CN111976825A - 一种车辆方向回正判断方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车辆方向回正判断方法及装置，所述车辆方向回正判断方法包括以下步骤：在获取转向信号后，通过检测装置采集车辆的转向数据，其中所述转向数据包括采集时长和由所述检测装置的磁编码器采集的磁角偏移；根据转向数据利用回正检测步骤取得输出结果；所述检测装置依据输出结果生成相应数据报文发送控制器。本发明可以在复杂路况，采集的转向数据更为稳定、可靠，同时取得精准的输出结果。
Description
技术领域
本发明涉及电动车领域，特别是涉及一种车辆方向回正判断方法及装置。
背景技术
通常说的电动车是以电池作为能量来源，通过控制器、电机等部件，将电能转化为机械能运动，以控制电流大小改变速度的车辆。
目前电动车比较常见的车辆方向回正检测采用的陀螺仪传感器。但陀螺仪具有“零飘”现象，采样数据相对不稳定，同时，陀螺仪回正算法比较复杂，使得对于回正时间点的判断相对不准确。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种车辆方向回正判断方法及装置，用于解决现有技术中车辆回正时间点判断不准确的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种车辆方向回正判断方法，所述车辆方向回正判断方法包括以下步骤：
在获取转向信号后，通过检测装置采集车辆的转向数据，其中所述转向数据包括采集时长和由所述检测装置的磁编码器采集的磁角偏移；
根据转向数据利用回正检测步骤取得输出结果；
所述检测装置依据输出结果生成相应数据报文发送控制器。
于本发明一实施例中，所述的回正检测步骤包括：
若确定采集时长在达到第一设定时长的过程中，所述磁角偏移达到转向开始阈值，则开始重新计时，反之则判定输出结果为转向超时；
若重新计时的采集时长在达到第二设定时长的过程中，所述磁角偏移达到转向回正阈值，则判定输出结果为转向回正，反之则判定输出结果为转向超时。
于本发明一实施例中，所述车辆方向回正判断方法，还包括：所述控制器解析数据报文取得输出结果，当输出结果为转向超时或转向回正，所述控制器控制复位动作。
于本发明一实施例中，所述复位动作包括：关闭转向灯和/或复位转向按钮。
本发明还提供了一种车辆方向回正判断装置，所述车辆方向回正判断装置包括：
检测装置，用于在获取转向信号后，通过检测装置采集车辆的转向数据，其中所述转向数据包括采集时长和由所述检测装置的磁编码器采集的磁角偏移；还用于根据转向数据利用回正检测步骤取得输出结果并生成相应数据报文；
控制器，用于接收由检测装置的磁编码器发送的数据报文。
于本发明一实施例中，所述的回正检测步骤包括：
若确定采集时长在达到第一设定时长的过程中，所述磁角偏移达到转向开始阈值，则开始重新计时，反之则判定输出结果为转向超时；
若重新计时的采集时长在达到第二设定时长的过程中，所述磁角偏移达到转向回正阈值，则判定输出结果为转向回正，反之则判定输出结果为转向超时。
于本发明一实施例中，所述检测装置包括所述磁编码器和计时器，
所述磁编码器，用于在获取转向信号后，采集所述转向数据；
所述计时器，用于在获取转向信号后，开始计时；还用于确定采集时长在达到第一设定时长的过程中，所述磁角偏移未达到转向开始阈值，则开始重新计时。
于本发明一实施例中，所述控制器还用于解析数据报文取得输出结果，当输出结果为转向超时或转向回正，所述控制器控制复位动作。
于本发明一实施例中，所述复位动作包括：关闭转向灯和/或复位转向按钮。
本发明还提供了一种电动车，所述电动车包括：包括上述任一项所述的车辆方向回正判断装置。
如上所述，本发明的车辆方向回正判断方法及装置，在复杂路况，采用磁编码器来采集转向数据，保证转向数据更为稳定、可靠，同时利用直观的回正检测步骤取得的输出结果更为精准。
附图说明
图1显示为电动摩托车的结构示意图。
图2显示为电动摩托车中控制器控制转向按钮的结构框图。
图3显示为电动摩托车中转向灯内闪光继电器的基本结构。
图4显示为磁编码器在电动摩托车的安装位置示意图。
