本发明专利技术提供了一种测定汽车理想转向盘操纵力矩的装置与方法，所述装置包括数据采集系统、装在汽车方向盘上的力矩测定装置、电磁阀单元、控制器、位于汽车质心位置处的陀螺仪、位于汽车尾部的车速仪，所述力矩测定装置、陀螺仪、车速仪分别与数据采集系统连接；所述数据采集系统与控制器、上位计算机连接，所述电磁阀单元并联于液压转向系统的转阀两端、且与控制器连接。本发明专利技术既适用于乘用车的理想转向盘操纵力矩的测定，也适用于中重型商用车的理想转向盘操纵力矩的测定，实施方便，测定的结果更具准确性和真实性。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种测定汽车理想转向盘操纵力矩的装置与方法，所述装置包括数据采集系统、装在汽车方向盘上的力矩测定装置、电磁阀单元、控制器、位于汽车质心位置处的陀螺仪、位于汽车尾部的车速仪，所述力矩测定装置、陀螺仪、车速仪分别与数据采集系统连接；所述数据采集系统与控制器、上位计算机连接，所述电磁阀单元并联于液压转向系统的转阀两端、且与控制器连接。本专利技术既适用于乘用车的理想转向盘操纵力矩的测定，也适用于中重型商用车的理想转向盘操纵力矩的测定，实施方便，测定的结果更具准确性和真实性。【专利说明】
本专利技术涉及汽车转向系统，具体是。
技术介绍
目前大部分的汽车仍然采用液压助力转向系统(HPS)，此转向系统的助力特性是固定的，即转向助力大小不随车速的变化而相应地调节。设计HPS助力特性时如果注重低速转向轻便性，汽车高速转向时，由于转向助力大，驾驶员就会感觉路感不清晰，感觉汽车“发飘”，这样汽车的操纵稳定性和行驶安全性就得不到保证；如果注重高速转向稳定性，那么助力特性在小操纵转矩区更平、更长，牺牲了低速转向的轻便性来提高高速转向的安全性，但是低速转向时就会感觉沉重。电动助力转向系统(EPS)和电动液压助力系统(EHPS)能使汽车在低速转向时轻便，高速转向时稳定，但是由于其功率有限，不适用于前轴负荷较大的重型车辆。电控液压助力转向系统(ECHPS)在HPS基础上加装电子执行装置，使系统的压力和流量随行驶工况的变化而变化，从而实现低速转向轻便，高速转向稳定的目标。ECHPS的动力源依然是发动机，因此适用于重型车辆。汽车转向系统的助力特性是指转向盘操纵力矩与系统助力矩之间的关系，具体地，HPS、EHPS和ECHPS的助力特性是操纵力矩与助力油压的关系，EPS的助力特性是操纵力矩与助力电流的关系。要设计随车速可变的助力特性，首先要知道理想转向盘操纵力矩，即一定的车速下驾驶员偏好的操纵力矩，然后再根据一定车速下的转向阻力矩，就能算出助力矩，这样得出一定车速下的助力特性，以此类推，得到其他车速下的助力特性，从而得到全车速范围内的助力特性。理想转向盘操纵力矩是驾驶员的主观感受，只能通过实车试验来评价。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种测定汽车理想转向盘操纵力矩的装置与方法。本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。测定汽车理想转向盘操纵力矩的装置，其特征在于，包括数据采集系统、装在汽车方向盘上的力矩测定装置、电磁阀单元、控制器、位于汽车质心位置处的陀螺仪、位于汽车尾部的车速仪，所述力矩测定装置、陀螺仪、车速仪分别与数据采集系统连接；所述数据采集系统与上位计算机连接，所述电磁阀单元并联于液压转向系统的转阀两端；所述控制器包括:微处理器模块，为控制器的核心，用于实时采集滑动变阻器的电压分压值、并输出PWM信号给驱动模块来控制电磁阀单元阀口的开度；电源模块，与所述微处理器模块相连，用于处理电源中的共模和串模干扰、并产生控制器中芯片所需的电压；CAN模块，分别与微处理器模块、数据采集系统相连，用于将PWM信号的占空比值传输到数据采集系统；驱动模块，与所述微处理器模块、电磁阀单元相连，用于将微处理器模块发出的PWM信号转化为驱动电磁阀单兀的电流信号；滑动变阻器，其两个端点分别与电源模块中的正电源和电源地相连，中间点与微处理器的D/A采集端相连，作为控制旋钮，用于调节电磁阀单元中的电液比例阀的开度，以调节助力转向系统的助力矩的大小。优选地，所述电磁阀单元由阀座、安装在阀座上的电液比例阀组成，阀座上设置有第一进油口、第一出油口，所述电液比例阀由阀体、阀芯、弹簧、调整螺栓、线圈、进油口、出油口组成，阀芯位于阀体内部，阀芯的轴向中心有进油油道，径向有出油油道，进油和出油油道贯通，阀体一端设有进油螺孔，进油螺孔与阀芯的进油油道相连通、另一端设有调整螺栓，所述调整螺栓与阀芯之间设有弹簧，线圈套在阀体外部，所述阀体上还设有第二进油口和第二出油口，第二出油口位于阀体的侧面，所述第二进油口和第二出油口分别能够与第一进油口、第一出油口相通，所述线圈与所述控制器的驱动模块相连。