用于无人驾驶电动车辆的自动驾驶控制器及其车辆制造技术

本发明专利技术涉及一种用于无人驾驶电动车辆的自动驾驶控制器及其车辆，包括安装在方向盘的转动轴底端上的转向器，在所述转动轴上还套装有减速机构及角度检测装置，所述角度检测装置通过齿轮副中的主传动齿轮与所述转动轴固定连接；所述角度检测装置感应所述齿轮副的被动齿轮的转动角度信息并将该信息通过线路传递给转向控制器ECU，所述转向控制器ECU通过驱动器电性连接有电机，所述驱动器接收所述转向控制器ECU的控制信号驱动所述电机的主轴转动，所述电机的主轴通过减速机构驱动所述转动轴转动实现对电动车辆的转向的助力。该用于无人驾驶电动车辆的自动驾驶控制器结构简单、通用性较强、特别适用于微型电动车辆的转向助力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车部件
，具体是涉及一种用于无人驾驶电动车辆的自动驾驶控制器及其车辆。
技术介绍
助力转向系统(ElectricPowerSteering，缩写EPS)是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统，与传统的液压助力转向系统HPS(HydraulicPowerSteering)相比，助力转向系统系统具有很多优点。其主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元(ECU)等组成。申请号为200510055247.4的中国专利技术专利申请公开了一种循环球式电动助力转向器。除了包括螺杆、螺母、齿扇、钢球等机械零件外，还包括转矩传感装置、助力电动机、减速机构、电子控制单元等。电子控制单元根据转向盘转矩与车速确定电动机的目标电流，然后对电动机电流进行反馈跟踪控制。减速机构输入端与电动机连接，减速机构输出端与循环球转向器中的螺杆或齿扇轴(摇臂轴)连接。本适用新型可节约能量、在各种行驶工况下提供合适的助力、零件少、质量轻、结构紧凑、装配自动化程度高，是一种节能、安全、环保的车辆动力转向器。但是，该循环球式电动助力转向器成本较高、且不适用于小型化的电动车辆通用性较低。此外，在现有技术中的转向助力系统中，其方向盘通过转动轴与齿轮齿条转向器连接并通过光电编码器的技术方案不适用于电动车辆特别是小型的电动车辆的自动驾驶和制动巡航。原车的转向系统方向盘通过传动轴与齿轮齿条转向器相连，改装后的自动转向系统增加了减速器、直流电机、角度检测装置、转向控制器ECU及直流电机驱动器。该循环球式电动助力转向器虽然能够对车辆的转向提供助力。但是其不能够实现对车辆的自动驾驶进行转向控制，通用性较低且控制精度不高。
技术实现思路
为克服上述现有技术中的缺陷与不专利技术提供一种用于无人驾驶电动车辆的自动驾驶控制器，该自动驾驶控制器结构简单、通用性较强、特别适用于微型电动车辆的无人驾驶控制和自动转向控制。为实现上述目的本专利技术的第一个技术方案是：一种用于无人驾驶电动车辆的自动驾驶控制器，包括安装在方向盘的转动轴底端上的转向器，在所述转动轴上还套装有减速机构及角度检测装置，所述角度检测装置通过齿轮副中的主传动齿轮与所述转动轴固定连接；所述角度检测装置感应所述齿轮副的被动齿轮的转动角度信息并将该信息通过线路传递给转向控制器ECU，所述转向控制器ECU通过驱动器电性连接有电机，所述驱动器接收所述转向控制器ECU的控制信号驱动所述电机的主轴转动，所述电机的主轴通过减速机构驱动所述转动轴转动。优选的是，所述角度检测装置为绝对值编码器。该绝对值编码器采用格雷码编码提高了输出信号的可靠性在上述任一方案中优选的是，所述电机为直流电机。在上述任一方案中优选的是，所述转向控制器ECU为单片机。在上述任一方案中优选的是，所述单片机为TM32F103C8T6型工业级32位的ARM单片机。在上述任一方案中优选的是，所述ARM单片机的工作温度为-45°～85°。在上述任一方案中优选的是，所述减速机构为涡轮蜗杆式减速机构。在上述任一方案中优选的是，所述蜗轮蜗杆减速机构包括套装在所述转动轴上的蜗轮及与蜗轮啮合的蜗杆。在上述任一方案中优选的是，所述蜗杆的一端与所述电机的主轴固定连接，另一端与所述蜗轮啮合。在上述任一方案中优选的是，所述齿轮副还包括传动齿轮，所述主传动齿轮通过传动齿轮与所述被动齿轮啮合。齿轮副的减速比为1:3.5。在上述任一方案中优选的是，所述主传动齿轮固定套装在所述方向盘转动轴上。本专利技术的的第二个目的是提供一种车辆，该车辆具有本专利技术中的自动驾驶控制器。与现有技术相比本专利技术的优点在于：该自动驾驶控制器采用减速机构和直流电机的基础之上采用了转角检测装置，该转角检测装置采用了绝对值编码器按格雷码输出提高了检测可靠性。采用齿轮副的减速齿轮可以方便的调整上下齿数变比，可以适应不同的车型方向盘的转角，经实测方向盘的转角对于不同的车型会有900度到1200度的变化，通用性较强。