[实用新型]一种基于单片机的汽车电动助力转向装置

说明书

技术领域

本实用新型属于汽车电子与电器应用领域，具体涉及一种契合电动助力转向装置。

背景技术

进入21世纪，汽车已经走进千家万户，成为人们生活中不可缺少的交通工具。我国目前的汽车保有量已经超过7000万辆，而且每年以超过15%的速度增长着。随着近年来电子控制技术的成熟和成本的降低,汽车电动助力转向装置越来越受到人们的重视,并以其具有传统动力转向装置不可比拟的优点,迅速迈向了应用领域,部分取代了液压动力转向系统。在国外,电动助力转向装置已进入批量生产阶段,并成为汽车零部件的高新技术产品,而我国动力转向装置目前绝大部分采用机械转向或液压助力转向,电动助力转向的研究开发目前还处于起步阶段,其产品在2002年才有国内企业进行研制开发。因此，设计一种低成本、高性能的使汽车的驾驶性能达到令人满意的程度的汽车转向装置，对于国内中低端车将有很高的市场价值，也对人们行车的安全性和舒适性具有很重要的意义。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种基于单片机的汽车电动助力转向装置，该装置利用单片机的控制取代传统手动控制汽车转向器，达到自动控制转向器的目的。

为了实现上述任务，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种基于单片机的汽车电动助力转向装置，包括扭矩传感器、车速传感器、单片机、电机、电磁离合器、减速机构和车轮，其中，扭矩传感器和车速传感器通过A/D转换器与单片机的输入端相连，单片机的输出端通过电机驱动电路与电机相连，电机与电磁离合器相连，电磁离合器通过减速机构与车轮相连。

所述的扭矩传感器和车速传感器均采用霍尔传感器。

所述的单片机采用AT89C51单片机。

所述的A/D转换器采用ADC0809芯片。

所述的电机驱动电路采用LG9110芯片。

所述的减速机构采用涡轮蜗杆减速机构。

本实用新型利用单片机控制取代传统手动控制汽车转向器，具有安全性能高，使用方便，成本低、操纵灵活性与稳定性，节能环保等优点，使汽车转向控制更加自主化、智能化。

附图说明

图1是本实用新型的连接关系示意图。

以下结合附图和实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细地说明。

具体实施方式

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

遵从上述技术方案，如图1所示，一种基于单片机的汽车电动助力转向装置，包括扭矩传感器、车速传感器、单片机、电机、电磁离合器、减速机构和车轮，其中，扭矩传感器和车速传感器通过A/D转换器与单片机的输入端相连，单片机的输出端通过电机驱动电路与电机相连，电机与电磁离合器相连，电磁离合器通过减速机构与车轮相连。

所述的扭矩传感器和车速传感器均采用霍尔传感器。在转向轴位置加一扭杆，扭杆上安装有扭矩传感器,通过测量扭杆的变形转化得到扭矩的大小和方向。车速传感器安装在变速器壳内。

所述的单片机采用AT89C51单片机，该单片机是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，MCS-51产品指令系统完全兼容，具有4k字节可重复擦写Flash闪速存储器，1000次擦写周期，三级加密程序存储器，拥有1288字节内部RAM,32个可编程I/O口线，2个16位定时计数器，6个中断源，可编程串行UART通道，有低功耗空闲和掉电模式。

所述的A/D转换器采用ADC0809芯片，ADC0809芯片是一个8位单通道模数转换器，将模拟信号转换为数字信号，转换时间大约为100us，方便TTL或CMOS接口，可以满足差分电压输入，内含时钟发生器，工作电压5V，输入电压为0～5V，转换值为0～255，工作温度范围为-40～+85摄氏度。

所述的电机驱动电路采用LG9110芯片。LG9110芯片是为驱动电机设计的推挽式功率放大专用集成电路器件，将分立的电路集成在单片IC之中，使外围器件成本降低，整机可靠性提高。该芯片有两个TTL/CMOS兼容电平的输入，具有良好的抗干扰性，两个输出端能直接驱动电机的旋转，它具有较大的电流驱动能力，每通道能通过750～800mA的持续电流，峰值电流能力可达1.5～2A，同时它具有较低的输出饱和压降；内置的钳位二极管能释放感性负载的反向冲击电流。使它在驱动直流电机的使用上安全可靠。

所述的减速机构采用涡轮蜗杆减速机构。电动助力转向装置安装在涡轮蜗杆减速机构的一侧，为了抑制噪声和提高耐久性。

本实用新型工作时，当驾驶员操纵转向盘时,装在转向器上的扭矩传感器不断检测转向器上的扭矩,并由此产生一个模拟电压信号,该信号与车速传感器获得的车速信号通过A/D转换器转换为数字信号，进而传送给单片机，然后单片机根据当前的工作模式解析驾驶员意图，确定助力转矩的大小和方向,即选定电机的电流和转向,并把相应的控制信号传输给电机驱动电路,电机驱动电路驱动电机运转，电机通过转轴输出转矩，输出的转矩通过电磁离合器、减速机构的作用使车轮偏移一定的角度,从而起到对汽车转向过程的助力作用。