优选地，所述电磁阀单元的进油口、出油口通过两个三通接头连接转阀进油管路、出油管路。优选地，所述微处理器模块以单片机XC866为处理芯片。优选地，所述驱动模块包括功率放大电路、电流反馈电阻、续流二极管、滤波电容，滤波电容连接于正电源与电源地之间，所述电磁阀单元的线圈、电流反馈电阻、功率放大电路依次串联于正电源、电源地之间，续流二极管与所述线圈和电流反馈电阻并联。一种测定汽车理想转向盘操纵力矩的方法，其特征在于，包括以下步骤:(I)从10Km/h到100Km/h的车速中选出多个能够构成等差数列的多个车速；(2)选择一个驾驶员驾驶汽车以步骤(I)中所述多个车速中的一个车速V沿直线行驶，数据采集系统通过车速仪监测车速V;驾驶员向左、或向右转动方向盘，根据驾驶员的感受到的力矩大小，调节滑动变阻器，直到驾驶员感觉力矩大小适中，数据采集系统通过力矩测定装置采集车速V状态下的理想转向盘的操纵力矩Msn ；(3)保持车速V，使汽车以转弯半径R、侧向加速度ay为沿圆周行驶，数据采集系统通过车速仪、陀螺仪分别监测车速V、侧向加速度ay ;转动方向盘，根据驾驶员的感受到的力矩大小，调节滑动变阻器，直到驾驶员感觉力矩大小适中，数据采集系统通过力矩测定装置采集车速V、侧向加速度ay状态下的理想转向盘的操纵力矩Msw2 ；(4)更换驾驶员重复步骤(2)、(3)。(5)上位计算机将数据采集系统所采集的多个车速下的多个驾驶员的理想转向盘操纵力矩Msw1、每位驾驶员在多个侧向加速度ay的条件下的理想转向盘操纵力矩Msw2分别取平均值，作出车速V—理想转向盘操纵力矩Mswi曲线、侧向加速度ay—理想转向盘操纵力矩Msw2曲线。优选地，所述步骤(2)、(3)中的车速V 为 10Km/h、20Km/h、30Km/h、40Km/h、50Km/h、60Km/h、70Km/h、80Km/h、90Km/h、lOOKm/h 中的中的一个或多个。优选地,所述步骤(3)中侧向加速度a为lm/s2、2m/s2、4m/s2、6m/s2、8m/s2中的一个或多个。本专利技术的有益效果是:本专利技术电控液压助力转向系统控制器及其控制方法既适用于乘用车的理想转向盘操纵力矩的测定，也适用于中重型商用车的理想转向盘操纵力矩的测定。本专利技术实施方便，只需在原车HPS转向系统上做稍许改装就可以完成操纵力矩的测定，而且是通过实车试验的方式测定，比其他通过驾驶模拟器等方式测定的结果更具准确性和真实性。汽车理想转向盘操纵力矩是设计汽车转向系统助力特性的依据，根据本专利技术所述的装置及方法测得的理想转向盘操纵力矩，以设计随车速可变的助力特性。【专利附图】【附图说明】图1为汽车理想助力特性曲线示意图。图2为本专利技术所述测定汽车理想转向盘操纵力矩的装置的结构框图。图3为所述电磁阀单元的结构示意图。图4为所述控制器的原理结构图。 图5为所述驱动模块的原理结构图。图6为所述测定理想转向盘操纵力矩的装置在测试时的布置图。图7为理想转向盘操纵力矩与车速的关系图。图8为理想转向盘操纵力矩与侧向加速度的关系图。附图标记说明如下:1-转向油泵，2-转阀，3-三通接本文档来自技高网...
【技术保护点】
测定汽车理想转向盘操纵力矩的装置，其特征在于，包括数据采集系统（8）、装在汽车方向盘上的力矩测定装置（7）、电磁阀单元（4）、控制器（6）、位于汽车质心位置处的陀螺仪（9）、位于汽车尾部的车速仪（10），所述力矩测定装置（7）、陀螺仪（9）、车速仪（10）分别与数据采集系统（8）连接；所述数据采集系统（8）与上位计算机连接，所述电磁阀单元（4）并联于液压转向系统的转阀（2）两端；所述控制器（6）包括：微处理器模块，为控制器（6）的核心，用于实时采集滑动变阻器的电压分压值、并输出PWM信号给驱动模块来控制电磁阀单元（4）阀口的开度；电源模块，与所述微处理器模块相连，用于处理电源中的共模和串模干扰、并产生控制器（6）中芯片所需的电压；CAN模块，分别与微处理器模块、数据采集系统（8）相连，用于将PWM信号的占空比值传输到数据采集系统（8）；驱动模块，与所述微处理器模块、电磁阀单元（4）相连，用于将微处理器模块发出的PWM信号转化为驱动电磁阀单元（4）的电流信号；滑动变阻器，其两个端点分别与电源模块中的正电源和电源地相连，中间点与微处理器的D/A采集端相连，作为控制旋钮，用于调节电磁阀单元（4）中的电液比例阀（44）的开度，以调节助力转向系统的助力矩的大小。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：唐斌，江浩斌，马世典，袁朝春，耿国庆，华一丁，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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