CN208453083U - 适应于驾驶员操作习惯的线控转向系统 - Google Patents

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邹梓杰
严运兵
杨勇
潘芳芳
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Abstract

本实用新型提供一种适应于驾驶员操作习惯的线控转向系统，包括：角传动比采集装置、转向盘转角传感器、主控制器和转向执行电机；所述角传动比采集装置、所述转向盘转角传感器和所述转向执行电机分别与所述主控制器连接；所述角传动比采集装置用于采集用户输入的角传动比；所述转向盘转角传感器用于采集转向盘转角；所述主控制器用于根据所述角传动比和所述转向盘转角计算车轮转角；所述转向执行电机用于根据所述车轮转角带动车轮旋转相应角度。本实用新型提供的适应于驾驶员操作习惯的线控转向系统，通过设置角传动比采集装置，可使驾驶员根据自己的操作习惯调节角传动比，使转向操作更加灵活、轻便。

Description

适应于驾驶员操作习惯的线控转向系统
技术领域
本实用新型涉及汽车电子技术领域，尤其涉及一种适应于驾驶员操作习惯的线控转向系统。
背景技术
随着电子技术的飞速发展与广泛应用，线控转向系统成为目前汽车转向系统的主流，越来越受车主的青睐。
现有技术中，线控转向系统普遍采用的方法是，根据汽车运动状态如车速、横摆角速度等以及转向盘转角等信号，通过复杂的算法确定转向系统当前的角传动比。
但是，现有技术中的线控转向系统，忽略了男性和女性，以及不同年龄段人群的驾驶操作习惯存在的差异，导致用户驾驶的舒适度和方便度降低，并且由于算法复杂，系统的响应速度慢。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种适应于驾驶员操作习惯的线控转向系统，解决了现有技术中角传动比无法根据驾驶员的操作习惯进行调节的技术问题。
为了解决上述技术问题，一方面，本实用新型提供一种适应于驾驶员操作习惯的线控转向系统，包括：
角传动比采集装置、转向盘转角传感器、主控制器和转向执行电机；
所述角传动比采集装置、所述转向盘转角传感器和所述转向执行电机分别与所述主控制器连接；
所述角传动比采集装置用于采集用户输入的角传动比；
所述转向盘转角传感器用于采集转向盘转角；
所述主控制器用于根据所述角传动比和所述转向盘转角计算车轮转角；
所述转向执行电机用于根据所述车轮转角带动车轮旋转相应角度。
本实用新型提供的适应于驾驶员操作习惯的线控转向系统，通过设置角传动比采集装置，可使驾驶员根据自己的操作习惯调节角传动比，使转向操作更加灵活、轻便。
附图说明
图1为依照本实用新型实施例的适应于驾驶员操作习惯的线控转向系统原理示意图；
图2为依照本实用新型实施例的适应于驾驶员操作习惯的线控转向系统结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
图1为依照本实用新型实施例的适应于驾驶员操作习惯的线控转向系统原理示意图，如图1所示，本实用新型实施例提供一种适应于驾驶员操作习惯的线控转向系统，包括：
角传动比采集装置、转向盘转角传感器、主控制器和转向执行电机；
所述角传动比采集装置、所述转向盘转角传感器和所述转向执行电机分别与所述主控制器连接；
所述角传动比采集装置用于采集用户输入的角传动比；
所述转向盘转角传感器用于采集转向盘转角；
所述主控制器用于根据所述角传动比和所述转向盘转角计算车轮转角；
所述转向执行电机用于根据所述车轮转角带动车轮旋转相应角度。
具体的，系统工作过程中，首先，通过角传动比采集装置采集驾驶员输入的角传动比。当驾驶员操作转向盘转向时，转向盘转角传感器采集转向盘转角，主控制器根据获取到的角传动比和转向盘转角，计算得到期望的车轮转角，与转向执行电机转角传感器反馈的转向执行电机的转角作差，进行PID闭环控制，输出转向执行电机电压，转向执行电机带动车轮旋转相应角度。
车轮转角的计算公式如下：
其中，θf为车轮转角，θsw为转向盘转角，im为转向执行电机减速比，iθ为角传动比。
角传动比的上下限的计算公式如下：
其中，iθ为角传动比，θf为车轮转角，θsw为转向盘转角。
图2为依照本实用新型实施例的适应于驾驶员操作习惯的线控转向系统结构示意图，如图2所示，系统包括：转向盘1、角传动比采集装置2、显示装置3、转向盘转角/力矩传感器5、主控制器6、编码器7、联轴器8、转向执行电机9、齿轮齿条转向器10、车轮11、拉压力传感器12、转向柱13和减速机构14。
