CN112078654A - 一种通过汽车齿条位置控制转向的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及转向控制技术领域，具体地说是一种通过汽车齿条位置控制转向的装置，包括操纵装置、网关、电源盒，操纵装置的15针接头与网关数据采集卡的I/O通讯端连接，网关的CAN1通讯端、CAN2通讯端分别与整车主路CAN接口以及整车辅路CAN接口连接，网关的CAN3通讯端、CAN4通讯端分别与EPS主路CAN接口以及EPS辅路CAN接口连接，电源盒的输出端与操纵装置、网关的电源端连接。本发明同现有技术相比，设计了通过汽车齿条位置控制转向的装置，驾驶员能够通过操作操纵装置实现对车辆目标方向的精准控制，当高度自动化驾驶系统未开发完善时，本发明可以用于前期对齿条位置控制转向系统的整车释放和验证工作，确保功能安全性和可控性。

Description

一种通过汽车齿条位置控制转向的装置
技术领域
本发明涉及转向控制技术领域，具体地说是一种通过汽车齿条位置控制转向的装置。
背景技术
随着5G时代的逐步到来以及智能驾驶的快速发展，全自动驾驶也在快速研发中。电子助力转向系统EPS作为车辆方向控制的执行机构，电子硬件的冗余是智能驾驶系统发生故障时的第一道安全防线。
传统的EPS工作原理为：扭矩传感器、转子位置传感器为EPS传感器信号，车速等为整车总线信号，ECU计算助力、回正、阻尼等各功能模块所需的电机力矩，通过电机矢量控制单元控制三相电路桥中的晶体管的开关改变电流的大小，达到控制电机输出扭矩的目的。电流传感器会监测实际输出任意两相的电流，负反馈到ECU进行闭环补偿。转子位置传感器的信号会和角度传感器结合，输出转角信号到ECU。
随着SAE L3级别以上自动驾驶的实现，系统取代驾驶员作为外部环境的监控与执行者，基于车辆的危害分析导出整车安全集成度ASIL D，EPS随机硬件失效率需要满足10fit的失效时间。为满足功能安全目标，全新一代的全冗余转向系统运用于SAE L3以上的自动驾驶功能，EPS系统包含冗余的MCU、冗余的传感器、驱动电路冗余、12相电机设计；EPS发生失效，EPS系统降级到系统安全状态，即跛行模式，最大可提供50%电机助力，可以覆盖自动驾驶大部分场景。
基于此冗余的转向系统可达到两种转向控制方式：手感控制和齿条位置控制。手感控制为传统的控制系统，驾驶员的手力作为输入环境，通过各功能模块的计算，输出电机扭矩。齿条位置控制为目标齿条位置作为输入条件，外部系统发送请求的目标齿条位置，通过PID控制，实际齿条位置向目标齿条位置趋近。
现有的无人驾驶技术，整车的摄像系统以及雷达系统会监测周围的环境，例如道路路况，道路信息和障碍物信息，整车高度自动化驾驶系统HAD会通过环境信息和车辆状况计算出车辆的期望路径，发送EPS目标齿条位置信号，EPS从而实现转向。
驾驶员作为输入环境的齿条控制转向目前还没有实现，受于道路的限制，例如乡村道路等。因此，需要设计一种通过汽车齿条位置控制转向的装置，驾驶员能够通过操纵装置实现对车辆目标方向的精准控制。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种通过汽车齿条位置控制转向的装置，驾驶员能够通过操纵装置实现对车辆目标方向的精准控制。
