一種新能源電動客車隨速轉向控制系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種新能源電動客車隨速轉向控制系統，屬于車輛轉向系統控制領域，包括轉向盤轉角傳感器、車速傳感器、單片機、轉向電機驅動器和轉向電機，其中所述轉向盤轉角傳感器和車速傳感器分別與單片機相連接；所述單片機與電機驅動器、轉向電機依次連接。本實用新型可以根據轉向盤轉角增量信號和車速信號經單片機進行分析處理，完成轉向助力隨轉向盤轉角增量的控制，實現隨速轉向，一方面可以滿足汽車低速行駛時助力作用大，使轉向輕便靈活；另一方面滿足汽車高速行駛時，助力作用減弱，增強高速行車路感和行車安全。該系統電路結構簡單，成本較低，實用性較強，降低能耗，有效控制其實現隨速轉向，增強高速行車路感和行車安全。
【專利說明】一種新能源電動客車隨速轉向控制系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種新能源電動客車隨速轉向控制系統，屬于車輛轉向系統控制領域。
【背景技術】
[0002]在汽車行業，節能和減排一直是科研人員致力研究的方向之一。其中，新能源電動汽車(包括混合動力汽車和純電動汽車)倍受青睞。新能源電動汽車部分或全部使用電能行駛，其噪音小，行駛穩定性高，并且實現零排放，是目前公認的綠色產品之一。其中又以新能源電動客車(包括混合動力客車和純電動客車)的發展最受人們關注，隨著政策對新能源汽車的鼓勵支持，我國新能源電動客車發展迅速，各大企業均在大力發展新能源電動客車。然而，國內的新能源電動客車所應用的電動液壓助力轉向系統，大都采用高壓恒轉速運行模式，無法進一步精確調節，存在嚴重的能量損失，助力作用大、轉向不夠靈活，影響車輛的行車安全。
【發明內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題在于克服現有技術的不足，提供一種新能源電動客車隨速轉向控制系統，可以在車輛尤其是新能源電動客車轉向時，控制其實現隨速轉向，而且還可以根據轉向盤轉角增量信號控制轉向電機轉速，從而完成轉向助力隨轉向盤轉角增量的增大而增大的控制。
[0004]本實用新型具體采用以下技術方案解決上述技術問題:
[0005]一種新能源電動客車隨速轉向控制系統，包括轉向盤轉角傳感器、車速傳感器、單片機、轉向電機驅動器和轉向電機，其中所述轉向盤轉角傳感器和車速傳感器分別與單片機相連接；所述單片機與電機驅動器、轉向電機依次連接。
[0006]作為本實用新型的一種優選技術方案:所述轉向盤轉角傳感器為TRD-J1000-RZ光電編碼器。
[0007]作為本實用新型的一種優選技術方案:所述車速傳感器為HuaXiaMag-JM08-TZ車速傳感器。
[0008]作為本實用新型的一種優選技術方案:所述單片機為STC12C5A60S2系列單片機。
[0009]作為本實用新型的一種優選技術方案:所述轉向電機驅動器為MDMA102P1G驅動器。
[0010]作為本實用新型的一種優選技術方案:所述轉向電機為SCHABMULLERTSA-150-120-200 電機。
[0011]本實用新型采用上述技術方案，能產生如下技術效果:
[0012]本實用新型提供的新能源電動客車隨速轉向控制系統，可以根據轉向盤轉角增量信號控制轉向電機轉速，車速傳感器采集車速信號，經單片機進行分析處理，從而完成轉向助力隨轉向盤轉角增量的控制，控制其實現隨速轉向，一方面可以滿足汽車低速行駛時助力作用大，使轉向輕便靈活；另一方面滿足汽車高速行駛時，助力作用減弱，防止高速時轉向盤發飄，增強高速行車路感和行車安全，同時降低能耗。對于單片機，采用的STC12C5A60S2系列單片機，該單片機完全兼容傳統的8051，但是速度快8_12倍，且抗干擾能力強，由于對應汽車在高速運行時，就要求單片機必須快速對采集到的數據進行處理，給出決策，這種單片機高速性能夠滿足本系統的基本要求，且STC12C5A60S2系列單片機耗能低。轉向盤轉角傳感器為TRD-J1000-RZ光電編碼器，可以提高靈敏度，增強檢測性能。車速傳感器為HuaXiaMag-JM08-TZ車速傳感器，可以提高車速的感應度。轉向電機驅動器為MDMA102P1G驅動器可以增強驅動力。轉向電機為SCHABMULLER TSA-150-120-200電機，可以提高轉向電機的運轉能力，提高效能。因此，該系統電路結構簡單，成本較低，實用性較強，降低能耗，有效控制其實現隨速轉向，增強高速行車路感和行車安全。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的新能源電動客車隨速轉向控制系統的模塊示意圖。
[0014]圖2為本實用新型的新能源電動客車隨速轉向控制系統的轉向盤轉角增量為O時的控制輸出效果圖。
[0015]圖3為本實用新型的新能源電動客車隨速轉向控制系統的轉向盤轉角增量大于O時的控制輸出效果圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作詳細說明。