图5显示为本发明的车辆方向回正判断方法的流程示意图。
图6显示为本发明的车辆方向回正判断装置的结构框图。
图7显示为本发明的车辆方向回正判断装置中检测装置的结构框图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本实施例中，磁编码器可安装于两轮车(如电动摩托车/自行车)，通过采样转子旋转角度来取得车轮的转向角度。为清楚说明磁编码器的安装位置，在这里针对两轮车结构作简单说明，本实施例以电动摩托车为例。
磁编码器将磁场信息变成电讯号进行测量，其“探头”或“取样装置”就是磁传感器。经常应用的磁编码器有：霍尔传感器、强磁体磁阻效应编码器和半导体磁阻效应编码器。在本发明实施例中采用霍尔传感器。
磁场中的导体、半导体当有电流通过时，其横向(电流垂直的导体两侧)不仅受到力的作用，同时还产生电位差，即是霍尔效应。霍尔元件即是由霍尔原理制成。由于霍尔元件产生的电动势很低，往往要外接放大器，因此通常使用的是霍尔集成电路。霍尔传感器按照功能和应用可以分为线性型、开关型、锁定型三种。在本实施例中可以选用线性型霍尔传感器。
请参阅图1-4，图1显示了电动摩托车的结构示意图，电动摩托车1包括车身11，在车身11的前段设有头管17，在头管17内设有转向轴12，转向轴12底部连接有轴杆13，在该轴杆13上安装有左右一对前叉14，在这些前叉14的下端部轴支撑有前轮，通常在两轮车中以前轮作为转向轮，在转动前轮时，其轴杆13跟随转向轴12一起转动。同时在轴杆13的上部安装有把手16，方便使用者通过对把手16操作带动前轮进行转向。
在车身11内安装有控制器，本实施例中控制器选用电子控制单元(ECU)，并且以本领域很容易理解的方式来电子控制发动机、马达启停，还可控制转向按钮等电子部件的开关。在电动摩托车1中，车身11以本领域技术人员所容易理解的方式包括转向灯，其转向灯包括安装在车身11前端的前转向灯和车身11尾端的后转向灯，同时，在把手16位置处设有转向按钮，拨动转向按钮所产生的转向信号传至电子控制单元内，电子控制单元可控制转向灯的开启或关闭。
请参阅图2，图2给出了本实施例中控制器控制转向按钮的结构框图，控制器可以根据磁编码器的输出结果来对转向按钮进行复位。其转向按钮选用可控按钮，控制器连接转向按钮的驱动电路，当转向按钮被拨动后，控制器可通过控制可控按钮的驱动电路来驱动转向按钮复位，从而关闭转向灯。
转向灯以本领域技术人员容易理解的方式包括灯泡、转向灯透镜、灯座等组成。为获得灯光闪烁的效果，转向灯还需要与闪光继电器配合使用。闪光继电器由三极管22、电容器23和线圈27等组成，如图3所示，给出了闪光继电器的基本结构，其中总开关21为电动摩托车1的总电源开关。转向灯26的工作原理为：打开转向按钮，电流由蓄电池正极依序传导的路径为总开关21、电阻R0、触点24、转向按钮25、转向灯26，而构成回路，使得转向灯26亮灯。此时，电容器23因充电使三极管22导通，产生正向基极电流。三极管22导通后的电路依次是：蓄电池正极、总开关21、三极管22的发射极e、集电极c、线圈27、搭铁。线圈27因有电流流过而产生磁场，吸引触点24，使其打开电路被切断，转向灯26熄灭。
两轮电动车通常以前轮为转向轮，为清楚知悉磁编码器的安装位置，在这里对其作简单阐述。请参阅4，磁编码器在电动摩托车1的一种安装结构。头管17上设有一长条形的第一槽口，磁钢座30穿过该第一槽口与转向轴12定位连接在一起，磁性元件31(如磁钢)安装在磁钢座30下端，霍尔元件座32定位连接在头管17的第一槽口边缘，磁编码器33安装在霍尔元件座32的下部，磁编码器33与磁钢座30下端的磁性元件31相对应，磁编码器33通过导线与电子控制单元相连。
当电动摩托车1转向时，驾驶员转动转向轴12，磁钢跟随转向轴12一起转动，由于磁编码器33位置固定，此时磁性元件31和磁编码器33相对位置发生改变，通过磁性元件31的移动改变了磁编码器33的磁感应强度，其磁编码器33所输出的电压信号也随之改变，电子控制单元可以根据磁编码器33的电压信号来获取前轮的转向角度，即磁角偏移。