为了达到上述目的，本发明是一种通过汽车齿条位置控制转向的装置，包括操纵装置、网关、电源盒，操纵装置的15针接头与网关数据采集卡的I/O通讯端连接，网关的CAN1通讯端、CAN2通讯端分别与整车主路CAN接口以及整车辅路CAN接口连接，网关的CAN3通讯端、CAN4通讯端分别与EPS主路CAN接口以及EPS辅路CAN接口连接，电源盒的输出端与操纵装置、网关的电源端连接，操纵装置包括盒体、控制开关、LED指示灯、蜂鸣器、保险丝、操纵杆、15针接头，操纵杆、控制开关、LED指示灯设置在盒体表面，蜂鸣器、保险丝设置在盒体内部，操纵杆的内部设有位置传感器一和位置传感器二，控制开关包括急停开关、梯度开关、步进开关、正弦波开关、正弦扫频开关、请求齿条位置控制开关，LED指示灯包括梯度指示灯、步进指示灯、正弦波指示灯、正弦扫频指示灯、齿条位置控制指示灯，保险丝的一端串联急停开关后，分八路分别与15针接头的1号针、梯度指示灯的阳极、步进指示灯的阳极、正弦波指示灯的阳极、正弦扫频指示灯的阳极、请求齿条位置控制开关的一端、位置传感器一的一端以及位置传感器二的一端连接，梯度指示灯的阴极串联梯度开关后，与15针接头的2号针连接，步进指示灯的阴极串联步进开关后，与15针接头的3号针连接，正弦波指示灯的阴极串联正弦波开关后，与15针接头的4号针连接，正弦扫频指示灯的阴极串联正弦扫频开关后，与15针接头的5号针连接，请求齿条位置控制开关的另一端与15针接头的6号针连接，位置传感器一的滑动端与15针接头的7号针连接，位置传感器二的滑动端与15针接头的8号针连接，15针接头的10号针与蜂鸣器的一端连接，15针接头的11号针与齿条位置控制指示灯的一端连接，位置传感器一的另一端、位置传感器二的另一端、15针接头的9号针、蜂鸣器的另一端、齿条位置控制指示灯的另一端接地。
所述的15针接头为SUB-D接头。
所述的网关型号为Vector VN8910。
所述的网关与整车主路CAN接口以及整车辅路CAN接口之间、所述的网关与EPS主路CAN接口以及EPS辅路CAN接口之间均采用通信延长线连接。
所述的网关的CAN1通讯端和CAN3通讯端为CAPL仿真网络节点的输入信号，CAN2通讯端和CAN4通讯端为CAPL仿真网络节点的输出信号，将CAN1通讯端和CAN2通讯端，CAN3通讯端和CAN4通讯端的Rx信号进行互相交换，确保整车CAN通讯中涉及到EPS的信号正常工作，将CAN1通讯端和CAN3通讯端中涉及到高度自动化驾驶系统的输入信号进行屏蔽，并通过CAN2通讯端和CAN4通讯端发送高度自动化驾驶系统信号。
所述的电源盒的供电端与12V电源连接，电源盒内设有操纵装置电源开关和网关电源开关，操纵装置电源开关的一端与12V电源连接，操纵装置电源开关的另一端与操纵装置的保险丝的另一端连接，网关电源开关的一端与12V电源连接，网关电源开关的另一端与网关的电源端连接。
所述的位置传感器二为冗余位移传感器，位置传感器一的位置电压值UB1为0.5V~4.5V，位置传感器二的位置电压值UB2为4.5V~0.5V，且UB1+ UB2=5V。
所述的操纵装置、网关包括如下步骤：步骤1，位置传感器一、位置传感器二将检测到的操纵杆位置信号生成位置电压值，位置电压值与控制开关输出的数字信号0或1通过网关的数据采集卡采集到Vector CANoe编译环境；步骤2，如位置传感器一的位置电压值UB1、位置传感器二的位置电压值UB2大于2.3V且小于2.7V，则判定当前操纵杆在中位，对应的位置电压值为初始值，如位置传感器一的位置电压值UB1、位置传感器二的位置电压值UB2大于2.7V或小于2.3V，则将当前操纵杆的位置电压值初始化为2.5V；步骤3，通过操纵杆进行齿条位置控制时，目标齿条位置=(UB1-2.5)/2*z，其中z为最大齿条半行程；步骤4，判断UB1+UB2是否为5V，若是，则进行步骤5，若不是，则返回步骤2；步骤5，定义梯度方式时间、幅值、正弦波频率、起始正弦扫频频率、最终正弦扫频频率、正弦扫频时间，根据控制开关的数字信号进行梯度模式或步进模式或正弦波模式或正弦扫频模式的切换和激活，并计算目标齿条位置；步骤6，把目标齿条位置赋值相应CAN总线信号，目标齿条位置作为输入条件，通过PID控制，实际齿条位置向目标齿条位置趋近，通过CAN信号方式控制转向机齿条移动，从而实现转向。
