一种汽车电动助力转向系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种汽车电动助力转向系统，包括转向轴，转向轴上端设有转向盘，下端连接横向拉杆，横向拉杆两端连接转向力臂，转向轴上设有直流电机和扭矩检测模块，直流电机和扭矩检测模块均连接转向系统控制器，转向系统控制器连接车速信号传感器；转向系统控制器包括单片机和与单片机连接的电源模块，单片机连接电机电流检测模块和光电隔离模块；电机电流检测模块连接直流电机；光电隔离模块连接电机驱动模块和继电器，继电器通过升压模块和电机驱动模块连接，电机驱动模块连接直流电机。当出现直流电机故障时，本系统会及时切断直流电机的电源，关闭助力转向功能，保证行车安全。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种汽车电动助力转向系统，包括转向轴，转向轴上端设有转向盘，下端连接横向拉杆，横向拉杆两端连接转向力臂，转向轴上设有直流电机和扭矩检测模块，直流电机和扭矩检测模块均连接转向系统控制器，转向系统控制器连接车速信号传感器；转向系统控制器包括单片机和与单片机连接的电源模块，单片机连接电机电流检测模块和光电隔离模块；电机电流检测模块连接直流电机；光电隔离模块连接电机驱动模块和继电器，继电器通过升压模块和电机驱动模块连接，电机驱动模块连接直流电机。当出现直流电机故障时，本系统会及时切断直流电机的电源，关闭助力转向功能，保证行车安全。【专利说明】一种汽车电动助力转向系统
本技术属于汽车电子
，具体涉及一种汽车电动助力转向系统。
技术介绍
电动助力转向？0^61~ 31:661*1118，￡1?)系统具有轻便、简单、节能、清洁等优点。系统依靠助力电机提供辅助转矩，其助力大小根据行车状态与驾驶员对转向盘的控制操作状态确定，使汽车在各种运行状态下都得到舒适的转向感，备受人们青睐。 在电动助力转向系统中，通过直流电机实现助力、回正、阻尼控制的过程中，需要频繁启动、制动、正转、反转，长时间使用以后容易造成直流电机出现故障，使得电动助力转向系统失效，行车安全难以得到保证。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种汽车电动助力转向系统，当出现直流电机故障时，会及时切断直流电机的电源，关闭助力转向功能，保证行车安全。 为实现上述目的，本技术的一个实施例所采取的技术方案是: 包括转向轴，转向轴上端设有转向盘，下端连接横向拉杆，横向拉杆两端连接转向力臂，转向轴上设有直流电机和扭矩检测模块，直流电机和扭矩检测模块均连接转向系统控制器，转向系统控制器连接车速信号传感器； 转向系统控制器包括单片机和与单片机连接的电源模块，单片机连接电机电流检测模块和光电隔离模块；电机电流检测模块连接直流电机；光电隔离模块连接电机驱动模块和继电器，继电器通过升压模块和电机驱动模块连接，电机驱动模块连接直流电机。 优选地，扭矩检测模块包括扭矩传感器和信号调理电路。 优选地，电源模块连接车载蓄电池，电源模块输出讯直流电压和单片机3.直流电压。 本汽车电动助力转向系统产生的有益效果为:设置转向系统控制器连接扭矩检测模块，扭矩检测模块连接在转向轴上，转向系统控制器内增加继电器和光电隔离模块，汽车行驶过程中，实时采集车速、转向盘扭矩和直流电机的反馈电流这三个参数，输入到单片机中，单片机首先根据汽车的状态参数控制直流电机启动、调速等以完成助力转向动作，然后接收直流电机的反馈电流信号，实时地进行电机运行状况的监测，当电机出现故障时，会及时切断电机电源，关闭助力转向功能，保证行车安全。 【专利附图】【附图说明】 图1所示为本技术的一种汽车电动助力转向系统的一个实施例的示意图。 图2所示为本技术的转向系统控制器的一个实施例的示意图。 【具体实施方式】 为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。 参考图1、图2，图1所示为本技术的一种汽车电动助力转向系统的一个实施例的示意图。在本实施例中，汽车电动助力转向系统包括转向轴5，转向轴5上端设有转向盘7，下端连接横向拉杆3，横向拉杆3两端连接转向力臂2，转向力臂2连接车轮1转轴，转向轴5上设有直流电机4和扭矩检测模块6，扭矩检测模块6实现对转向盘扭矩状态参数的获取。