一种摩托车电控转向系统、方法和摩托车与流程

本发明涉及到摩托车转向控制领域，尤其涉及到一种摩托车电控转向系统、方法和摩托车。

背景技术：

在目前的摩托车转向控制领域，摩托车的转向方式均为机械式，通常为手把转向结构或盘式转向结构，这类结构要求转向时手把或方向盘要随方向柱一起转动，因此会占用整车布局的空间，且外观比较传统，缺乏具备创造性的美感。

技术实现要素：

为了解决现有摩托车转向控制结构的上述缺点，本发明提出一种摩托车电控转向系统、方法和摩托车。

为实现上述目的，本发明提出一种摩托车电控转向系统，包括：

采集模块，用于收集转向控制信息以及摩托车的前轮转向轴的角度信息；

降压模块，用于将摩托车的电源的高压电流转换为摩托车电控转向系统所使用的低压电流；

驱动模块，用于调节摩托车的前轮转向轴的角度；

控制模块，用于根据采集模块收集的信息，向驱动模块发送调节摩托车的前轮转向轴的角度的指令。

进一步的，采集模块包括以下装置：

限位开关，安装于摩托车的前轮转向轴的两侧，用于限定摩托车的前轮转向轴的最大转向角度；

接近开关传感器，安装于摩托车的前轮转向轴的中心位置，用于辅助摩托车的前轮转向轴回正；

压力传感器，安装于摩托车的左右两侧的手把处，用于获取压力信号。

进一步的，驱动模块包括电机驱动器以及电机；电机驱动器用于根据控制模块发送的调节摩托车的前轮转向轴的角度的指令，向电机发送控制信号；电机根据控制信号，调节摩托车的前轮转向轴的角度。

进一步的，降压模块包括第一降压装置和第二降压装置；摩托车的电源的高压电流经过第一降压装置降压后为采集模块和驱动模块供电；摩托车的电源的高压电流经过第一降压装置降压，再经过第二降压装置降压后，为控制模块供电。

进一步的，摩托车电控转向系统还包括显示模块，用于显示摩托车的前轮转向轴的偏转角度状态。

本发明还提出一种摩托车电控转向方法，应用于上述摩托车电控转向系统，该方法包括以下步骤：

通过摩托车的手把两侧的压力传感器持续获取压力信号，并将压力信号发送至控制模块；

当摩托车一侧手把上的压力传感器获取到的压力信号大于预设值时，控制模块根据压力信号值向电机驱动器发送调节摩托车的前轮转向轴的角度的指令，电机驱动器根据指令控制电机调节摩托车的前轮转向轴的角度；

当摩托车两侧手把上的压力传感器获取到的压力信号均小于预设值时，控制模块向电机驱动器发送回正摩托车的前轮的指令，电机驱动器根据指令控制电机调节摩托车的前轮转向轴的角度直至摩托车的前轮回正。

进一步的，控制模块根据压力信号值向电机驱动器发送调节摩托车的前轮转向轴的角度的指令具体包括：

控制模块根据压力信号值的大小确定摩托车的前轮转向轴的待偏转角度，并向电机驱动器发送调节摩托车的前轮转向轴至待偏转角度的指令。。

进一步的，电机驱动器根据指令控制电机调节摩托车的前轮转向轴的角度包括：

当指令为向左侧转向时，电机驱动器控制电机带动摩托车的前轮转向轴逆时针旋转，旋转角度不超过限位开关确定的最大角度；

当指令为向右侧转向时，电机驱动器控制电机带动摩托车的前轮转向轴顺时针旋转，旋转角度不超过限位开关确定的最大角度。

进一步的，控制模块向电机驱动器发送回正摩托车的前轮的指令，电机驱动器根据指令控制电机调节摩托车的前轮转向轴的角度直至摩托车的前轮回正包括：

当摩托车的前轮处于向右侧偏转的状态时，控制模块向电机驱动器发送向左回正摩托车的前轮的指令，电机驱动器根据指令控制电机带动摩托车的前轮转向轴逆时针转动，当触发前轮转向轴上的接近开关传感器时，控制模块停止发送向左回正摩托车的前轮的指令；

当摩托车的前轮处于向左侧偏转的状态时，控制模块向电机驱动器发送向右回正摩托车的前轮的指令，电机驱动器根据指令控制电机带动摩托车的前轮转向轴顺时针转动，当触发前轮转向轴上的接近开关传感器时，控制模块停止发送向右回正摩托车的前轮的指令。

本发明还提出一种摩托车，该摩托车安装有上述摩托车电控转向系统进行转向控制，该摩托车的车把固定不可偏转；该摩托车的前轮转向轴由摩托车电控转向系统中的电机带动并控制前轮转向。

