转向装置、系统、方法、车辆及产品与流程

本技术涉及交通工具控制，尤其涉及转向装置、系统、方法、车辆及产品。

背景技术：

1、随着车辆技术的发展，车辆不仅能够满足用户出行需求，还可以为用户提供丰富多样化的车辆实用功能和交互功能。

2、线控转向(steer by wire)系统是车辆系统中的一个重要组成部分。线控转向系统中取消了方向盘与齿条之间的机械连接关系。因此，方向盘的手感都要通过电机模拟解决。这里需要电机满足各种状况下为方向盘提供反馈力的需求，也就意味着需要选择体积比较大的电机作为该模拟手感反馈的电机。此外，为了确保线控系统中能够稳定提供手感反馈，还需要设置相应的备用电机，不仅会增大线控体积，而且使得整体结构复杂。

技术实现思路

1、本技术实施例提供转向装置、系统、方法、车辆及产品，用以实现转向结构更加简单并且可靠的方案。

2、第一方面，本技术实施例提供一种转向装置，包括：

3、转向执行器，所述转向执行器包括相互连接的方向盘和转向柱；

4、旋转部件，与所述转向柱连接，其中，当所述方向盘被转动时，所述旋转部件跟随所述转向柱转动；

5、至少一个第一销，当所述第一销伸出时，所述旋转部件的转动被限制。

6、可选地，所述转向装置设置在外壳中，所述第一销设置在所述外壳上；

7、所述旋转部件为锁止板，在所述锁止板上设置有与所述第一销匹配的凹槽；

8、当所述第一销插入所述凹槽时，所述旋转部件的转动被限制；

9、当所述第一销缩回时所述旋转部件自由转动。

10、可选地，所述旋转部件为与所述转向柱垂直的杆，所述杆的第一端通过伸缩部件与所述转向柱连接，所述第一销设置在所述杆的第二端；

11、所述转向装置设置在外壳中，所述外壳上开设有止挡凹槽和中止凹槽；

12、控制所述伸缩部件的伸缩状态，以使所述第一销与所述止挡凹槽或者所述中止凹槽对齐；

13、当所述第一销插入所述止挡凹槽或者所述中止凹槽时，所述旋转部件的转动被限制；

14、当所述第一销缩回时所述旋转部件自由转动。

15、可选地，还包括：板，所述板上开设有至少一个孔；

16、所述旋转部件为与所述转向柱垂直的杆，所述杆设置在所述板的第一侧；

17、至少一个第一销，所述第一销设置在所述板的第二侧；当所述第一销伸出时从所述第二侧伸出到所述第一侧，以使得在所述杆转动至与所述第一销接触的位置时，所述杆朝向所述第一销的方向的继续转动被限制。

18、可选地，转向装置包括：转向执行器，所述转向执行器包括相互连接的方向盘和转向柱；

19、杆，与所述转向柱连接，其中，当所述方向盘被转动时，所述杆跟随所述转向柱转动；

20、板，所述板上开设有至少一个孔，所述杆设置在所述板的第一侧；

21、至少一个第一销，所述第一销与所述孔匹配，以使得所述第一销可以从所述孔中伸出或者缩回；其中，所述第一销从所述孔中缩回时，所述第一销位于所述板的第二侧；所述第一销从所述孔伸出，以使得在所述杆转动至与所述第一销接触的位置时，所述杆朝向所述第一销的方向的继续转动被限制。

22、在线控转向系统中，上转向系统与下转向系统之间不具有机械连接关系。当用户(比如，驾驶员)转动方向盘的时候，转向柱会跟随方向盘转动。当方向盘旋转到极限角度(左极限、右极限)之后，需要限制方向盘转动。将杆与转向柱连接(这里假设杆与转向柱组成l型结构)，当转向柱转动的时候，杆将以转向柱为圆心转动。在板上开设有孔，第一销可以穿入到孔当中。杆与板之间的距离小于第一销穿过孔后伸出到孔外的长度，当杆转动到穿入孔的第一销所在位置之后，将被第一销阻止。用户得到的手感反馈是方向盘无法再转动。通过上述方案，当方向盘正常转动的时候，可以由手感反馈装置提供手感反馈力矩，当需要末端保护或者上下车辅助需要提供上下车副助理的时候，可以通过转向装置显示方向盘转动，而不需要手感反馈装置提供手感反馈力，满足末端保护需求的同时，不需要手感反馈电机提供很大的反馈力。