电源装置通过电源线与电机、传感器相连，转向盘通过转向套筒与车身转动相连，在转向套筒上设有转向盘转角传感器和转向盘转矩传感器；转向执行电机安装于车身上，内置减速器，转向执行电机的输出轴与齿轮齿条转向器的小齿轮相连；转向执行电机转角传感器通常选用编码器，编码器通过弹性联轴器与转向执行电机另一端相连；齿轮齿条转向器经过转向横拉杆与车轮相连。转向盘转角传感器、编码器通过信号线与主控制器相连。
电源装置用于提供电机以及传感器的供电。
转向盘连接转向柱的力矩输入端，转矩传感器和转角传感器套在转向柱上并与电子控制单元相连接：反馈力矩依次经路感模拟电机、路感模拟电机减速机构、转向柱输出至转向盘。
转向柱上安装有4个按键，转向管柱的左右两侧分别安装有两个液晶显示屏。
转向盘转角/力矩传感器、编码器、拉压力传感器通过信号线与主控制器连接，进行数据交换。
转向盘转角/力矩传感器用于测量方向盘旋转角度，也用于测量转向执行电机经减速机构后输出到转向柱上的力矩。
编码器用于测量转向执行电机的转角。
拉压力传感器用于测量齿轮齿条的阻力矩。
转向执行电机经依次经过齿轮齿条传感器、转向摇臂、转向梯形臂输出力矩至车轮。
本实用新型提供的适应于驾驶员操作习惯的线控转向系统，通过设置角传动比采集装置，可使驾驶员根据自己的操作习惯调节角传动比，满足驾驶员的个性化需求，使转向操作更加灵活、轻便。前轮转角的控制方法采用PID算法，控制方法有效且易于实现，并且，结构简单可靠，易于以c代码的形式写入单片机，成本低研发周期短。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述角传动比采集装置上设置有按钮或者旋钮，用户通过所述按钮或者旋钮输入所述角传动比。
具体的，采集驾驶员输入的角传动比的方式多种多样，本实施例中角传动比采集装置上设置有按钮或者旋钮，用户通过按钮或者旋钮输入角传动比。
本实用新型提供的适应于驾驶员操作习惯的线控转向系统，通过设置角传动比采集装置，可使驾驶员根据自己的操作习惯调节角传动比，满足驾驶员的个性化需求，使转向操作更加灵活、轻便。前轮转角的控制方法采用PID算法，控制方法有效且易于实现，并且，结构简单可靠，易于以c代码的形式写入单片机，成本低研发周期短。
在以上各实施例的基础上，进一步地，所述角传动比采集装置上设置有刻度值，所述刻度值用于显示用户当前输入的角传动比。
具体的，为了方便驾驶员看到当前设置的角传动比，角传动比采集装置上设置有刻度值，刻度值用于显示用户当前输入的角传动比。
本实用新型提供的适应于驾驶员操作习惯的线控转向系统，通过设置角传动比采集装置，可使驾驶员根据自己的操作习惯调节角传动比，满足驾驶员的个性化需求，使转向操作更加灵活、轻便。前轮转角的控制方法采用PID算法，控制方法有效且易于实现，并且，结构简单可靠，易于以c代码的形式写入单片机，成本低研发周期短。
在以上各实施例的基础上，进一步地，所述角传动比采集装置上设置有触摸显示屏，用户通过所述触摸显示屏输入所述角传动比。
具体的，采集驾驶员输入的角传动比的方式多种多样，本实施例中角传动比采集装置上设置有触摸显示屏，用户通过触摸显示屏输入角传动比。
本实用新型提供的适应于驾驶员操作习惯的线控转向系统，通过设置角传动比采集装置，可使驾驶员根据自己的操作习惯调节角传动比，满足驾驶员的个性化需求，使转向操作更加灵活、轻便。前轮转角的控制方法采用PID算法，控制方法有效且易于实现，并且，结构简单可靠，易于以c代码的形式写入单片机，成本低研发周期短。
在以上各实施例的基础上，进一步地，所述触摸显示屏还用于显示用户当前输入的角传动比。
具体的，为了方便驾驶员看到当前设置的角传动比，触摸显示屏还用于显示用户当前输入的角传动比。
本实用新型提供的适应于驾驶员操作习惯的线控转向系统，通过设置角传动比采集装置，可使驾驶员根据自己的操作习惯调节角传动比，满足驾驶员的个性化需求，使转向操作更加灵活、轻便。前轮转角的控制方法采用PID算法，控制方法有效且易于实现，并且，结构简单可靠，易于以c代码的形式写入单片机，成本低研发周期短。
在以上各实施例的基础上，进一步地，所述系统还包括：
力传动比采集装置、拉压力传感器和路感模拟电机；
所述力传动比采集装置、所述拉压力传感器和所述路感模拟电机分别与所述主控制器连接；
所述力传动比采集装置用于采集用户输入的力传动比；
所述拉压力传感器用于采集齿轮齿条转向器的阻力矩；
所述主控制器还用于根据所述力传动比和所述齿轮齿条转向器的阻力矩计算转向盘的模拟阻力矩；
所述路感模拟电机用于根据所述模拟阻力矩对所述转向盘施加模拟阻力。
