[实用新型]一种通过汽车齿条位置控制转向的装置

说明书

本实用新型涉及转向控制技术领域，具体地说是一种通过汽车齿条位置控制转向的装置，包括操纵装置、网关、电源盒，操纵装置的15针接头与网关数据采集卡的I/O通讯端连接，网关的CAN1通讯端、CAN2通讯端分别与整车主路CAN接口以及整车辅路CAN接口连接，网关的CAN3通讯端、CAN4通讯端分别与EPS主路CAN接口以及EPS辅路CAN接口连接，电源盒的输出端与操纵装置、网关的电源端连接。本实用新型同现有技术相比，设计了通过汽车齿条位置控制转向的装置，驾驶员能够通过操作操纵装置实现对车辆目标方向的精准控制，当高度自动化驾驶系统未开发完善时，本实用新型可以用于前期对齿条位置控制转向系统的整车释放和验证工作，确保功能安全性和可控性。

技术领域

本实用新型涉及转向控制技术领域，具体地说是一种通过汽车齿条位置控制转向的装置。

背景技术

随着5G时代的逐步到来以及智能驾驶的快速发展，全自动驾驶也在快速研发中。电子助力转向系统EPS作为车辆方向控制的执行机构，电子硬件的冗余是智能驾驶系统发生故障时的第一道安全防线。

传统的EPS工作原理为：扭矩传感器、转子位置传感器为EPS传感器信号，车速等为整车总线信号，ECU计算助力、回正、阻尼等各功能模块所需的电机力矩，通过电机矢量控制单元控制三相电路桥中的晶体管的开关改变电流的大小，达到控制电机输出扭矩的目的。电流传感器会监测实际输出任意两相的电流，负反馈到ECU进行闭环补偿。转子位置传感器的信号会和角度传感器结合，输出转角信号到ECU。

随着SAE L3级别以上自动驾驶的实现，系统取代驾驶员作为外部环境的监控与执行者，基于车辆的危害分析导出整车安全集成度ASIL D，EPS随机硬件失效率需要满足10fit的失效时间。为满足功能安全目标，全新一代的全冗余转向系统运用于SAE L3以上的自动驾驶功能，EPS系统包含冗余的MCU、冗余的传感器、驱动电路冗余、12相电机设计；EPS发生失效，EPS系统降级到系统安全状态，即跛行模式，最大可提供50%电机助力，可以覆盖自动驾驶大部分场景。

基于此冗余的转向系统可达到两种转向控制方式：手感控制和齿条位置控制。手感控制为传统的控制系统，驾驶员的手力作为输入环境，通过各功能模块的计算，输出电机扭矩。齿条位置控制为目标齿条位置作为输入条件，外部系统发送请求的目标齿条位置，通过PID控制，实际齿条位置向目标齿条位置趋近。

现有的无人驾驶技术，整车的摄像系统以及雷达系统会监测周围的环境，例如道路路况，道路信息和障碍物信息，整车高度自动化驾驶系统HAD会通过环境信息和车辆状况计算出车辆的期望路径，发送EPS目标齿条位置信号，EPS从而实现转向。

驾驶员作为输入环境的齿条控制转向目前还没有实现，受于道路的限制，例如乡村道路等。因此，需要设计一种通过汽车齿条位置控制转向的装置，驾驶员能够通过操纵装置实现对车辆目标方向的精准控制。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供了一种通过汽车齿条位置控制转向的装置，驾驶员能够通过操纵装置实现对车辆目标方向的精准控制。