附图说明图1为按照本专利技术的用于无人驾驶电动车辆的自动驾驶控制器一优选实施例的电气原理图；图2为按照本专利技术的用于无人驾驶电动车辆的自动驾驶控制器图1所示实施例的结构示意图。图3为按照本专利技术的用于无人驾驶电动车辆的自动驾驶控制器图2所示实施例中齿轮副的主视结构示意图。图4为按照本专利技术的用于无人驾驶电动车辆的自动驾驶控制器图2所示实施例中齿轮副的俯视结构示意图具体实施方式下面结合附图对本专利技术的优选实施例作进一步阐述说明；实施例1：如图1-4所示，图1示出了本专利技术的一种自动驾驶控制器的一个优选实施例的结构示意图。该自动驾驶控制器安装在方向盘9的转动轴1上。转动轴1的底端安装有车辆的转向器4。所述助力转向器还包括减速机构3和角度检测传感器2。角度传感器2通过线路与转向控制器ECU7电性连接。转向控制器ECU7一方面与CAN总线接口8电性连接，另一方面通过线路与驱动器6电性连接。驱动器6通过线路连接有直流电机5。所述直流电机5的主轴通过减速机构驱动所述转动轴1按照转向控制器ECU7的控制信号进行转动实现对车辆转向控制。图2和图3示出了本实施例中的齿轮副的结构示意图。在本实施例中，转动轴1套装有齿轮副，该齿轮副包括主传动齿轮9、传动齿轮10及被动齿轮11。所述主传动齿轮9套装在转动轴1上。角度检测装置2感应所述齿轮副的被动齿轮11的转动角度信息并将该信息通过线路传递给转向控制器ECU。转向控制器ECU接收角度检测装置2测得的转动轴1的旋转角度信息进行处理并将控制信号传递给驱动器6，所述驱动器6根据转向控制器ECU的控制信号驱动直流电机5的主轴转动。所述直流电机5的主轴通过减速机构3驱动转动轴1转动实现控制电动车辆的转向。实施例2；如图1-4所示，一种微型电动车辆助力转向系统，该系统包括安装在方向盘9的转动轴1底端上的转向器4，在所述转动轴1上还套装有减速机构3及角度检测装置2。在本实施例中，所述角度检测装置2为绝对值编码器；所述绝对值编码器通过齿轮副中的主传动齿轮9与所述转动轴1固定连接；所述述绝对值编码器感应所述齿轮副的被动齿轮11的转动角度信息并将该信息通过线路传递给转向控制器ECU，在本实施例中，所述转向控制器ECU7为为单片机。所述单片机为所述单片机为TM32F103C8T6型工业级32位的ARM单片机，工作温度为-45°～85°。所述ARM单片机通过驱动器电性连接有电机，所述驱动器6接收所述ARM单片机的控制信号驱动所述电机的主轴转动，所述电机的主轴通过减速机构驱动所述转动轴转动。在本实施例中，所述减速机构为涡轮蜗杆式减速机构。述蜗轮蜗杆减速机构包括套装在所述转动轴上的蜗轮及与蜗轮啮合的蜗杆。所述蜗杆的一端与所述电机的主轴固定连接，另一端与所述蜗轮啮合。实施例3：如图1-4所示，提供一种车辆，该车辆采用上述实施例中的自动驾驶控制器。具体是，在该车辆的方向盘9的转动轴1上安装有该自动驾驶控制器。转动轴1的底端安装有车辆的转向器4。所述助力转向器还包括减速机构3和角度检测传感器2。角度传感器2通过线路与转向控制器ECU7电性连接。转向控制器ECU7一方面与CAN总线接口8电性连接，另一方面通过线路与驱动器6电性连接。驱动器6通过线路连接有直流电机5。所述直流电机5的主轴通过减速机构驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于无人驾驶电动车辆的自动驾驶控制器，包括安装在方向盘的转动轴底端上的转向器，其特征在于：在所述转动轴上还套装有减速机构及角度检测装置，所述角度检测装置通过齿轮副中的主传动齿轮与所述转动轴固定连接；所述角度检测装置感应所述齿轮副的被动齿轮的转动角度信息并将该信息通过线路传递给转向控制器ECU，所述转向控制器ECU通过驱动器电性连接有电机，所述驱动器接收所述转向控制器ECU的控制信号驱动所述电机的主轴转动，所述电机的主轴通过减速机构驱动所述转动轴转动。

【技术特征摘要】
1.用于无人驾驶电动车辆的自动驾驶控制器，包括安装在方向盘的转动轴底端上的转向器，其特征在于：在所述转动轴上还套装有减速机构及角度检测装置，所述角度检测装置通过齿轮副中的主传动齿轮与所述转动轴固定连接；所述角度检测装置感应所述齿轮副的被动齿轮的转动角度信息并将该信息通过线路传递给转向控制器ECU，所述转向控制器ECU通过驱动器电性连接有电机，所述驱动器接收所述转向控制器ECU的控制信号驱动所述电机的主轴转动，所述电机的主轴通过减速机构驱动所述转动轴转动。2.如权利要求1所述的用于无人驾驶电动车辆的自动驾驶控制器，其特征在于：所述角度检测装置为绝对值编码器。3.如权利要求1所述的用于无人驾驶电动车辆的自动驾驶控制器，其特征在于：所述电机为直流电机。4.如权利要求1所述的用于无人驾驶电动车辆的自动驾驶控制器，其特征在于：所述转向控制器EC...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱明，刘元盛，路凯强，
申请(专利权)人：北京联合大学，
类型：发明
国别省市：北京;11