23、可选地，所述转向装置用于线控转向系统。由于线控转向系统中的上下转向系统之间不具有机械连接关系，方向盘转动的时候，需要通过该转向装置提供末端保护。该方式通过第一销锁止之后，不需要持续耗电的情况下能够满足锁止需求。

24、可选地，所述杆的运动包络与所述板匹配，以使得所述第一销从所述孔中退出时，所述杆不受限制地转动。

25、在实际应用中，杆或杆的末端的运动轨迹，可以是平面，也可以异形面，不管运动轨迹为何种类型面，都与板的形状匹配。从而使得杆在运动的时候，能够保证杆或杆的末端与板之间的距离均相同，且，该距离小于第一销穿出孔后伸出的长度。

26、可选地，所述板为圆形板，所述孔沿着一个圆周均匀设置在所述圆形板上。

27、通过上述方案，在板上开设有孔。为了满足更加细化、准确的止挡需求(比如，希望在任意角度都能够对方向盘进行末端限制或者角度限制)，可以在圆形板上均匀开设多个孔，进而可以根据止挡需求选择任意一个作为第一销工作的孔。这里之所以将板设计为圆形板，是为了能够更加均匀的开设孔，以便更好的满足多样化、任意角度的方向盘转动限制需求。当然，若仅需要对方向盘的个别角度进行限制，则可以采用其他形状的板，并在相应位置开设孔。

28、可选地，还包括：旋转电机；所述旋转电机用于根据末端限制角度驱动所述第一销旋转至目标孔对应位置。

29、在实际应用中，通过第一销来对杆进行转动限制。不同工况下需要对杆进行限制的位置不同，比如，当转向比发生变化的时候，末端保护位置发生变化。因此，第一销的位置可以通过旋转电机转动进行调整。在确定末端限制角度之后，控制旋转电机转动到对应位置，并控制第一销穿入到孔当中，从而使得第一销能够对杆进行有效阻挡。

30、可选地，当所述方向盘旋转到与所述末端限制角度之间的角度差值小于角度阈值时，控制所述第一销从所述目标孔穿入，以便当所述方向盘旋转到所述末端限制角度的时候所述第一销限制所述杆转动。

31、在实际应用中，要在方向盘转动到末端限制角度之前启动第一销，从而可以通过第一销来对方向盘转动进行有效限制。具体来说，当有限制需求的时候，需要进行预判，当方向盘旋转的到与末端限制角度之间的角度差值小于角度阈值的时候，控制第一销穿入到目标孔当中。该角度阈值为一个比较安全的角度范围，即便方向盘转动速度很快的情况下也能够确保第一销安全进入到孔当中，从而将方向盘限定在末端限制角度范围内。

32、可选地，当所述方向盘旋转到与所述末端限制角度之间的角度差值大于角度阈值时，控制所述第一销从所述目标孔缩回，以便所述杆跟随所述方向盘旋转。

33、当没有对方向盘的限制需求的时候(比如，方向盘反向转动，或者调整转向比以及对应的)，可以控制第一销从孔中退出。退出后，旋转电机可以自由转动，方向盘也可以自由转动。

34、可选地，所述杆上设置有第二销；当车辆停止，且第二销与所述板上的任一所述孔对齐的时候，启动所述第二销穿入所述孔中，以限制所述方向盘转动。

35、在有的情况下，需要对当前方向盘状态进行锁止，比如需要启用上下车辅助的时候，将根据当前方向盘状态随机就近启动第一销限制方向盘转动。此时，可以控制在杆上设置的第二销启动并穿入到孔当中，从而能够有效阻止方向盘转动。

36、可选地，板上沿着圆周均匀开设有36个孔，任意相邻两个所述孔之间间隔的角度为10°。在实际应用中，在沿着板的圆周开设36个孔，使得任意相邻的两个孔之间的角度为10度，能够提供36个限定位置，满足限定角度的精度需求。

