| 专利名称： | 基于EPS的自动转向控制装置 | ||
| 专利名称(英文)： | Automatic steering control device based on EPS | ||
| 专利号： | CN201420330830.6 | 申请时间： | 20140619 |
| 公开号： | CN203902645U | 公开时间： | 20141029 |
| 申请人： | 江苏大学 | ||
| 申请地址： | 212013 江苏省镇江市学府路301号 | ||
| 发明人： | 江浩斌; 吴狄; 马世典; 华一丁; 沈峥楠 | ||
| 分类号： | B62D5/04; B62D6/00; B62D101/00; B62D119/00; B62D117/00 | 主分类号： | B62D5/04 |
| 代理机构： | 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 | 代理人： | 罗敏 |
| 摘要： | 本实用新型具体涉及装有电动助力转向系统车辆的自动转向控制装置。本实用新型涉及基于EPS的自动转向控制装置，包括电动助力转向系统和自动转向控制装置，自动转向控制装置由上位机、控制模块、转矩模拟模块和模式选择模块组成。在控制模块的控制下，由模式选择模块选择人工转向或者自动转向，并将转向信息传输到电子控制单元，驱动电机工作，实现对汽车转向的控制。本装置成本低，转向精确，可靠性高，体积小，安装方便，可以在需要时启用，不影响原有EPS的使用。 | ||
| 摘要(英文)： | The utility model relates to an automatic steering control device based on EPS, in particular to an automatic steering control device of a vehicle with an electric power steering (EPS) system. The automatic steering control device based on EPS comprises the electric power steering system and an automatic steering control device body. The automatic steering control device body is composed of an upper computer, a control module, a torque simulating module and a mode selecting module. Under the control of the control module, the mode selecting module is used for selecting manual steering or automatic steering and transmitting steering information to an electronic control unit to drive a motor to work, and therefore the steering of the vehicle can be controlled. The device is low in cost, accurate in steering, high in reliability, small in size, convenient to install and capable of being started when needed, and using of original EPS is not affected. | ||