所述的根据控制开关的数字信号进行梯度模式或步进模式或正弦波模式或正弦扫频模式的切换和激活，并计算目标齿条位置具体如下：如梯度开关的数字信号为1，则采样周期为10ms，时间t每增加10ms进行一次计算：梯度=幅值/梯度方式时间，目标齿条位置=梯度*t，若当前目标齿条位置＞幅值，则停止计算并将目标齿条位置输出；如步进开关的数字信号为1，则目标齿条位置=幅值；如正弦波开关的数字信号为1，采样周期为10ms，时间t按照10ms梯度递增变化，根据公式：目标齿条位置=幅值*sin(2*π*正弦波频率*t)，计算目标齿条位置并输出目标齿条位置；如正弦扫频开关的数字信号为1，则采样周期为10ms，时间t每增加10ms进行一次计算：正弦扫频梯度= (最终正弦扫频频率-起始正弦扫频频率)/正弦扫频时间，当前正弦扫频频率= t* ((0.5 * 正弦扫频梯度 * t) + 起始正弦扫频频率)，目标齿条位置=幅值*sin(2*π*当前正弦扫频频率)，若时间t＞正弦扫频时间，则停止计算并将目标齿条位置输出。
本发明同现有技术相比，设计了通过汽车齿条位置控制转向的装置，驾驶员能够通过操作操纵装置实现对车辆目标方向的精准控制，当高度自动化驾驶系统未开发完善时，本发明可以用于前期对齿条位置控制转向系统的整车释放和验证工作，确保功能安全性和可控性。
附图说明
图1 为本发明的示意图。
图2为本发明操纵装置的电路图。
图3为本发明操纵装置的示意图。
具体实施方式
现结合附图对本发明做进一步描述。
参见图1，本发明是一种通过汽车齿条位置控制转向的装置，包括操纵装置、网关、电源盒，操纵装置1的15针接头与网关2数据采集卡的I/O通讯端连接，网关2的CAN1通讯端、CAN2通讯端分别与整车主路CAN接口以及整车辅路CAN接口连接，网关2的CAN3通讯端、CAN4通讯端分别与EPS主路CAN接口以及EPS辅路CAN接口连接，网关2与整车主路CAN接口以及整车辅路CAN接口之间、网关2与EPS主路CAN接口以及EPS辅路CAN接口之间均采用通信延长线连接。网关2的CAN1通讯端和CAN3通讯端为CAPL仿真网络节点的输入信号，CAN2通讯端和CAN4通讯端为CAPL仿真网络节点的输出信号，将CAN1通讯端和CAN2通讯端，CAN3通讯端和CAN4通讯端的Rx信号进行互相交换，确保整车CAN通讯中涉及到EPS的信号正常工作，将CAN1通讯端和CAN3通讯端中涉及到高度自动化驾驶系统的输入信号进行屏蔽，并通过CAN2通讯端和CAN4通讯端发送高度自动化驾驶系统信号，例如高度自动化驾驶系统HAD模式和目标齿条位置，从而实现转向。
电源盒3的输出端与操纵装置1、网关2的电源端连接。电源盒3的供电端与12V电源连接，电源盒3内设有操纵装置电源开关S1和网关电源开关，操纵装置电源开关S1的一端与12V电源连接，操纵装置电源开关S1的另一端与操纵装置1的保险丝F1的另一端连接，网关电源开关的一端与12V电源连接，网关电源开关的另一端与网关2的电源端连接。操纵装置电源开关S1和网关电源开关控制其通电状态，为操纵装置和网关进行供电。
参见图3，操纵装置1包括盒体12、控制开关、LED指示灯、蜂鸣器E6、保险丝F1、操纵杆11、15针接头，操纵杆11、控制开关、LED指示灯设置在盒体12表面，蜂鸣器E6、保险丝F1设置在盒体12内部，操纵杆11的内部设有位置传感器一B1和位置传感器二B2，控制开关包括急停开关S2、梯度开关S3、步进开关S4、正弦波开关S5、正弦扫频开关S6、请求齿条位置控制开关S7，LED指示灯包括梯度指示灯E1、步进指示灯E2、正弦波指示灯E3、正弦扫频指示灯E4、齿条位置控制指示灯E5。
操纵装置1的主要功能如下：1，通过操纵杆11实现驾驶员基于车辆行驶路径控制车辆；2，梯度开关S3、步进开关S4、正弦波开关S5、正弦扫频开关S6实现固定驾驶模式输入，梯度模式、步进模式、正弦波模式、正弦扫频模式； 3，急停开关S2用于在紧急场景下，拍停自动驾驶模式，进入驾驶员控制模式；4，LED指示灯用于显示当前EPS系统处于高度自动化驾驶系统HAD模式或者驾驶员控制模式；5，蜂鸣器E6用于提醒驾驶员EPS转向系统退出高度自动化驾驶系统HAD模式。
