CN109318836A - 一种智能网联车辆后装线控装置 - Google Patents
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Abstract
一种智能网联车辆后装线控装置，用于实现车辆的智能驾驶。它包括电子油门控制器、刹车执行器、转向辅助控制器和灯光控制器，电子油门控制器包括模拟量输入单元、模拟量输出单元、单片机和CAN驱动器，刹车执行器包括霍尔位置传感器、带卷线盘的直流电机、刹车执行控制器，转向辅助控制器包括电机驱动器、两路模拟量输入单元、两路CAN驱动器和单片机，灯光控制器包括继电器、CAN驱动器和单片机。该线控装置可以实现车辆的智能驾驶。
Description
技术领域
本发明涉及智能驾驶技术领域，具体地说是一种智能网联车辆后装线控装置。
背景技术
随着社会科技的进步，高级驾驶辅助系统(ADAS)和无人驾驶技术成为了互联网、车企、政府和高校的热门研究对象，但目前市面上很少对外提供汽车油门、制动、转向和灯光系统的线控接口，这就对中低档车的智能驾驶带来了不利发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能网联车辆后装线控装置，用于实现车辆的智能驾驶。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种智能网联车辆后装线控装置，其特征是，它包括电子油门控制器、刹车执行器、转向辅助控制器和灯光控制器，
电子油门控制器包括模拟量输入单元、模拟量输出单元、单片机和CAN总线驱动器，CAN驱动器通过CAN总线与单片机连接，单片机通过数字模拟转换器与模拟量输出单元信号连接，模拟量输出单元与发动机控制器信号连接，模拟量输入单元通过模数转换器与单片机信号连接，模拟量输入单元还与电子油门踏板的位置传感器信号连接；
刹车执行器包括霍尔位置传感器、带卷线盘的直流电机、刹车执行控制器，其中刹车执行控制器包括模拟量输入单元、电机驱动器、电流传感器、单片机、CAN驱动器，霍尔位置传感器安装在制动踏板的支架上，制动踏板上靠近霍尔位置传感器的位置安装有磁铁，霍尔位置传感器可以测量到踏板的行程，带卷线盘的直流电机固定在制动踏板上，在卷线盘上设有拉线，拉线一端安装在卷线盘上，拉线的另外一端安装在制动踏板支架上，刹车执行控制器根据CAN指令实现制动踏板的总线控制；
转向辅助控制器包括电机驱动器、两路模拟量输入单元、两路CAN驱动器和单片机，电机驱动器驱动原车电动转向助力的助力电机，带动方向盘转动；两路模拟量输入单元连接方向盘扭矩传感器，获得方向盘扭矩值；一路CAN驱动器连接方向盘位置传感器，获得当前方向盘角度信息；另外一路CAN驱动器用来连接CAN总线，用来获得线控总线指令。
灯光控制器包括继电器、CAN驱动器和单片机，其中继电器驱动左、右转向灯、制动灯、前照灯，继电器的公共端连接到汽车电瓶正极，继电器的常开端连接原车车灯控制继电器的输出端；单片机控制继电器的开闭，同时接收CAN驱动器发来的总线指令。
进一步地，模拟量输入单元包括两路模拟量输入采集电路，用来连接汽车电子油门踏板的输出电压信号；模拟量输出单元包括两路模拟量输出电路，用来连接发动机控制器，以改变发动机的动力输出。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种智能网联车辆后装线控装置，通过后装线控装置，可以实现车辆的智能驾驶。
附图说明
图1为电子油门控制器的结构；
图2为刹车执行器的结构；