37、第二方面，本技术实施例提供一种转向系统，所述系统包括：

38、控制器，以及与所述控制器通信连接的转向装置与手感反馈装置；

39、所述转向装置包括：与方向盘的转向柱连接的旋转部件；

40、当方向盘携带所述转向柱转动时，所述手感反馈装置通过所述转向柱提供手感反馈力矩，所述旋转部件跟随所述转向柱转动；

41、当所述方向盘的旋转角度小于角度阈值时，控制第一销与所述旋转部件配合，以便所述旋转部件的继续转动被限制。

42、第三方面，本技术实施例提供一种转向系统，包括：

43、控制器，以及与所述控制器通信连接的转向装置与手感反馈装置；

44、所述转向装置包括：与方向盘的转向柱连接的杆；

45、板，所述板上开设有孔，以及可以从所述孔中伸出或缩回的第一销；

46、当方向盘携带所述转向柱转动时，所述手感反馈装置通过所述转向柱提供手感反馈力矩，所述杆跟随所述转向柱转动；

47、当所述方向盘的旋转角度小于角度阈值时，控制所述第一销穿入所述孔，以便所述杆朝向所述第一销的方向的继续转动被限制。

48、其中，手感反馈装置用于通过转向柱为用户提供手感反馈力。转向装置能起到末端保护作用，能对方向盘进行锁止。而不需要手感反馈装置提供末端保护力矩，换言之，手感反馈装置的中的反馈电机提供常规手感反馈力矩就可以了，不需要提供太大的力矩，也就不需要体积太大的反馈电机。

49、第四方面，本技术实施例提供一种转向方法，所述方法应用于转向装置包括：与方向盘的转向柱连接的旋转部件；

50、当方向盘携带所述转向柱转动时，所述手感反馈装置通过所述转向柱提供手感反馈力矩，所述旋转部件跟随所述转向柱转动；

51、当所述方向盘的旋转角度小于角度阈值时，控制第一销与所述旋转部件配合，以便所述旋转部件的继续转动被限制。

52、第五方面，本技术实施例提供一种转向方法，所述方法应用于转向装置包括：与方向盘的转向柱连接的杆；

53、板，所述板上开设有孔，以及可以从所述孔中伸出或缩回的第一销；

54、所述方法包括：

55、当方向盘携带所述转向柱转动时，所述手感反馈装置通过所述转向柱提供手感反馈力矩，所述杆跟随所述转向柱转动；

56、当所述方向盘的角度差值小于角度阈值时，控制所述第一销穿入所述孔，以便所述杆朝向所述第一销的方向的继续转动被限制。

57、在实际应用中，当方向盘在可转动角度范围内转动的时候，由手感反馈装置提供手感反馈力矩。由于杆与方向盘的转向柱连接，当方向盘转动的时候，杆将跟随转向柱做圆周运动。当方向盘转动到一定角度后，方向盘当前角度以末端限制角度之间的角度差值小于角度阈值的情况下，控制第一销穿入到孔当中。第一销穿过孔后，会对板另一侧的杆进行阻挡。当杆被阻挡之后，方向盘将无法再正常转动。基于上述方案，在手感反馈装置能够提供手感反馈力矩的情况下，可以利用杆、第一销和板等实现对方向盘的末端限制角度的限制，而不需要反馈电机提供过多的限制力矩，减少对手感反馈装置的依赖以及最大输出力矩的要求。

58、可选地，所述当所述方向盘的角度差值小于角度阈值时，控制所述第一销穿入所述孔，包括：

59、确定方向盘对应的末端限制角度；

60、确定所述方向盘的旋转角度与所述末端限制角度之间的所述角度差值；

61、当所述角度差值小于所述角度阈值时，控制所述第一销穿入所述孔中。

62、转向装置在执行限制任务的时候，需要根据当前方向盘对应的末端限制角度。因为在不同的驾驶模式、速度情况下，所对应的末端限制角度不同。需要实时确定当前时刻方向盘的末端限制角度，以及当前方向盘的实时旋转角度。基于末端限制角度和实时旋转角度计算得到角度差值。第一销进入孔的时间需要综合角度差值与角度阈值之间的大小关系来确定，从而能够有效确保第一销在不影响方向盘正常转动的同时能够满足对方向盘的止挡需求。

63、可选地，所述确定方向盘对应的末端限制角度，包括：

64、根据驾驶模式和/或交通工具速度，确定转向比；

65、根据转向比，确定末端限制角度。

66、不同的转向比，意味着允许方向盘转过的最大角度不同，换言之，对方向盘进行末端限制的末端限制角度的不同，第一销执行阻挡任务的时候所对应的孔的位置不同。为了实现精准控制，需要根据转向比计算得到末端限制角度，从而实现对杆的有效止挡。

