线控转向手感模拟装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种线控转向手感模拟装置，包括转向轴，其上固定连接转向轴蜗轮；电机，其输出轴连接蜗杆；蜗轮蜗杆付，其由转向轴蜗轮和蜗杆啮合组成；扭力件，其与转向轴同轴，且其第一端固定连接在转向轴蜗轮端面上，用于约束管柱转角范围并依靠扭力使方向盘自动回到中位；无外力时，扭力件处于自然状态使手盘位于零位；转角位置传感器，其根据电机类型确定安装位置和使用类型；其中，转向轴中线、电机和扭力件第二端在一个指定坐标中保持相对坐标不变。本发明专利技术在不配置转向中间轴且没有外部助力的前提下，可以约束线控转向手感模拟装置的转角行程，实现转角确定性，并能模拟机械转向系统力矩特性。统力矩特性。统力矩特性。

【技术实现步骤摘要】
线控转向手感模拟装置及系统


[0001]本专利技术涉及汽车领域，特别是涉及一种线控转向手感模拟装置，以及一种具有所述线控转向手感模拟装置的线控转向手感模拟系统。

技术介绍

[0002]汽车转向性能是汽车的主要性能之一，转向系统的性能直接影响汽车的操纵稳定性，它在车辆的安全行驶、减少交通事故以及保护驾驶员的人身安全、改善驾驶员的工作条件等方面起着重要的作用。如何合理地设计转向系统，使汽车具有良好的操纵性能，是设计人员的重要研究课题。在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天，针对更多不同水平的驾驶人群，汽车的易操纵性设计显得尤为重要。线控转向系统(Steering
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Wire，简称“SBW”)的发展，正迎合这种客观需求。它是继EPS后发展起来的新一代转向系统，具有比EPS操纵稳定性更好的特点，而且它在转向盘和转向轮之间不再采用机械连接，彻底摆脱传统转向系统所固有的限制，给驾驶员带来方便，同时提高了汽车的安全性。车辆线控转向技术是目前公认的车辆转向系统的终极解决方案。
[0003]车辆线控转向系统目前全球范围内未见规模量产案例。但随着智能驾驶技术的加速推进，车辆线控转向技术必将成为唯一规模化解决方案。
[0004]从目前欧盟、北美和中国设定的智能驾驶路线图来看，预期2025年全球80％车辆将实现L3等级以上的智能驾驶目标，其中50％以上的转向系统将是线控转向系统。
[0005]手感控制装置是线控转向系统重要的两大部件之一，另一部件为转向执行装置。目前阶段，手感控制装置的研发尚处于起步阶段，全球范围内均未见成熟、标准化、行业公认、和产业化的解决方案。国内和国际上总体来看，线控转向系统研发基本处于同一起步时点和同一技术能力。手感控制装置的实现难点是在没有中间轴以下负载的条件下，在功能和性能上还原传统转向的角度变化、力矩变化。可以概括为下面三点问题：
[0006]a.由于失去中间轴及以下负载，方向盘从有限角度往复运动变成无线角度旋转运动。如果设计没有充分考虑，可能引起驾驶过程中轮胎转向和方向盘转向在角度、角速度以及力的传递上失控；
[0007]b.取消中间轴，使得转向上管柱和下转向装置带机械脱钩，引起下转向装置机械回正力没法反馈到方向盘上；
[0008]c车辆下电后，方向盘负载过小可以轻易旋转，且没有回正力，导致再次上电后初始角度不确定性。

