CN112152601B - 一种方向盘游戏系统的解耦装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种方向盘游戏系统的解耦装置，包括控制器和解耦传感器，所述控制器安装在手感电机上，所述手感电机固定在管柱上，所述管柱上安装有解耦电机，所述解耦传感器通过安装孔固定在所述管柱上，所述解耦传感器通过连接器硬线连接到所述控制器；所述解耦传感器内安装有永磁体，所述永磁体安装在解耦拨叉上，所述永磁体随解耦电机动作带动丝杠移动所述解耦拨叉；所述解耦传感器通过两个磁性敏感芯片来感应永磁体的磁场强度变化输出两个逻辑信号，并将其组成电平信号反馈给所述控制器，实现解耦或者耦合状态的检测，并控制所述解耦电机和手感电机动作，以完成解耦或耦合。本发明能够有效判断解耦或者耦合状态。
Description
技术领域
本发明涉及解耦装置位置检测技术领域，特别是涉及一种方向盘游戏系统的解耦装置。
背景技术
随着车载娱乐系统智能化和5G的发展，车载娱乐可以充分结合方向盘的手感、座椅、空调、音响、显示器、氛围灯等来配合游戏的气氛，从而让驾驶员体验更为真实和有趣。其中方向盘游戏系统是车载娱乐系统的重要组成部分，解耦装置实现方向盘和车轮的解耦控制，避免因游戏中的方向盘操作造成车辆轮胎的磨损，并为驾驶员提供相应的游戏手感反馈。
解耦装置的传感器又称为接近开关，是一种属于非接触位置检测，位置检测有电感式、电容式、光电式传感器；磁性敏感式相比较其他方式有以下优势：低功耗、低成本、非接触测量、解耦装置可以做的小型化，信号输出稳定性，芯片内部安全保障机制等，解耦位置检测对于方向盘游戏系统安全提成了很高的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种方向盘游戏系统的解耦装置，通过解耦传感器能够实现解耦或者耦合状态的检测。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种方向盘游戏系统的解耦装置，包括控制器和解耦传感器，所述控制器安装在手感电机上，所述手感电机固定在管柱上，所述管柱上安装有解耦电机，所述解耦传感器通过安装孔固定在所述管柱上，所述解耦传感器通过连接器硬线连接到所述控制器；
所述解耦传感器内安装有永磁体，所述永磁体安装在解耦拨叉上，所述永磁体随解耦电机动作带动丝杠移动所述解耦拨叉；所述解耦传感器通过第一磁性敏感芯片和第二磁性敏感芯片来感应永磁体移动带来的磁场强度变化输出两个逻辑信号，并将两个所述逻辑信号组成带有逻辑状态的电平信号反馈给所述控制器，所述控制器根据接收到的电平信号实现解耦或者耦合状态的检测，并控制所述解耦电机和手感电机动作，以完成解耦或耦合。
所述永磁体表面离所述第一磁性敏感芯片和第二磁性敏感芯片保持预设的间隙，所述第一磁性敏感芯片和第二磁性敏感芯片对称放置在永磁体移动中心位置。
所述永磁体在所述第一磁性敏感芯片和第二磁性敏感芯片中间直线移动，或者在所述第一磁性敏感芯片和第二磁性敏感芯片的两边直线移动。
所述永磁体结构为圆柱体，所述永磁体安装方式为正面或者侧面正对于所述第一磁性敏感芯片和第二磁性敏感芯片的表面。
所述解耦传感器包括两条检测电路，第一条检测电路依次连接有第一滤波电路、第一保护电路、第一磁性敏感芯片和第一EMC保护电路；第二条检测电路依次连接有第二滤波电路、第二保护电路、第二磁性敏感芯片和第二EMC保护电路。
