一种汽车停车自动回正装置及方法

uno控制板的5v引脚、gnd引脚和a2引脚连接；所述发光二极管的正极与arduino uno控制板的d7引脚连接，其负极通过限流电阻接地；所述蜂鸣器的正极端子与arduino uno控制板的d4引脚连接，其负极接地；所述电磁换向阀的+vs端子、gnd端子和v端子分别与arduino uno控制板的d3引脚、gnd引脚和d2引脚连接。
12.作为一种优选，所述电磁换向阀为三位四通换向阀；其工作在左位时，其p口和a口之间的气路连通，其s口与b口之间的气路连通；其工作在中位时，其p口、a口、b口和s口均截止；其工作在右位时，其p口与b口之间的也路连通，其s口与a口之间的气路连通。
13.进一步，为了保证动作的稳定性和可靠性，所述电磁换向阀的p口通过定压调节阀与汽车的节气门连接；作为一种优选，所述蜂鸣器为有源蜂鸣器。
14.本发明中，通过行星齿轮机构的设置，能方便的通过旋转气缸来驱动转向转动轴的转动，从而能方便的实现回正作业，也能避免在回正过程中因卡滞而引起的安全隐患。本发明有效的解决了停车后转向轮未回正的问题。
15.本发明还提供了一种汽车停车自动回正方法，包括以下步骤：
16.步骤一:通过ckp/cmp传感器和挡位传感器实时采集曲轴位置信号和挡位信号，在确定挡位处于驻车档且车辆已经处于熄火状态时执行步骤二；
17.步骤二：通过转向盘转矩/角度传感器采集转向传动轴的角度信号，判断车辆是否处于居中回正状态，在处于居中回正状态时不动作，在未居中回正状态时执行步骤三，并控制蜂鸣器进行设定时长的蜂鸣示警，控制发光二极管闪烁报警；
18.步骤三：控制电磁换向阀工作在左位，利用发动机进气管负压作为能源驱动旋转气缸带动涡杆转动，涡杆转动过程中驱动环形齿圈转动，旋转的环形齿圈通过行星齿轮驱动转向传动轴转动，以通过转向传动轴带动转向轮回正；该过程中通过转向盘转矩/角度传感器实时采集转向传动轴转动的角度信号，并根据角度信号获得转向传动轴旋转的角度，在旋转的角度达到回正所需要的角度时完成回正作业，并执行步骤四；
19.步骤四：控制电磁换向阀工作在中位，控制发光二极管熄灭、蜂鸣器停止蜂鸣。
20.本发明通过ckp/cmp传感器和挡位传感器双重信号来进行车辆状态的判断，有效的保证了车辆处于熄火状态的准确判断，能避免因车辆等红灯等因素而导致的误判情况的发生，显著的提高了判断的准确性；通过转向盘转矩/角度传感器实时采集转向传动轴转动的角度信号，可不必专门设置其他传感器，有效的利用了车辆原有的部件，并能提高检测的准确性，同时，降低了该方法的实施成本。通过利用发动机进气管负压作为能源进行回正，不需要消耗车辆的电能，节能环保效果较好；通过行星齿轮机构有效避免机构卡死引起的安全隐患，安全性更高；该方法步骤简单、实现成本低，可行性高，具有良好的应用前景。
附图说明
21.图1是发明的结构示意图；
22.图2是本发明中的电路原理图；
23.图3是本发明中回正方法的流程图。
24.图中：1、发光二极管，2、限流电阻，3、蜂鸣器，4、电磁换向阀，5、控制板，6、转向盘转矩/角度传感器，7、ckp/cmp传感器，8、挡位传感器，9、转向传动轴，10、旋转气缸，11、涡杆，12、环形齿圈，13、行星齿轮，14、节气门。
具体实施方式
25.下面结合附图对本发明作进一步说明。
26.如图1和图2所示，一种汽车停车自动回正装置，包括控制板5、转向盘转矩/角度传感器6、ckp/cmp传感器7、挡位传感器8、转向传动轴9、行星齿轮机构、旋转气缸10、涡杆11和电磁换向阀4；
27.所述行星齿轮机构安装在车架上，其包括环形齿圈12、行星齿轮架和多个行星齿轮13，所述环形齿圈12的内部设置有内齿圈，外部设置有外齿圈；多个行星齿轮13通过行星齿轮架可转动的设置在环形齿圈12的内部，且多个行星齿轮13均与环形齿圈12的内齿圈啮合；多个行星齿轮13之间形成太阳轮安装空间；
28.所述转向传动轴9的上段与下段断开，上段的下端为齿轮轴，插装于太阳轮安装空间中，并分别与多个行星齿轮13啮合；转向传动轴9下段的上端与行星齿轮架的中心固定连接，且下段的下端通过万向节与转向器的输入轴连接；