图3为转向辅助控制器的结构；
图4为灯光控制器的结构；
具体实施方式
本发明主要包括电子油门控制器、刹车执行器、转向辅助控制器和灯光控制器，通过在原车的基础上进行后装该线控装置，电子油门控制器与刹车执行器之间、刹车执行器与转向辅助控制器之间、转向辅助控制器与灯光控制器之间均通过CAN总线连接，通过CAN总线控制发送指令，控制汽车的加减速、制动、转向和灯光下面对各部分进行介绍。
电子油门控制器:除现有技术中的部分汽车采用拉线油门外，其余大部分汽车采用电子节气门，通过控制油门踏板的油门踏板信号线和模拟油门信号线，控制电子油门。
如图1所示，电子油门控制器包括模拟量输入单元、模拟量输出单元、单片机和CAN驱动器，CAN驱动器通过CAN总线与单片机连接，单片机通过DAC(数字模拟转换器)与模拟量输出单元信号连接，模拟量输出单元与发动机控制器信号连接，模拟量输入单元通过ADC(模数转换器)与单片机信号连接，模拟量输入单元还与电子油门踏板的位置传感器信号连接。模拟量输入单元包括两路模拟量输入采集电路，用来连接汽车电子油门踏板的输出电压信号；模拟量输出单元包括两路模拟量输出电路，用来连接发动机控制器，以改变发动机的动力输出。单片机用于对信号的采样、输出和通信。
安装时，断开原车电子油门踏板的油门踏板信号线和模拟油门信号线，将电子油门控制器的两路模拟量输入采集电路连接在加速踏板的信号输出，将电子油门控制器的两路模拟量输出电路连接在发动机控制器的加速踏板位置输入端，将发动机控制器的电源连接在电子油门踏板的电源上。CAN驱动器的CAN总线，连接到线控装置的CAN总线上。
电子油门控制器随着电子油门的上电启动，当没有接收到CAN线控指令时，单片机通过两路模拟量输入采集电路定时采集电子油门踏板的值，并通过两路模拟量输出电路将两路模拟量输入采集电路的值发送到发动机控制器。当单片机通过CAN驱动器接收到CAN总线指令后，单片机采用CAN总线指令的值，该指令包括模拟量输出值，并将模拟量输出值通过两路模拟量输出电路发送到发动机控制器，从而实现对电子油门的线控功能。
刹车执行器：
刹车执行器包括霍尔位置传感器、带卷线盘的直流电机、刹车执行控制器。其中刹车执行控制器包括模拟量输入单元、电机驱动器、电流传感器、单片机、CAN驱动器。其中霍尔位置传感器安装在制动踏板的支架上，制动踏板上靠近霍尔位置传感器的位置安装有磁铁，霍尔位置传感器可以测量到踏板的行程。带卷线盘的直流电机固定在制动踏板上，在卷线盘上设有拉线，拉线一端安装在卷线盘上，拉线的另外一端安装在制动踏板支架上，可以通过直线电机转动带动卷线盘的转动，进而带动刹车踏板拉下或松开。刹车执行控制器用来根据CAN指令，实现制动踏板的总线控制。
刹车执行控制器中，模拟量输入单元用来采样霍尔位置传感器输出电压，然后通过单片机计算出制动踏板行程。电机驱动器用来驱动直流电机，带动制动踏板。电流传感器用来采样直流电机的电流，防止直线电机堵转烧坏。单片机用来信号的采样、计算、控制电机转动和通信。CAN驱动器用来连接线控装置的CAN总线。
刹车执行器随着整车电路上电启动，当没有接收到CAN线控指令时，单片机通过控制刹车踏板释放到原始位置，此时制动不起作用。当接收到CAN总线指令后，单片机采用CAN总线指令的值，该指令包括目标踏板位置等信息，然后单片机运用PID控制算法，计算当前行程，调整电机转动，使制动踏板运动到指定的踏板行程，实现线控制动功能。
转向辅助控制器：