直流电机4和扭矩检测模块6均连接转向系统控制器8，转向系统控制器8连接车速信号传感器9，车速信号直接从汽车的速度表上采集，其一般为12卩的方波信号。 转向系统控制器8通过对以上两个状态参数的综合分析后，向直流电机输送相应的驱动电流，驱动电流的改变会导致直流电机执行助力、回正等动作，进而实现汽车的助力转向。例如，当汽车低速行驶时，转向盘转角较大时，转向较费力，此时控制器驱动直流电机对转向轴施加助力动作，让驾驶员获得轻便的驾驶感觉；再如当经过一个大的转弯后，方向盘此时的转角较大，不用给转向盘施加回正力，电机就会自动在转向轴上实施一个回正动作，使得转向盘复位，进入直线行驶状态；当汽车高速行驶时，对转向盘的要求较高，因为此时大的转向会使汽车发飘，失去路感，因此控制器就会在检测到有输入扭矩时，通过直流电机增加一定的阻尼，使驾驶员获得稳重的驾驶体验。 参考图2，图2所示为本技术的转向系统控制器的一个实施例的示意图。转向系统控制器8包括单片机和与单片机连接的电源模块，单片机连接电机电流检测模块和光电隔离模块；电机电流检测模块连接直流电机；光电隔离模块连接电机驱动模块和继电器，继电器通过升压模块和电机驱动模块连接，电机驱动模块连接直流电机。 光电隔离模块的目的是将单片机输出的控制电流与电机驱动电流隔离，减弱大功率器件工作时对小信号电路的影响。 电机电流检测模块的作用是实时检测电机工作电流，一方面与单片机给出的目标电流比较以调整控制电流；另一方面，与预设阀值比较以监控电机的工作状态，一旦发现过流现象，立刻控制继电器模块采取保护措施，保护电机同时确保行车安全。在本技术的一个实施例中，选用运算放大器0058作为电流调理原件。 继电器的作用是当检测到电机出现故障时，及时切断电源，避免由电机误动作带来安全隐患。 升压模块的作用是提高电压，本控制器采用的是127直流电机，由于127电压在驱动电路上的消耗使得最后加在电机两端的电压小于127，为了使电机工作在额定电压，所以需要升压。从成本和稳定性考虑，优选地使用了开关管、电容和电阻来构建升压模块的技术方案。 由于汽车上蓄电池的电压一般为12乂直流，为了不额外增加电源，所以在本技术的一个实施例中，直接用车载蓄电池供电。为了匹配控制器中其它芯片5乂直流电压和单片机3.3乂直流电压，优选地使用017805和八311117-3.3电压转换芯片，保证整个控制系统的正常工作。 在本技术的一个实施例中，电机驱动模块，采用II桥式电路，对于II桥的驱动，采用美国II？公司的182110芯片，由单片机输出两路相反的信号控制182110， 然后182110的输出控制美国国际整流公司的1即1404，每次导通一路，上下不能同时导通，这样就完成了电机的正反转控制。电机的调速采用的是调压调速，单片机通过改变其输出的？丽信号的占空比来改变电压的大小，进而实现电机的调速控制。 在本技术的一个实施例中，扭矩检测模块包括扭矩传感器和信号调理电路。 单片机读取前端采集的车速、扭矩两个状态参数，单片机通过分析综合这两个状态参数，做出控制决策，将目标电压以？丽信号的形式经光电隔离模块发送到电机驱动模块。光电隔离模块用于将继电器和电机驱动模块两个功率模块与单片机做一个电气隔离，以保证单片机的稳定运行。电机驱动模块从升压模块获得电能来将单片机发出的控制信号转换为直流电机的驱动电流。电源模块从车载蓄电池输入127的电压，输出127、57、3丨三种电压，供给助力转向系统的正常运行。 直流电机的实际电流会通过电机电流检测模块调理之后反馈给单片机，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车电动助力转向系统，包括转向轴，所述转向轴上端设有转向盘，下端连接横向拉杆，所述横向拉杆两端连接转向力臂，其特征是，所述转向轴上设有直流电机和扭矩检测模块，所述直流电机和扭矩检测模块均连接转向系统控制器，所述转向系统控制器连接车速信号传感器；所述转向系统控制器包括单片机和与单片机连接的电源模块，所述单片机连接电机电流检测模块和光电隔离模块；所述电机电流检测模块连接直流电机；所述光电隔离模块连接电机驱动模块和继电器，所述继电器通过升压模块和电机驱动模块连接，所述电机驱动模块连接直流电机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：雷霖，
申请(专利权)人：雷霖，
类型：新型
国别省市：四川;51