1.一种基于EPS的自动转向控制装置，包括电动助力转向系统，由转矩传感器、车速传感 器、转角传感器、电子控制单元、电动机控制器和机械转向系统组成，其特征在于：还包括 自动转向控制装置；所述自动转向控制装置包括：上位机、控制模块、转矩模拟模块和模式 选择模块；所述上位机与控制模块无线连接，接收用户的转向要求并向控制模块发送转向指 令；所述控制模块由单片机构成，输入端与上位机和电动助力转向系统的转角传感器连接， 输出端与转矩模拟模块和模式选择模块连接，用于接收来自转角传感器的方向盘信息和来自 上位机的转向指令信息，向转矩模拟模块和模式选择模块发出控制信号；所述转矩模拟模块 由数字电位器组成，输入端与控制模块连接，输出端与模式选择模块连接，用于接收控制模 块的控制信号，改变数字电位器的电阻值得到预期的电压信号，输出到模式选择模块；所述 模式选择模块由电子开关组成，输入端与控制模块、转矩模拟模块和电动助力转向系统的转 矩传感器连接，输出端与电动助力转向系统的电子控制单元连接，用于接收控制模块的命 令，从转矩传感器的输出通道和转矩模拟模块的输出通道中选择一路通道送电子控制单元。
2.如权利要求1所述的基于EPS的自动转向控制装置，其特征在于：所述自动转向控制装置 不改变原电动助力转向系统传输协议和控制流程。
3.如权利要求1所述的基于EPS的自动转向控制装置，其特征在于：所述自动转向控制装置 不启动时，模式选择模块的输出为来自电动助力转向系统的转矩传感器的输出信号。
1.一种基于EPS的自动转向控制装置，包括电动助力转向系统，由转矩传感器、车速传感 器、转角传感器、电子控制单元、电动机控制器和机械转向系统组成，其特征在于：还包括 自动转向控制装置；所述自动转向控制装置包括：上位机、控制模块、转矩模拟模块和模式 选择模块；所述上位机与控制模块无线连接，接收用户的转向要求并向控制模块发送转向指 令；所述控制模块由单片机构成，输入端与上位机和电动助力转向系统的转角传感器连接， 输出端与转矩模拟模块和模式选择模块连接，用于接收来自转角传感器的方向盘信息和来自 上位机的转向指令信息，向转矩模拟模块和模式选择模块发出控制信号；所述转矩模拟模块 由数字电位器组成，输入端与控制模块连接，输出端与模式选择模块连接，用于接收控制模 块的控制信号，改变数字电位器的电阻值得到预期的电压信号，输出到模式选择模块；所述 模式选择模块由电子开关组成，输入端与控制模块、转矩模拟模块和电动助力转向系统的转 矩传感器连接，输出端与电动助力转向系统的电子控制单元连接，用于接收控制模块的命 令，从转矩传感器的输出通道和转矩模拟模块的输出通道中选择一路通道送电子控制单元。
2.如权利要求1所述的基于EPS的自动转向控制装置，其特征在于：所述自动转向控制装置 不改变原电动助力转向系统传输协议和控制流程。
3.如权利要求1所述的基于EPS的自动转向控制装置，其特征在于：所述自动转向控制装置 不启动时，模式选择模块的输出为来自电动助力转向系统的转矩传感器的输出信号。
翻译：技术领域
本实用新型涉及汽车转向控制技术领域，具体涉及装有EPS车辆的自动转向控制装置。
背景技术
随着现代技术进步和科技发展，对现代车辆有了更高的要求，在满足传统行驶的基础 上，实现车辆的智能化控制，如无人驾驶汽车、自适应巡航、车辆主动安全、全自动泊车等 功能。而车辆自动转向控制作为智能化控制中重要部分，可以实现智能改变汽车的行驶方 向。
目前，电动助力转向(EPS)系统已经在乘用车转向助力系统中占据着重要地位，逐步 取代机械液压助力转向系统。驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传感器检测到转向盘的 转角以及转矩的大小，将电压信号输送到电子控制单元(ECU)，电子控制单元根据转矩传感 器检测的转距电压信号、转角和车速信号等，控制电动机输出相应大小和方向的转向助力转 矩，从而产生辅助动力。本实用新型以现有的EPS为基础，加装自动转向装置，实现车辆方 向智能控制。
发明内容
针对现有EPS车辆只能通过驾驶员手动操作完成转向、缺少智能控制的问题，本实用新 型设计一种自动转向控制装置，根据转向要求，智能改变汽车行驶方向。为实现上述目的， 本实用新型具体技术方案如下：一种基于EPS的自动转向控制装置，包括电动助力转向系统 由转矩传感器、车速传感器、转角传感器、电子控制单元、电动机控制器和机械转向系统组 成，还包括自动转向控制装置，自动转向控制装置包括：上位机、控制模块、转矩模拟模块 和模式选择模块；上位机与控制模块无线连接，接收用户的转向要求并向控制模块发送转向 指令；控制模块由单片机构成，输入端与上位机和电动助力转向系统的转角传感器连接，输 出端与转矩模拟模块和模式选择模块连接，用于接收来自转角传感器的方向盘信息和来自上 位机的转向指令信息，向转矩模拟模块和模式选择模块发出控制信号；转矩模拟模块由数字 电位器组成，输入端与控制模块连接，输出端与模式选择模块连接，用于接收控制模块的控 制信号，改变数字电位器的电阻值得到预期的电压信号，输出到模式选择模块；模式选择模 块由电子开关组成，输入端与控制模块、转矩模拟模块和电动助力转向系统的转矩传感器连 接，输出端与电动助力转向系统的电子控制单元连接，用于接收控制模块的命令，从转矩传 感器的输出通道和转矩模拟模块的输出通道中选择一路通道送电子控制单元。
