CN201408490Y - 汽车转向系动态仿真系统 - Google Patents

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苏虎
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Abstract

本实用新型的目的是提供一种采用电机驱动的汽车转向系动态仿真系统，主要用于模拟汽车运行过程中转向系的动态响应过程。其核心包括一套连接转向轴、驱动电机、传感器的机械装置，一个驱动电机及其控制器，一个角度传感器。机械装置配有花键轴套、减速齿轮副、双向阻尼器等零部件。通过该机械装置，驱动电机的反馈力矩与转速、阻尼器的阻尼力矩能够被传递到转向轴及方向盘。电机控制器将上位机指令转换成控制电压，用于控制力矩电机的输出扭矩与转速，扭矩与转速通过机械传动装置转递到方向盘，使得使用者感受到与真实驾驶情况相同的阻力或震动等感受，以达到实时模拟汽车运行过程中转向系动态响应的目的。本实用新型可用于车辆驾驶仿真器等领域。

Description

汽车转向系动态仿真系统
技术领域
本实用新型涉及仿真技术领域，特别涉及：车辆驾驶仿真器。
背景技术
车辆驾驶仿真器目前已被用于司机培训、汽车研制等领域。车辆转向系的模拟是车辆驾驶仿真器所必需实现。然而，已有的系统仅实现了方向盘的回正模拟。回正的驱动方式包括机械或电动方式。本实用新型实现了一套通过实时控制输出力矩与转速来模拟汽车转向系在不同工况下动态响应的机电式仿真系统。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种采用电机驱动的汽车转向系仿真系统。这是一种硬件在回路的仿真装置，主要用于模拟汽车运行过程中转向系的动态响应过程。其核心是利用汽车转向系的数字仿真模型对驱动电机进行实时控制，电机驱动与转向轴相连接的机械装置，向方向盘传递可控制的力矩与转速，以到达实时模拟汽车运行过程中转向系动态响应的目的。该系统还安装有传感器，可以检测方向盘的旋转角度。转向轴转角、转速通过采样后以数字量反馈到上位机，用于进行反馈控制。本实用新型可用于车辆驾驶仿真器等领域。
本实用新型采用以下技术方案实现。本实用新型包括：一套连接转向轴、驱动电机、传感器的机械装置，一个驱动电机及其控制器，一个角度传感器。机械装置配有花键轴套、减速齿轮副、双向阻尼器、传感器安装架、电机安装架、位置型板等零部件。车辆驾驶仿真器的方向盘、转向轴通过花键轴套连接减速齿轮副的主动齿轮轴。电机安装架安装在减速齿轮副中主动齿轮的另一侧，力矩电机安装在电机安装架上，力矩电机轴与减速齿轮副的主动齿轮轴连接。减速齿轮副的从动齿轮轴上安装位置型板、传感器支架，位置型板上安装双向阻尼器，传感器支架上安装角度传感器。通过该机械装置驱动电机的反馈力矩与转速、阻尼器的阻尼力矩能够被传递到转向轴及方向盘。利用该装置角度传感器能够测量转向轴的旋转角度。上位机发出的控制指令被电机控制器转换成控制电压，用于控制力矩电机的输出扭矩与转速，扭矩与转速通过机械传动装置转递到方向盘，使得车辆驾驶仿真器的操作者感受到与真实驾驶情况相同的阻力或震动等感受。当转向轴转动时，角度信号被角度传感器采集，经过数字化后传送到上位机。
附图说明
图1本实用新型的系统结构示意图
图2本实用新型的机械装置结构图
图1中，1为方向盘，2为转向轴，3为机械机构，4为驱动电机，5为电机控制器，6为传感器，7为A/D转换器。
图2为图1中机械机构的结构详图，1为花键轴套，2为主动齿轮，3为驱动电机，4为位置传感器，5为角度传感器，6为机械机构支架，7为从动齿轮，8为阻尼器连杆，9为位置型板。
具体实施方式
本实用新型具体实施方式如下：转向轴(图1的2)、机械结构(图1的3)、驱动电机(图1的4)安装在一套完整的支架(图2的6)上，由花键轴套(图2的1)与转向轴(图1的2)相连，转向轴的另一端安装有方向盘(图1的3)。花键轴套的另外一端与减速齿轮副中的主动齿轮轴相连，主动齿轮(图2的2)与从动齿轮(图2的7)啮合。主动齿轮轴的另一端安装有驱动电机(图2的3)。从动齿轮轴上安装有位置型板(图2的9)与角度传感器(图2的5)，位置型板上安装有位置传感器(图2的4)和阻尼器连杆(图2的8)。角度传感器可以是光码盘，也可是导电塑料角度传感器。上位机通过控制器(图1的5)驱动力矩电机。

Claims (5)

1.一种采用力矩电机驱动的汽车转向系动态仿真系统，其特征在于包含：
一个力矩电机及其控制器；
一个角度传感器；
一套连接转向轴、力矩电机、传感器的机械装置，所述机械装置配有花键轴套、减速齿轮副、双向阻尼器、传感器安装架、电机安装架、位置型板等零部件；
转向轴通过花键轴套连接减速齿轮副的主动齿轮轴，电机安装架安装在减速齿轮副中主动齿轮的另一侧，力矩电机安装在电机安装架上，力矩电机轴与减速齿轮副的主动齿轮轴连接；减速齿轮副的从动齿轮轴上安装位置型板、传感器支架，位置型板上安装双向阻尼器，传感器支架上安装角度传感器。
2.如权利要求1所述的汽车转向系动态仿真系统，其特征在于力矩电机、转向轴安装在齿轮副的主动齿轮上。
3.如权利要求1所述的汽车转向系动态仿真系统，其特征在于齿轮副的从动齿轮轴上安装有一个位置型板。
4.如权利要求1所述的汽车转向系动态仿真系统，其特征在于齿轮副的从动齿轮轴上的位置型板上安装有双向转动阻尼器。
5.如权利要求1所述的汽车转向系仿真系统，其特征在于在齿轮副的从动齿轮轴上安装有一角度传感器，角度传感器可以是光码盘，也可是导电塑料角度传感器。
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