参见图2，保险丝F1的一端串联急停开关S2后，分八路分别与15针接头的1号针Pin1、梯度指示灯E1的阳极、步进指示灯E2的阳极、正弦波指示灯E3的阳极、正弦扫频指示灯E4的阳极、请求齿条位置控制开关S7的一端、位置传感器一B1的一端以及位置传感器二B2的一端连接，梯度指示灯E1的阴极串联梯度开关S3后，与15针接头的2号针Pin2连接，步进指示灯E2的阴极串联步进开关S4后，与15针接头的3号针Pin3连接，正弦波指示灯E3的阴极串联正弦波开关S5后，与15针接头的4号针Pin4连接，正弦扫频指示灯E4的阴极串联正弦扫频开关S6后，与15针接头的5号针Pin5连接，请求齿条位置控制开关S7的另一端与15针接头的6号针Pin6连接，位置传感器一B1的滑动端与15针接头的7号针Pin7连接，位置传感器二B2的滑动端与15针接头的8号针Pin8连接，15针接头的10号针Pin10与蜂鸣器E6的一端连接，15针接头的11号针Pin11与齿条位置控制指示灯E5的一端连接，位置传感器一B1的另一端、位置传感器二B2的另一端、15针接头的9号针Pin9、蜂鸣器E6的另一端、齿条位置控制指示灯E5的另一端接地。
各个元器件的作用如下：急停开关S2：在不可预见的周围环境发生时，可以按下急停开关S2，退出齿条位置控制RPC模式，回到手感控制SFC模式。梯度开关S3：按设定的梯度，齿条位置偏置到目标值。步进开关S4：齿条位置无梯度偏置到目标值。正弦波开关S5：按设定的固定频率和幅值，通过正弦输出的方式控制齿条位置。正弦扫频开关S6：按设定的固定幅值，起始和终止频率，通过正弦扫频的方式控制齿条位置，当执行到设定的终止频率后，功能关闭。请求齿条位置控制开关S7：当按下该开关后，系统由手感控制SFC模式切换为齿条位置控制RPC模式；当再次按下该开关，系统切换回手感控制SFC模式。梯度指示灯E1、步进指示灯E2、正弦波指示灯E3、正弦扫频指示灯E4为不同的操纵方式对应的LED指示灯，当按下对应开关且开关闭合时，LED指示灯亮。齿条位置控制指示灯E5在齿条位置控制RPC模式工作时亮起。蜂鸣器E6：齿条位置控制RPC模式关闭，回到手感控制SFC模式时，蜂鸣器E6工作，用于提醒驾驶员。
本发明中，15针接头为SUB-D接头，PIN针的分配如下：Pin1对应数字信号急停开关S2；Pin2对应梯度开关S3；Pin3对应步进开关S4；Pin4对应正弦波开关S5；Pin5对应正弦扫频开关S6；Pin6对请求齿条位置控制开关S7；Pin7对应目标齿条位置1；Pin8对应目标齿条位置2；Pin9对应接地GND；Pin10对应齿条位置控制RPC模式关闭蜂鸣器E6；Pin11对应齿条位置控制指示灯E5。开关信号全部为数字输入信号，目标齿条位置为模拟输入信号，齿条位置控制指示灯E5和蜂鸣器E6为模拟输出信号。
本发明中，网关2型号为Vector VN8910。
本发明中，位置传感器一B1、位置传感器二B2为可变电阻构成，在电位器上通以电源电压，以把电阻变化转换为电压输出。位置传感器二B2为冗余位移传感器，以符合安全需求。位置传感器一B1的位置电压值UB1为0.5V~4.5V，位置传感器二B2的位置电压值UB2为4.5V~0.5V，且位置传感器二B2作为反校验机制，UB1+ UB2=5V。
本发明可进行外部信号采集，转角初始化，操纵杆冗余信号校验，通过操纵杆转化为目标齿条位置，特定转向模式功能的实现，CAN总线HAD信号的赋值，操纵装置、网关包括如下步骤：
步骤1，位置传感器一、位置传感器二将检测到的操纵杆位置信号生成位置电压值，位置电压值与控制开关输出的数字信号0或1通过网关的数据采集卡采集到Vector CANoe编译环境。
