[发明专利]实施虚拟和机械止动件的混合转向系统和方法

说明书

转向系统和方法可以确定机器的转向柱(214)的一个或多个位置相关特性，确定所述一个或多个位置相关特性指示要向所述转向柱施加阻力，以及控制电动机(220)向所述转向柱(214)施加阻力的操作，其中可以提供机械端部止动件以限制所述转向柱的旋转。可通过控制所述电动机(220)施加阻力的操作来设置一个或多个虚拟止动件以限制转向柱(214)的旋转。

技术领域

本公开涉及电子或线控转向(steer-by-wire)转向，并且更具体地，涉及提供或实施至少一个虚拟止动件和机械止动件配对的电子或线控转向转向系统和方法。

背景技术

常规电子转向可以使用位置传感器来检测机器的方向盘的旋转位置。方向盘旋转可以使位置传感器将位置信号输出到致动装置(例如，控制液压泵的微处理器)，这可以接着使机器的轮子与方向盘旋转相应地旋转。

机械止动件可以联接到方向盘的转向柱，以防止从方向盘的“正前”或“零角度”位置移动超过特定角度。然而，可能发生机械止动件与转向柱之间的金属与金属接触，这可能导致对操作员的不期望的声音和/或触觉反馈。可以为机械止动件提供柔性构件，但该柔性构件可限制或消耗方向盘的过量角旋转，这在方向盘已经在旋转范围内限定至三百六十度或更小的情况下尤其不合需要。

美国专利号6,389,343(“‘343专利”)描述了用于控制转向轴移动的阻力的设备和方法，所述转向轴可操作以随操作员输入而移动。位置传感器与转向轴联接，并且随转向轴的位置而传送轴位置信号，并且处理装置与位置传感器联接以接收轴位置信号并且随轴位置信号而传送阻力信号。阻力装置与转向轴和处理装置联接以接收阻力信号。根据‘343专利，阻力装置阻止转向轴随阻力信号移动。

发明内容

在一个方面，本公开实施一种转向方法。所述转向方法可包括：使用处理器接收与转向柱的旋转位置相关联的位置信号，所述转向柱具有可操作地设置以将所述转向柱的旋转机械地限制到第一旋转范围的机械止动件；使用所述处理器基于所接收的位置信号确定所述转向柱的至少一个位置相关特性；使用所述处理器确定所确定的至少一个位置相关特性指示要向所述转向柱施加阻力；以及响应于所述确定所确定的至少一个位置相关特性指示要向所述转向柱施加阻力，使用所述处理器控制电动机的操作以将阻力施加到所述转向柱。

在另一方面，本公开实施或提供一种存储计算机可读指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机可读指令在由计算机执行时使所述计算机执行转向方法。所述转向方法可包括：确定工作机器的转向柱的多个位置相关特性，所述多个位置相关特性包括所述转向柱的旋转定位和所述转向柱的旋转速度；基于所述确定所述转向柱的多个位置相关特性而动态地设置虚拟止动件以限制所述转向柱的旋转，所述转向柱具有可操作地设置以机械地限制所述转向柱旋转超过所述虚拟止动件的渐进式机械止动件；以及当所述转向柱处于所述渐进式机器止动件的操作范围内的位置时，通过经由对电动机的控制向所述转向柱施加阻力，来实施动态设置的虚拟止动件。

在又一方面，可以提供或实施用于工作机器的转向系统。所述转向系统可包括控制接口，所述控制接口用于接收用以控制所述工作机器的转向的输入；转向柱，所述转向柱可操作地联接到所述控制接口和转向组件以基于所述输入控制所述工作机器的转向；渐进式机械止动件，所述渐进式机械止动件可操作地联接到所述转向柱以将所述转向柱的旋转机械地限制到第一旋转范围；电动机，所述电动机可操作地联接到所述转向柱以向所述转向柱施加阻力；至少一个位置传感器，所述至少一个位置传感器可操作地联接到所述转向柱以发出所述转向柱的旋转位置的信号；以及控制器，所述控制器可操作地联接到所述电动机和所述至少一个位置传感器，以向所述电动机输出控制信号，从而基于所述转向柱的旋转位置向所述转向柱施加阻力。所述控制器经由向所述电动机发出的控制信号可以提供虚拟端部止动件，以将所述转向柱的旋转进一步限制到所述第一旋转范围内的第二旋转范围，并且所述电动机可以响应于所述控制信号从不向所述转向柱施加阻力的状态向所述转向柱施加阻力。

从以下描述和附图，本公开的其它特征和方面将变得显而易见。

附图说明