一种车辆自动驾驶辅助转向系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种车辆自动驾驶辅助转向系统，包括导航定位设备、上位机、自动转向控制器、角位移传感器以及转向执行机构，所述上位机接收导航定位设备的车辆位置信号；上位机还与自动转向控制器连接，所述自动转向控制器接收角位移传感器获得的车辆转角信号。所述执行机构包括步进电机、转向油缸、加装全液压转向器、电磁阀，所述步进电机驱动加装全液压转向器，所述转向油缸分别与全液压转向器、加装全液压转向器连接，全液压转向器、加装全液压转向器并联设置在立轴上，通过电磁阀实现连接油路的切换和方向改变。该车辆自动驾驶辅助转向系统在现有汽车转向系统基础上改造，能够实现自动转向和人工转向切换。
【专利说明】
一种车辆自动驾驶辅助转向系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及车辆自动控制技术领域，尤其是一种车辆自动驾驶辅助转向系统。
【背景技术】
[0002]汽车在行驶过程中，需按驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所谓汽车转向。就轮式汽车而言，实现汽车转向的方法是，驾驶员通过一套专设的机构，使汽车转向桥(一般是前桥)上的车轮(转向轮)相对于汽车纵轴线偏转一定角度。在汽车直线行驶时，往往转向轮也会受到路面侧向干扰力的作用，自动偏转而改变行驶方向。此时，驾驶员也可以利用这套机构使转向轮向相反方向偏转，从而使汽车恢复原来的行驶方向。这一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，即称为汽车转向系统(俗称汽车转向系)。因此，汽车转向系统的功用是，保证汽车能按驾驶员的意志而进行转向行驶。
[0003]汽车转向系统分为两大类:机械转向系统和动力转向系统。机械转向系统以驾驶员的体力作为转向能源，其中所有传力件都是机械的。机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。动力转向系统是兼用驾驶员体力和发动机动力为转向能源的转向系。在正常情况下，汽车转向所需能量，只有一小部分由驾驶员提供，而大部分是由发动机通过动力转向装置提供的。但在动力转向装置失效时，一般还应当能由驾驶员独立承担汽车转向任务。因此，动力转向系是在机械转向系的基础上加设一套动力转向装置而形成的。对最大总质量在50t以上的重型汽车而言，一旦动力转向装置失效，驾驶员通过机械传动系加于转向节的力远不足以使转向轮偏转而实现转向。故这种汽车的动力转向装置应当特别可靠。
[0004]当前的汽车转向系统均是驾驶员参与的，当某些特殊的、恶劣的工作环境中，或者为了节省劳动力，提高工作效率，而且保证车辆使用的安全性，往往需要实现无人驾驶。
【发明内容】
[0005]本实用新型的发明目的是，克服现有技术方法的不足，提供了一种在现有汽车转向系统基础上改造，能够实现自动转向和人工转向切换的车辆自动驾驶辅助转向系统。
[0006]为实现上述发明目的，提出了如下技术方案:
[0007]—种车辆自动驾驶辅助转向系统，包括导航定位设备、上位机、自动转向控制器、角位移传感器以及转向执行机构，所述上位机接收导航定位设备的车辆位置信号；上位机还与自动转向控制器连接，所述自动转向控制器接收角位移传感器获得的车辆转角信号，控制转向执行机构完成自动转动。
[0008]所述导航定位设备包括电子罗盘和GPS，能够实时获得车辆确定的位置信息。所述GPS和电子罗盘将位置信息传输到上位机。
[0009]所述角位移传感器获得的车辆转角信号，经过一数据采集卡转换之后传输到自动转向控制器。
[0010]所述执行机构包括步进电机、转向油缸、加装全液压转向器、电磁阀，所述步进电机驱动加装全液压转向器，所述转向油缸分别与全液压转向器、加装全液压转向器连接，全液压转向器、加装全液压转向器并联设置在立轴上，通过电磁阀实现连接油路的切换和方向改变。
[0011]方向盘安装在立轴顶端，立轴外侧设有立轴护套，所述立轴另一端与全液压转向器、加装全液压转向器连接，所述全液压转向器、加装全液压转向器并联设置在立轴上。
[0012]液压油栗一端连接液压油箱，另一端连接两位三通电磁换向阀，所述两位三通电磁换向阀分别与全液压转向器、加装全液压转向器连接。
[0013]所述转向油缸一端连接单向阀之后，分别与全液压转向器、加装全液压转向器连接;另一端与一电磁换向阀连接后分别与全液压转向器、加装全液压转向器连接。
[0014]车载电源与一车载逆变器连接后，为所述步进电机、步进电机控制器、GPS、电子罗盘、角位移传感器提供电源。
[0015]该实用新型的有益效果:
[0016]本实用新型中的车辆自动驾驶辅助转向系统中，在原有车辆转向系统上并联加装了一个全液压转向器，液压油流经自动转向液压系统时，步进电机转动驱动全液压转向器，实现转向，属于电液和电动机的联合控制，转动响应快，传动效率高。
