基于eps的自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型具體涉及裝有電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)車輛的自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置。本實(shí)用新型涉及基于EPS的自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置，包括電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置，自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置由上位機(jī)、控制模塊、轉(zhuǎn)矩模擬模塊和模式選擇模塊組成。在控制模塊的控制下，由模式選擇模塊選擇人工轉(zhuǎn)向或者自動(dòng)轉(zhuǎn)向，并將轉(zhuǎn)向信息傳輸?shù)诫娮涌刂茊卧?，?qū)動(dòng)電機(jī)工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車轉(zhuǎn)向的控制。本裝置成本低，轉(zhuǎn)向精確，可靠性高，體積小，安裝方便，可以在需要時(shí)啟用，不影響原有EPS的使用。
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及汽車轉(zhuǎn)向控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及裝有EPS車輛的自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制 裝直。 基于EPS的自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)步和科技發(fā)展，對(duì)現(xiàn)代車輛有了更高的要求，在滿足傳統(tǒng)行駛的 基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)車輛的智能化控制，如無(wú)人駕駛汽車、自適應(yīng)巡航、車輛主動(dòng)安全、全自動(dòng)泊車 等功能。而車輛自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制作為智能化控制中重要部分，可以實(shí)現(xiàn)智能改變汽車的行駛 方向。
[0003] 目前，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向（EPS)系統(tǒng)已經(jīng)在乘用車轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)中占據(jù)著重要地位， 逐步取代機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。駕駛員在操縱方向盤(pán)進(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)矩傳感器檢測(cè)到轉(zhuǎn) 向盤(pán)的轉(zhuǎn)角以及轉(zhuǎn)矩的大小，將電壓信號(hào)輸送到電子控制單元（ECU)，電子控制單元根據(jù)轉(zhuǎn) 矩傳感器檢測(cè)的轉(zhuǎn)距電壓信號(hào)、轉(zhuǎn)角和車速信號(hào)等，控制電動(dòng)機(jī)輸出相應(yīng)大小和方向的轉(zhuǎn) 向助力轉(zhuǎn)矩，從而產(chǎn)生輔助動(dòng)力。本實(shí)用新型以現(xiàn)有的EPS為基礎(chǔ)，加裝自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，實(shí) 現(xiàn)車輛方向智能控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有EPS車輛只能通過(guò)駕駛員手動(dòng)操作完成轉(zhuǎn)向、缺少智能控制的問(wèn)題，本 實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置，根據(jù)轉(zhuǎn)向要求，智能改變汽車行駛方向。為實(shí)現(xiàn)上述 目的，本實(shí)用新型具體技術(shù)方案如下：一種基于EPS的自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置，包括電動(dòng)助力轉(zhuǎn) 向系統(tǒng)由轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器、電子控制單元、電動(dòng)機(jī)控制器和機(jī)械轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)組成，還包括自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置，自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置包括：上位機(jī)、控制模塊、轉(zhuǎn)矩模擬 模塊和模式選擇模塊；上位機(jī)與控制模塊無(wú)線連接，接收用戶的轉(zhuǎn)向要求并向控制模塊發(fā) 送轉(zhuǎn)向指令；控制模塊由單片機(jī)構(gòu)成，輸入端與上位機(jī)和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)角傳感器 連接，輸出端與轉(zhuǎn)矩模擬模塊和模式選擇模塊連接，用于接收來(lái)自轉(zhuǎn)角傳感器的方向盤(pán)信 息和來(lái)自上位機(jī)的轉(zhuǎn)向指令信息，向轉(zhuǎn)矩模擬模塊和模式選擇模塊發(fā)出控制信號(hào)；轉(zhuǎn)矩模 擬模塊由數(shù)字電位器組成，輸入端與控制模塊連接，輸出端與模式選擇模塊連接，用于接收 控制模塊的控制信號(hào)，改變數(shù)字電位器的電阻值得到預(yù)期的電壓信號(hào)，輸出到模式選擇模 塊；模式選擇模塊由電子開(kāi)關(guān)組成，輸入端與控制模塊、轉(zhuǎn)矩模擬模塊和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 的轉(zhuǎn)矩傳感器連接，輸出端與電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電子控制單元連接，用于接收控制模塊 的命令，從轉(zhuǎn)矩傳感器的輸出通道和轉(zhuǎn)矩模擬模塊的輸出通道中選擇一路通道送電子控制 單元。