所述第一磁性敏感芯片和第二磁性敏感芯片的ASIL等级为ASILA等级。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明通过解耦传感器中的两个磁性敏感芯片来感应永磁体移动带来的磁场强度变化输出逻辑信号，并将其组成带有逻辑状态的电平信号反馈给控制器，从而实现解耦或者耦合状态的检测，并且输出的电平信号稳定可靠，磁性敏感芯片内部提供了安全保障机制、功耗低、小型化并且降低经济成本，本发明有效提高了方向盘游戏系统的安全性。
附图说明
图1是本发明实施方式的方向盘游戏系统的解耦装置结构图；
图2是本发明实施方式的解耦传感器放大示意图；
图3是本发明实施方式的解耦传感器电路框图；
图4是本发明实施方式中永磁体在磁性敏感芯片中间直线移动的解耦位置检测示意图；
图5是本发明实施方式中永磁体在磁性敏感芯片两边直线移动的解耦位置检测示意图。图示：1、解耦电机，2、电磁锁，3、控制器，4、解耦传感器，5、手感电机，6、第一磁性敏感芯片，7、永磁体，8、第二磁性敏感芯片，9、连接器，10、安装孔，11、管柱。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种方向盘游戏系统的解耦装置，如图1所示，为本发明实施方式的方向盘游戏系统的解耦装置结构图，包括控制器3、解耦传感器4和电磁锁2，所述控制器3安装在手感电机5上，所述手感电机5固定在管柱11上，所述管柱11上安装有解耦电机1，所述解耦传感器4通过安装孔10固定在所述管柱11上，所述电磁锁2固定在所述管柱11上，所述解耦传感器4通过连接器9硬线连接到所述控制器3；
如图2所示，为本发明实施方式的解耦传感器放大示意图，所述解耦传感器4主要包括结构件、PCBA电路板和磁性敏感芯片，所述解耦传感器4内安装有永磁体7，所述永磁体7安装在解耦拨叉上，所述永磁体7随解耦电机1动作带动丝杠移动所述解耦拨叉；所述解耦传感器4通过第一磁性敏感芯片6和第二磁性敏感芯片8来感应永磁体7移动带来的磁场强度变化输出两个逻辑信号(Out1和Out2)，并将两个所述逻辑信号(Out1和Out2)组成带有逻辑状态的电平信号反馈给所述控制器3，所述控制器3根据接收到的电平信号实现解耦或者耦合状态的检测，并控制所述解耦电机1和手感电机5动作，以完成解耦或者耦合。
进一步地，所述永磁体7表面离所述第一磁性敏感芯片6和第二磁性敏感芯片8保持预设的间隙，所述第一磁性敏感芯片6和第二磁性敏感芯片8对称放置在永磁体7移动中心位置。
进一步地，所述永磁体7在所述第一磁性敏感芯片6和第二磁性敏感芯片8中间直线移动，或者在所述第一磁性敏感芯片6和第二磁性敏感芯片8的两边直线移动。
进一步地，本实施方式中的永磁体7结构为圆柱体，在其他实施方式中也可以为其他形状，所述永磁体7安装方式可正对正面或者侧面于所述第一磁性敏感芯片6和第二磁性敏感芯片8的表面。
进一步地，如图3所示，为本发明实施方式的解耦传感器电路框图，所述解耦传感器4包括两条检测电路，第一条检测电路依次连接有第一滤波电路、第一保护电路、第一磁性敏感芯片6和第一EMC保护电路；第二条检测电路依次连接有第二滤波电路、第二保护电路、第二磁性敏感芯片8和第二EMC保护电路。
进一步地，所述第一磁性敏感芯片6和第二磁性敏感芯片8的ASIL等级为ASILA等级。
本实施方式采用两个ASILA等级的磁性敏感芯片组成带有逻辑状态的电平信号反馈给控制器3，所述控制器3根据行车状态和指令完成解耦或者耦合，根据磁性敏感芯片安装的位置不同，可以分为两类解耦信号判断标准，具体如下：
第一种方案：当永磁体7在所述第一磁性敏感芯片6和第二磁性敏感芯片8中间移动时，方向盘游戏系统的解耦装置的状态和解耦信号真值表如下表所示，控制器3根据永磁体7实际安装的初始位置选择解耦信号真值表1或表2：
表1：解耦信号真值表
表2：解耦信号真值表