步骤2，如位置传感器一的位置电压值UB1、位置传感器二的位置电压值UB2大于2.3V且小于2.7V，则判定当前操纵杆在中位，对应的位置电压值为初始值，如位置传感器一的位置电压值UB1、位置传感器二的位置电压值UB2大于2.7V或小于2.3V，则将当前操纵杆的位置电压值初始化为2.5V。
步骤3，位置传感器一B1的电压信号为0.5V~4.5V的范围线性转化为量程-1~1，再与最大齿条行程相乘，最终转化为目标齿条位置。通过操纵杆进行齿条位置控制时，目标齿条位置=(UB1-2.5)/2*z，其中z为最大齿条半行程。
步骤4，判断UB1+ UB2是否为5V，若是，则进行步骤5，若不是，则返回步骤2。该步骤为摇杆角度信号校验机制。
步骤5，定义梯度方式时间、幅值、正弦波频率、起始正弦扫频频率、最终正弦扫频频率、正弦扫频时间，根据控制开关的数字信号进行梯度模式或步进模式或正弦波模式或正弦扫频模式的切换和激活，并计算目标齿条位置，具体如下：
如梯度开关的数字信号为1，则采样周期为10ms，时间t每增加10ms进行一次计算：梯度=幅值/梯度方式时间，目标齿条位置=梯度*t，若当前目标齿条位置＞幅值，则停止计算并将目标齿条位置输出。
如步进开关的数字信号为1，则目标齿条位置=幅值。
如正弦波开关的数字信号为1，采样周期为10ms，时间t按照10ms梯度递增变化，根据公式：目标齿条位置=幅值*sin(2*π*正弦波频率*t)，计算目标齿条位置并输出目标齿条位置。
如正弦扫频开关的数字信号为1，则采样周期为10ms，时间t每增加10ms进行一次计算：正弦扫频梯度= (最终正弦扫频频率-起始正弦扫频频率)/ 正弦扫频时间，当前正弦扫频频率= t* ((0.5 * 正弦扫频梯度 * t) + 起始正弦扫频频率)，目标齿条位置=幅值*sin(2*π*当前正弦扫频频率)，若时间t＞正弦扫频时间，则停止计算并将目标齿条位置输出。
步骤6，把目标齿条位置赋值相应CAN总线信号，目标齿条位置作为输入条件，通过PID控制，实际齿条位置向目标齿条位置趋近，通过CAN信号方式控制转向机齿条移动，从而实现转向。
前期软件工程师会对高度自动化驾驶系统HAD模块与EPS模块进行信号的交互定义，通常情况下在高度自动化驾驶系统HAD相关的报文下定义高度自动化驾驶系统HAD模式信号和目标齿条位置的信号，从而基于Vector CANoe进行仿真。
在Vector CANoe编译环境，通过面板定义如下转向系统属性参数内容：网关程序的启动和停止；输入的最大请求齿条位置，单位为mm，齿条位置对转角换算比，单位为mm/°；数显操纵杆角度传感器对应的电压，以及计算的目标齿条位置和目标转角；显示两个ECU的模式：齿条位置控制RPC或手感控制SFC；输入的梯度/步进方式，包括时间，幅值和方向；输入的正弦波方式，包括频率和幅值；输入的正弦扫频方式开关，包括起始和最终频率，时间和幅值；数显的整车信息，如车速和EPS信息，如主副ECU的实际齿条位置，齿条速度。
将Vector CANoe编译环境把软件刷写到网关硬件固件，实现操纵摇杆装置进行高度自动化驾驶系统HAD控制，具体的使用方法如下：1，打开电源盒3的总电源开关。2，打开电源盒3的操纵装置电源开关S1。3，打开电源盒3的网关电源开关。4，通过USB线，连接电脑和网关2。5，上电，启动车辆。确保转向系统工作正常，提供正常的助力。6，将操纵杆11置于中间位置，按下请求齿条位置控制开关S7，完成操纵杆的中位初始化，并且使转向系统为齿条位置控制RPC模式，此时齿条位置控制指示灯E5会亮。应注意软件中设置的齿条位置控制RPC模式激活条件，例如方向盘在中位，否则系统将无法激活齿条位置控制RPC模式。7，可根据实际的需求，通过按下梯度开关S3、步进开关S4、正弦波开关S5、正弦扫频开关S6进行转向控制，当按下梯度开关S3、步进开关S4、正弦波开关S5、正弦扫频开关S6时，对应的指示灯会亮起。也可通过操纵操纵杆11，进行转向的控制。8，如需退出齿条位置控制RPC模式，可再次按请求齿条位置控制开关S7，使系统回到手感控制SFC模式，此时蜂鸣器E6会鸣叫，提醒驾驶员齿条位置控制RPC模式已退出。9，如遇到紧急情况，可按下急停开关S2，使转向系统回到手感控制SFC模式。
