一种低速无人驾驶转向控制器及方法技术

本发明专利技术公开了一种低速无人驾驶转向控制器及方法，所述控制器包括主控单元CPU、预驱动电路，所述主控单元CPU的输出端连接预驱动电路，用于通过预驱动电路来驱动转向电机的动作；所述控制器还包括磁感应角度芯片，所述磁感应角度芯片对应的传感器磁石设置于电机输出轴上，所述磁感应角度芯片通过解析传感器磁石信号获取角度信号，其输出端连接主控单元CPU。本发明专利技术的优点在于：该转向控制器稳定可靠，采用了磁石加角度传感器芯片进行转向电机的角度检测，安装生产更加简单，解决了现有技术中传感器本体繁琐的安装流程，缩短了转向控制器的制造周期。制器的制造周期。制器的制造周期。

【技术实现步骤摘要】
一种低速无人驾驶转向控制器及方法


[0001]本专利技术涉及转向控制领域，特别涉及一种低速无人驾驶转向控制器。

技术介绍

[0002]无人驾驶技术是汽车未来发展方向之一，预计将来无人驾驶车辆会成为人们生活中安全的交通工具。然而，无人驾驶技术的发展并不如我们所预想的那么顺利，无人驾驶发展需遵守无人驾驶三个定律，即先低速后高速，先载物后载人，先商用后民用。其中，低速无人驾驶是行业认为能最快实现应用落地、规模复制的领域。现有技术的无人驾驶技术中，基于摄像头和或雷达监测数据通过域控制器等车载控制器进行识别控制来对车辆进行无人控制，如申请号：202110031888.5的一种控制无人驾驶车辆的方法，包括获取无人驾驶车辆的行车路线和当前行驶的行驶车道；判断无人驾驶车辆是否存在变道需求；若存在，则确定变道需求的触发目标；确定目标车道；获取自触发目标起的连续的且不可并入目标车道的非并入路段；获取无人驾驶车辆距离非并入路段的距离；判断距离是否小于或者等于预设阈值；若是，则检测无人驾驶车辆是否满足并入目标车道的条件；若满足，控制无人驾驶车辆并入目标车道，若否，则执行获取无人驾驶车辆距离非并入路段的距离的步骤，从而在目标车道上存在非并入路段时，在距离非并入路段一定距离处即并入目标车道，从而可保障无人驾驶车辆的正常行驶。
[0003]无人驾驶技术中的一个重要的组成部分就是车辆方向的控制，这里就需要用到转向控制器，现有的无人驾驶控制器方案都是采用非接触式角度传感器焊接在输入轴上然后通过引线连接到控制器来实现角度命令；这样不仅对结构安装要求苛刻，其流程繁琐，还需对传感器进行安装后的标定等工作，其本体的精度也不高；由于引线容易受环境电磁干扰，易短路、断路等风险；这样的方案过程复杂，风险大，成本高，效率低等弊端。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低速无人驾驶转向控制器，该控制器采用磁感应的方式获取车低速无人驾驶车辆的角度信号从而对车辆进行控制。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种低速无人驾驶转向控制器，所述控制器包括主控单元CPU、预驱动电路，所述主控单元CPU的输出端连接预驱动电路，用于通过预驱动电路来驱动转向电机的动作；所述控制器还包括磁感应角度芯片，所述磁感应角度芯片对应的传感器磁石设置于电机输出轴上，所述磁感应角度芯片通过解析传感器磁石信号获取角度信号，其输出端连接主控单元CPU。
[0006]所述磁感应角度芯片通过主备两路传输接口连接至主控单元CPU。
[0007]所述控制器还包括电源电路，所述电源电路的输入端用于连接至电池BAT；所述电源电路的输出端输出直流供电为控制器供电；所述电源电路具有一个使能端EN，所述电源电路的使能端EN被配置为输入点火信号。
[0008]所述控制器还包括继电器K1和预充电路，电池BAT经过继电器连接至预驱动电路，
用于为预驱动电路供电，所述主控单元CPU的输出端分别连接至继电器K1的控制端和预充电路的控制端。
[0009]所述预充电路包括预充电阻R1、三极管Q1，电池BAT经继电器K1的常开触点引出驱动供电端子，驱动供电端子用于连接至预驱动电路的供电端；在电池BAT和继电器K1的常开触点之间引出端子连接至二极管D1的阳极，二极管D1的阴极经过三极管连接至预充电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接至驱动供电端子；在二极管D1的阴极引出端子经三极管Q2连接至继电器K1的线圈的一端，K1线圈的另一端接地；所述主控单元CPU的输出端分别连接至三极管Q1、Q2的控制端用于控制三极管Q1、Q2的导通与断开。
[0010]所述预驱动电路包括栅极驱动器和四个MOS组成的桥式电路；
[0011]所述主控单元CPU经栅极驱动器分别连接至桥式电路中的每一个MOS的栅极；所述桥式电路的输出端连接至转向电机。
[0012]所述控制器还包括CAN通讯电路，所述主控单元CPU通过CAN通讯电路连接至车辆的车载控制器。
[0013]所述控制器还包括温度监视电路，所述温度监视电路用于检测控制器的温度，其输出端连接至主控单元CPU。