第二种方案：当永磁体7在所述第一磁性敏感芯片6和第二磁性敏感芯片8两边移动时，方向盘游戏系统的解耦装置的状态和解耦信号真值表如下表所示，控制器3根据永磁体7实际安装的初始位置选择解耦信号真值表3或表4：
表3：解耦信号真值表
表4：解耦信号真值表
本实施方式通过两个ASILA等级的磁性敏感芯片组成以达到ASIL B等级，这种方案可以准确检测解耦状态、耦合状态及过程状态，并配合其他模块达到ASIL D等级。
如图4所示，为本发明实施方式中永磁体在磁性敏感芯片中间直线移动的解耦位置检测示意图，如图5所示，为本发明实施方式中永磁体在磁性敏感芯片两边直线移动的解耦位置检测示意图，其中，A：代表磁性敏感芯片之间的相对距离；B：代表永磁体7在该B mm距离范围内逻辑状态；C：代表永磁体在该C mm距离范围内逻辑状态；D：代表永磁体在该Dmm距离范围内逻辑状态；GAP：代表磁性敏感芯与永磁体7的平行距离。
不难发现，本发明提供的方向盘游戏系统的解耦装置，通过解耦传感器中的两个磁性敏感芯片来感应永磁体移动带来的磁场强度变化输出逻辑信号，并将其组成带有逻辑状态的电平信号反馈给控制器，从而能够有效检测解耦或者耦合状态，提高了方向盘游戏系统的安全性。
Claims (6)
1.一种方向盘游戏系统的解耦装置，其特征在于，包括控制器(3)和解耦传感器(4)，所述控制器(3)安装在手感电机(5)上，所述手感电机(5)固定在管柱(11)上，所述管柱(11)上安装有解耦电机(1)，所述解耦传感器(4)通过安装孔(10)固定在所述管柱(11)上，所述解耦传感器(4)通过连接器(9)硬线连接到所述控制器(3)；
所述解耦传感器(4)内安装有永磁体(7)，所述永磁体(7)安装在解耦拨叉上，所述永磁体(7)随解耦电机(1)动作带动丝杠移动所述解耦拨叉；所述解耦传感器(4)通过第一磁性敏感芯片(6)和第二磁性敏感芯片(8)来感应永磁体(7)移动带来的磁场强度变化输出两个逻辑信号，并将两个所述逻辑信号组成带有逻辑状态的电平信号反馈给所述控制器(3)，所述控制器(3)根据接收到的电平信号实现解耦或者耦合状态的检测，并控制所述解耦电机(1)和手感电机(5)动作，以完成解耦或耦合；其中，两个所述逻辑信号组成的带有逻辑状态的电平信号中的逻辑状态包括：耦合状态、过程状态、解耦状态和异常状态。
2.根据权利要求1所述的方向盘游戏系统的解耦装置，其特征在于，所述永磁体(7)表面离所述第一磁性敏感芯片(6)和第二磁性敏感芯片(8)保持预设的间隙，所述第一磁性敏感芯片(6)和第二磁性敏感芯片(8)对称放置在永磁体(7)移动中心位置。
3.根据权利要求1所述的方向盘游戏系统的解耦装置，其特征在于，所述永磁体(7)在所述第一磁性敏感芯片(6)和第二磁性敏感芯片(8)中间直线移动，或者在所述第一磁性敏感芯片(6)和第二磁性敏感芯片(8)的两边直线移动。
4.根据权利要求1所述的方向盘游戏系统的解耦装置，其特征在于，所述永磁体(7)结构为圆柱体，所述永磁体(7)安装方式为正面或者侧面正对于所述第一磁性敏感芯片(6)和第二磁性敏感芯片(8)的表面。
5.根据权利要求1所述的方向盘游戏系统的解耦装置，其特征在于，所述解耦传感器(4)包括两条检测电路，第一条检测电路依次连接有第一滤波电路、第一保护电路、第一磁性敏感芯片(6)和第一EMC保护电路；第二条检测电路依次连接有第二滤波电路、第二保护电路、第二磁性敏感芯片(8)和第二EMC保护电路。
6.根据权利要求1所述的方向盘游戏系统的解耦装置，其特征在于，所述第一磁性敏感芯片(6)和第二磁性敏感芯片(8)的ASIL等级为ASILA等级。
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