请参阅图5，本发明实施例提供了一种基于磁编码器的车辆方向回正判断方法，所述车辆方向回正判断方法包括以下步骤：
S1，在获取转向信号后，通过检测装置采集车辆的转向数据，其中所述转向数据包括采集时长和由所述检测装置的磁编码器采集的磁角偏移。
需要说明的是，转向信号是指驾驶员拨动转向按钮所产生的信号，转向按钮通过导线与磁编码器相连，当驾驶员拨动转向按钮时，转向按钮生成转向信号发送给磁编码器，此时磁编码器开始采集转向数据。
检测装置还可包含计时器，在磁编码器接收到转向信号的通知，可以控制检测装置内的计时器开始对采集时长进行计时。
S2，根据转向数据利用回正检测步骤取得输出结果。
需要说明的是，输出结果包括转向超时或转向回正，其中转向超时可以用数字0来表示，转向回正可以用数字1来表示。
进一步地，所述的回正检测步骤包括：
S21，若确定采集时长在达到第一设定时长的过程中，所述磁角偏移达到转向开始阈值，则开始重新计时，反之则判定输出结果为转向超时。
其中，针对电动摩托车1转向和未转向，以本领域技术人员容易理解的方式将电动摩托车1的转向轴可转动角度范围划分为例如三个区域：左转向区域、初始区域和右转向区域，转向轴的转动角度位于初始区域内表明电动摩托车1未发生转向，转向轴的转动角度位于左转向区域是指电动摩托车1向左转向，转向轴的转动角度位于右转向区域是指电动摩托车1向右转向。相应地，转向轴的转动角度以磁角偏移量来表示，转向开始阈值是指转动轴从初始区域进入左转向区域/右转向区域时的磁角偏移量，转向回正阈值是指转动轴从左转区域/右转区域回正道初始区域时的磁角偏移量。
另外，开始重新计时是指在采集时长在达到第一设定时长的过程中，所述磁角偏移达到转向开始阈值时，其计时器清零进行重新计时。
在S21中当采集时长超过第一设定时长，所述磁角偏移未达到转向开始阈值，即磁角偏移小于转向阈值，是指驾驶员拨动转向按钮后在第一设定时长内并未发生转向，此时判定输出结果为转向超时，输出结果用数字0表示。
S22，若重新计时的采集时长在达到第二设定时长的过程中，所述磁角偏移达到转向回正阈值，则判定输出结果为转向回正，输出结果用数字1表示，反之则判定输出结果为转向超时。
需要说明的是，在S22中当采集时长超过第二设定时长，所述磁角偏移未达到转向回正阈值，即磁角偏移大于转角回正阈值，是指驾驶员拨动转向按钮后转向后，在第二设定时长内并未发生回正，此时判定输出结果为转向超时，输出结果用数字0表示。
本实施例的回正检测步骤通过比对磁角偏移和转向开始阈值、转向回正阈值可快速判断车辆是否回正。
S3，所述检测装置依据输出结果生成相应数据报文发送控制器。检测装置中的磁编码器采用与控制器之间设定的报文格式来生成数据报文，并由磁编码器发送给控制器。
进一步地，所述车辆方向回正判断方法还包括：S4，所述控制器解析数据报文取得输出结果，当输出结果为转向超时或转向回正，所述控制器控制复位动作。其中，所述复位动作包括：关闭转向灯和/或复位转向按钮。在本实施例中，控制器通过控制电磁阀的通断电来实现复位转向按钮，关闭转向灯。
本发明实施例在复杂路况，采用磁编码器来采集转向数据，保证转向数据更为稳定、可靠，同时利用直观的回正检测步骤取得的输出结果更为精准。
请参阅图6-7，本发明实施例还提供了一种车辆方向回正判断装置，所述车辆方向回正判断装置包括：
检测装置40，用于在获取转向信号后，通过检测装置采集车辆的转向数据，其中所述转向数据包括采集时长和由所述检测装置的磁编码器采集的磁角偏移；还用于根据转向数据利用回正检测步骤取得输出结果并生成相应数据报文。检测装置40包括磁编码器401，所述磁编码器401，用于在获取转向信号后，采集的转向数据。
转向信号是指驾驶员拨动转向按钮所产生的信号，转向按钮通过导线与磁编码器401相连，当驾驶员拨动转向按钮时，转向按钮生成转向信号发送磁编码器401，此时磁编码器401开始采集转向数据。
控制器41，用于接收由检测装置40的磁编码器401发送的数据报文。检测装置40中的磁编码器401采用与控制器41之间设定的报文格式来生成数据报文，并由磁编码器401发送给控制器41。本实施例中控制器41选用电子控制单元(ECU)。