相比现有技术，本发明的有益效果如下：

利用本发明提供的摩托车电控转向系统来进行摩托车的转向控制，外观独特美观，在手把不动的情况下即可控制车辆行驶方向，简化了转向操作；转向时手把无须随方向柱一起转动，节约了摩托车的布局空间，有利于新技术在摩托车上的应用；该摩托车电控转向系统还具备自动找正方向的功能，保证车辆在直线行驶时的稳定性。

附图说明

附图1为本发明实施例一中的摩托车电控转向系统的示意图；

附图2为本发明实施例一中的反向比例放大电路图；

附图3为本发明实施例二中的摩托车电控转向方法流程图；

附图4为本发明实施例三中的摩托车的侧视结构示意图；

附图5为本发明实施例三中的摩托车的正视结构示意图；

附图6为本发明实施例三中的摩托车的俯视结构示意图。

在各附图中：41、电机，42、控制模块，43、压力传感器，44、仪表盘。

具体实施方式

实施例一

为了解决传统摩托车转向结构大量占用整车布局空间，且外观传统不具备创新性的缺点，本发明实施例提供了一种摩托车电控转向系统，如图1所示，该系统包括采集模块、降压模块、驱动模块以及控制模块。

其中，采集模块，用于收集转向控制信息以及摩托车的前轮转向轴的角度信息。具体的，采集模块包括限位开关、接近开关传感器以及压力传感器。

限位开关是用以限定机械设备的运动极限位置的电气开关，安装于摩托车的前轮转向轴的两侧，用于限定摩托车的前轮转向轴的最大转向角度，保证驾驶安全。优选的，本发明实施例中选用的限位开关为施泰德行程限位微动开关，具体型号为az-7311、az-7312、az-7310、az-7121、az-7141、az-7144中的一种，最大承受电压：380v；最大承受电流：10a。

接近开关传感器是一种无需与运动部件进行机械直接接触而可以操作的位置开关，当金属物体接近开关传感器的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作。接近开关传感器安装于摩托车的前轮转向轴的中心位置，用于辅助摩托车的前轮转向轴回正。

压力传感器将施加在传感器薄膜区域的压力转换成电阻值的变化，从而获得压力信息。压力越大，电阻越低。压力传感器安装于摩托车的左右两侧的手把处，用于获取压力信号。当压力传感器受力面受到压力挤压时，其电阻值会减小，通过此特性，在其压力传感器的两个出线端(中间出线端不接)连接一个运算放大器，构成如图2所示的反向比例放大电路，将压力信号转换成模拟电压信号，并将其输入控制模块以达到控制驱动模块的目的。优选的，本发明实施例中的压力传感器采用tekscan公司生产flexiforcesensora201型压力传感器。

驱动模块包括电机驱动器以及电机。电机驱动器用于根据控制模块发送的调节摩托车的前轮转向轴的角度的指令，向电机发送控制信号。电机根据控制信号，调节摩托车的前轮转向轴的角度，进而调节摩托车的前轮角度，改变摩托车的行进方向。

降压模块包括第一降压装置和第二降压装置。如图1所示，摩托车的电源的高压电流经过第一降压装置降压后为采集模块和驱动模块供电；摩托车的电源的高压电流经过第一降压装置降压，再经过第二降压装置降压后，为控制模块供电。具体的，摩托车的电源电压为60v，第一降压装置为60v转24v电源模块，第一降压装置将摩托车的电源的60v电压转换成24v电压后为采集模块和驱动模块供电；第二降压装置为24v转5v电源模块，第二降压装置将摩托车电源经过第一降压装置转换后的24v电压进一步转换为5v电压，再为控制模块供电。

控制模块，用于根据采集模块收集的信息，向驱动模块发送调节摩托车的前轮转向轴的角度的指令。其中，控制模块接收压力传感器的信息用于控制转向，接收接近开关传感器的信息用于回正摩托车前轮，接收限位开关收集的信息用于确定摩托车前轮转向的最大角度。控制模块还预留有用于进行功能扩展的端口。优选的，本发明实施例中的控制模块采用型号为stm32f103zet6的核心板。

本发明实施例中的摩托车电控转向系统还包括显示模块，用于显示摩托车的前轮转向轴的偏转角度状态，显示模块可以是显示屏、机械指针或者指示灯。例如，当显示模块为指示灯时，可通过设置三个指示灯，分别用于表示车辆的左转、直行以及右转状态。

本发明实施例提供的摩托车电控转向系统，在手把不动的情况下即可控制车辆行驶方向，简化了转向操作；转向时手把无须随方向柱一起转动，节约了摩托车的布局空间，有利于新技术在摩托车上的应用；该摩托车电控转向系统还具备自动找正方向的功能，保证车辆在直线行驶时的稳定性。

