一種汽車自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛轉(zhuǎn)向控制領(lǐng)域，尤其涉及一種基于電動(dòng)式EPS與ESC的汽車自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平的提高，汽車已經(jīng)逐漸走向千家萬(wàn)戶，并趨于普及，人們?cè)谶x購(gòu)汽車時(shí)，很重要的一個(gè)參考指標(biāo)就是汽車安全性能和操控性能，因此，每個(gè)汽車生產(chǎn)廠家都在極力的提升車輛的安全性和操控性。
[0003]汽車的操控性主要體現(xiàn)在車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上，而轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)于車輛安全性也有著重要的影響，隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，車輛轉(zhuǎn)向的自動(dòng)控制越來(lái)越迫切，但重新研制一套自動(dòng)轉(zhuǎn)身系統(tǒng)是一項(xiàng)龐大的工程，開發(fā)周期長(zhǎng)成本高。因此，自若動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠建立在現(xiàn)有的電子轉(zhuǎn)向設(shè)備基礎(chǔ)上，不僅能降低了車輛研發(fā)成本，也能提升車輛的操控性能和安全性會(huì)K。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)一種充分利用原車資源的汽車轉(zhuǎn)向自動(dòng)控制
目.ο
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種汽車自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，該裝置設(shè)有與CAN總線通信的電子控制單元，所述電子控制單元輸出信號(hào)至電機(jī)，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電磁離合器完成轉(zhuǎn)向動(dòng)作，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器輸出方向盤轉(zhuǎn)向信號(hào)至CAN總線，微處理器通過CAN總線接收方向盤轉(zhuǎn)角傳感器的轉(zhuǎn)向信號(hào)，裝置設(shè)有電子開關(guān)，微處理器的輸出端與DA轉(zhuǎn)換芯片的輸入端連接，所述DA轉(zhuǎn)換芯片的輸出端與電子開關(guān)的常開端相連，電子開關(guān)COM端口與緩沖器的輸入端相連，所述的緩沖器輸出信號(hào)至電子控制單元。
[0006]安裝在車輛轉(zhuǎn)向軸上的扭矩傳感器輸出端接入電子開關(guān)常閉端，所述的扭矩傳感器、電子控制單元、電機(jī)和電磁離合器為車輛EPS中部件，所述的方向盤轉(zhuǎn)角傳感器為ESC中部件。
[0007]工控機(jī)通過車身加載傳感器獲得車輛轉(zhuǎn)向信息，通過車身CAN總線將車輛轉(zhuǎn)向信息輸送至微處理器。
[0008]所述的電子開關(guān)采用MAX4674EUE電子開關(guān)芯片構(gòu)成。
[0009]所述的緩沖器采用運(yùn)放AD8648ARUZ構(gòu)成兩路雙通道緩沖器。
[0010]本發(fā)明是一種基于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的無(wú)人駕駛車輛轉(zhuǎn)向自動(dòng)控制裝置，該裝置充分利用原車資源，具有開發(fā)低成本、接口簡(jiǎn)單、易于安裝調(diào)試、低功耗、手動(dòng)/自動(dòng)切換方便的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0011]下面對(duì)本發(fā)明說(shuō)明書中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說(shuō)明:
[0012]圖1:原車電動(dòng)式EPS的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2:原車電動(dòng)式EPS的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3:本發(fā)明自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4:本發(fā)明電子開關(guān)的電路圖；
[0016]圖5:本發(fā)明緩沖器的電路圖；
