[发明专利]一种实时方向盘转角采集系统

说明书

技术领域

本发明属于汽车仿真实验技术领域，尤其涉及一种实时方向盘转角采集系统。

背景技术

在进行汽车仿真试验时，方向盘旋转角度的测量通常需要使用方向盘转角传感器，其大多安装在方向盘下方的方向柱内，分为模拟式方向盘转角传感器和数字式方向盘转角传感器两种。通常使用的方向盘转角传感器采用三个齿轮的机械结构，来测量转角和转过的圈数。大齿轮随方向盘管柱一起转动，两个小齿轮齿数相差1个，与传感器外壳一起固定在车身，不随方向盘转动而转动。两个小齿轮分别采集到随方向盘转动的转角，由于相差一个齿，不同的圈数就会相差特定的角度，通过计算得到方向盘的绝对转角值。这种方法不仅机械结构复杂且速度慢实时性差，无法达到在线实时显示转角值的效果，并且准确度不高，影响到车辆性能的评估。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于提供一种实时方向盘转角采集系统，旨在解决现有技术中的方向盘转角传感器安装复杂，测量精确度低、实时性差的问题。

本发明实施例第一方面提供了一种实时方向盘转角采集系统，所述系统包括：

转角信号采集器、转角信号处理器及终端设备；

所述转角信号处理器分别与所述转角信号采集器及所述终端设备连接；

所述转角信号采集器，用于根据方向盘转向杆的旋转产生脉冲信号，并将产生的脉冲信号发送给所述转角信号处理器；

所述转角信号处理器，用于根据接收到的所述脉冲信号进行计数，并将计数结果发送给所述终端设备；

所述终端设备，用于根据所述计数结果及预存的计算公式，生成所述方向盘的旋转角度数据。

进一步地，所述转角信号采集器，具体为固定式增量光电编码器；

所述固定式增量光电编码器与所述方向盘转向杆同轴固联，且所述固定式增量光电编码器的零点位置与所述方向盘的零点位置重合；

当所述转向杆旋转时，所述固定式增量光电编码器产生相位差为90°的A、B相脉冲信号，并输出至所述转角信号处理器；

当所述转向杆顺时针旋转时，A相脉冲信号超前B相脉冲信号90°，当所述转向杆逆时针旋转时，B相脉冲信号超前A相脉冲信号90°；

当所述转向杆经过所述固定式增量光电编码器的零点位置时，所述固定式增量光电编码器产生高电平Z相脉冲信号。

进一步地，所述转角信号处理器包括：

四个串联的四位计数器组成的十六位计数器，及四个串联的同步保持器；

四个所述四位计数器包括：

第一40193芯片、第二40193芯片、第三40193芯片、第四40193芯片；

四个所述同步保持器包括：

第一74LS175芯片、第二74LS175芯片、第三74LS175芯片、第四74LS175芯片；

所述第一40193芯片与所述第一74LS175芯片连接，所述第二40193芯片与所述第二74LS175芯片连接，所述第三40193芯片与所述第三74LS175芯片连接，所述第四40193芯片与所述第四74LS175芯片连接。

进一步地，所述转角信号处理器还包括：

鉴相器；

所述固定式增量光电编码器的A相脉冲输出端口通过所述鉴相器与所述第一40193芯片的第5引脚连接，所述固定式增量光电编码器的B相脉冲输出端口通过所述鉴相器与所述第一40193芯片的第4引脚连接；

当接收到的A相脉冲信号超前B相脉冲信号90°时，所述十六位计数器加计数，当接收到的B相脉冲信号超前A相脉冲信号90°时，所述十六位计数器减计数。

进一步地，所述第一40193芯片的第12引脚与所述第二40193芯片的第5引脚连接，所述第一40193芯片的第13引脚与所述第二40193芯片的第4引脚连接；

所述第二40193芯片的第12引脚与所述第三40193芯片的第5引脚连接，所述第二40193芯片的第13引脚与所述第三40193芯片的第4引脚连接；

所述第三40193芯片的第12引脚与所述第四40193芯片的第5引脚连接，所述第三40193芯片的第13引脚与所述第四40193芯片的第4引脚连接；

所述第一40193芯片的第2、3、6、7引脚分别与所述第一74LS175芯片的第4、5、12、13引脚连接；

所述第二40193芯片的第2、3、6、7引脚分别与所述第二74LS175芯片的第4、5、12、13引脚连接；