[发明专利]测定汽车理想转向盘操纵力矩的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车转向系统，具体是测定汽车理想转向盘操纵力矩的装置及方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明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元的电流信号；

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：

（1）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；