[0017]上述圖中的標(biāo)記均為:1、方向盤；2、轉(zhuǎn)向軸；3、電子控制單元；4、電機(jī)；5、電磁離合器；6、轉(zhuǎn)向齒條；7、橫拉桿；8、轉(zhuǎn)向輪；9、輸出軸；10、扭力桿；11、扭矩傳感器；12、轉(zhuǎn)向齒輪。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明是基于現(xiàn)有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研制，只要包括ESC和EPS。汽車主動(dòng)安全技術(shù)中的ESC (Electronic Stability Control,電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)):能在快速轉(zhuǎn)彎或變道行駛等工況下出現(xiàn)車輛失穩(wěn)的情況時(shí)，進(jìn)行制動(dòng)和驅(qū)動(dòng)干預(yù)，使車輛保持穩(wěn)定行駛狀態(tài)?，F(xiàn)ESC已成為汽車標(biāo)配，而其中的核心元件就是方向盤轉(zhuǎn)角傳感器，通過傳感器掌握駕駛者的轉(zhuǎn)向意圖。
[0019]汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已由早期的機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向全面升級(jí)到電動(dòng)式電子助力轉(zhuǎn)向，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理如圖1所示電動(dòng)式EPS通常由扭矩傳感器11、車速傳感器、電子控制單元3 (ECT)、電動(dòng)機(jī)和電磁離合器5等組成。電動(dòng)式EPS是利用電動(dòng)機(jī)作為助力源，根據(jù)車速和轉(zhuǎn)向參數(shù)等，由電子控制單元3完成助力控制。原理:當(dāng)操縱轉(zhuǎn)向盤時(shí)，裝在轉(zhuǎn)向盤軸上的扭矩傳感器11不斷地測(cè)出轉(zhuǎn)向軸上的扭矩信號(hào)，該信號(hào)與車速信號(hào)同時(shí)輸入到電子控制單元3。電控單元根據(jù)這些輸入信號(hào)，確定助力扭矩的大小和方向，SP選定電動(dòng)機(jī)的電流和轉(zhuǎn)向，調(diào)整轉(zhuǎn)向輔助動(dòng)力的大小。電動(dòng)機(jī)的扭矩由電磁離合器5通過減速機(jī)構(gòu)減速增扭后，加在汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，使之得到一個(gè)與汽車工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力。為此，充分利用原車電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)車輛自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制的有效途徑。
[0020]除利用車輛上已經(jīng)安裝的ESC和EPS，本發(fā)明裝置還包括微處理器、微處理器的CAN總線通訊接口和DA轉(zhuǎn)換芯片、電子開關(guān)構(gòu)成的轉(zhuǎn)向控制單元，如圖3所示，微處理器通過CAN通訊接口與工控機(jī)通訊，接受轉(zhuǎn)向控制指令；作為轉(zhuǎn)向檢測(cè)單元的方向盤轉(zhuǎn)角傳感器的輸出送入車身CAN總線，同時(shí)微處理器由CAN總線獲得實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)，EPS的扭矩傳感器11輸出與原車EPS的電子控制單兀3ECU (電子控制單兀3)切斷，扭矩傳感器11輸出接入電子開關(guān)的NC (常閉)端。本裝置控制單元的輸出端接入原車EPS的ECU，本裝置的控制單元內(nèi)各部件的連接關(guān)系為:微處理器的輸出端與DA轉(zhuǎn)換芯片的輸入端相連。DA轉(zhuǎn)換芯片的輸出端與電子開關(guān)的NO(常開)端相連，電子開關(guān)COM端口與電壓跟隨器(緩沖器)的輸入端相連，電壓跟隨器的輸出端為本裝置控制單元的輸出端，ESC系統(tǒng)已固定好，不用再安裝。
[0021 ] 本發(fā)明直接利用原車電動(dòng)式EPS，微處理器解析并輸出車輛轉(zhuǎn)向信息輸出至EPSECU處理，驅(qū)動(dòng)電機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)由方向盤轉(zhuǎn)角傳感器來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)向角度并進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。
[0022]上述微處理器采用MC9S12G128 (LQFP64)，DA轉(zhuǎn)換芯片采用AD5621BKSZ、電子開關(guān)采用MAX4674EUE、緩沖器采用AD8648ARUZ，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器采用嘉興華昌產(chǎn)非接觸式測(cè)量，角度分辨率0.1°。