实施例二

为了解决传统摩托车转向结构大量占用整车布局空间，且外观传统不具备创新性的缺点，本发明实施例提供了一种摩托车电控转向方法，如图3所示，该方法包括以下步骤：

s301：通过摩托车的手把两侧的压力传感器持续获取压力信号，并将压力信号发送至控制模块。压力传感器安装于摩托车手把的握持处，驾驶人员在驾驶时，压力传感器因驾驶人员的握持而受到压力并获取压力信号，再将压力信号发送至控制模块进行处理。

s302：当摩托车一侧手把上的压力传感器获取到的压力信号大于预设值时，控制模块根据压力信号值向电机驱动器发送调节摩托车的前轮转向轴的角度的指令，电机驱动器根据指令控制电机调节摩托车的前轮转向轴的角度。

具体的，摩托车左右两侧手把上的压力传感器获取的压力信号值对应于摩托车的前轮转向轴的偏转角度。在该步骤中，控制模块根据压力信号值的大小确定摩托车的前轮转向轴的待偏转角度，并向电机驱动器发送调节摩托车的前轮转向轴至待偏转角度的指令。当指令为向左侧转向时，电机驱动器控制电机带动摩托车的前轮转向轴逆时针旋转，旋转角度不超过限位开关确定的最大角度；当指令为向右侧转向时，电机驱动器控制电机带动摩托车的前轮转向轴顺时针旋转，旋转角度不超过限位开关确定的最大角度。例如，当摩托车车轮的左右最大转向角度分别为45度，且摩托车左侧手把上的压力传感器所受的压力超过预设值10％时，控制模块确定摩托车的前轮转向轴逆时针旋转4.5度，带动车轮向左偏转4.5度；当摩托车左侧手把上的压力传感器所受的压力大于等于预设值的100％时，控制模块确定摩托车的前轮转向轴逆时针旋转45度，带动车轮向左偏转45度。

s303：当摩托车两侧手把上的压力传感器获取到的压力信号均小于预设值时，控制模块向电机驱动器发送回正摩托车的前轮的指令，电机驱动器根据指令控制电机调节摩托车的前轮转向轴的角度直至摩托车的前轮回正。

具体的，当摩托车的前轮处于向右侧偏转的状态时，控制模块向电机驱动器发送向左回正摩托车的前轮的指令，电机驱动器根据指令控制电机带动摩托车的前轮转向轴逆时针转动，当触发前轮转向轴上的接近开关传感器时，控制模块停止发送向左回正摩托车的前轮的指令，完成回正动作。

当摩托车的前轮处于向左侧偏转的状态时，控制模块向电机驱动器发送向右回正摩托车的前轮的指令，电机驱动器根据指令控制电机带动摩托车的前轮转向轴顺时针转动，当触发前轮转向轴上的接近开关传感器时，控制模块停止发送向右回正摩托车的前轮的指令，完成回正动作。

本发明实施例提供的摩托车电控转向方法，应用于实施例一中的摩托车电控转向系统，在手把不动的情况下即可控制车辆行驶方向，简化了转向操作；转向时手把无须随方向柱一起转动，节约了摩托车的布局空间，有利于新技术在摩托车上的应用；该摩托车电控转向系统还具备自动找正方向的功能，保证车辆在直线行驶时的稳定性。

实施例三

为了解决传统摩托车转向结构大量占用整车布局空间，且外观传统不具备创新性的缺点，本发明实施例提供了一种摩托车，该摩托车安装有实施例一中的摩托车电控转向系统。如图4-6所示，该摩托车的车把固定不可偏转，前轮转向轴由摩托车电控转向系统中的电机41带动并控制前轮转向。摩托车的左右手把上安装有压力传感器43，前轮转向轴的左右两侧安装有限位开关，前轮转向轴的中心位置安装有接近开关传感器，控制模块42固定安装于摩托车的主支架上，仪表盘44处安装有用于显示车辆转向状态的显示屏、机械指针或者指示灯。

本发明实施例提供的摩托车，在手把不动的情况下即可控制车辆行驶方向，简化了转向操作；转向时手把无须随方向柱一起转动，节约了摩托车的布局空间，有利于新技术在摩托车上的应用；该摩托车电控转向系统还具备自动找正方向的功能，保证车辆在直线行驶时的稳定性。

上述为本发明的较佳实施例，应当理解本领域的技术人员无需创造性劳动即可根据本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者实验等得出相关技术方案，因此这些相关技术方案都应在本权利要求的保护范围内。