电子控制单元的制作方法

本公开一般涉及车辆自动控制领域，具体涉及一种电子控制单元。

背景技术：

目前，车辆的自动控制技术一般是基于GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)的自动控制技术，其采用GNSS来做定位，然后结合预先设计的规划路径来做自动控制。但是，在基于GNSS的自动控制技术中一般利用独立的液压阀控制单元来驱动比例阀运动，从而控制车辆的运动。但是独立的液压阀控制单元一般由第三方提供，因此成本较高。

技术实现要素：

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种电子控制单元，用于车辆的自动驾驶控制，其可以降低成本

第一方面，本申请的实施方式提供了一种电子控制单元，用于控制车辆的运动，包含：用于提供定位信息的定位电路；与所述定位电路连接的，用于根据规划路径及所述定位电路提供的所述定位信息来生成控制信号的中央处理器；以及与所述中央处理器和所述车辆中的液压比例阀连接的，用于根据所述控制信号来驱动所述液压比例阀的H桥驱动电路。

第二方面，电子控制单元，还包括：与所述中央处理器连接的，用于向所述中央处理器提供所述车辆的陀螺仪信息的微机电惯导电路。

第三方面，所述定位电路包括：

与所述中央处理器连接的，用于根据获取的卫星信号得到所述定位信息的全球导航卫星系统接收机。

所述定位电路还包括：

与所述中央处理器连接的，用于接收来自基站的差分改正数据的接收器，中央处理器将获取到的差分改正数据送至全球导航卫星系统接收机。

所述电子控制单元，还包括：

电流传感器，设置在所述H桥驱动电路和所述液压比例阀之间，并且所述电流传感器的信号输出口连接至所述中央处理器。

所述电子控制单元，还包括：

第一接口，与所述中央处理器和所述车辆上安装的轮角传感器连接，用于接收来自所述轮角传感器的所述车辆的前轮的角度信息。

所述电子控制单元，还包括：

第二接口，与所述中央处理器和显示器连接，用于接收来自所述显示器的所述规划路径及控制指令。

所述电子控制单元，还包括：

第三接口，所述H桥驱动电路通过所述第三接口与所述液压比例阀连接。

根据本申请实施例提供的技术方案，其电子控制单元中集成了H桥驱动电路，并由H桥驱动电路来驱动液压比例阀以控制车辆的运动，因此相比于现有技术，无需独立地设置液压阀控制单元，从而能够明显地降低车辆自动驾驶系统的成本。

进一步的，根据本申请的某些实施例，由于在电子控制单元中集成低成本的微机电惯导电路，从而能够实现高精度的控制。因此，本实施例的电子控制单元可以低成本来实现对车辆的高精度控制。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本实用新型的架构的实施例的示意图；

图2是是本实用新型的电子控制单元的第一实施方式的结构示意图；

图3是本实用新型的电子控制单元的第二实施方式的结构示意图；

图4是本实用新型的电子控制单元的第三实施方式的结构示意图；

图5是本实用新型的电子控制单元的第四实施方式的结构示意图；

图6是本实用新型的电子控制单元的第五实施方式的结构示意图；

图7是本实用新型的车辆自动驾驶方法的第一实施方式的流程示意图；

图8是本实用新型的车辆自动驾驶方法的第二实施方式的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1所示，是本实用新型的架构的实施例的示意图。其包括：车辆自动驾驶系统(含电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU))100、基站102、卫星104和车辆106。其中，车辆自动驾驶系统100可以从基站102获取差分改正数据，该差分改正数据可以用来提高定位精度，需要说明的是，此基站102并非必需单元，在某些实施例中，可以不存在该基站102，即车辆自动驾驶系统100不获取该差分改正数据。另外，车辆自动驾驶系统100可以从多个卫星104获取信号，以实现定位。在定位过程中，车辆自动驾驶系统100可以利用从卫星104获取的信号和来自基站102的差分改正数据，以得到精确的定位信息，例如车辆的当前位置及航向(即行驶方向)信息；需要说明的是，车辆自动控制系统安装于车辆106中。其中，车辆自动驾驶系统106根据确定的定位信息以及规划路径来控制车辆的运动，以使得车辆按照规划路径行驶。其中，上述的车辆自动驾驶系统中主要包括：电子控制单元，以下主要对电子控制单元进行说明。

