汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统及方法
专利名称：汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统及方法
技术领域：
本发明涉及汽车驾驶模拟器的控制技术，特别是指一种汽车驾驶模拟器中方向盘 自回中与力反馈的系统及方法。
背景技术：
汽车驾驶模拟器是一种能正确模拟汽车的驾驶操纵动作，获得实车驾驶感觉的仿 真系统。目前的汽车驾驶模拟器集合了传感器、计算机三维实时动画、计算机接口、人工智 能、数据通信、网络、多媒体等多种先进技术，主要用于驾驶员的培训，也可以对微观交通进 行仿真，对汽车的控制特性进行研究。汽车驾驶模拟器具有安全性高、再现性好的特点。利 用驾驶模拟器来进行研究和训练，可方便地模拟各种道路环境、天气状况，分析汽车的技术 性能指标，从而可以节省大量的自然资源，具有很高的经济价值。目前在汽车驾驶模拟器中，方向盘自回中的力反馈存在抖动。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈 的系统及方法。实现模拟驾驶车辆行进时的方向盘回正功能，并依据实际模拟的路况，完成 车轮反馈到方向盘的抖动，使方向盘的操作高度仿真实际驾驶感受。为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种汽车驾驶模拟器中方向盘自回中 与力反馈的系统，包括力反馈控制模块，与实车转向机连接，用于获取所述实车转向机的方向盘转向角 度和转向力矩；主控制模块，与所述力反馈控制模块连接，获取所述力反馈控制模块发送的所述 方向盘转向角度和转向力矩，并对所述方向盘转向角度和所述转向力矩进行处理，产生力 反馈控制信号，并发送给所述力反馈控制模块，由所述力反馈控制模块根据所述力反馈控 制信号对所述实车转向机进行控制。其中，所述力反馈控制模块具体用于，对所述实车转向机的方向盘转向角度和转 向力矩进行A/D采样，精度为10位，并对所述方向盘转向角度和转向力矩进行数字滤波，并 将滤波后的方向盘转向角度和转向力矩发送给所述主控制模块。其中，所述主控制模块具体用于，根据当前行驶速度与所述方向盘的转向角度和 所述转向力矩的函数关系，计算产生方向盘反馈力，并将所述方向盘反馈力发送给所述力 反馈控制模块。其中，所述力反馈控制模块根据所述方向盘反馈力与其获取到的所述实车转向机 的方向盘转向力矩，对所述实车转向机进行调整控制。其中，所述力反馈控制模块根据所述方向盘反馈力与其获取到的所述实车转向机 的方向盘转向力矩，通过脉宽调制技术对所述实车转向机进行调整控制。其中，所述力反馈控制模块与所述主控制模块通过RS232接口连接。
其中，所述力反馈控制模块为单片机。本发明的实施例还提供一种汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的方法，应 用于汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统，所述系统包括力反馈控制模块和 主控制模块，所述方法包括所述力反馈控制模块获取所述实车转向机的方向盘转向角度和转向力矩，并发送 给所述主控制模块；所述主控制模块对所述方向盘转向角度和所述转向力矩进行处理，产生力反馈控 制信号，并发送给所述力反馈控制模块；所述力反馈控制模块根据所述力反馈控制信号对所述实车转向机进行控制。其中，所述力反馈控制模块获取所述实车转向机的方向盘转向角度和转向力矩， 并发送给所述主控制模块的步骤具体为所述力反馈控制模块对所述实车转向机的方向盘转向角度和转向力矩进行A/D 采样，精度为10位，并对所述方向盘转向角度和转向力矩进行数字滤波，并将滤波后的方 向盘转向角度和转向力矩发送给所述主控制模块。其中，所述主控制模块对所述方向盘转向角度和所述转向力矩进行处理，产生力 反馈控制信号，并发送给所述力反馈控制模块的步骤具体为所述主控制模块根据当前行驶速度与所述方向盘的转向角度和所述转向力矩的 函数关系，计算产生方向盘反馈力，并将所述方向盘反馈力发送给所述力反馈控制模块。本发明的上述技术方案的有益效果如下上述方案通过采集实车转向机的方向盘转向角度和转向力矩，并根据该转向角 度、转向力矩，得到反馈控制信号，并根据该反馈控制信号对该实车转向机进行调整控制， 可以改善反馈抖动的问题，实现模拟驾驶车辆行进时的方向盘回正功能，并依据实际模拟 的路况，完成车轮反馈到方向盘的抖动，使方向盘的操作高度仿真实际驾驶感受。