本发明设计了通过汽车齿条位置控制转向的装置，驾驶员能够通过操作操纵装置实现对车辆目标方向的精准控制，当高度自动化驾驶系统未开发完善时，本发明可以用于前期对齿条位置控制转向系统的整车释放和验证工作，确保功能安全性和可控性。

Claims (9)

1.一种通过汽车齿条位置控制转向的装置，包括操纵装置、网关、电源盒，其特征在于：操纵装置（1）的15针接头与网关（2）数据采集卡的I/O通讯端连接，网关（2）的CAN1通讯端、CAN2通讯端分别与整车主路CAN接口以及整车辅路CAN接口连接，网关（2）的CAN3通讯端、CAN4通讯端分别与EPS主路CAN接口以及EPS辅路CAN接口连接，电源盒（3）的输出端与操纵装置（1）、网关（2）的电源端连接，操纵装置（1）包括盒体（12）、控制开关、LED指示灯、蜂鸣器（E6）、保险丝（F1）、操纵杆（11）、15针接头，操纵杆（11）、控制开关、LED指示灯设置在盒体（12）表面，蜂鸣器（E6）、保险丝（F1）设置在盒体（12）内部，操纵杆（11）的内部设有位置传感器一（B1）和位置传感器二（B2），控制开关包括急停开关（S2）、梯度开关（S3）、步进开关（S4）、正弦波开关（S5）、正弦扫频开关（S6）、请求齿条位置控制开关（S7），LED指示灯包括梯度指示灯（E1）、步进指示灯（E2）、正弦波指示灯（E3）、正弦扫频指示灯（E4）、齿条位置控制指示灯（E5），保险丝（F1）的一端串联急停开关（S2）后，分八路分别与15针接头的1号针（Pin1）、梯度指示灯（E1）的阳极、步进指示灯（E2）的阳极、正弦波指示灯（E3）的阳极、正弦扫频指示灯（E4）的阳极、请求齿条位置控制开关（S7）的一端、位置传感器一（B1）的一端以及位置传感器二（B2）的一端连接，梯度指示灯（E1）的阴极串联梯度开关（S3）后，与15针接头的2号针（Pin2）连接，步进指示灯（E2）的阴极串联步进开关（S4）后，与15针接头的3号针（Pin3）连接，正弦波指示灯（E3）的阴极串联正弦波开关（S5）后，与15针接头的4号针（Pin4）连接，正弦扫频指示灯（E4）的阴极串联正弦扫频开关（S6）后，与15针接头的5号针（Pin5）连接，请求齿条位置控制开关（S7）的另一端与15针接头的6号针（Pin6）连接，位置传感器一（B1）的滑动端与15针接头的7号针（Pin7）连接，位置传感器二（B2）的滑动端与15针接头的8号针（Pin8）连接，15针接头的10号针（Pin10）与蜂鸣器（E6）的一端连接，15针接头的11号针（Pin11）与齿条位置控制指示灯（E5）的一端连接，位置传感器一（B1）的另一端、位置传感器二（B2）的另一端、15针接头的9号针（Pin9）、蜂鸣器（E6）的另一端、齿条位置控制指示灯（E5）的另一端接地。
2.根据权利要求1所述的一种通过汽车齿条位置控制转向的装置，其特征在于：所述的15针接头为SUB-D接头。
3.根据权利要求1所述的一种通过汽车齿条位置控制转向的装置，其特征在于：所述的网关（2）型号为Vector VN8910。
4.根据权利要求1所述的一种通过汽车齿条位置控制转向的装置，其特征在于：所述的网关（2）与整车主路CAN接口以及整车辅路CAN接口之间、所述的网关（2）与EPS主路CAN接口以及EPS辅路CAN接口之间均采用通信延长线连接。
