專利名稱：一種用于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向試驗(yàn)的車載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種車載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，尤其是能夠?qū)υ谡鎸?shí)道路上行駛車 輛的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置進(jìn)行性能試驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
作為汽車底盤電子控制系統(tǒng)的一部分，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(Electrical Power Steering,簡稱EPS)系統(tǒng)與傳統(tǒng)的液壓助力系統(tǒng)比較，用單片機(jī)控制的直流電 機(jī)代替了傳統(tǒng)的液壓助力缸，具有部件少、體積小、維修方便等特點(diǎn)，并大幅 度提高汽車經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和機(jī)動(dòng)性，同時(shí)增加駕駛?cè)藛T的操縱舒適性和安全 性。因此，EPS是全球著名汽車公司目前重點(diǎn)研究的領(lǐng)域之一，也越來越受到 消費(fèi)者的青睞。
然而目前EPS在國內(nèi)尚處于研究開發(fā)階段，對(duì)其性能和控制策略的檢測(cè)與 驗(yàn)證也主要是在實(shí)驗(yàn)室的臺(tái)架上進(jìn)行。但臺(tái)架試驗(yàn)畢竟與真實(shí)道路試驗(yàn)相差甚 大，它缺乏真實(shí)道路實(shí)車試驗(yàn)的多狀況性和真實(shí)性，在臺(tái)架試驗(yàn)上測(cè)試合格的 新產(chǎn)品，當(dāng)投入到實(shí)際應(yīng)用時(shí)，效果往往不理想。因此EPS的成功開發(fā)，必須 進(jìn)行大量的真實(shí)道路實(shí)車試驗(yàn)，才能將EPS的性能調(diào)整到最佳工作狀態(tài)。
與此同時(shí)，汽車是由人來駕駛的，駕駛?cè)藛T在操縱汽車行駛前進(jìn)的過程中， 會(huì)根據(jù)行駛方向的需要，操縱轉(zhuǎn)向盤做一定的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，駕駛?cè)藛T也將 根據(jù)時(shí)刻改變的道路、交通情況以及通過眼睛、手及身體感知到的汽車運(yùn)動(dòng)狀 況，不斷地修正他對(duì)轉(zhuǎn)向盤的操縱。因此可以說，EPS的性能與駕駛者的操作特 性緊密相關(guān)，對(duì)EPS性能的研究必須把駕駛者和汽車視作一個(gè)整體的人一車系 統(tǒng)，決不能忽略駕駛者這一重要因素。
這樣一來，能夠?qū)υ谡鎸?shí)道路上行駛的車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并適 時(shí)記錄駕駛?cè)藛T轉(zhuǎn)向操縱行力和道路、天氣狀況視頻圖像的車載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)， 就成為真實(shí)道路試驗(yàn)中一種必不可少的實(shí)驗(yàn)裝置。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是基于以上EPS試驗(yàn)所面臨的種種問題，而提供一種用 于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向試驗(yàn)的車載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它能在真實(shí)道路試驗(yàn)的狀態(tài)下，對(duì) 車輛EPS的轉(zhuǎn)角信號(hào)、轉(zhuǎn)矩信號(hào)，以及車速信號(hào)和EPS執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的電機(jī)電流 信號(hào)進(jìn)行采集。
本實(shí)用新型的用于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向試驗(yàn)的車載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括車速傳感
器、電機(jī)電流傳感器、方向盤轉(zhuǎn)矩傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、供電電路、光
偶隔離電路、微處理器、通信接口電路、RS-232接口、接口轉(zhuǎn)換線、電腦和攝
像頭，供電電路的輸出端分別與光偶隔離電路、微處理器以及通信接口電路相 連，光偶隔離電路的輸入端與車速傳感器和電機(jī)電流傳感器的信號(hào)輸出端相連， 光偶隔離電路的輸出端與微處理器相連，方向盤轉(zhuǎn)矩傳感器和方向盤轉(zhuǎn)角傳感 器的信號(hào)輸出端與微處理器相連，微處理器的輸出端與通信接口電路相連，通
信接口電路的輸出端連接到RS-232接口， RS-232接口的輸出端經(jīng)接口轉(zhuǎn)換線轉(zhuǎn) 換成USB接口與電腦相連，攝像頭接電腦。 本實(shí)用新型的工作原理如下
