[发明专利]一种驾驶模拟器转向控制机构及其控制方法

权利要求书

1.一种驾驶模拟器转向控制机构，其特征在于，包括：

方向盘；以及

方向盘轴，其一端与所述方向盘固定连接；

力执行机构，其与所述方向盘轴另一端固定连接，用于回正所述方向盘；

限位机构，其设置在所述方向盘轴和所述力执行机构之间，用于限制所述方向盘的转动角度，其包括：

限位座，其为矩形板状结构；

限位壳，其为中空矩形结构且相对两侧开口，所述限位壳开口一侧与所述限位座固定连接；

限位口，其对称设置在所述限位壳轴向两侧且靠近所述限位座设置；

限位齿条，其轴向设置在所述限位壳内且两端穿出所述限位口，所述限位齿条能够沿所述限位座轴向运动；

限位块，其固定设置在所述限位齿条轴向两端，用于限制所述限位齿条轴向两端运动至所述限位壳内；

限位齿轮，其设置在所述限位壳内且与所述限位齿条啮合，用于驱动所述限位齿条沿所述限位座周向运动；

限位传动轴，其穿过所述限位齿轮且与所述限位齿轮固定连接，所述限位传动轴两端分别可旋转穿过所述限位壳径向两侧，并与所述方向盘轴和力执行机构同轴固定连接。

2.如权利要求1所述的驾驶模拟器转向控制机构，其特征在于，所述力执行机构包括执行电机，其输出端与所述限位传动轴一端固定连接，用于驱动所述方向盘轴旋转回正。

3.如权利要求2所述的驾驶模拟器转向控制机构，其特征在于，还包括转矩传感器，其设置在所述执行电机和所述限位传动轴之间，用于检测方向转矩。

4.如权利要求3所述的驾驶模拟器转向控制机构，其特征在于，还包括角度传感器，其设置在所述方向盘轴和所述限位传动轴之间，用于检测方向盘转角。

5.如权利要求4所述的驾驶模拟器转向控制机构，其特征在于，所述角度传感器与所述限位传动轴之间通过第一联轴器连接。

6.如权利要求3、4或5所述的驾驶模拟器转向控制机构，其特征在于，所述限位传动轴与所述转矩传感器之间通过第二联轴器连接；所述转矩传感器与所述执行电机之间通过第三联轴器连接。

7.如权利要求6所述的驾驶模拟器转向控制机构，其特征在于，所述方向盘与所述方向盘轴通过紧定螺母固定连接。

8.如权利要求4或5所述的驾驶模拟器转向控制机构，其特征在于，所述角度传感器为光电编码器。

9.一种驾驶模拟器转向控制机构的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：控制驾驶模拟器进行方向盘转向动作，光电编码器采集所述方向盘转角，并输出转弯结果，同时力执行机构产生相应的阻力矩阻碍转动的进行，其阻力矩大小满足：

其中，T_f为方向盘的阻力矩，G为车前轴载荷，g为重力加速度，η₁为转向系统正效率，i为转向系传动比，v为车速，r为轮胎半径，R为转弯半径，γ为前轮主销后倾角，θ为转向轮偏角，β为前轮主销内倾角，b为主销转向节偏距，f为轮胎与地面的滚动阻力摩擦系数，c为主销偏距。

步骤2：完成模拟转向后，力执行机构控制所述方向盘回正，控制所述方向盘回正的力矩满足：

其中，T_r为方向盘回正的力矩。