如图2所示，是本实用新型的电子控制单元的第一实施例的结构示意图。其包括：定位电路202、中央处理器(CPU)204和H桥驱动电路206。

其中，中央处理器204分别与定位电路202和H桥驱动电路206连接。

其中，定位电路202，用于提供定位信息。而中央处理器204，用于根据定位电路202提供的定位信息及规划路径，生成控制信号，并输至H桥驱动电路206。而H桥驱动电路206，用于根据中央处理器204生成的控制信号，来驱动液压比例阀，从而控制车辆的运动。其中，液压比例阀可以根据H桥驱动电路206提供的驱动信号，如PWM(Pulse-Width Modulation，脉宽调制)电流信号，来驱动车辆的转向油缸，从而实现车辆的转向控制。

本实施方式，由H桥驱动电路206来驱动液压比例阀，例如，H桥驱动电路206通过一接口与液压比例阀连接。因此，相比于现有的独立的液压阀控制单元，能够明显地降低车辆自动驾驶系统的成本。如图3所示，是本实用新型的电子控制单元200的第二实施方式的结构示意图。图3实施方式与图2实施方式类似，两者的主要区别在于：在H桥驱动电路206和液压比例阀的信号传导路径上，设置有电流传感器207。该电流传感器207用于采集H桥驱动电路206输出的信号的电流，并将采集到的电流反馈给中央处理器204，即电流传感器207的输出口连接至中央处理器。在此实施方式中，H桥驱动电路206主要用于对中央处理器204输出的信号进行放大处理，然后利用放大后的信号来驱动液压比例阀，而电流传感器207采集的电流可以反应H桥驱动电路206输出的信号的强度，因此中央处理器204可以根据电流传感器207采集的电流信号来判断是否需要加强输至H桥驱动电路206的控制信号的强度，其中该控制信号为PWM电流信号。

本实施方式，借助于电流传感器207，中央处理器204可以及时调整控制信号的强度，从而保证H桥驱动电路206输出的信号能够有效地驱动液压比例阀，从而保证对车辆的控制。

如图4所示，是本实用新型的电子控制单元200的第三实施方式的结构示意图。图4的实施方式与图2的实施方式大致类似，两者的主要差别在于，在图4的实施方式中还包括：微机电(Micro-electromechanical Systems，MEMS)惯导电路205，用于获取车辆的陀螺仪信息。而中央处理器204，用于根据定位信息、微机电惯导电路205提供的陀螺仪信息以及规划路径，来生成控制信号。其中，该微机电惯导电路205可以有助于中央处理器204根据该信息以及定位信息来得到实时的高精度的车辆的位置信息和姿态(包括航向)信息等，从而有助于实现对车辆的精确控制。并且，微机电惯导电路205的成本很低，因此有助于以低的成本的方式来得到高精度的车辆的位置信息和姿态(包括航向)信息等。

如图5所示，是本实用新型的电子控制单元200的第四实施方式的结构示意图。图5的实施方式与图4的实施方式大致类似，两者的主要差别在于，在图5的实施方式中还包括：第一接口209，与中央处理器204连接，用于外接轮角传感器(未示出)，其中轮角传感器用于采集车辆的前轮的角度信息，然后通过第一接口209提供给中央处理器204。然后中央处理器204，具体用于根据定位信息、陀螺仪信息、轮角传感器采集的角度信息以及规划路径，生成控制信号。其中，轮角传感器采集的车辆的前轮的角度信息可以用于确定车辆的运动模型，而在生成控制信号的过程中，考虑车辆的运动模型，有助于对车辆实现更精准的控制。

另外，该电子控制单元200还可以包括：第二接口210，与中央处理器204连接，用于外接显示器，其中显示器可以除了提供显示功能，还可以接收输入的上述规划路径(例如由用户输入)，并提供给中央处理器204。例如显示器可以为触控屏，其可以提供人机交互界面。需要说明的是，获取规划路径的方式并不局限于通过显示器204来获取，例如可以预先存储规划路径。另外，显示器也可以用来接收控制指令，其中控制指令包括：自动驾驶启停、校准等指令。