图1为本发明的汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统框图；图2为图1所示系统中，主控制模块上的RS232接口电路；图3为图1所示系统中，力反馈控制模块上的RS232接口电路。
具体实施例方式为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具 体实施例进行详细描述。如图1所示，为本发明的汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统框图， 包括力反馈控制模块，与实车转向机连接，用于获取所述实车转向机的方向盘转向角 度和转向力矩；主控制模块，与所述力反馈控制模块连接，获取所述力反馈控制模块发送的所述 方向盘转向角度和转向力矩，并对所述方向盘转向角度和所述转向力矩进行处理，产生力 反馈控制信号，并发送给所述力反馈控制模块，由所述力反馈控制模块根据所述力反馈控制信号对所述实车转向机进行控制。其中，所述力反馈控制模块具体用于，对所述实车转向机的方向盘转向角度和转 向力矩进行A/D (模拟/数字)采样，精度为10位，并对所述方向盘转向角度和转向力矩进 行数字滤波，并将滤波后的方向盘转向角度和转向力矩发送给所述主控制模块。其中，所述主控制模块具体用于，根据当前行驶速度与所述方向盘的转向角度和 所述转向力矩的函数关系，计算产生方向盘反馈力，并将所述方向盘反馈力发送给所述力 反馈控制模块，反馈力计算公式如下F = (Al* α )nl+((A2—V)*Α3)η2+Α4其中4132，4334，111，112为常数，α为转向角度，V为行驶速度，转向力矩用于 检测实际产生的反馈力大小，以便实时调整反馈力。进一步的，所述力反馈控制模块根据所述方向盘反馈力与其获取到的所述实车转 向机的方向盘的转向力矩，对所述实车转向机进行调整控制。其中，所述力反馈控制模块根据所述方向盘反馈力与其获取到的所述实车转向机 的方向盘转向力矩，通过脉宽调制技术对所述实车转向机进行调整控制。其中，所述力反馈控制模块与所述主控制模块通过RS232接口连接。如图2所示，为主控制模块上的RS232电路，RS232电路实现和力反馈控制模块通 讯。力反馈控制模块采集到的方向盘转向角度和转向力矩通过RS232接口传到主控制模 块。其中T)(D1、RXD1连接到主控制模块的主芯片相应端口，J2连接到力反馈控制模块(图 3 中的 C0M1)。上述力反馈控制模块为单片机，具体CPU采用AVR公司ATmegaU8-16AU，8位AVR 微处理器，带U8KB在系统可编程Flash，EEPR0M4096B，SRAM4096B,最高工作频率16MHZ，接 口包括2个定时器，6路PWM，8路10位ADC等。方向盘转向角度采集采用10位A/D采样， 实现电压值实时采样。从而确定方向盘旋转角度及当前位置，如图3所示，为力反馈控制模块上的RS232电路，力反馈控制模块和主控制模块通 讯采用RS232接口。其中T)(D、RXD连接到力反馈控制模块的主控芯片相应端口，COMl连接 到主控制模块(图2中的J2)。本发明的上述实施例中，力反馈控制模块对实车转向机的方向盘的转向角度和转 向力矩进行A/D采样，精度为10位，并对模拟量进行数字滤波，另外，软件与硬件双过流保 护，保护值为30A。实车转向机的电机还要求电流大于30A并持续> Is进行保护，自锁，断电后自恢 复，过温度保护值为80°C，电机驱动MOSFET管处，根据温度控制散热风扇转速实车转向机的传感器参数满足以下要求1、两路模拟信号平行输出(或总线数子输出)；2、两路模拟信号基于2. 5V对称； 3、可跟踪范围为士2圈，即-720° +720° ；4、5V电源。电机参数满足以下要求1、工作电压范围DC10_16V ；2、电机最大输出电流30A ；3、额定功率200W。接口方式满足以下要求1、电机接口，使用实车接插件连接；2、角度传感器为7芯 2. 54接头；3，电源接口使用实车接插件连接。夕卜观尺寸为95mm*120mm。