[0017]如圖1所示，本實用新型設計了一種新能源電動客車隨速轉向控制系統，包括轉向盤轉角傳感器、車速傳感器、單片機、轉向電機驅動器和轉向電機，其中所述轉向盤轉角傳感器和車速傳感器分別與單片機相連接；所述單片機與電機驅動器、轉向電機依次連接。
[0018]轉向盤轉角傳感器用于測量轉向盤轉角，安裝在轉向軸上。可以采用采TRD-J1000-RZ光電編碼器，其分辨率為1000P/R，可以提高靈敏度，增強檢測性能。其輸出的脈沖信號與高速計數器輸入端相連，需將計數器的計數值通過變量計算實時轉化為對應角度數值輸出值。轉向盤轉角傳感器將轉向盤轉角信息傳遞給單片機，單片機經過分析處理，可以得到轉向盤轉角增量信息，且可據此信息做出相應處理。
[0019]車速傳感器用于采集車速信號，并將此信號傳遞給單片機，單片機根據此車速信號發出相應指令。可以采用HuaXiaMag-JM08-TZ車速傳感器，可以提高車速的感應度。
[0020]單片機用于處理傳感器信號，通過電機驅動器控制轉向電機轉速，繼而控制液壓泵的供油量，從而完成對轉向助力大小的控制。可以采用STC12C5A60S2系列單片機，這種單片機高速性能夠滿足本系統的基本要求，耗能低。
[0021]轉向電機驅動器其輸入端與單片機相連接，接受單片機輸出的指令，轉向電機驅動器的輸出端與轉向電機相連接，依據單片機的指令完成對轉向電機轉速的控制。轉向電機驅動器可以采用松下MDMA102P1G驅動器，增強驅動力。
[0022]轉向電機連接于轉向電機驅動器輸出端接受其控制，并以相應轉速帶動油泵運轉，控制油泵供油量，從而完成對轉向的助力作用。轉向電機可以采用SCHABMULLERTSA-150-120-200電機，該電機效率高且耐久性好，可以提高轉向電機的運轉能力，提高效倉泛。
[0023]系統在工作時，單片機首先判斷輸入的轉向盤轉角傳感器的轉向盤轉角增量信號和車速傳感器采集的車速信號。根據車速信號判斷車速，再通過對轉向盤轉角信號的分析處理，單片機可以獲取轉向盤轉角增量Λ Θ。若判斷得出Λ θ=ο，則表明車輛沒有進行轉向操作。此時，單片機發出指令給轉向電機驅動器，使轉向電機以怠速Iii運轉,且nfav+b。其中，V為車速，a、b均為系數，a〈0，b>0。具體控制輸出效果如圖2所示。
[0024]當車輛以某一車速Vtl行駛時，若單片機判斷得出Λ Θ >0，則單片機接著作進一步的判斷。如果判斷得出Λ Θ小于設定值Λ Θ。，則單片機發出指令使轉向電機以怠速Iii運轉；如果判斷得出Λ Θ大于另一設定值Λ Q1，則單片機發出指令使轉向電機以設定轉速運轉；如果判斷得出Λ θ位于兩個設定值之間，即Λ θ 0< Δ θ < Δ θ:，則單片機發出指令使轉向電機以轉速η運轉，且η=Α.Λ θ+B。其中，Α、Β均為系數。具體控制輸出效果如圖3所示。
[0025]在上述過程中，單片機發出指令給轉向電機驅動器，轉向電機驅動器控制轉向電機以相應轉速運轉，從而帶動油泵以相應轉速運轉，油泵供油量就會隨之改變，最終完成對輔助轉向力大小的調整。在這一過程中，該系統就完成了對車輛隨速轉向的控制。在實際應用過程中，具體控制策略和上述各系數(a、b、Α、B)需要視系統和實際要求進行調整。
[0026]本實用新型采用的電子元器件均為已知產品，本領域技術人員根據本實用新型的技術方案即可知電子元器件的具體連接方式。上面結合附圖對本實用新型的實施方式作了詳細說明，但是本實用新型并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化。
【權利要求】
1.一種新能源電動客車隨速轉向控制系統，其特征在于:包括轉向盤轉角傳感器、車速傳感器、單片機、轉向電機驅動器和轉向電機，其中所述轉向盤轉角傳感器和車速傳感器分別與單片機相連接；所述單片機與電機驅動器、轉向電機依次連接。
2.根據權利要求1所述的新能源電動客車隨速轉向控制系統，其特征在于:所述轉向盤轉角傳感器為TRD-J1000-RZ光電編碼器。
3.根據權利要求1所述的新能源電動客車隨速轉向控制系統，其特征在于:所述車速傳感器為HuaXiaMag-JM08-TZ車速傳感器。
4.根據權利要求1所述的新能源電動客車隨速轉向控制系統，其特征在于:所述單片機為STC12C5A60S2系列單片機。
5.根據權利要求1所述的新能源電動客車隨速轉向控制系統，其特征在于:所述轉向電機驅動器為MDMA102P1G驅動器。
6.根據權利要求1所述的新能源電動客車隨速轉向控制系統，其特征在于:所述轉向電機為 SCHABMULLER TSA-150-120-200 電機。
【文檔編號】B62D5/04GK203581089SQ201320631959
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月14日 優先權日:2013年10月14日
【發明者】王用林, 李松濤, 李英文 申請人:茵卡動力新能源江蘇有限公司