进一步地，上述的回正检测步骤包括：
若确定采集时长在达到第一设定时长的过程中，所述磁角偏移达到转向开始阈值，则开始重新计时，反之则判定输出结果为转向超时；
若重新计时的采集时长在达到第二设定时长的过程中，所述磁角偏移达到转向回正阈值，则判定输出结果为转向回正，反之则判定输出结果为转向超时。
其中，所述检测装置40还包括计时器402，磁编码器401与计时器402导线连接；所述计时器402，用于在获取转向信号后，开始对采集时长进行计时；还用于确定采集时长在达到第一设定时长的过程中，所述磁角偏移未达到转向开始阈值，则开始重新计时。
计时器402将采集时长发送给磁编码器401，由磁编码器401利用回正检测步骤取得输出结果，当磁编码器401确定采集时长在达到第一设定时长的过程中，所述磁角偏移达到转向开始阈值，则磁编码器401向计时器402发送清零信号，计时器402开始重新计时。
进一步地，所述控制器41还用于解析数据报文取得输出结果，当输出结果为转向超时或转向回正，所述控制器41控制复位动作。所述复位动作包括：关闭转向灯和/或复位转向按钮。
本发明的实施例还提供了一种电动车，所述电动车包括：包括上述提及的车辆方向回正判断装置。
所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种车辆方向回正判断方法，其特征在于，所述车辆方向回正判断方法包括以下步骤：
在获取转向信号后，通过检测装置采集车辆的转向数据，其中所述转向数据包括采集时长和由所述检测装置的磁编码器采集的磁角偏移；
根据所述转向数据，利用回正检测步骤取得输出结果；
依据所述输出结果，通过所述检测装置生成相应数据报文，并发送控制器。
2.根据权利要求1所述的车辆方向回正判断方法，其特征在于：所述的回正检测步骤包括：
若确定采集时长在达到第一设定时长的过程中，所述磁角偏移达到转向开始阈值，则开始重新计时，反之则判定输出结果为转向超时；
若重新计时的采集时长在达到第二设定时长的过程中，所述磁角偏移达到转向回正阈值，则判定输出结果为转向回正，反之则判定输出结果为转向超时。
3.根据权利要求1或2所述的车辆方向回正判断方法，其特征在于：还包括：所述控制器解析数据报文取得输出结果，当输出结果为转向超时或转向回正，所述控制器控制复位动作。
4.根据权利要求3所述的车辆方向回正判断方法，其特征在于：所述复位动作包括：关闭转向灯和/或复位转向按钮。
5.一种车辆方向回正判断装置，其特征在于，所述车辆方向回正判断装置包括：
检测装置，用于在获取转向信号后，通过检测装置采集车辆的转向数据，其中所述转向数据包括采集时长和由所述检测装置的磁编码器采集的磁角偏移；还用于根据转向数据利用回正检测步骤取得输出结果并生成相应数据报文；
控制器，用于接收由检测装置的磁编码器发送的数据报文。
6.根据权利要求5所述的车辆方向回正判断装置，其特征在于：所述的回正检测步骤包括：
若确定采集时长在达到第一设定时长的过程中，所述磁角偏移达到转向开始阈值，则开始重新计时，反之则判定输出结果为转向超时；
若重新计时的采集时长在达到第二设定时长的过程中，所述磁角偏移达到转向回正阈值，则判定输出结果为转向回正，反之则判定输出结果为转向超时。
7.根据权利要求5所述的车辆方向回正判断装置，其特征在于：所述检测装置包括所述磁编码器和计时器，
所述磁编码器，用于在获取转向信号后，采集所述转向数据；
所述计时器，用于在获取转向信号后，开始计时；还用于确定采集时长在达到第一设定时长的过程中，所述磁角偏移未达到转向开始阈值，则开始重新计时。
8.根据权利要求5所述的车辆方向回正判断装置，其特征在于：所述控制器还用于解析数据报文取得输出结果，当输出结果为转向超时或转向回正，所述控制器控制复位动作。
9.根据权利要求8所述的车辆方向回正判断装置，其特征在于：所述复位动作包括：关闭转向灯和/或复位转向按钮。
10.一种电动车，其特征在于，所述电动车包括：包括如权利要求5-9中任一项所述的车辆方向回正判断装置。
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