综上所述，本发明的上述系统，采用实车方向盘及电动助力转向机，实现模拟驾驶 车辆行进时的方向盘回正功能，并依据实际模拟的路况，完成车轮反馈到方向盘的抖动，使 方向盘的操作高度仿真实际驾驶感受；同时还提高角度传感器的精度以及提高数据的传输 速率，减少延迟。与此同时，本发明的实施例还提供一种汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈 的方法，应用于汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统，所述系统包括力反馈控 制模块和主控制模块，所述方法包括所述力反馈控制模块获取所述实车转向机的方向盘转向角度和转向力矩，并发送 给主控制模块；所述主控制模块对所述方向盘转向角度和所述转向力矩进行处理，产生力反馈控 制信号，并发送给所述力反馈控制模块；所述力反馈控制模块根据所述力反馈控制信号对所述实车转向机进行控制。其中，所述力反馈控制模块获取所述实车转向机的方向盘转向角度和转向力矩， 并发送给主控制模块的步骤具体为所述力反馈控制模块对所述实车转向机的方向盘转向角度和转向力矩进行A/D 采样，精度为10位，并对所述方向盘转向角度和转向力矩进行数字滤波，并将滤波后的方 向盘转向角度和转向力矩发送给所述主控制模块。其中，所述主控制模块对所述方向盘转向角度和所述转向力矩进行处理，产生力 反馈控制信号，并发送给所述力反馈控制模块的步骤具体为所述主控制模块根据当前行驶速度与所述方向盘的转向角度和所述转向力矩的 函数关系，计算产生方向盘反馈力，并将所述方向盘反馈力发送给所述力反馈控制模块。需要说明的是上述系统中的技术特征均适应用于该方法实施例中，也能达到相 同的技术效果，在此不再赘述。以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也 应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统，其特征在于，包括力反馈控制模块，与实车转向机连接，用于获取所述实车转向机的方向盘转向角度和 转向力矩；主控制模块，与所述力反馈控制模块连接，获取所述力反馈控制模块发送的所述方向 盘转向角度和转向力矩，并对所述方向盘转向角度和所述转向力矩进行处理，产生力反馈 控制信号，并发送给所述力反馈控制模块，由所述力反馈控制模块根据所述力反馈控制信 号对所述实车转向机进行控制。
2.根据权利要求1所述的汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统，其特征在 于，所述力反馈控制模块具体用于，对所述实车转向机的方向盘转向角度和转向力矩进行 A/D采样，精度为10位，并对所述方向盘转向角度和转向力矩进行数字滤波，并将滤波后的 方向盘转向角度和转向力矩发送给所述主控制模块。
3.根据权利要求1所述的汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统，其特征在 于，所述主控制模块具体用于，根据当前行驶速度与所述方向盘的转向角度和所述转向力 矩的函数关系，计算产生方向盘反馈力，并将所述方向盘反馈力发送给所述力反馈控制模 块。
4.根据权利要求3所述的汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统，其特征在 于，所述力反馈控制模块根据所述方向盘反馈力与其获取到的所述实车转向机的方向盘转 向力矩，对所述实车转向机进行调整控制。
5.根据权利要求4所述的汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统，其特征在 于，所述力反馈控制模块根据所述方向盘反馈力与其获取到的所述实车转向机的方向盘转 向力矩，通过脉宽调制技术对所述实车转向机进行调整控制。
6.根据权利要求1所述的汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统，其特征在 于，所述力反馈控制模块与所述主控制模块通过RS232接口连接。
7.根据权利要求1所述的汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统，其特征在 于，所述力反馈控制模块为单片机。