如图6所示，是本实用新型的电子控制单元200的第五实施方式的结构示意图。图6的实施方式与图2的实施方式大致类似，两者的主要差别在于，其中的定位电路202包括：全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)接收机2022，用于获取的卫星信号，并根据获取的卫星信号得到定位信息，其中该定位信息包括位置(如用经纬度表示的实际物理位置)和航向信息(如车辆的行驶方向)。以及接收器2024，用于接收来自基站的差分改正数据。其中，GNSS接收机2022可以利用该差分改正数据来实现更精准的定位，即获取更准确的定位信息。其中，该接收器2024可以不与该GNSS接收机2022直接连接，而是与中央处理器204连接，由中央处理器204将差分改正数据传送给GNSS接收机2022。如此的原因在于，接收器2024接收的差分改正数据的形式可能GNSS接收机2022无法直接处理，因此可以由中央处理器204将其转换为GNSS接收机2022能够识别和处理的形式，然后传送给GNSS接收机2022做处理。另外，接收器2024可以为电台接收器，以接收基站广播的差分改正数据，或者接收器2024为GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线业务)通信电路，以采用GPRS的方式接收来自基站的差分改正数据。

需要说明的是，以上各实施方式描述的电子控制单元200仅是示例，而不是对本实用新型的限制。例如在一些实施方式中，该电子控制单元200还可以包括：模数转换器等等。

如图7所示，是本实用新型的车辆自动驾驶方法的第一实施方式的流程示意图。其包括如下步骤：

步骤702：定位电路提供定位信息。

步骤704：中央处理器根据所述定位电路提供的所述定位信息及规划路径，生成控制信号。

步骤706：H桥驱动电路根据所述中央处理器生成的所述控制信号，来驱动液压比例阀。以及

步骤708：液压比例阀在所述控制信号的驱动下，控制所述车辆的运动。

本实施方式，由H桥驱动电路来驱动液压比例阀，因此相比于现有的独立的液压阀控制单元，能够明显地降低车辆自动驾驶系统的成本。

如图8所示，是本实用新型的车辆自动驾驶方法的第二实施方式的流程示意图。其包括如下步骤：

步骤802：定位电路提供定位信息。

步骤804：微机电惯导电路来获取所述车辆的陀螺仪信息。

步骤806：中央处理器根据定位信息、陀螺仪信息以及规划路径，生成控制信号。

步骤808：H桥驱动电路根据所述中央处理器生成的所述控制信号，来驱动液压比例阀。以及

步骤810：液压比例阀在所述控制信号的驱动下，控制所述车辆的运动。

下面结合图2～6，再说明本实用新型的车辆自动驾驶方法的另一详细实施方式。其中该实施方式的流程包括：

1)、通过接收器2024从基站处得到差分改正数据(基站的位置信息)。

2)、将接收到的差分改正数据传输给CPU204进行处理，以及由CPU204将处理后的差分改正数据传输给GNSS接收机2022。

3)、GNSS接收机2022通过GNSS天线获取卫星信号，以及将获取的卫星信号和接收到的差分改正数据进行融合，得到车辆的位置信息以及航向信息，并将融合得到的位置信息以及航向信息回传给CPU204。

4)、CPU204将从GNSS接收机2022接收到的车辆位置信息及航向信息与从MEMS惯导电路205得到的车辆的陀螺仪信息进行融合，从而得到实时的高精度的车辆位置信息以及车辆姿态信息。

5)、CPU204实时采集车辆前轮角度。如通过轮角传感器209。

6)、CPU204获取用户规划路径；

7)、CPU204将规划路径与实时车辆位置及姿态信息转化至同一局部坐标系，并根据车辆运动模型(车辆前轮角度)进行换算，生成反馈控制量。如将规划路径与车辆的当前行进路径进行比较，得到偏差控制量。

8)、CPU204将反馈控制量(即控制信号)转化为PWM电流信号，并通过H桥驱动电路206输出至液压比例阀。

9)、液压比例阀处理输入的PWM电流信号，并转化为油压驱动车辆的转向油缸，进而实现车辆的转向控制。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。