[0014]所述控制器还包括电压电流/电压采样电路，其用于采集转向电机的电流、电压，其输出端连接至主控单元CPU。
[0015]所述主控单元CPU与存储器连接，所述存储器为EEPROM。
[0016]本专利技术的优点在于：该转向控制器稳定可靠，采用了磁石加角度传感器芯片进行转向电机的角度检测，安装生产更加简单，解决了现有技术中传感器本体繁琐的安装流程，缩短了转向控制器的制造周期；采用磁石加角度传感器芯片进行转向电机的角度检测相对于现有技术减免了线束开路、短路以及电磁干扰的风险、极大的降低了采购成本且传感器角度检测准确度高，响应快；控制器集成有预充电路对预驱动电路供电进行控制，避免了直接供电造成的充电控制用的继电器的触点问题；控制器内部集成有温度监控电路，可以对控制器进行温度监控和保护。转向控制器基于启动信号进行供电控制，实现了启动后的转向控制器的上电工作。
附图说明
[0017]下面对本专利技术说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
[0018]图1为本专利技术转向控制器整体框架原理图；
[0019]图2为本专利技术转向控制器电源电路的原理图；
[0020]图3为本专利技术预充电路和继电器K1为预驱动电路供电原理图；
[0021]图4为本专利技术预驱动电路原理图；
[0022]图5为本专利技术CAN通讯电路原理图；
[0023]图6为本专利技术角度传感器原理图；
[0024]图7为温度监视电路原理图；
[0025]图8为本控制器的输出PWM控制电机的原理示意图；
[0026]图9转舵速度F/B控制原理图。
具体实施方式
[0027]下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0028]本实施例设计一种无人驾驶转向控制器，将转向控制器中的角度采集的传感器采用磁感应传感器的方式实现，可以实现不需要再转向电机上引出导线来获取角度信号，大大减少布线成本和难度；同时对控制器内的电路进行设计，实现控制器电路的准确可靠对转向控制的同时保证控制器电路的稳定工作。
[0029]具体方案如下：
[0030]如图1所示，一种低速无人驾驶转向控制器，控制器包括主控单元CPU、预驱动电路、磁感应角度芯片，主控单元CPU的输出端连接预驱动电路，用于通过预驱动电路来驱动转向电机的动作；主控单元CPU是控制器的核心用于实现整个系统的控制和处理功能，主控单元CPU的输出端经过预驱动电路连接至转向电机从而实现对电机的控制。主控单元CPU可以采用单片机等微处理器实现，可以根据实际需要从Cortex
‑
M0+,32
‑
bit CPU系列单片机中选取。
[0031]由于电机的控制是需要角度信号的，因此本申请控制器中集成有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低速无人驾驶转向控制器，所述控制器包括主控单元CPU、预驱动电路，所述主控单元CPU的输出端连接预驱动电路，用于通过预驱动电路来驱动转向电机的动作；其特征在于：所述控制器还包括磁感应角度芯片，所述磁感应角度芯片对应的传感器磁石设置于电机输出轴上，所述磁感应角度芯片通过解析传感器磁石信号获取角度信号，其输出端连接主控单元CPU。2.如权利要求1所述的一种低速无人驾驶转向控制器，其特征在于：所述磁感应角度芯片通过主备两路传输接口连接至主控单元CPU。3.如权利要求1所述的一种低速无人驾驶转向控制器，其特征在于：所述控制器还包括电源电路，所述电源电路的输入端用于连接至电池BAT；所述电源电路的输出端输出直流供电为控制器供电；所述电源电路具有一个使能端EN，所述电源电路的使能端EN被配置为输入点火信号。4.如权利要求1所述的一种低速无人驾驶转向控制器，其特征在于：所述控制器还包括继电器K1和预充电路，电池BAT经过继电器连接至预驱动电路，用于为预驱动电路供电，所述主控单元CPU的输出端分别连接至继电器K1的控制端和预充电路的控制端。5.如权利要求4所述的一种低速无人驾驶转向控制器，其特征在于：所述预充电路包括预充电阻R1、三极管Q1，电池BAT经继电器K1的常开触点引出驱动供电端子，驱动供电端子用于连接至预驱动电路的供电端；在电池BAT和继电器K1的常开触点之间引出端子连接至二极管D1的阳极，二极管D1的阴极经过三极管连接至预充电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接至驱动供电端子；在二极管D1的阴极引出端...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞道宝，王静，丁明刚，丁乙，苏本罡，
申请(专利权)人：安徽德孚转向系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：