【附图说明】
[0017]图1是辅助转向控制系统框图；
[0018]图2是辅助转向控制结构示意图；
[0019]图3是辅助转向控制结构传动示意图；
[0020]图4是辅助转向控制系统供电系统框图；
[0021 ] 其中，1、方向盘;2、全液压转向器;3、两位三通电磁换向阀;4、液压油栗;5、液压油箱;6、转向油缸;7、电磁换向阀;8、步进电机;9、加装全液压转向器;1、单向阀。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本实用新型的一种车辆自动驾驶辅助转向系统作进一步详尽描述:
[0023]如图1所示，一种车辆自动驾驶辅助转向系统，包括导航定位设备、上位机、自动转向控制器、角位移传感器以及转向执行机构，所述上位机接收导航定位设备的车辆位置信号；上位机还与自动转向控制器连接，所述自动转向控制器接收角位移传感器获得的车辆转角信号，控制转向执行机构完成自动转动。
[0024]优选地，所述导航定位设备包括电子罗盘和GPS，能够实时获得车辆确定的位置信息。所述GPS和电子罗盘将位置信息传输到上位机。
[0025]优选地，所述角位移传感器获得的车辆转角信号，经过一数据采集卡转换之后传输到自动转向控制器。
[0026]如图2、3所示，所述执行机构包括步进电机8、转向油缸6、加装全液压转向器9、电磁阀，所述步进电机8驱动加装全液压转向器9，所述转向油缸6分别与全液压转向器2、加装全液压转向器9连接，全液压转向器2、加装全液压转向器9并联设置在立轴上，通过电磁阀实现连接油路的切换和方向改变。
[0027]其中，方向盘I安装在立轴顶端，立轴外侧设有立轴护套，所述立轴另一端与全液压转向器2、加装全液压转向器9连接，所述全液压转向器2、加装全液压转向器9并联设置在立轴上。
[0028]其中，液压油栗4一端连接液压油箱5，另一端连接两位三通电磁换向阀3，所述两位三通电磁换向阀3分别与全液压转向器2、加装全液压转向器9连接。
[0029 ]所述转向油缸6—端连接单向阀10之后，分别与全液压转向器2、加装全液压转向器9连接;另一端与一电磁换向阀7连接后分别与全液压转向器2、加装全液压转向器9连接。
[0030]电磁换向阀7用于控制人工转向和自动转向的切换，当电磁换向阀7通电时，为自动转向模式，系统中的液压油流经并联加装的全液压转向器9，并由步进电机8直接驱动转向器执行转向。反之，电磁换向阀7断电时，液压油流经车辆本身的全液压转向器2，由人工操作转向。
[0031]如图4所示，车载电源与一车载逆变器连接后，为所述步进电机、步进电机控制器、GPS、电子罗盘、角位移传感器提供电源。
【主权项】
1.一种车辆自动驾驶辅助转向系统，其特征在于，包括导航定位设备、上位机、自动转向控制器、角位移传感器以及转向执行机构，所述上位机接收导航定位设备的车辆位置信号；上位机还与自动转向控制器连接，所述自动转向控制器接收角位移传感器获得的车辆转角信号，控制转向执行机构完成自动转动； 所述执行机构包括步进电机、转向油缸、加装全液压转向器、电磁阀，所述步进电机驱动加装全液压转向器，所述转向油缸分别与全液压转向器、加装全液压转向器连接，全液压转向器、加装全液压转向器并联设置在立轴上，通过电磁阀实现连接油路的切换和方向改变。2.根据权利要求1所述的一种车辆自动驾驶辅助转向系统，其特征在于，所述导航定位设备包括电子罗盘和GPS，能够实时获得车辆确定的位置信息;所述GPS和电子罗盘将位置信息传输到上位机。3.根据权利要求1或2所述的一种车辆自动驾驶辅助转向系统，其特征在于，所述角位移传感器获得的车辆转角信号，经过一数据采集卡转换之后传输到自动转向控制器。4.根据权利要求3所述的一种车辆自动驾驶辅助转向系统，其特征在于，还包括方向盘，所述方向盘安装在立轴顶端，立轴外侧设有立轴护套，所述立轴另一端与全液压转向器、加装全液压转向器连接，所述全液压转向器、加装全液压转向器并联设置在立轴上。5.根据权利要求3所述的一种车辆自动驾驶辅助转向系统，其特征在于，还包括液压油栗，所述液压油栗一端连接液压油箱，另一端连接两位三通电磁换向阀，所述两位三通电磁换向阀分别与全液压转向器、加装全液压转向器连接。6.根据权利要求3所述的一种车辆自动驾驶辅助转向系统，其特征在于，所述转向油缸一端连接单向阀之后，分别与全液压转向器、加装全液压转向器连接;另一端与一电磁换向阀连接后分别与全液压转向器、加装全液压转向器连接。7.根据权利要求4、5或6所述的一种车辆自动驾驶辅助转向系统，其特征在于，车载电源与一车载逆变器连接后，为所述步进电机、步进电机控制器、GPS、电子罗盘、角位移传感器提供电源。
【文档编号】B62D137/00GK205615575SQ201521138976
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年12月29日
【发明人】王丽
【申请人】天津市达昆电子科技有限公司