行駛在真實(shí)道路上車輛的車速信號(hào)，電機(jī)電流信號(hào)通過光偶隔離電路輸入到 微處理器中，方向盤轉(zhuǎn)矩信號(hào)和方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)直接輸入到微處理器。微處理 器將這四路信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換之后， 一方面在寄存器中寄存了起來，另一方面 通過通信接口電路進(jìn)行放大降噪等處理后，再經(jīng)RS-232接口將數(shù)據(jù)傳到電腦。 同時(shí)利用攝像頭對(duì)駕駛?cè)藛T的轉(zhuǎn)向操縱行為和道路、天氣狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的視頻 釆集。在電腦中存有用VC.net編寫的程序，這樣，在試驗(yàn)的時(shí)候只要調(diào)用電腦 上的上位機(jī)程序，技術(shù)人員就可以在電腦顯示屏上清楚的看到車輛在行駛過程 中試驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)變化過程。試驗(yàn)結(jié)束后利用電腦程序可以實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)試驗(yàn)數(shù) 據(jù)的動(dòng)態(tài)曲線進(jìn)行回放，同時(shí)同步結(jié)合試驗(yàn)視頻，對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象和試驗(yàn)數(shù)據(jù)變化 情況做進(jìn)一步的分析與計(jì)算。
本實(shí)用新型的有益效果在于
能夠?qū)υ谡鎸?shí)道路上行駛的車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并實(shí)時(shí)記錄駕駛 人員轉(zhuǎn)向操縱行為和道路、天氣狀況視頻圖像等信息，應(yīng)用本實(shí)用新型能為我 國國內(nèi)的"汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)"提供了大量珍貴的試驗(yàn)數(shù)據(jù)資料； 同時(shí)，本實(shí)用新型也能為其它凡是涉及到汽車轉(zhuǎn)向裝置的研究提供較大的幫助。

圖l是本實(shí)用新型的構(gòu)成示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。
參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型的用于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向試驗(yàn)的車載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括 車速傳感器3、電機(jī)電流傳感器4、方向盤轉(zhuǎn)矩傳感器5、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器6、 供電電路2、光偶隔離電路7、微處理器8、通信接口電路9、 RS-232接口10、 用于將RS-232接口轉(zhuǎn)換成USB接口的接口轉(zhuǎn)換線11、電腦12和攝像頭13。其
中供電電路2輸入端連接汽車電源1，輸出端分別與光偶隔離電路7、微處理器
8以及通信接口電路9相連，光偶隔離電路7的輸入端與車速傳感器3和電機(jī)電 流傳感器4的信號(hào)輸出端相連，光偶隔離電路7的輸出端與微處理器8相連； 方向盤轉(zhuǎn)矩傳感器5和方向盤轉(zhuǎn)角傳感器6的信號(hào)輸出端直接與微處理器8相 連；微處理器8的輸出端與通信接口電路9相連；通信接口電路9的輸出端連 接到RS-232接口 10，該接口的輸出端通過RS-232接口轉(zhuǎn)USB接口的轉(zhuǎn)換線11 與電腦12的USB端口相連；攝像頭13連接電腦12。
上述的微處理器可以采用飛思卡爾(Freescale)半導(dǎo)體公司的MC9S12D系 列MCU，如MC9S12DG256BMPV芯片；通信接口電路可以采用MAX232芯片；供電 電路由7805芯片及其外圍元件組成；光偶隔離電路可采用H11N1芯片；車速信 號(hào)可由儀表盤接口接入、電機(jī)電流傳感器可采用ZXCT1021芯片、方向盤轉(zhuǎn)矩傳 感器和轉(zhuǎn)角傳感器可采用美國BI公司的扭矩一轉(zhuǎn)角復(fù)合傳感器。
供電電路2的作用就是從汽車電源1中得到+12V的電壓并將其轉(zhuǎn)成+5V的電 壓輸出到光偶隔離電路7、微處理器8、通信接口電路9中，為它們提供所需電 壓。光偶隔離電路7的作用是對(duì)車速傳感器3和電機(jī)電流傳感器4的輸出的車 速信號(hào)和電機(jī)電流信號(hào)進(jìn)行處理后再輸入到微處理器8中，以避免較強(qiáng)的信號(hào) 電流對(duì)微處理器8的威脅。微處理器8的作用是將輸入的四路信號(hào)——車速信 號(hào)、電機(jī)電流信號(hào)、方向盤轉(zhuǎn)矩信號(hào)和方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)并 輸出。通信接口電路9的作用就是將微處理器8輸出的四路數(shù)字信號(hào)進(jìn)行放大 降噪等處理后，輸出到RS-232接口 10。借助接口轉(zhuǎn)換線11可以將RS-232接口 輸出的試驗(yàn)數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)焦P記本電腦12上去，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)曲 線進(jìn)行回放。攝像頭13的作用就是對(duì)試驗(yàn)過程進(jìn)行同步視頻采集，有助于技術(shù) 人員在試驗(yàn)結(jié)束后對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象和試驗(yàn)數(shù)據(jù)變化情況做進(jìn)一步的分析與計(jì)算。
