[發(fā)明專利]一種踏板感模擬裝置及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110246927.3
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號(hào): CN112896122A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王亞;鄧偉文
• 申請（專利權(quán)）人: 南京經(jīng)緯達(dá)汽車科技有限公司
• 主分類號(hào): B60T8/40
• 分類號(hào): B60T8/40;B60T7/08;B60T13/74
• 代理公司: 蘇州根號(hào)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32276
• 代理人: 仇波

本發(fā)明提供一種踏板感模擬裝置及其控制方法，該踏板感模擬裝置包括制動(dòng)踏板(3)和與所述制動(dòng)踏板(3)連接的U型銷(406)，還包括殼體(404)、與U型銷(406)固定連接的齒條(403)、用以驅(qū)動(dòng)齒條(403)的電機(jī)(409)以及用以根據(jù)所述齒條(403)的位移產(chǎn)生踏板行程信號(hào)的行程傳感器(405)。該裝置的控制方法，包括：由行程傳感器(405)根據(jù)齒條(403)位移產(chǎn)生踏板行程信號(hào)；根據(jù)踏板行程信號(hào)計(jì)算電機(jī)(409)的目標(biāo)電流；將目標(biāo)電流與電機(jī)(409)的實(shí)際電流進(jìn)行PID控制，輸出PWM波控制電機(jī)(409)；電機(jī)(409)輸出扭矩用以向齒條(403)提供踏板力。本發(fā)明可逼真地模擬踏板感。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車駕駛模擬器領(lǐng)域，特別涉及一種踏板感模擬裝置及其控制方法。

背景技術(shù)

隨著近些年汽車駕駛輔助系統(tǒng)的快速發(fā)展，很多高校和公司都在開展相關(guān)的研究課題。一般的研究工作流程分為：算法建模、仿真驗(yàn)證、實(shí)車測試等階段。仿真驗(yàn)證作為其中重要的一環(huán)，通常的方法為利用駕駛模擬器進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。目前駕駛模擬器包含制動(dòng)踏板、油門踏板、顯示器、方向盤、座椅等零部件組成，其中制動(dòng)踏板是較為簡易的彈簧裝置，與真車踏板感相差較大。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種與真車踏板感相同并且可以根據(jù)模擬人力度變化而進(jìn)行變化的踏板感模擬裝置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種踏板感模擬裝置，包括制動(dòng)踏板和與所述制動(dòng)踏板連接的U型銷，還包括：

殼體；

齒條，其可滑動(dòng)地安裝于所述殼體中，所述齒條與所述U型銷固定連接；

電機(jī)，所述電機(jī)的輸出軸與所述齒條傳動(dòng)，用以驅(qū)動(dòng)所述齒條(403)；

行程傳感器，其用以根據(jù)所述齒條的位移產(chǎn)生踏板行程信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述電機(jī)的輸出軸連接有齒輪，所述齒輪與所述齒條之間通過減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接。通過增加減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)，可以取消回位彈簧，使得可以用扭矩很少的電機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)不同踏板力的踏板感，而且直接控制電機(jī)，可以不用考慮回位彈簧的彈簧力。

再進(jìn)一步地，所述減速機(jī)構(gòu)包括同軸固定的減速齒輪和齒輪軸，所述減速齒輪與所述齒輪嚙合傳動(dòng)，所述齒輪軸與所述齒條嚙合傳動(dòng)；所述行程傳感器設(shè)置在所述齒輪軸的端部外側(cè)。

在一具體實(shí)施例中，所述電機(jī)的輸出軸與所述齒輪之間設(shè)置有緩沖件。

作為本發(fā)明的另外一種擴(kuò)展的技術(shù)方案，本發(fā)明的另一種踏板感模擬裝置，所述電機(jī)的輸出軸連接有齒輪，所述齒輪與所述齒條直接嚙合傳動(dòng)；所述行程傳感器設(shè)置在所述齒輪的端部外側(cè)；所述齒條伸出所述殼體之外的部分和所述殼體之間設(shè)有回位彈性件。

進(jìn)一步地，所述回位彈性件為回位彈簧。回位彈簧的功能不僅可以使制動(dòng)踏板快速回位，而且提供的彈簧壓縮力可以作為踏板感組成的一部分。電機(jī)作用在齒條上面的力和回位彈簧力共同組成了制動(dòng)踏板感的總踏板力。在進(jìn)行踏板感的控制時(shí)，如果總制動(dòng)力大于回位彈簧力時(shí)，則電機(jī)給的是正電流，輸出正扭矩；如果總制動(dòng)力小于回位彈簧力時(shí)，則電機(jī)給的是負(fù)電流，輸出負(fù)扭矩。

在以上技術(shù)方案中，所述電機(jī)的輸出軸與所述齒輪之間設(shè)置有緩沖件。緩沖件可以減少電機(jī)瞬間啟動(dòng)帶來的沖擊。

進(jìn)一步地，所述緩沖件為緩沖橡膠塊，所述緩沖橡膠塊的一端套接在所述電機(jī)的輸出軸上，另一端套接在所述齒輪的軸上。

進(jìn)一步地，所述齒條沿其自身長度方向延伸出所述殼體，并通過定位螺母與所述U型銷固定連接。

進(jìn)一步地，所述齒條位于所述殼體外的部分與所述殼體之間設(shè)置有防塵罩。

本發(fā)明同時(shí)提供了一種上述踏板感模擬裝置的控制方法，包括以下步驟：