[0005] 進(jìn)一步地，上述自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置不改變?cè)妱?dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳輸協(xié)議和控制流 程。
[0006] 進(jìn)一步地，上述自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置不啟動(dòng)時(shí)，模式選擇模塊的輸出為來(lái)自電動(dòng)助 力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩傳感器的輸出信號(hào)。
[0007] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型充分利用了原車電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的角度傳感器、電子 控制單元和機(jī)械轉(zhuǎn)向單元，實(shí)現(xiàn)了方向盤(pán)自轉(zhuǎn)向閉環(huán)控制。本裝置成本低，轉(zhuǎn)向精確，可靠 性高，體積小，安裝方便，可以在需要時(shí)啟用，不影響原有EPS的使用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1為車輛原有電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖。
[0009] 圖2為基于EPS的自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置結(jié)構(gòu)原理圖。
[0010] 圖3為轉(zhuǎn)矩模擬模塊控制電路圖。
[0011] 圖4為模式選擇模塊控制電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0013] 本實(shí)用新型是在現(xiàn)有的車輛電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置， 實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)轉(zhuǎn)向。圖1為車輛原有電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 包括轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器、電子控制單元、電動(dòng)機(jī)控制器和機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 駕駛員在操縱方向盤(pán)進(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)矩傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)向以及轉(zhuǎn)矩的大小產(chǎn)生電信 號(hào)，并將電信號(hào)傳輸?shù)诫娮涌刂茊卧?；車速傳感器和轉(zhuǎn)角傳感器分別檢測(cè)車速和當(dāng)前轉(zhuǎn)角 并產(chǎn)生電信號(hào)送電子控制單元；電子控制單元根據(jù)來(lái)自轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器和轉(zhuǎn)角傳 感器的輸入信號(hào)產(chǎn)生輸出送電動(dòng)機(jī)控制器，由電動(dòng)機(jī)控制器發(fā)出指令控制機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向。
[0014] 圖2為基于EPS的自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置結(jié)構(gòu)原理圖，基于EPS的自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置 包括電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置；自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置包括：上位機(jī)、控制模塊、 轉(zhuǎn)矩模擬模塊和模式選擇模塊；上位機(jī)為手持智能終端，本實(shí)施例使用的是Android智能 手機(jī)，與控制模塊無(wú)線連接，接收用戶的轉(zhuǎn)向要求并向控制模塊發(fā)送轉(zhuǎn)向指令；控制模塊由 單片機(jī)構(gòu)成，本實(shí)施例使用的英飛凌XC866型號(hào)的單片機(jī)；控制模塊輸入端與上位機(jī)和電 動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)角傳感器連接，輸出端與轉(zhuǎn)矩模擬模塊和模式選擇模塊連接，用于接 收來(lái)自轉(zhuǎn)角傳感器的方向盤(pán)信息和來(lái)自上位機(jī)的轉(zhuǎn)向指令信息，向轉(zhuǎn)矩模擬模塊和模式選 擇模塊發(fā)出控制信號(hào)；轉(zhuǎn)矩模擬模塊由數(shù)字電位器組成，輸入端與控制模塊連接，輸出端與 模式選擇模塊連接，用于接收控制模塊的控制信號(hào)，改變數(shù)字電位器的電阻值得到預(yù)期的 電壓信號(hào)，輸出到模式選擇模塊；模式選擇模塊由電子開(kāi)關(guān)組成，輸入端與控制模塊、轉(zhuǎn)矩 模擬模塊和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩傳感器連接，輸出端與電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電子控制 單元連接，用于接收控制模塊的命令，從轉(zhuǎn)矩傳感器的輸出通道和轉(zhuǎn)矩模擬模塊的輸出通 道中選擇一路通道送電子控制單元。