8.一种汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的方法，应用于汽车驾驶模拟器中方 向盘自回中与力反馈的系统，所述系统包括力反馈控制模块和主控制模块，其特征在于， 所述方法包括所述力反馈控制模块获取所述实车转向机的方向盘转向角度和转向力矩，并发送给所 述主控制模块；所述主控制模块对所述方向盘转向角度和所述转向力矩进行处理，产生力反馈控制信 号，并发送给所述力反馈控制模块；所述力反馈控制模块根据所述力反馈控制信号对所述实车转向机进行控制。
9.根据权利要求8所述的汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的方法，其特征在 于，所述力反馈控制模块获取所述实车转向机的方向盘转向角度和转向力矩，并发送给所 述主控制模块的步骤具体为所述力反馈控制模块对所述实车转向机的方向盘转向角度和转向力矩进行A/D采样， 精度为10位，并对所述方向盘转向角度和转向力矩进行数字滤波，并将滤波后的方向盘转 向角度和转向力矩发送给所述主控制模块。
10.根据权利要求8或9所述的汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的方法，其特 征在于，所述主控制模块对所述方向盘转向角度和所述转向力矩进行处理，产生力反馈控 制信号，并发送给所述力反馈控制模块的步骤具体为所述主控制模块根据当前行驶速度与所述方向盘的转向角度和所述转向力矩的函数 关系，计算产生方向盘反馈力，并将所述方向盘反馈力发送给所述力反馈控制模块。
全文摘要
本发明提供一种汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统及方法，其中，系统包括力反馈控制模块，与实车转向机连接，用于获取所述实车转向机的方向盘转向角度和转向力矩；主控制模块，与所述力反馈控制模块连接，获取所述力反馈控制模块发送的所述方向盘转向角度和转向力矩，并对所述方向盘转向角度和所述转向力矩进行处理，产生力反馈控制信号，并发送给所述力反馈控制模块，由所述力反馈控制模块根据所述力反馈控制信号对所述实车转向机进行控制。本发明的方案以使方向盘转向具有更逼真的模拟实车环境。学员更容易在模拟学习中掌握实际驾驶中的感觉。
文档编号G09B9/04GK102087801SQ20111004178
公开日2011年6月8日 申请日期2011年2月18日 优先权日2010年12月31日
发明者于晓辉 申请人:北京宣爱智能模拟技术有限公司
技术领域：
本发明涉及汽车驾驶模拟器的控制技术，特别是指一种汽车驾驶模拟器中方向盘 自回中与力反馈的系统及方法。
背景技术：
汽车驾驶模拟器是一种能正确模拟汽车的驾驶操纵动作，获得实车驾驶感觉的仿 真系统。目前的汽车驾驶模拟器集合了传感器、计算机三维实时动画、计算机接口、人工智 能、数据通信、网络、多媒体等多种先进技术，主要用于驾驶员的培训，也可以对微观交通进 行仿真，对汽车的控制特性进行研究。汽车驾驶模拟器具有安全性高、再现性好的特点。利 用驾驶模拟器来进行研究和训练，可方便地模拟各种道路环境、天气状况，分析汽车的技术 性能指标，从而可以节省大量的自然资源，具有很高的经济价值。目前在汽车驾驶模拟器中，方向盘自回中的力反馈存在抖动。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈 的系统及方法。实现模拟驾驶车辆行进时的方向盘回正功能，并依据实际模拟的路况，完成 车轮反馈到方向盘的抖动，使方向盘的操作高度仿真实际驾驶感受。为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种汽车驾驶模拟器中方向盘自回中 与力反馈的系统，包括力反馈控制模块，与实车转向机连接，用于获取所述实车转向机的方向盘转向角 度和转向力矩；主控制模块，与所述力反馈控制模块连接，获取所述力反馈控制模块发送的所述 方向盘转向角度和转向力矩，并对所述方向盘转向角度和所述转向力矩进行处理，产生力 反馈控制信号，并发送给所述力反馈控制模块，由所述力反馈控制模块根据所述力反馈控 制信号对所述实车转向机进行控制。其中，所述力反馈控制模块具体用于，对所述实车转向机的方向盘转向角度和转 向力矩进行A/D采样，精度为10位，并对所述方向盘转向角度和转向力矩进行数字滤波，并 将滤波后的方向盘转向角度和转向力矩发送给所述主控制模块。其中，所述主控制模块具体用于，根据当前行驶速度与所述方向盘的转向角度和 所述转向力矩的函数关系，计算产生方向盘反馈力，并将所述方向盘反馈力发送给所述力 反馈控制模块。其中，所述力反馈控制模块根据所述方向盘反馈力与其获取到的所述实车转向机 的方向盘转向力矩，对所述实车转向机进行调整控制。其中，所述力反馈控制模块根据所述方向盘反馈力与其获取到的所述实车转向机 的方向盘转向力矩，通过脉宽调制技术对所述实车转向机进行调整控制。其中，所述力反馈控制模块与所述主控制模块通过RS232接口连接。