具体的，系统工作过程中，首先，通过力传动比采集装置采集驾驶员输入的力传动比。当驾驶员操作转向盘转向时，拉压力传感器采集测量的齿轮齿条转向器的阻力矩，主控制器根据获取到的力传动比和阻力矩，计算得到期望的路感模拟电机的输出力矩，与方向盘力矩传感器反馈的实际力矩作差，进行PID闭环控制，输出路感模拟电机的电流，路感模拟电机转动模拟阻力矩。
转向盘的模拟阻力矩的计算公式如下：
其中，Tsw为转向盘的模拟阻力矩，Txr为齿轮齿条转向器的阻力矩，io为路感模拟电机减速机构减速比，iT为力传动比。
力传动比的上下限的计算公式如下：
其中，iT为力传动比，G1为车前轴载荷，P为轮胎胎压。
本实用新型提供的适应于驾驶员操作习惯的线控转向系统，通过设置角传动比采集装置和力传动比采集装置，可使驾驶员根据自己的操作习惯调节角传动比和力传动比，满足驾驶员的个性化需求，使转向操作更加灵活、轻便。前轮转角的控制方法采用PID算法，控制方法有效且易于实现，并且，结构简单可靠，易于以c代码的形式写入单片机，成本低研发周期短。
同时，力传动比采集装置上设置有按钮或者旋钮，用户通过按钮或者旋钮输入所述力传动比。力传动比采集装置上设置有刻度值，刻度值用于显示用户当前输入的角传动比。力传动比采集装置上也可设置有触摸显示屏，用户通过触摸显示屏输入力传动比。触摸显示屏还用于显示用户当前输入的力传动比。具体实现形式与上述实施例中角传动比相同，此处不再赘述。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种适应于驾驶员操作习惯的线控转向系统，其特征在于，包括：
角传动比采集装置、转向盘转角传感器、主控制器和转向执行电机；
所述角传动比采集装置、所述转向盘转角传感器和所述转向执行电机分别与所述主控制器连接；
所述角传动比采集装置用于采集用户输入的角传动比；
所述转向盘转角传感器用于采集转向盘转角；
所述主控制器用于根据所述角传动比和所述转向盘转角计算车轮转角；
所述转向执行电机用于根据所述车轮转角带动车轮旋转相应角度。
2.根据权利要求1所述的线控转向系统，其特征在于，所述角传动比采集装置上设置有按钮或者旋钮，用户通过所述按钮或者旋钮输入所述角传动比。
3.根据权利要求2所述的线控转向系统，其特征在于，所述角传动比采集装置上设置有刻度值，所述刻度值用于显示用户当前输入的角传动比。
4.根据权利要求1所述的线控转向系统，其特征在于，所述角传动比采集装置上设置有触摸显示屏，用户通过所述触摸显示屏输入所述角传动比。
5.根据权利要求4所述的线控转向系统，其特征在于，所述触摸显示屏还用于显示用户当前输入的角传动比。
6.根据权利要求1所述的线控转向系统，其特征在于，还包括：
力传动比采集装置、拉压力传感器和路感模拟电机；
所述力传动比采集装置、所述拉压力传感器和所述路感模拟电机分别与所述主控制器连接；
所述力传动比采集装置用于采集用户输入的力传动比；
所述拉压力传感器用于采集齿轮齿条转向器的阻力矩；
所述主控制器还用于根据所述力传动比和所述齿轮齿条转向器的阻力矩计算转向盘的模拟阻力矩；
所述路感模拟电机用于根据所述模拟阻力矩对所述转向盘施加模拟阻力。
7.一种适应于驾驶员操作习惯的线控转向系统，其特征在于，包括：
力传动比采集装置、拉压力传感器、主控制器和路感模拟电机；
所述力传动比采集装置、所述拉压力传感器和所述路感模拟电机分别与所述主控制器连接；
所述力传动比采集装置用于采集用户输入的力传动比；
所述拉压力传感器用于采集齿轮齿条转向器的阻力矩；
所述主控制器还用于根据所述力传动比和所述齿轮齿条转向器的阻力矩计算转向盘的模拟阻力矩；
所述路感模拟电机用于根据所述模拟阻力矩对所述转向盘施加模拟阻力。
8.根据权利要求7所述的线控转向系统，其特征在于，所述力传动比采集装置上设置有按钮或者旋钮，用户通过所述按钮或者旋钮输入所述力传动比。
9.根据权利要求8所述的线控转向系统，其特征在于，所述力传动比采集装置上设置有刻度值，所述刻度值用于显示用户当前输入的角传动比。
10.根据权利要求7所述的线控转向系统，其特征在于，所述力传动比采集装置上设置有触摸显示屏，用户通过所述触摸显示屏输入所述力传动比。
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CN108639148A (zh) * 2018-06-13 2018-10-12 武汉科技大学 适应于驾驶员操作习惯的线控转向系统

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