转向辅助控制器包括电机驱动器、两路模拟量输入单元、两路CAN驱动器和单片机，电机驱动器驱动原车电动转向助力的助力电机，带动方向盘转动。两路模拟量输入单元用来连接方向盘扭矩传感器，获得方向盘扭矩值。一路CAN驱动器连接方向盘位置传感器，获得当前方向盘角度信息；另外一路CAN驱动器用来连接线控装置CAN总线，用来获得线控总线指令。
转向辅助控制器的工作原理为，转向辅助控制器随着整车电路上电启动，当没有接收到CAN线控指令时，单片机通过扭矩传感器和助力电机，实现助力转向功能。当接收到CAN总线指令后，单片机采用CAN总线指令的值，该指令包括目标方向盘转向角度等信息，然后单片机运用PID控制算法，根据当前方向盘位置，调整助力电机转动，使方向盘运动到指定的角度，实现线控转向功能。
灯光控制器：
灯光控制器包括继电器、CAN驱动器和单片机，其中继电器用来驱动左、右转向灯、制动灯、前照灯，继电器的公共端连接到汽车电瓶正极、继电器的常开端连接原车车灯控制继电器的输出端。单片机用来控制继电器的开闭，同时接收CAN驱动器发来的总线指令。CAN驱动器用来连接线控装置CAN总线，用来获得线控总线指令。
灯光控制器的工作原理为，灯光控制器随着整车电路上电启动，当没有接收到CAN线控指令时，继电器断开，左右转向灯、制动灯、前照灯根据原车车灯组合开关的状态确定灯光的亮灭。当接收到CAN总线指令后，单片机采用CAN总线指令的值，该指令包括左右转向灯、制动灯、前照灯的亮灭信息，然后单片机根据CAN总线指令，控制继电器的闭合或断开，使左右转向灯、制动灯、前照灯能够根据线控指令控制点亮或熄灭。
Claims (2)
1.一种智能网联车辆后装线控装置，其特征是，它包括电子油门控制器、刹车执行器、转向辅助控制器和灯光控制器，
电子油门控制器包括模拟量输入单元、模拟量输出单元、单片机和CAN总线驱动器，CAN驱动器通过CAN总线与单片机连接，单片机通过数字模拟转换器与模拟量输出单元信号连接，模拟量输出单元与发动机控制器信号连接，模拟量输入单元通过模数转换器与单片机信号连接，模拟量输入单元还与电子油门踏板的位置传感器信号连接；
刹车执行器包括霍尔位置传感器、带卷线盘的直流电机、刹车执行控制器，其中刹车执行控制器包括模拟量输入单元、电机驱动器、电流传感器、单片机、CAN驱动器，霍尔位置传感器安装在制动踏板的支架上，制动踏板上靠近霍尔位置传感器的位置安装有磁铁，霍尔位置传感器可以测量到踏板的行程，带卷线盘的直流电机固定在制动踏板上，在卷线盘上设有拉线，拉线一端安装在卷线盘上，拉线的另外一端安装在制动踏板支架上，刹车执行控制器根据CAN指令实现制动踏板的总线控制；
转向辅助控制器包括电机驱动器、两路模拟量输入单元、两路CAN驱动器和单片机，电机驱动器驱动原车电动转向助力的助力电机，带动方向盘转动；两路模拟量输入单元连接方向盘扭矩传感器，获得方向盘扭矩值；一路CAN驱动器连接方向盘位置传感器，获得当前方向盘角度信息；另外一路CAN驱动器用来连接CAN总线，用来获得线控总线指令；
灯光控制器包括继电器、CAN驱动器和单片机，其中继电器驱动左、右转向灯、制动灯、前照灯，继电器的公共端连接到汽车电瓶正极，继电器的常开端连接原车车灯控制继电器的输出端；单片机控制继电器的开闭，同时接收CAN驱动器发来的总线指令。
2.根据权利要求1所述的一种智能网联车辆后装线控装置，其特征是，模拟量输入单元包括两路模拟量输入采集电路，用来连接汽车电子油门踏板的输出电压信号；模拟量输出单元包括两路模拟量输出电路，用来连接发动机控制器，以改变发动机的动力输出。
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