技术实现思路

[0009]在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0010]本专利技术要解决的技术问题是提供一种在不配置转向中间轴且没有外部助力的前提下，可以约束线控转向手感模拟装置的转角行程，实现转角确定性，并能模拟机械转向系统力矩特性的线控转向手感模拟装置。
[0011]以及，一种具有所述线控转向手感模拟装置，能降低系统控制策略复杂度，以及调校难度的线控转向手感模拟系统。
[0012]转向轴，其上固定连接转向轴蜗轮；
[0013]电机，其输出轴连接蜗杆；
[0014]蜗轮蜗杆付，其由转向轴蜗轮和蜗杆啮合组成；
[0015]扭力件，其与转向轴同轴，且其第一端固定连接在转向轴蜗轮端面上，用于约束管柱转角范围并依靠扭力使方向盘自动回到中位；无外力时，扭力件处于自然状态使手盘位于零位；
[0016]转角位置传感器，其根据电机类型确定安装位置和使用类型；
[0017]其中，转向轴中线、电机和扭力件第二端在一个指定坐标中保持相对坐标不变。
[0018]可选择的，所述的线控转向手感模拟装置，电机采用有刷电机时，转角位置传感器采用绝对转角位置传感器，绝对转角位置传感器安装在转向轴上。
[0019]可选择的，所述的线控转向手感模拟装置，电机采用无刷电机时，转角位置传感器采用相对转角位置传感器，相对转角位置传感器安装在电机轴上。
[0020]可选择的，所述的线控转向手感模拟装置，电机采用无刷电机时，转角位置传感器采用绝对转角位置传感器和相对转角位置传感器，绝对转角位置传感器安装在转向轴上，相对转角位置传感器安装在电机轴上。
[0021]可选择的，所述的线控转向手感模拟装置，转向轴的转角范围为
‑
600
°
～+600
°
，转向轴转速范围
‑
900
°
/s～+900
°
/s，转向轴传递扭矩范围为
‑
45Nm～+45Nm。
[0022]可选择的，所述的线控转向手感模拟装置，扭力件采用扭力弹簧。
[0023]可选择的，所述的线控转向手感模拟装置，弹簧力常数范围为0.001kgf/mm～0.1kgf/mm。
[0024]可选择的，所述的线控转向手感模拟装置，蜗轮蜗杆传动比为8～32。
[0025]可选择的，所述的线控转向手感模拟装置，电机的功率范围为100W～1000W。
[0026]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种具有上述任意一项所述线控转向手感模拟装置的线控转向手感模拟系统，还包括：
[0027]电控单元9，其连接电机采集驱动相线采集电机驱动电流或电压，其还连接转角位置传感器采集转角度，其用于执行手动转向控制、ADAS先进驾驶辅助功能、方向盘静默和变传动比、手动转向模式下的扭矩控制和智能驾驶模式下的转角闭环控制。
[0028]其中，手动转向控制、ADAS先进驾驶辅助功能、方向盘静默和变传动比、手动转向模式下的扭矩控制和智能驾驶模式下的转角闭环控制可以采用现有技术中的任意一种方案，上述各部分的控制方案不是本专利技术的主要改进要点，选择哪一种现有技术并不影响本专利技术解决所要解决的技术问题，以及达到预期的技术效果，本专利技术作为上述各功能的执行机构用于执行上述各功能模块的相应指令；
[0029]进一步的说明，若安装相对转角位置传感器其能计算方向盘绝对转角，若安装绝对转角位置传感器其能接收车载总线的方向盘绝对转角。
[0030]可选择的，所述的线控转向手感模拟系统，电机采用有刷电机，安装绝对转角位置传感器时，发生电控单元不上电故障，则继续执行手动转向。
[0031]可选择的，所述的线控转向手感模拟系统，电机采用无刷电机时，安装相对转角位置传感器，发生电机停止驱动且MCU运行正常故障，则继续执行手动转向；
[0032]发生MCU故障，则切换为智能驾驶。
[0033]可选择的，所述的线控转向手感模拟系统，电机采用无刷电机时，安装绝对转角位置传感器和相对转角位置传感器，发生电控单元不上电故障，则继续执行手动转向。
[0034]本专利技术的工作原理及技术效果说明如下：
[0035]1、受扭力弹簧转角行程限制，本实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种线控转向手感模拟装置，其特征在于，包括：转向轴，其上固定连接转向轴蜗轮；电机，其输出轴连接蜗杆；蜗轮蜗杆付，其由转向轴蜗轮和蜗杆啮合组成；扭力件，其与转向轴同轴，且其第一端固定连接在转向轴蜗轮端面上，用于约束管柱转角范围并依靠扭力使方向盘自动回到中位；无外力时，扭力件处于自然状态使手盘位于零位；转角位置传感器，其根据电机类型确定安装位置和使用类型；其中，转向轴中线、电机和扭力件第二端在一个指定坐标中保持相对坐标不变。2.如权利要求1所述的线控转向手感模拟装置，其特征在于：电机采用有刷电机时，转角位置传感器采用绝对转角位置传感器，绝对转角位置传感器安装在转向轴上。3.如权利要求1所述的线控转向手感模拟装置，其特征在于：电机采用无刷电机时，转角位置传感器采用相对转角位置传感器，相对转角位置传感器安装在电机轴上。4.如权利要求1所述的线控转向手感模拟装置，其特征在于：电机采用无刷电机时，转角位置传感器采用绝对转角位置传感器和相对转角位置传感器，绝对转角位置传感器安装在转向轴上，相对转角位置传感器安装在电机轴上。5.如权利要求1所述的线控转向手感模拟装置，其特征在于：转向轴的转角范围为
‑
600
°
～+600
°
，转向轴转速范围
‑
[300,900]
°
/s～+[300,900]
°
/s，转向轴传递扭矩范围为
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琼琰，张小乐，李兵，曹晨军，郑良剑，
申请(专利权)人：联创汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：