【技术实现步骤摘要】
一种集成式手自一体化方向盘及其控制方法
本专利技术涉及到车辆自动驾驶领域,尤其涉及到一种集成式手自一体化方向盘及其控制方法。
技术介绍
自动转向系统是自动驾驶车辆的重要组成部分,该系统的性能会直接影响导航的可靠性和平稳性,因此设计合适的用于自动转向系统的方向盘对自动转向系统至关重要。现有技术中一般去掉车辆原有的方向盘,加装一个电动方向盘装置,且电动方向盘装置由电机作为动力源直接驱动或者通过传动机构间接驱动方向盘转动,从而实现旋转方向盘转向轴的目的。但是,由于电机转动的角度存在偏差以及机械传动误差,会导致电动方向盘转向不精确。另外,在车辆自动驾驶过程中,电机带动方向盘转向轴转动,若车辆遇到突发情况,方向盘应能被操作人员手工操控,避免发生安全事故。但目前的电动方向盘存在自动与手动强制切换损坏电机的问题,或者无法人工操控方向盘,存在安全隐患。
技术实现思路
本专利技术针对目前市场上电动方向盘存在的技术缺陷,设计了一种集成式手自一体化方向盘,使其能够对电机的转角转速与方向进行反馈与调整,并且能够在自动驾驶与手动驾驶之间自由切换,实现安全驾驶且保护方向盘的电机,从而提高了自动转向系统的精确性和安全性。本专利技术是通过如下技术方案得以实现的:一种集成式手自一体化方向盘,包括转向盘轴系Ⅰ、步进电机驱动轴系Ⅱ和转向盘转角测量轴系Ⅲ;所述转向盘轴系Ⅰ包括转向盘、转向轴;转向盘安装在转向轴的一端,转向轴上同轴设置有第一齿轮和第三齿轮转向轴的另一端通过花键套与车辆转向柱连接;所述步进电机 ...
【技术保护点】
1.一种集成式手自一体化方向盘,其特征在于,包括转向盘轴系Ⅰ、步进电机驱动轴系Ⅱ和转向盘转角测量轴系Ⅲ;/n所述转向盘轴系Ⅰ包括转向盘(1)、转向轴(2);转向盘(1)安装在转向轴(2)的一端,转向轴(2)上同轴设置有第一齿轮(4)和第三齿轮(11)转向轴(2)的另一端通过花键套(17)与车辆转向柱(18)连接;/n所述步进电机驱动轴系Ⅱ包括步进电机(9)和第二齿轮(5),步进电机(9)的输出端与减速器(7)连接,减速器(7)的输出端上安装有第二齿轮(5);/n所述转向盘转角测量轴系Ⅲ包括第四齿轮(12)、套筒轴(14)和角度传感器(16),套筒轴(14)的输入端安装有第四齿轮(12),输出端与角度传感器(16)的输入端连接;/n所述第一齿轮(4)与第二齿轮(5)可啮合,第三齿轮(11)与第四齿轮(12)啮合;所述第一齿轮(4)与转向轴(2)之间设置有扭矩限制器(3),所述扭矩限制器(3)内圈与转向轴(2)键连接,第一齿轮(4)与扭矩限制器(3)外圈同轴滑套连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种集成式手自一体化方向盘,其特征在于,包括转向盘轴系Ⅰ、步进电机驱动轴系Ⅱ和转向盘转角测量轴系Ⅲ;
所述转向盘轴系Ⅰ包括转向盘(1)、转向轴(2);转向盘(1)安装在转向轴(2)的一端,转向轴(2)上同轴设置有第一齿轮(4)和第三齿轮(11)转向轴(2)的另一端通过花键套(17)与车辆转向柱(18)连接;
所述步进电机驱动轴系Ⅱ包括步进电机(9)和第二齿轮(5),步进电机(9)的输出端与减速器(7)连接,减速器(7)的输出端上安装有第二齿轮(5);
所述转向盘转角测量轴系Ⅲ包括第四齿轮(12)、套筒轴(14)和角度传感器(16),套筒轴(14)的输入端安装有第四齿轮(12),输出端与角度传感器(16)的输入端连接;
所述第一齿轮(4)与第二齿轮(5)可啮合,第三齿轮(11)与第四齿轮(12)啮合;所述第一齿轮(4)与转向轴(2)之间设置有扭矩限制器(3),所述扭矩限制器(3)内圈与转向轴(2)键连接,第一齿轮(4)与扭矩限制器(3)外圈同轴滑套连接。
2.根据权利要求1所述的集成式手自一体化方向盘,其特征在于,还包括状态切换开关(29),所述状态切换开关(29)设置在转向盘(1)上,当状态切换开关(29)为“关”状态时,步进电机(9)失能,可手动转向盘(1)。
3.根据权利要求1所述的集成式手自一体化方向盘,其特征在于,当状态切换开关(29)为“开”状态时,手动转向盘(1),扭矩限制器(3)与第一齿轮(4)之间打滑,方向盘处于手动驾驶模式,步进电机驱动轴系(Ⅱ)不工作。
4.根据权利要求1所述的集成式手自一体化方向盘,其特征在于,当状态切换开关(29)为“开”状态时,步进电机(9)使能,控制器(22)通过航空插头(25)接收来自上位机的方向盘目标转角、转速与转向信号,将目标转角与角度传感器(16)提供的方向盘当前位置作比较,控制器(22)发出指令给步进电机驱动器(21)使步进电机(9)转动,按给定方向与速度实时跟踪方向盘的目标转角。
5.根据权利要求1所述的集成式手自一体化方向盘,其特征在于,所述第四齿轮(12)与第三齿轮(11)传动比为3,角度传感器(16)感知转向轴(2)正转与反转各1.5圈的转角。
6.根据权利要求1至5任一项所述的集成式...
【专利技术属性】
技术研发人员:尹建军,陆敬尧,余承超,魏新华,李晋阳,
申请(专利权)人:江苏大学,
类型:发明
国别省市:江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。