其中，所述力反馈控制模块为单片机。本发明的实施例还提供一种汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的方法，应 用于汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统，所述系统包括力反馈控制模块和 主控制模块，所述方法包括所述力反馈控制模块获取所述实车转向机的方向盘转向角度和转向力矩，并发送 给所述主控制模块；所述主控制模块对所述方向盘转向角度和所述转向力矩进行处理，产生力反馈控 制信号，并发送给所述力反馈控制模块；所述力反馈控制模块根据所述力反馈控制信号对所述实车转向机进行控制。其中，所述力反馈控制模块获取所述实车转向机的方向盘转向角度和转向力矩， 并发送给所述主控制模块的步骤具体为所述力反馈控制模块对所述实车转向机的方向盘转向角度和转向力矩进行A/D 采样，精度为10位，并对所述方向盘转向角度和转向力矩进行数字滤波，并将滤波后的方 向盘转向角度和转向力矩发送给所述主控制模块。其中，所述主控制模块对所述方向盘转向角度和所述转向力矩进行处理，产生力 反馈控制信号，并发送给所述力反馈控制模块的步骤具体为所述主控制模块根据当前行驶速度与所述方向盘的转向角度和所述转向力矩的 函数关系，计算产生方向盘反馈力，并将所述方向盘反馈力发送给所述力反馈控制模块。本发明的上述技术方案的有益效果如下上述方案通过采集实车转向机的方向盘转向角度和转向力矩，并根据该转向角 度、转向力矩，得到反馈控制信号，并根据该反馈控制信号对该实车转向机进行调整控制， 可以改善反馈抖动的问题，实现模拟驾驶车辆行进时的方向盘回正功能，并依据实际模拟 的路况，完成车轮反馈到方向盘的抖动，使方向盘的操作高度仿真实际驾驶感受。
图1为本发明的汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统框图；图2为图1所示系统中，主控制模块上的RS232接口电路；图3为图1所示系统中，力反馈控制模块上的RS232接口电路。
具体实施例方式为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具 体实施例进行详细描述。如图1所示，为本发明的汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统框图， 包括力反馈控制模块，与实车转向机连接，用于获取所述实车转向机的方向盘转向角 度和转向力矩；主控制模块，与所述力反馈控制模块连接，获取所述力反馈控制模块发送的所述 方向盘转向角度和转向力矩，并对所述方向盘转向角度和所述转向力矩进行处理，产生力 反馈控制信号，并发送给所述力反馈控制模块，由所述力反馈控制模块根据所述力反馈控制信号对所述实车转向机进行控制。其中，所述力反馈控制模块具体用于，对所述实车转向机的方向盘转向角度和转 向力矩进行A/D (模拟/数字)采样，精度为10位，并对所述方向盘转向角度和转向力矩进 行数字滤波，并将滤波后的方向盘转向角度和转向力矩发送给所述主控制模块。其中，所述主控制模块具体用于，根据当前行驶速度与所述方向盘的转向角度和 所述转向力矩的函数关系，计算产生方向盘反馈力，并将所述方向盘反馈力发送给所述力 反馈控制模块，反馈力计算公式如下F = (Al* α )nl+((A2—V)*Α3)η2+Α4其中4132，4334，111，112为常数，α为转向角度，V为行驶速度，转向力矩用于 检测实际产生的反馈力大小，以便实时调整反馈力。进一步的，所述力反馈控制模块根据所述方向盘反馈力与其获取到的所述实车转 向机的方向盘的转向力矩，对所述实车转向机进行调整控制。其中，所述力反馈控制模块根据所述方向盘反馈力与其获取到的所述实车转向机 的方向盘转向力矩，通过脉宽调制技术对所述实车转向机进行调整控制。其中，所述力反馈控制模块与所述主控制模块通过RS232接口连接。如图2所示，为主控制模块上的RS232电路，RS232电路实现和力反馈控制模块通 讯。