[发明专利]线控转向汽车路感模拟执行装置

说明书

技术领域

本发明涉及汽车配件领域，具体讲是一种用于线控转向汽车中路感模拟系统的线控转向汽车路感模拟执行装置。

背景技术

在传统汽车中，驾驶员通过转向盘、刹车踏板、油门踏板、换挡机构等来操纵汽车，而这些操纵机构与最终的执行机构之间一般是通过机械、液压等机构进行连接的。与此不同的是，在采用线控技术的汽车中，操纵机构与其对应的执行机构并没有直接的机械连接，而是采用电气联系：驾驶员操纵转向盘(即汽车方向盘)、刹车踏板、加速踏板等所产生的指令首先被转换为电信号，然后经由电缆传递到电子控制单元；电子控制单元根据收到的驾驶员指令和车辆运行状态按照一定的算法产生控制指令并经信号电缆送到执行机构，最终由执行机构控制车辆按指令要求运行。

在操纵传统汽车进行转向时，汽车的转向车轮所受到的转向阻力矩将经过机械、液压等机构传送到转向盘，形成所谓的“路感”。路感实际上是反馈给驾驶员的车辆运行信息和路面信息，驾驶员可据其调整驾驶操作。实践和研究均表明路感对安全驾驶汽车非常重要。然而在采用线控转向技术的汽车中，转向盘和转向车轮之间没有机械连接，所以直接的路感传递是不可能的。因此，线控转向系统需要一套路感模拟装置根据车辆运行状态等来模拟路感。

出于这样的考虑，申请号为200810060729.2的申请公开了一种用于汽车线控转向系统的模拟驾驶员路感装置。它包括转向盘、谐波减速器、同步电动机、电子控制单元(ECU)，转向盘转轴上设有一个转矩传感器和一个角位移传感器，可以将信号传递到电子控制单元。同时，转向盘的转矩通过谐波减速将转矩传递到同步电动机，同步电动机的线圈电流信息通过一个霍尔电流传感器传递给电子控制单元。电子控制单元接收这些信息后，结合车速信号和负载转矩信号，经过相位补偿、阻尼补偿、惯量补偿和摩擦补偿等，控制同步电动机的转动，得到一个反馈转矩，并通过减速器传递给转向盘。

如上述技术相同，目前绝大部分关于线控转向路感模拟的研究中均采用电机作为路感模拟系统中的执行装置来实施主动的力反馈，以模拟路感。采用电机作为路感模拟的执行装置具有以下不足：第一、这种采用电机作为路感模拟系统中的执行装置属于主动的力反馈，当控制失败时，路感模拟电机有可能拖动转向盘做不希望的运动，从而带来安全隐患，甚至引发事故。第二，汽车可操控性的一个要求是：驾驶员双手松开转向盘时，转向盘能够自动地回到零位(这一功能被称为“主动回正”)，目前的线控转向汽车的路感模拟执行装置均未有主动回正的功能，第三、采用电机作为路感模拟的执行装置，结构较为复杂，安装比较麻烦，并且能耗较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、能耗较低，并且安全性高，具有主动回正功能的线控转向汽车路感模拟执行装置。

本发明的技术方案是，提供一种线控转向汽车路感模拟执行装置，它包括支撑机构、磁流变液阻尼器、一对扭簧及扭簧随动件，所述磁流变液阻尼器安装在支撑机构上，磁流变液阻尼器的阻尼器轴与汽车中的转向盘的转向盘轴连接，所述一对扭簧分别安装在扭簧随动件的两侧的阻尼器轴上，所述一对扭簧同轴安装且扭向相反，每个扭簧的一端固定在支撑机构上，另一端与扭簧随动件连接，扭簧随动件与阻尼器轴周向限位。

所述磁流变液阻尼器的阻尼器轴的轴线与转向盘的转向盘轴的轴线在同一直线上。

所述支撑机构包括由隔磁材料制成的上保护罩和同样由隔磁材料制成的下保护罩，所述磁流变液阻尼器的一侧与上保护罩连接，磁流变液阻尼器的另一侧与下保护罩连接，所述每个扭簧的一端固定下保护罩的内壁上。

所述扭簧随动件与连接轴周向限位是指，扭簧随动件与连接轴通过键连接。采用键连接，简单可靠。

采用以上结构后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：

第一、本发明采用磁流变液阻尼器作为主要的路感模拟执行机构，机械结构简单、响应迅速，并且磁流变液阻尼器提供的是半主动的力矩，所以即使控制失败，它也不会主动拖动转向盘进行转动，从而避免了采用电机等主动力反馈方案带来的安全隐患，安全性高。

第二、本发明采用扭簧提供转向盘的主动回正力矩，并通过控制磁流变液阻尼器来控制主动回正速度，保证回正的平稳，从而实现主动回正功能。

第三、本发明采用磁流变液阻尼器代替电机作为路感模拟系统的执行装置，结构简单能耗较低。