29.所述旋转气缸10安装在车架的下方，且位于行星齿轮机构的一侧；所述涡杆11与旋转气缸10的活塞杆同轴心的设置，涡杆11远离行星齿轮机构的一端与旋转气缸10的活塞杆端部固定连接，其中段与环形齿圈12的外齿圈啮合；
30.所述电磁换向阀4安装在车架上，其p口通过管路与汽车的节气门14连接，其a口和b口分别与旋转气缸10的两个进气口连接；
31.所述控制板5分别与转向盘转矩/角度传感器6、ckp/cmp传感器7、挡位传感器8和电磁换向阀4连接。
32.为了方便进行示警和状态指示，还包括蜂鸣器3和发光二极管1，所述蜂鸣器3和发光二极管1均与控制板5连接，发光二极管1、蜂鸣器3安装在驾驶室内部。
33.作为一种优选，所所述控制板5为arduino uno控制板；所述转向盘转矩/角度传感器6的+vs端子、gnd端子和vout端子分别与arduino uno控制板的5v引脚、gnd引脚和a0引脚连接；所述ckp/cmp传感器7的+vs端子、gnd端子和vout端子分别与arduino uno控制板的5v引脚、gnd引脚和a1引脚连接；所述挡位传感器8的+vs端子、gnd端子和vout端子分别与arduino uno控制板的5v引脚、gnd引脚和a2引脚连接；所述发光二极管1的正极与arduino uno控制板的d7引脚连接，其负极通过限流电阻2接地；所述蜂鸣器3的正极端子与arduino uno控制板的d4引脚连接，其负极接地；所述电磁换向阀4的+vs端子、gnd端子和v端子分别与arduino uno控制板的d3引脚、gnd引脚和d2引脚连接。
34.作为一种优选，所述电磁换向阀4为三位四通换向阀；其工作在左位时，其p口和a口之间的气路连通，其s口与b口之间的气路连通；其工作在中位时，其p口、a口、b口和s口均截止；其工作在右位时，其p口与b口之间的也路连通，其s口与a口之间的气路连通。
35.为了保证动作的稳定性和可靠性，所述电磁换向阀4的p口通过定压调节阀与汽车的节气门14连接；作为一种优选，所述蜂鸣器3为有源蜂鸣器。
36.本发明中，通过行星齿轮机构的设置，能方便的通过旋转气缸来驱动转向转动轴的转动，从而能方便的实现回正作业，也能避免在回正过程中因卡滞而引起的安全隐患。本发明有效的解决了停车后转向轮未回正的问题。该套装置还可以用在行车过程中的转向助力，达到和液压、电动助力同等助力效果，其实用性很高，适合广泛推广。
37.如图3所示，本发明还提供了一种汽车停车自动回正方法，包括以下步骤：
38.步骤一:通过ckp/cmp传感器7和挡位传感器8实时采集曲轴位置信号和挡位信号，在确定挡位处于驻车档且车辆已经处于熄火状态时执行步骤二；
39.步骤二：通过转向盘转矩/角度传感器6采集转向传动轴9的角度信号，判断车辆是否处于居中回正状态，在处于居中回正状态时不动作，在未居中回正状态时执行步骤三，并控制蜂鸣器3进行设定时长的蜂鸣示警，控制发光二极管1闪烁报警；
40.步骤三：控制电磁换向阀4工作在左位，利用发动机进气管负压作为能源驱动旋转气缸10带动涡杆11转动，涡杆11转动过程中驱动环形齿圈12转动，旋转的环形齿圈12通过行星齿轮13驱动转向传动轴9转动，以通过转向传动轴9带动转向轮回正；该过程中通过转向盘转矩/角度传感器6实时采集转向传动轴9转动的角度信号，并根据角度信号获得转向传动轴9旋转的角度，在旋转的角度达到回正所需要的角度时完成回正作业，并执行步骤四；
41.步骤四：控制电磁换向阀4工作在中位，控制发光二极管1熄灭、蜂鸣器3停止蜂鸣。
42.本发明通过ckp/cmp传感器和挡位传感器双重信号来进行车辆状态的判断，有效的保证了车辆处于熄火状态的准备判断，能避免因车辆等红灯等因素而导致的误判情况的发生，显著的提高了判断的准确性；通过转向盘转矩/角度传感器实时采集转向传动轴转动的角度信号，可不必专门设置其他传感器，有效的利用了车辆原有的部件，并能提高检测的准确性，同时，降低了该方法的实施成本。通过利用发动机进气管负压作为能源进行回正，不需要消耗车辆的电能，节能环保效果较好；通过行星齿轮机构有效避免机构卡死引起的安全隐患，安全性更高；该方法步骤简单、实现成本低，可行性高，具有良好的应用前景。