进一步地，上述自动转向控制装置不改变原电动助力转向系统传输协议和控制流程。
进一步地，上述自动转向控制装置不启动时，模式选择模块的输出为来自电动助力转向 系统的转矩传感器的输出信号。
与现有技术相比，本实用新型充分利用了原车电动转向系统的角度传感器、电子控制单 元和机械转向单元，实现了方向盘自转向闭环控制。本装置成本低，转向精确，可靠性高， 体积小，安装方便，可以在需要时启用，不影响原有EPS的使用。
附图说明
图1为车辆原有电动助力转向系统结构原理图。
图2为基于EPS的自动转向控制装置结构原理图。
图3为转矩模拟模块控制电路图。
图4为模式选择模块控制电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施实例对本实用新型作进一步描述。
本实用新型是在现有的车辆电动助力转向系统的基础上增加自动转向控制装置，实现车 辆的自动转向。图1为车辆原有电动助力转向系统结构原理图，电动助力转向系统包括转矩 传感器、车速传感器、转角传感器、电子控制单元、电动机控制器和机械转向系统。驾驶员 在操纵方向盘进行转向时，转矩传感器检测转向盘的转向以及转矩的大小产生电信号，并将 电信号传输到电子控制单元；车速传感器和转角传感器分别检测车速和当前转角并产生电信 号送电子控制单元；电子控制单元根据来自转矩传感器、车速传感器和转角传感器的输入信 号产生输出送电动机控制器，由电动机控制器发出指令控制机械转向系统，实现汽车转向。
图2为基于EPS的自动转向控制装置结构原理图，基于EPS的自动转向控制装置包括电动 助力转向系统和自动转向控制装置；自动转向控制装置包括：上位机、控制模块、转矩模拟 模块和模式选择模块；上位机为手持智能终端，本实施例使用的是Android智能手机，与控 制模块无线连接，接收用户的转向要求并向控制模块发送转向指令；控制模块由单片机构 成，本实施例使用的英飞凌XC866型号的单片机；控制模块输入端与上位机和电动助力转向 系统的转角传感器连接，输出端与转矩模拟模块和模式选择模块连接，用于接收来自转角传 感器的方向盘信息和来自上位机的转向指令信息，向转矩模拟模块和模式选择模块发出控制 信号；转矩模拟模块由数字电位器组成，输入端与控制模块连接，输出端与模式选择模块连 接，用于接收控制模块的控制信号，改变数字电位器的电阻值得到预期的电压信号，输出到 模式选择模块；模式选择模块由电子开关组成，输入端与控制模块、转矩模拟模块和电动助 力转向系统的转矩传感器连接，输出端与电动助力转向系统的电子控制单元连接，用于接收 控制模块的命令，从转矩传感器的输出通道和转矩模拟模块的输出通道中选择一路通道送电 子控制单元。
本实用新型自动转向控制装置无需改变原车EPS传输协议和控制流程，在控制模块的控 制下，由模式选择模块选择人工转向或者自动转向，并将转向信息传输到电子控制单元，驱 动电机工作，实现对汽车转向的控制。当自动转向控制装置不启动时，模式选择模块的输出 为来自电动助力转向系统的转矩传感器的输出信号。
图3为转矩模拟模块控制电路图。转矩模拟模块由两块数字电位器(X9C103)和固定电 阻组成。将数字电位器的控制端口与控制模块的单片机相连，数字电位器接收控制模块发出 的不同脉冲数，改变电位器的阻值，实现输出电压的变化。控制模块根据上位机的指令信 号，分析出转矩模拟模块输出的电压，计算两块数字电位器的阻值，发出相应的脉冲数。
图4为模式选择模块控制电路图。模式选择模块由多路选择开关(CD4052)构成的多路 选择模块，共有4对通道，其控制端口与控制模块相连，改变A、B端口电平信号，可以接通 相应的一对通道。本装置将原车的EPS扭矩电压输出线路通过X0、Y0端口输入，模拟转矩输 出线路通过X1、Y1端口输入，通过公共输出端口输出。控制模块根据上位机指令，接通一对 通道。在本装置不启动时，默认接通原车的输出线路。