[0015] 本實(shí)用新型自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置無(wú)需改變?cè)嘐PS傳輸協(xié)議和控制流程，在控制模 塊的控制下，由模式選擇模塊選擇人工轉(zhuǎn)向或者自動(dòng)轉(zhuǎn)向，并將轉(zhuǎn)向信息傳輸?shù)诫娮涌刂?單元，驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車轉(zhuǎn)向的控制。當(dāng)自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置不啟動(dòng)時(shí)，模式選擇模 塊的輸出為來(lái)自電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩傳感器的輸出信號(hào)。
[0016] 圖3為轉(zhuǎn)矩模擬模塊控制電路圖。轉(zhuǎn)矩模擬模塊由兩塊數(shù)字電位器（X9C103)和 固定電阻組成。將數(shù)字電位器的控制端口與控制模塊的單片機(jī)相連，數(shù)字電位器接收控制 模塊發(fā)出的不同脈沖數(shù)，改變電位器的阻值，實(shí)現(xiàn)輸出電壓的變化?？刂颇K根據(jù)上位機(jī)的 指令信號(hào)，分析出轉(zhuǎn)矩模擬模塊輸出的電壓，計(jì)算兩塊數(shù)字電位器的阻值，發(fā)出相應(yīng)的脈沖 數(shù)。
[0017] 圖4為模式選擇模塊控制電路圖。模式選擇模塊由多路選擇開(kāi)關(guān)（CD4052)構(gòu)成 的多路選擇模塊，共有4對(duì)通道，其控制端口與控制模塊相連，改變A、B端口電平信號(hào)，可以 接通相應(yīng)的一對(duì)通道。本裝置將原車的EPS扭矩電壓輸出線路通過(guò)X0、Y0端口輸入，模擬 轉(zhuǎn)矩輸出線路通過(guò)X1、Y1端口輸入，通過(guò)公共輸出端口輸出?？刂颇K根據(jù)上位機(jī)指令，接 通一對(duì)通道。在本裝置不啟動(dòng)時(shí)，默認(rèn)接通原車的輸出線路。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于EPS的自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置，包括電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，由轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳 感器、轉(zhuǎn)角傳感器、電子控制單元、電動(dòng)機(jī)控制器和機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成，其特征在于：還包括 自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置；所述自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置包括：上位機(jī)、控制模塊、轉(zhuǎn)矩模擬模塊和模式 選擇模塊；所述上位機(jī)與控制模塊無(wú)線連接，接收用戶的轉(zhuǎn)向要求并向控制模塊發(fā)送轉(zhuǎn)向 指令；所述控制模塊由單片機(jī)構(gòu)成，輸入端與上位機(jī)和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)角傳感器連 接，輸出端與轉(zhuǎn)矩模擬模塊和模式選擇模塊連接，用于接收來(lái)自轉(zhuǎn)角傳感器的方向盤(pán)信息 和來(lái)自上位機(jī)的轉(zhuǎn)向指令信息，向轉(zhuǎn)矩模擬模塊和模式選擇模塊發(fā)出控制信號(hào)；所述轉(zhuǎn)矩 模擬模塊由數(shù)字電位器組成，輸入端與控制模塊連接，輸出端與模式選擇模塊連接，用于接 收控制模塊的控制信號(hào)，改變數(shù)字電位器的電阻值得到預(yù)期的電壓信號(hào)，輸出到模式選擇 模塊；所述模式選擇模塊由電子開(kāi)關(guān)組成，輸入端與控制模塊、轉(zhuǎn)矩模擬模塊和電動(dòng)助力轉(zhuǎn) 向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩傳感器連接，輸出端與電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電子控制單元連接，用于接收控 制模塊的命令，從轉(zhuǎn)矩傳感器的輸出通道和轉(zhuǎn)矩模擬模塊的輸出通道中選擇一路通道送電 子控制單兀。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于EPS的自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置，其特征在于：所述自動(dòng)轉(zhuǎn)向控 制裝置不改變?cè)妱?dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳輸協(xié)議和控制流程。
3. 如權(quán)利要求1所述的基于EPS的自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置，其特征在于：所述自動(dòng)轉(zhuǎn)向控 制裝置不啟動(dòng)時(shí)，模式選擇模塊的輸出為來(lái)自電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩傳感器的輸出信 號(hào)。
【文檔編號(hào)】B62D119/00GK203902645SQ201420330830
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】江浩斌, 吳狄, 馬世典, 華一丁, 沈崢楠 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)