[发明专利]具有动态制动和端部止动缓冲以用于触觉感受的线控转向系统

说明书

一种用于线控转向系统的触觉反馈机构包括马达。电子电路包括节点和开关以用于控制马达。节点处的电压传感器和用于DC马达的运动传感器给马达控制逻辑模块馈送，马达控制逻辑模块可操作以：确定节点处的电压是否高于预定阈值；确定输入运动是否高于预定速度；以及如果电压高于预定阈值或输入运动高于预定速度，则将开关改变为过电流保护模式。在过电流保护模式中，由输入运动生成的电功率通过电阻和/或马达来耗散，同时维持触觉反馈。端部止动机构包括位置传感器，其耦接到触觉反馈机构以用于检测马达的角位置以在马达的端部止动附近增加反馈扭矩。

技术领域

本主题公开涉及线控转向系统，并且更具体地涉及具有动态制动和端部止动缓冲以用于增强的响应和性能的线控转向系统。

背景技术

传统车辆通过方向盘或操纵杆、转向齿轮与实际车轮之间的直接机械联动和/或液压联动来转向。使用这样的系统，驾驶员转动方向盘或操纵杆，并且转向齿轮进而转动车轮。系统的感受是由机械联动产生的，其可以是动力辅助的。系统的感受的改变可能指示一个或更多个组件没有正确地运行或处于不正确的状态下，例如车轮不平衡或未对齐。

为了提供各种优点，可以用线控转向系统来代替直接机械联动。在线控转向系统中，位置编码器监控方向盘的位置。位置编码器读数被转换成转向角的期望的位置信号。电信号被发送到转向控制单元，以响应于期望的位置信号来正确地转动车轮。

线控转向系统具有很大的潜力，因为消除了许多必需的机械连接和组件。然而，使用这些系统，用户快速移动方向盘可能干扰期望的平滑触觉感受。

当利用线控转向系统时，通常存在对于控制输入(即，端部止动)的行进范围的限制。当行进限制机构是物理的时，如果用户移动控制输入以撞击物理限制，那么可能发生不希望的体验，例如很大的碰撞噪音和/或回弹。衬垫通常用于软化撞击行进终点并减小噪音。然而，衬垫可能加剧从行进终点的回弹和/或将行进范围减小到低于希望的或可接受的限度。虚拟端部止动包括磁制动器或马达，其在到达虚拟端部止动时施加力以模拟具有物理限制的效果。虚拟端部止动没有碰撞噪音问题，但触觉感受差，这是不希望的。

发明内容

鉴于上述情况，存在对于一种线控转向系统的需要，其即使在控制器(例如，方向盘、操纵杆和类似物)快速运动期间以及在行进终点处也能提供平滑操作。

优选地，线控转向系统在无刷DC马达中具有动态制动，其将触觉反馈扭矩提供给控制器。在另一个实施例中，线控转向系统为无刷DC马达和电子设备创造安全的热条件，同时耗散由用户移动控制器所增加的能量。优选地，线控转向系统可以容许控制器的高至或甚至高于200rpm的快速运动。

在又一个实施例中，线控转向系统具有允许完整行进范围以及防止碰撞噪音和回弹的端部止动机构。