[實用新型]一種汽車前輪轉向角度采集裝置

無效

• 申請號: 201020512185.1
• 申請日: 2010-08-31
• 公開（公告）號: CN201803685U
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 毛喆;嚴新平;馬育林;張蕊
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01B5/24
• 分類號: G01B5/24;G01B5/02;B62D7/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒

技術領域

本實用新型屬于汽車安全輔助駕駛領域，具體涉及安裝在汽車上的傳感器，特別是汽車前輪轉向角度采集裝置。

背景技術

目前，采集汽車轉向信息的傳感器一般選用角度傳感器。然而角度傳感器采集的信息確切地說應該是汽車轉向機構的轉向角度，而不是汽車前輪的實際轉角。而且駕駛員操縱方向盤控制汽車轉向的過程主要是由駕駛員的技術、經驗和主觀判斷決定的。駕駛員無法直接觀察汽車前輪的轉向狀態，就不能對自己的操作行為做出及時的調整。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是：提供一種可以采集汽車前輪實際轉向角度的汽車前輪轉向角度采集裝置。

本實用新型為解決上述技術問題所采取的技術方案為：一種汽車前輪轉向角度采集裝置，它包括汽車前輪轉向機構和車載計算機；所述汽車前輪轉向機構包括設置在汽車底部的橫軸、轉向軸、轉向臂，汽車前輪的軸設置在轉向臂上，轉向軸的一端與橫軸連接，另一端與轉向臂連接；汽車前輪轉向角度采集裝置還包括拉線傳感器和連接桿，連接桿設置在轉向軸與轉向臂的連接處，拉線傳感器固定在橫軸上，拉線傳感器的拉線與連接桿連接；拉線傳感器的輸出信號輸入車載計算機。

本實用新型的工作原理為：拉線傳感器用于測得的汽車前輪橫向位移量，由于汽車前輪橫向位移量與前輪實際轉向角度存在對應關系，經過車載計算機運算處理后即可得到實際轉向角度，從而采集到汽車前輪實際轉向角度。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例機械部分的結構示意圖。

圖2為本實用新型實施例電路部分框圖。

圖3為采集電路原理圖。

圖4為電源轉換電路原理圖。

圖5為RS-232電平轉換電路原理圖。

具體實施方式

如圖1所示本實用新型實施例，汽車前輪轉向角度采集裝置包括汽車前輪轉向機構、車載計算機、拉線傳感器7和連接桿6；所述汽車前輪轉向機構包括設置在汽車底部的橫軸5、轉向軸4、轉向臂3，汽車前輪2的軸設置在轉向臂3上，轉向軸4的一端與橫軸5連接，另一端與轉向臂3連接。

連接桿6設置在轉向軸4與轉向臂3的連接處，拉線傳感器7固定在橫軸5上，拉線傳感器7的拉線與連接桿6連接；拉線傳感器7的輸出信號通過采集電路板輸入車載計算機。

本實用新型實施例的電路部分如圖2所示，拉線傳感器引出線連接到采集電路板的接線端子，采集電路對接收的數據進行分壓和濾波，采集電路的電路原理圖如圖3所示。備用蓄電池與采集電路板中的電源轉換電路聯接為采集電路板供電，電源轉換電路原理圖如圖4所示；蓄電池還通過逆變器與車載計算機聯接提供交流電源；采集電路輸出端與微控制器的AD轉換接口相連，微控制器MCU對數據進行濾波、處理和分類，通過SCI接口與RS-232電平轉換電路聯接，經由串口線與車載計算機進行通信，RS-232電平轉換電路原理圖如圖5所示。

所述的備用蓄電池采用12伏直流蓄電池，傳感器直接采用12伏供電方式；采集電路板利用電源轉換電路將12伏轉為5伏供給微控制器MCU；逆變器將備用蓄電池12伏直流轉換為220伏交流，供給車載計算機。

汽車前輪在轉向過程中，實際轉向位移就是汽車轉向軸4的橫向位移量。只要測得汽車轉向軸的橫向偏移量，汽車前輪轉角就可以通過標定實驗得到。在標定實驗里，汽車前輪橫向位移量由測得的拉線傳感器實際位移范圍決定。假定汽車的前后輪軸距為d，前輪轉角為a，前輪輪距為s，拉線傳感器某一時刻的位移是x，則汽車前輪轉角計算公式為：

其中，拉線傳感器的實際位移x可通過單片機數模轉換的方法求出。

當接收到車載計算機發送來的“start”控制指令，每隔50毫秒采集兩個拉線傳感器的數據，在微控制器MCU內經過相應算法處理之后，將實際轉向角度發送給車載計算機。如此循環，完成汽車前輪轉向角度的采集過程。車載計算機接收到數據，將汽車前輪轉向角度動態顯示在液晶屏上。MCU在接收到車載計算機發送來的“stop”控制指令，關閉AD轉換接口，結束采集任務。

本實施例可以通過車載計算機與駕駛員進行交互，動態顯示駕駛員操作信息，這樣就能幫助駕駛員準確控制汽車轉向。

本實用新型實施例的有益效果為：1、能夠直觀顯示汽車前輪的轉向角度，便于駕駛員及時調整自己的操作行為；2、能夠實時存儲汽車前輪的轉向角度，便于對駕駛員的操作行為進行分析。