[發明專利]線控轉向汽車路感模擬執行裝置

無效

• 申請號: 201110185746.0
• 申請日: 2011-06-30
• 公開（公告）號: CN102320324A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 黃超兵;趙祥紅;鄭堤;王媛媛;童森林
• 申請（專利權）人: 浙江大學寧波理工學院
• 主分類號: B62D5/00
• 分類號: B62D5/00
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所 33228
• 代理人: 代忠炯

技術領域

本發明涉及汽車配件領域，具體講是一種用于線控轉向汽車中路感模擬系統的線控轉向汽車路感模擬執行裝置。

背景技術

在傳統汽車中，駕駛員通過轉向盤、剎車踏板、油門踏板、換擋機構等來操縱汽車，而這些操縱機構與最終的執行機構之間一般是通過機械、液壓等機構進行連接的。與此不同的是，在采用線控技術的汽車中，操縱機構與其對應的執行機構并沒有直接的機械連接，而是采用電氣聯系：駕駛員操縱轉向盤(即汽車方向盤)、剎車踏板、加速踏板等所產生的指令首先被轉換為電信號，然后經由電纜傳遞到電子控制單元；電子控制單元根據收到的駕駛員指令和車輛運行狀態按照一定的算法產生控制指令并經信號電纜送到執行機構，最終由執行機構控制車輛按指令要求運行。

在操縱傳統汽車進行轉向時，汽車的轉向車輪所受到的轉向阻力矩將經過機械、液壓等機構傳送到轉向盤，形成所謂的“路感”。路感實際上是反饋給駕駛員的車輛運行信息和路面信息，駕駛員可據其調整駕駛操作。實踐和研究均表明路感對安全駕駛汽車非常重要。然而在采用線控轉向技術的汽車中，轉向盤和轉向車輪之間沒有機械連接，所以直接的路感傳遞是不可能的。因此，線控轉向系統需要一套路感模擬裝置根據車輛運行狀態等來模擬路感。

出于這樣的考慮，申請號為200810060729.2的申請公開了一種用于汽車線控轉向系統的模擬駕駛員路感裝置。它包括轉向盤、諧波減速器、同步電動機、電子控制單元(ECU)，轉向盤轉軸上設有一個轉矩傳感器和一個角位移傳感器，可以將信號傳遞到電子控制單元。同時，轉向盤的轉矩通過諧波減速將轉矩傳遞到同步電動機，同步電動機的線圈電流信息通過一個霍爾電流傳感器傳遞給電子控制單元。電子控制單元接收這些信息后，結合車速信號和負載轉矩信號，經過相位補償、阻尼補償、慣量補償和摩擦補償等，控制同步電動機的轉動，得到一個反饋轉矩，并通過減速器傳遞給轉向盤。

如上述技術相同，目前絕大部分關于線控轉向路感模擬的研究中均采用電機作為路感模擬系統中的執行裝置來實施主動的力反饋，以模擬路感。采用電機作為路感模擬的執行裝置具有以下不足：第一、這種采用電機作為路感模擬系統中的執行裝置屬于主動的力反饋，當控制失敗時，路感模擬電機有可能拖動轉向盤做不希望的運動，從而帶來安全隱患，甚至引發事故。第二，汽車可操控性的一個要求是：駕駛員雙手松開轉向盤時，轉向盤能夠自動地回到零位(這一功能被稱為“主動回正”)，目前的線控轉向汽車的路感模擬執行裝置均未有主動回正的功能，第三、采用電機作為路感模擬的執行裝置，結構較為復雜，安裝比較麻煩，并且能耗較高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術的缺陷，提供一種結構簡單、能耗較低，并且安全性高，具有主動回正功能的線控轉向汽車路感模擬執行裝置。

本發明的技術方案是，提供一種線控轉向汽車路感模擬執行裝置，它包括支撐機構、磁流變液阻尼器、一對扭簧及扭簧隨動件，所述磁流變液阻尼器安裝在支撐機構上，磁流變液阻尼器的阻尼器軸與汽車中的轉向盤的轉向盤軸連接，所述一對扭簧分別安裝在扭簧隨動件的兩側的阻尼器軸上，所述一對扭簧同軸安裝且扭向相反，每個扭簧的一端固定在支撐機構上，另一端與扭簧隨動件連接，扭簧隨動件與阻尼器軸周向限位。

所述磁流變液阻尼器的阻尼器軸的軸線與轉向盤的轉向盤軸的軸線在同一直線上。

所述支撐機構包括由隔磁材料制成的上保護罩和同樣由隔磁材料制成的下保護罩，所述磁流變液阻尼器的一側與上保護罩連接，磁流變液阻尼器的另一側與下保護罩連接，所述每個扭簧的一端固定下保護罩的內壁上。

所述扭簧隨動件與連接軸周向限位是指，扭簧隨動件與連接軸通過鍵連接。采用鍵連接，簡單可靠。

采用以上結構后，本發明與現有技術相比，具有以下優點：

第一、本發明采用磁流變液阻尼器作為主要的路感模擬執行機構，機械結構簡單、響應迅速，并且磁流變液阻尼器提供的是半主動的力矩，所以即使控制失敗，它也不會主動拖動轉向盤進行轉動，從而避免了采用電機等主動力反饋方案帶來的安全隱患，安全性高。

第二、本發明采用扭簧提供轉向盤的主動回正力矩，并通過控制磁流變液阻尼器來控制主動回正速度，保證回正的平穩，從而實現主動回正功能。

第三、本發明采用磁流變液阻尼器代替電機作為路感模擬系統的執行裝置，結構簡單能耗較低。