[发明专利]一种汽车线控转向路感模拟装置及其控制方法

权利要求书

1.一种汽车线控转向路感模拟装置的控制方法，所述路感模拟装置包括机械传动机构和信息采集与控制机构，支座(200)固设于底座(201)上，其特征在于：磁流变阻尼器(300)、输出联轴器(401)、电磁离合器(400)、小齿轮(500)、第二联轴器(902)、扭矩传感器(900)、第一联轴器(901)和方向盘(800)共中心轴依次连接，所述小齿轮(500)连接于所述电磁离合器(400)的输出轴上，构成路感模拟机构；

大齿轮(501)、扭簧(600)、小联轴器(701)和光电编码器(700)共中心轴依次连接，构成方向盘回正机构；所述方向盘回正机构设于所述路感模拟机构侧方，所述大齿轮(501)与所述小齿轮(500)啮合；所述方向盘回正机构和所述路感模拟机构由所述支座(200)支撑固定，构成所述机械传动机构；

上位机(100)与数据采集卡(101)数据连通，所述数据采集卡(101)的信号输出端口与驱动器(103)的信号输入端口数据连通，所述驱动器(103)的电流输入端与电流源(102)电性连接，构成所述信息采集与控制机构；所述数据采集卡(101)的信号输入端口与所述扭矩传感器(900)及所述光电编码器(700)数据连通，所述驱动器(103)的电流输出端分别与所述磁流变阻尼器(300)和所述电磁离合器(400)电性连接；

其特征在于，所述汽车线控转向路感模拟装置的控制方法包括以下步骤：

步骤一，检查机械传动机构、信息采集与控制机构及两者之间的线路连接，保证上位机控制程序与信号采集程序正常运行；

步骤二，上位机(100)向数据采集卡(101)发送模拟“路感”电流的控制信号，实时控制驱动器(103)输入磁流变阻尼器(300)的励磁电流，并发送控制电磁离合器(400)闭合的电信号；

步骤三，实验人员按转向操作模式操作方向盘(800)，模拟车辆在驾驶过程中的转向操作；

步骤四，所述数据采集卡(101)采集扭矩传感器(900)的实时扭矩与光电编码器(700)的转角信息，传递到所述上位机(100)记录并分析数据；

步骤五，上位机按如下方式判断转向操作模式：

若Δθ＞5°，则转向操作模式为主动转向，执行步骤六；

若|Δθ|≤5°，则转向操作模式为转向保持，执行步骤六；

若Δθ＜-5°且|ΔT|≤T_p，则转向操作模式为主动回正，执行步骤六；

若Δθ＜-5°且|ΔT|＞T_p，则转向操作模式为自动回正，执行步骤七；

其中，Δθ为所述方向盘(800)的转角变化，ΔT为所述方向盘(800)的转向扭矩变化率；T_p为所述磁流变阻尼器(300)设计最大扭矩的10％；

步骤六，所述磁流变阻尼器(300)正常工作，提供模拟“路感”扭矩，同时所述电磁离合器(400)闭合，传递扭矩，随后执行步骤八；

步骤七，断开所述驱动器(103)输入所述磁流变阻尼器(300)和所述电磁离合器(400)的电流，所述磁流变阻尼器(300)停止工作，所述电磁离合器(400)断开；

步骤八，所述上位机(100)记录数据；

步骤九，若实验人员方向盘操作结束，则结束实验；

否则，执行步骤四。

2.根据权利要求1所述的一种汽车线控转向路感模拟装置的控制方法，其特征在于：所述步骤五中，

Δθ＝θ(t_n)-θ(t₀)；

|ΔT|＝|T(t_n)-T(t₀)|；

其中，t₀为固定数据观察周期初始时刻，t_n为固定数据观察周期末尾时刻，θ(t₀)为固定数据观察周期初始时刻方向盘转角，θ(t_n)为固定数据观察周期末尾时刻方向盘转角，T(t₀)为固定数据观察周期初始时刻扭矩值，T(t_n)为固定数据观察周期末尾时刻扭矩值。

3.根据权利要求2所述的一种汽车线控转向路感模拟装置的控制方法，其特征在于：所述固定数据观察周期为每二十个采集数据的时间。