力反馈控制模块采集到的方向盘转向角度和转向力矩通过RS232接口传到主控制模 块。其中T)(D1、RXD1连接到主控制模块的主芯片相应端口，J2连接到力反馈控制模块(图 3 中的 C0M1)。上述力反馈控制模块为单片机，具体CPU采用AVR公司ATmegaU8-16AU，8位AVR 微处理器，带U8KB在系统可编程Flash，EEPR0M4096B，SRAM4096B,最高工作频率16MHZ，接 口包括2个定时器，6路PWM，8路10位ADC等。方向盘转向角度采集采用10位A/D采样， 实现电压值实时采样。从而确定方向盘旋转角度及当前位置，如图3所示，为力反馈控制模块上的RS232电路，力反馈控制模块和主控制模块通 讯采用RS232接口。其中T)(D、RXD连接到力反馈控制模块的主控芯片相应端口，COMl连接 到主控制模块(图2中的J2)。本发明的上述实施例中，力反馈控制模块对实车转向机的方向盘的转向角度和转 向力矩进行A/D采样，精度为10位，并对模拟量进行数字滤波，另外，软件与硬件双过流保 护，保护值为30A。实车转向机的电机还要求电流大于30A并持续> Is进行保护，自锁，断电后自恢 复，过温度保护值为80°C，电机驱动MOSFET管处，根据温度控制散热风扇转速实车转向机的传感器参数满足以下要求1、两路模拟信号平行输出(或总线数子输出)；2、两路模拟信号基于2. 5V对称； 3、可跟踪范围为士2圈，即-720° +720° ；4、5V电源。电机参数满足以下要求1、工作电压范围DC10_16V ；2、电机最大输出电流30A ；3、额定功率200W。接口方式满足以下要求1、电机接口，使用实车接插件连接；2、角度传感器为7芯 2. 54接头；3，电源接口使用实车接插件连接。夕卜观尺寸为95mm*120mm。
综上所述，本发明的上述系统，采用实车方向盘及电动助力转向机，实现模拟驾驶 车辆行进时的方向盘回正功能，并依据实际模拟的路况，完成车轮反馈到方向盘的抖动，使 方向盘的操作高度仿真实际驾驶感受；同时还提高角度传感器的精度以及提高数据的传输 速率，减少延迟。与此同时，本发明的实施例还提供一种汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈 的方法，应用于汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统，所述系统包括力反馈控 制模块和主控制模块，所述方法包括所述力反馈控制模块获取所述实车转向机的方向盘转向角度和转向力矩，并发送 给主控制模块；所述主控制模块对所述方向盘转向角度和所述转向力矩进行处理，产生力反馈控 制信号，并发送给所述力反馈控制模块；所述力反馈控制模块根据所述力反馈控制信号对所述实车转向机进行控制。其中，所述力反馈控制模块获取所述实车转向机的方向盘转向角度和转向力矩， 并发送给主控制模块的步骤具体为所述力反馈控制模块对所述实车转向机的方向盘转向角度和转向力矩进行A/D 采样，精度为10位，并对所述方向盘转向角度和转向力矩进行数字滤波，并将滤波后的方 向盘转向角度和转向力矩发送给所述主控制模块。其中，所述主控制模块对所述方向盘转向角度和所述转向力矩进行处理，产生力 反馈控制信号，并发送给所述力反馈控制模块的步骤具体为所述主控制模块根据当前行驶速度与所述方向盘的转向角度和所述转向力矩的 函数关系，计算产生方向盘反馈力，并将所述方向盘反馈力发送给所述力反馈控制模块。需要说明的是上述系统中的技术特征均适应用于该方法实施例中，也能达到相 同的技术效果，在此不再赘述。以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也 应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统，其特征在于，包括力反馈控制模块，与实车转向机连接，用于获取所述实车转向机的方向盘转向角度和 转向力矩；主控制模块，与所述力反馈控制模块连接，获取所述力反馈控制模块发送的所述方向 盘转向角度和转向力矩，并对所述方向盘转向角度和所述转向力矩进行处理，产生力反馈 控制信号，并发送给所述力反馈控制模块，由所述力反馈控制模块根据所述力反馈控制信 号对所述实车转向机进行控制。