5.根据权利要求1所述的一种通过汽车齿条位置控制转向的装置，其特征在于：所述的网关（2）的CAN1通讯端和CAN3通讯端为CAPL仿真网络节点的输入信号，CAN2通讯端和CAN4通讯端为CAPL仿真网络节点的输出信号，将CAN1通讯端和CAN2通讯端，CAN3通讯端和CAN4通讯端的Rx信号进行互相交换，确保整车CAN通讯中涉及到EPS的信号正常工作，将CAN1通讯端和CAN3通讯端中涉及到高度自动化驾驶系统的输入信号进行屏蔽，并通过CAN2通讯端和CAN4通讯端发送高度自动化驾驶系统信号。
6.根据权利要求1所述的一种通过汽车齿条位置控制转向的装置，其特征在于：所述的电源盒（3）的供电端与12V电源连接，电源盒（3）内设有操纵装置电源开关（S1）和网关电源开关，操纵装置电源开关（S1）的一端与12V电源连接，操纵装置电源开关（S1）的另一端与操纵装置（1）的保险丝（F1）的另一端连接，网关电源开关的一端与12V电源连接，网关电源开关的另一端与网关（2）的电源端连接。
7.根据权利要求1所述的一种通过汽车齿条位置控制转向的装置，其特征在于：所述的位置传感器二（B2）为冗余位移传感器，位置传感器一（B1）的位置电压值UB1为0.5V~4.5V，位置传感器二（B2）的位置电压值UB2为4.5V~0.5V，且UB1+ UB2=5V。
8.根据权利要求1所述的一种通过汽车齿条位置控制转向的装置，其特征在于：所述的操纵装置、网关包括如下步骤：步骤1，位置传感器一、位置传感器二将检测到的操纵杆位置信号生成位置电压值，位置电压值与控制开关输出的数字信号0或1通过网关的数据采集卡采集到Vector CANoe编译环境；步骤2，如位置传感器一的位置电压值UB1、位置传感器二的位置电压值UB2大于2.3V且小于2.7V，则判定当前操纵杆在中位，对应的位置电压值为初始值，如位置传感器一的位置电压值UB1、位置传感器二的位置电压值UB2大于2.7V或小于2.3V，则将当前操纵杆的位置电压值初始化为2.5V；步骤3，通过操纵杆进行齿条位置控制时，目标齿条位置=(UB1-2.5)/2*z，其中z为最大齿条半行程；步骤4，判断UB1+ UB2是否为5V，若是，则进行步骤5，若不是，则返回步骤2；步骤5，定义梯度方式时间、幅值、正弦波频率、起始正弦扫频频率、最终正弦扫频频率、正弦扫频时间，根据控制开关的数字信号进行梯度模式或步进模式或正弦波模式或正弦扫频模式的切换和激活，并计算目标齿条位置；步骤6，把目标齿条位置赋值相应CAN总线信号，目标齿条位置作为输入条件，通过PID控制，实际齿条位置向目标齿条位置趋近，通过CAN信号方式控制转向机齿条移动，从而实现转向。
9.根据权利要求8所述的一种通过汽车齿条位置控制转向的装置，其特征在于：所述的根据控制开关的数字信号进行梯度模式或步进模式或正弦波模式或正弦扫频模式的切换和激活，并计算目标齿条位置具体如下：如梯度开关的数字信号为1，则采样周期为10ms，时间t每增加10ms进行一次计算：梯度=幅值/梯度方式时间，目标齿条位置=梯度*t，若当前目标齿条位置＞幅值，则停止计算并将目标齿条位置输出；如步进开关的数字信号为1，则目标齿条位置=幅值；如正弦波开关的数字信号为1，采样周期为10ms，时间t按照10ms梯度递增变化，根据公式：目标齿条位置=幅值*sin(2*π*正弦波频率*t)，计算目标齿条位置并输出目标齿条位置；如正弦扫频开关的数字信号为1，则采样周期为10ms，时间t每增加10ms进行一次计算：正弦扫频梯度= (最终正弦扫频频率-起始正弦扫频频率)/ 正弦扫频时间，当前正弦扫频频率= t* ((0.5 * 正弦扫频梯度 * t) + 起始正弦扫频频率)，目标齿条位置=幅值*sin(2*π*当前正弦扫频频率)，若时间t＞正弦扫频时间，则停止计算并将目标齿条位置输出。
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