,從而使離合器主動與被動部分發生同向旋轉,同時主動與被動部分轉速存在差值,差值大于零。
輪速傳感器3安置在車輪上,輪速傳感器3采用霍爾式輪速傳感器,霍爾式輪速傳感器由傳感頭和齒圈成(傳感頭由永磁體、霍爾式元件和電子電路組成),應用在爾式原理進行作,具有輸出信號電壓振幅不受轉速影響、頻率響應高、抗電磁波擾能力強的。 輪速傳感器3也可與現階段車輛廣泛安裝的ABS/ESP系統的輪速傳感器并用。
矩傳感器4安裝在方向盤轉動桿上,組矩傳感器4采用接觸式扭矩傳感器,非接觸式扭矩傳感器由輸入軸和輸出軸通過扭桿相連,輸入軸上有花鍵,輸出軸上有鍵槽。當扭桿受方向盤的轉動力矩作用發生扭轉時,輸入軸上的花鍵和輸出軸上的鍵槽之間的相對位置發生改變?;圖鄣南嘍暈灰聘謀淞康扔謐樽?/span>的扭轉量,使得花鍵上的磁感強度改變,磁感強度的變化,通過線圈轉化為電壓信號進行輸出。非接觸式扭矩傳感器由于釆用非接觸的工作方式,因而壽命長、可靠性高、不易受到磨損、有更小的延時、受軸的偏轉和軸向偏移的影響小,被廣泛用于汽車領域。
壓力傳感器5安置在液壓缸內,壓力傳感器5采用壓電式壓力傳感器,壓電式壓力傳感器原理基于壓電效應。壓電效應是某些電介質在沿一定方向上受到外力的作用而變形時,其內部會產生極化現象,同時在它的兩個相對表面出現正負相反的電荷。當外力去掉后,它又會恢復到不帶電的狀態,這種現象稱為正壓電效應。當作用力的方向改變時,電荷的極也隨之改變。相反,當在電介質的極化方向施加電場,這些電介質也會發生變形,電場去掉后,電介質的變形隨之消失,這種現象稱為逆壓電效應。壓電式壓力傳感器的種類和型號繁多,按彈性敏感元件和受力機構的形式可分為膜片式和活塞式兩類。膜片式主要由本體、膜片和壓電元件成。壓電元件支撐于本體,由膜片被測壓力傳遞給壓電元件,再由壓電元件輸出與被測壓力成一定關系的電信號。這種傳感器的特點是體積小、動態性好、耐高溫等。
上述三個傳感器的信號傳輸電路均與控制單元相連;控制單元2包括輪速傳感器信號接收端,扭矩傳感器信號接收端,圧力傳感器信號接收端,信號處理單元,助力電流信號輸出端;輪速傳感器信號接收端與輪速傳感器3相連,組矩信號接收端與組矩傳感器4相連,壓力信號接收端與壓力傳感器5相連,助力電流信號輸出端與供電電路相連。
助力電流隨不同車速下的K値成正比線性變化,助力電流隨轉向阻力矩 Ta的増大而增大,當方向盤轉知Td達到某一車速下對應的方向盤理想轉矩后,不再變化,K=0。K值隨車速的增大而降低,電流峰値小于前一個車速的峰值, 以滿足高速行使時轉向的路感。原地轉向時,電流峰值最大,以滿足低速行使,特別是原地轉向時轉向的輕便。
如圖1所示, 一種重型車輛電磁離合器轉向助力控制系統在一種輸入轉矩下助力性曲線, ECU中信號處理單元中儲有預先標定的在某一車速和某一方向盤輸入轉矩時的ESC所需電流值;電流值是根據不同車速下,不同的轉向力所確定的,而轉向阻力矩是要根據輸入轉矩折算而得,所以不同方向盤輸入轉矩,相同車速下輸入電流會有不同。1中的橫坐標是轉向阻力知和車速,縱坐標是輸出電流,輸出電流根據不同車速和轉向阻力矩確定。
如圖4所示,為本發明提出的一種重型車輛電磁離合器轉向助力控制系統的控制流程圖,包括步驟如下:驟1,利用輪速傳感器(3)獲得輪速信息,利用扭矩傳感器(4)獲得方向盤組矩信息,利用壓力傳感器(5)獲得液壓缸內部壓力信息;步驟2,控制單元(2)接收輪速信息,方向盤組矩信息和液壓缸內部壓力信息;驟3,控制單元(2)處理方向盤扭矩信息,獲得方向盤矩大??;4,控制單元(2)處理液壓缸內部壓力信息,獲得此時的壓力値,進而處理得到此時的轉向阻力矩Ta;驟5,控制單元(2)處理輪速信息,獲得輪速大小,并利用方向盤扭矩大小,處理獲得助力斜率K;驟6,控制單元(2)根據轉向阻力定Ta大小和助力斜率系數K的大小,計算得出此時段系統所需助力電流I的值,I= KTa;驟7,控制單元(2)將助力電流I,輸出給供電電路(6);步驟8,供電電路(2)輸出相應大小的勵磁電流I給電磁轉差離合器;驟9,電磁轉差離合器(1)輸出相應轉速,即轉向助力系統輸出相應助力。
 

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