2.根据权利要求1所述的汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统，其特征在 于，所述力反馈控制模块具体用于，对所述实车转向机的方向盘转向角度和转向力矩进行 A/D采样，精度为10位，并对所述方向盘转向角度和转向力矩进行数字滤波，并将滤波后的 方向盘转向角度和转向力矩发送给所述主控制模块。
3.根据权利要求1所述的汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统，其特征在 于，所述主控制模块具体用于，根据当前行驶速度与所述方向盘的转向角度和所述转向力 矩的函数关系，计算产生方向盘反馈力，并将所述方向盘反馈力发送给所述力反馈控制模 块。
4.根据权利要求3所述的汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统，其特征在 于，所述力反馈控制模块根据所述方向盘反馈力与其获取到的所述实车转向机的方向盘转 向力矩，对所述实车转向机进行调整控制。
5.根据权利要求4所述的汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统，其特征在 于，所述力反馈控制模块根据所述方向盘反馈力与其获取到的所述实车转向机的方向盘转 向力矩，通过脉宽调制技术对所述实车转向机进行调整控制。
6.根据权利要求1所述的汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统，其特征在 于，所述力反馈控制模块与所述主控制模块通过RS232接口连接。
7.根据权利要求1所述的汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统，其特征在 于，所述力反馈控制模块为单片机。
8.一种汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的方法，应用于汽车驾驶模拟器中方 向盘自回中与力反馈的系统，所述系统包括力反馈控制模块和主控制模块，其特征在于， 所述方法包括所述力反馈控制模块获取所述实车转向机的方向盘转向角度和转向力矩，并发送给所 述主控制模块；所述主控制模块对所述方向盘转向角度和所述转向力矩进行处理，产生力反馈控制信 号，并发送给所述力反馈控制模块；所述力反馈控制模块根据所述力反馈控制信号对所述实车转向机进行控制。
9.根据权利要求8所述的汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的方法，其特征在 于，所述力反馈控制模块获取所述实车转向机的方向盘转向角度和转向力矩，并发送给所 述主控制模块的步骤具体为所述力反馈控制模块对所述实车转向机的方向盘转向角度和转向力矩进行A/D采样， 精度为10位，并对所述方向盘转向角度和转向力矩进行数字滤波，并将滤波后的方向盘转 向角度和转向力矩发送给所述主控制模块。
10.根据权利要求8或9所述的汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的方法，其特 征在于，所述主控制模块对所述方向盘转向角度和所述转向力矩进行处理，产生力反馈控 制信号，并发送给所述力反馈控制模块的步骤具体为所述主控制模块根据当前行驶速度与所述方向盘的转向角度和所述转向力矩的函数 关系，计算产生方向盘反馈力，并将所述方向盘反馈力发送给所述力反馈控制模块。
全文摘要
本发明提供一种汽车驾驶模拟器中方向盘自回中与力反馈的系统及方法，其中，系统包括力反馈控制模块，与实车转向机连接，用于获取所述实车转向机的方向盘转向角度和转向力矩；主控制模块，与所述力反馈控制模块连接，获取所述力反馈控制模块发送的所述方向盘转向角度和转向力矩，并对所述方向盘转向角度和所述转向力矩进行处理，产生力反馈控制信号，并发送给所述力反馈控制模块，由所述力反馈控制模块根据所述力反馈控制信号对所述实车转向机进行控制。本发明的方案以使方向盘转向具有更逼真的模拟实车环境。学员更容易在模拟学习中掌握实际驾驶中的感觉。
文档编号G09B9/04GK102087801SQ20111004178
公开日2011年6月8日 申请日期2011年2月18日 优先权日2010年12月31日
发明者于晓辉 申请人:北京宣爱智能模拟技术有限公司
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