權(quán)利要求1.一種用于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向試驗(yàn)的車載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于包括車速傳感器(3)、電機(jī)電流傳感器(4)、方向盤轉(zhuǎn)矩傳感器(5)、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器(6)、供電電路(2)、光偶隔離電路(7)、微處理器(8)、通信接口電路(9)、RS-232接口(10)、接口轉(zhuǎn)換線(11)、電腦(12)和攝像頭(13)，供電電路(2)的輸出端分別與光偶隔離電路(7)、微處理器(8)以及通信接口電路(9)相連，光偶隔離電路(7)的輸入端與車速傳感器(3)和電機(jī)電流傳感器(4)的信號(hào)輸出端相連，光偶隔離電路(7)的輸出端與微處理器(8)相連，方向盤轉(zhuǎn)矩傳感器(5)和方向盤轉(zhuǎn)角傳感器(6)的信號(hào)輸出端與微處理器(8)相連，微處理器(8)的輸出端與通信接口電路(9)相連，通信接口電路(9)的輸出端連接到RS-232接口(10)，RS-232接口(10)的輸出端經(jīng)接口轉(zhuǎn)換線(11)轉(zhuǎn)換成USB接口與電腦(12)相連，攝像頭(13)接電腦(12)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向試驗(yàn)的車載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特 征在于所說的微處理器(8)為MC9S12DG256BMPV芯片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向試驗(yàn)的車載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特 征在于所說的通信接口電路(9)為MAX232芯片。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向試驗(yàn)的車載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特 征在于所說的光偶隔離電路(7)為H11N1芯片。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向試驗(yàn)的車載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其包括車速傳感器、電機(jī)電流傳感器、方向盤轉(zhuǎn)矩傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、供電電路、光偶隔離電路、微處理器、通信接口電路、RS-232接口、接口轉(zhuǎn)換線、電腦和攝像頭。能夠?qū)υ谡鎸?shí)道路上行駛的車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并實(shí)時(shí)記錄駕駛?cè)藛T轉(zhuǎn)向操縱行為和道路、天氣狀況視頻圖像等信息，試驗(yàn)結(jié)束后利用電腦可以對(duì)相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)曲線進(jìn)行回放，同時(shí)同步結(jié)合試驗(yàn)視頻，對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象和試驗(yàn)數(shù)據(jù)變化情況做進(jìn)一步的分析與計(jì)算。應(yīng)用本實(shí)用新型能為我國國內(nèi)的“汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)”提供大量珍貴的試驗(yàn)數(shù)據(jù)資料；同時(shí)，本實(shí)用新型也能為其它凡是涉及到汽車轉(zhuǎn)向裝置的研究提供較大的幫助。
文檔編號(hào)G01M17/007GK201004169SQ20062010683
公開日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2006年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月18日
發(fā)明者鋒 吳, 姚棟偉, 宋小文, 朱建新, 朱開田, 楊志家, 楊聞?lì)? 沈偉達(dá), 耘 王, 胡樹根, 偉 陳 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)