[0023]工控機(jī)借助于車身加載傳感器(如毫米波雷達(dá)等)計(jì)算出的車輛轉(zhuǎn)向信息，通過車身CAN總線傳給本發(fā)明裝置的微處理器，微處理器解析后通過SPI總線控制DA芯片輸出原車EPS ECU可識(shí)別的類似扭矩信號(hào)，再控制電機(jī)4與電磁離合器5進(jìn)行預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)向操作，同時(shí)方向盤轉(zhuǎn)角傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛轉(zhuǎn)向動(dòng)作，測(cè)試結(jié)果通過CAN總線送給本發(fā)明裝置的微處理器，形成一個(gè)閉環(huán)控制。
[0024]如圖4所示電子開關(guān)采用MAX4674EUE電子開關(guān)芯片構(gòu)成，NO(常開)端口接DA轉(zhuǎn)換器輸出，NC (常閉)端口接原車扭矩傳感器11輸出，COM端口為輸出端口，接至緩沖器。
[0025]如圖5所示緩沖器采用運(yùn)放AD8648ARUZ構(gòu)成兩路雙通道緩沖器，每個(gè)通道都會(huì)送回本實(shí)施例的MCU進(jìn)行校驗(yàn)，保證進(jìn)入EPS E⑶數(shù)據(jù)正確，確保系統(tǒng)可靠。
[0026]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種汽車自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，該裝置設(shè)有與CAN總線通信的電子控制單元，所述電子控制單元輸出信號(hào)至電機(jī)，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電磁離合器完成轉(zhuǎn)向動(dòng)作，其特征在于:方向盤轉(zhuǎn)角傳感器輸出方向盤轉(zhuǎn)向信號(hào)至CAN總線，微處理器通過CAN總線接收方向盤轉(zhuǎn)角傳感器的轉(zhuǎn)向信號(hào)，裝置設(shè)有電子開關(guān)，微處理器的輸出端與DA轉(zhuǎn)換芯片的輸入端連接，所述DA轉(zhuǎn)換芯片的輸出端與電子開關(guān)的常開端相連，電子開關(guān)COM端口與緩沖器的輸入端相連，所述的緩沖器輸出信號(hào)至電子控制單元。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于:安裝在車輛轉(zhuǎn)向軸上的扭矩傳感器輸出端接入電子開關(guān)常閉端，所述的扭矩傳感器、電子控制單元、電機(jī)和電磁離合器為車輛EPS中部件，所述的方向盤轉(zhuǎn)角傳感器為ESC中部件。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于:工控機(jī)通過車身加載傳感器獲得車輛轉(zhuǎn)向信息，通過車身CAN總線將車輛轉(zhuǎn)向信息輸送至微處理器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于:所述的電子開關(guān)采用MAX4674EUE電子開關(guān)芯片構(gòu)成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于:所述的緩沖器采用運(yùn)放AD8648ARUZ構(gòu)成兩路雙通道緩沖器。
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種汽車自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，該裝置設(shè)有與CAN總線通信的電子控制單元，所述電子控制單元輸出信號(hào)至電機(jī)，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電磁離合器完成轉(zhuǎn)向動(dòng)作，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器輸出方向盤轉(zhuǎn)向信號(hào)至CAN總線，微處理器通過CAN總線接收方向盤轉(zhuǎn)角傳感器的轉(zhuǎn)向信號(hào)，裝置設(shè)有電子開關(guān)，微處理器的輸出端與DA轉(zhuǎn)換芯片的輸入端連接，所述DA轉(zhuǎn)換芯片的輸出端與電子開關(guān)的常開端相連，電子開關(guān)COM端口與緩沖器的輸入端相連，所述的緩沖器輸出信號(hào)至電子控制單元。本發(fā)明是一種基于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的無(wú)人駕駛車輛轉(zhuǎn)向自動(dòng)控制裝置，該裝置充分利用原車資源,具有開發(fā)低成本、接口簡(jiǎn)單、易于安裝調(diào)試、低功耗、手動(dòng)/自動(dòng)切換方便的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】B62D5/04, B62D6/08
【公開號(hào)】CN105128931
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510455591
【發(fā)明人】張紹山, 張紹勇, 段山保
【申請(qǐng)人】蕪湖市汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年7月27日