67、可选地，确定所述方向盘的旋转角度与所述末端限制角度之间的所述角度差值之后，还包括：

68、当所述角度差值大于所述角度阈值时，控制所述第一销从所述孔中缩回。

69、当方向盘反向转动，或者转过一定角度之后，角度差值大于角度阈值的时候，表示当前没有对方向盘进行限制的需求，可以控制第一销从孔中退出。在没有第一销对杆的限制的情况下，方向盘可以根据需要进行自由转动。

70、可选地，还包括：当满足锁止条件的时候，控制所述杆上的第二销穿入所述孔中，以限制所述方向盘转动。

71、这里所说的锁止条件，可以是当驾驶员有上下车需求的时候，或者，当车辆准备下电的时候，需要对方向盘进行锁止。具体来说，可以利用杆上设置的第二销对杆进行锁止，控制第二销插入到孔当中，杆以及方向盘将无法转动。从而通过上述第二销能够为用户提供上下车辅助力。

72、可选地，确定方向盘对应的末端限制角度之后，还包括：根据所述末端限制角度，控制所述旋转电机携带所述第一销旋转至目标孔对应位置。

73、不同的末端限制角度对应于板上不同的目标孔，真正起到限制作用的是穿入到孔中的第一销。因此，在通过上述方式确定末端限制角度之后，可以进一步计算该末端限制角度所对应的目标孔。并控制旋转电机携带第一销旋转的到目标孔所在位置。

74、第六方面，本技术实施例提供一种转向方法，所述方法应用于转向装置，

75、所述方法包括：

76、检测方向盘的转角；

77、根据所述转角，确定所述方向盘朝向方向盘对中位置的转动方向和转动角度；

78、根据所述转动方向和所述转动角度，控制驱动电机驱动所述方向盘转动至所述方向盘对中位置。

79、可选地，所述转向装置包括：转向执行器，所述转向执行器包括相互连接的方向盘和转向柱；

80、旋转部件，与所述转向柱连接，其中，当所述方向盘被转动时，所述旋转部件跟随所述转向柱转动；

81、至少一个第一销，当所述第一销伸出时，所述旋转部件的转动被限制，当所述第一销缩回时所述旋转部件自由转动；

82、所述转向装置设置在外壳中，所述第一销设置在所述外壳上；

83、所述旋转部件为锁止板，在所述锁止板上设置有与所述第一销匹配的凹槽；

84、当所述第一销插入所述凹槽时，所述旋转部件被限制转动。

85、可选地，所述转向装置包括：

86、转向执行器，所述转向执行器包括相互连接的方向盘和转向柱；

87、旋转部件，与所述转向柱连接，其中，当所述方向盘被转动时，所述旋转部件跟随所述转向柱转动；

88、至少一个第一销，当所述第一销伸出时用于限制所述旋转部件转动，当所述第一销缩回时所述旋转部件自由转动；

89、所述旋转部件为与所述转向柱垂直的杆，所述杆的第一端通过伸缩部件与所述转向柱连接，所述第一销设置在所述杆的第二端；

90、所述转向装置设置在外壳中，所述外壳上开设有止挡凹槽和中止凹槽；

91、控制所述伸缩部件的伸缩状态，以使所述第一销与所述止挡凹槽或者所述中止凹槽对齐；

92、当所述第一销插入所述止挡凹槽或者所述中止凹槽时，所述旋转部件被限制转动。

93、可选地，所述转向装置包括：

94、转向执行器，所述转向执行器包括相互连接的方向盘和转向柱；

95、旋转部件，与所述转向柱连接，其中，当所述方向盘被转动时，所述旋转部件跟随所述转向柱转动；

96、至少一个第一销，当所述第一销伸出时用于限制所述旋转部件转动，当所述第一销缩回时所述旋转部件自由转动；

97、板，所述板上开设有至少一个孔，所述杆设置在所述板的第一侧；

98、所述旋转部件为与所述转向柱垂直的杆；

99、至少一个第一销，所述第一销设置在所述板的第二侧，当所述第一销伸出时从所述第二侧伸出到所述第一侧，以使得在所述杆转动至与所述第一销接触的位置时，所述杆朝向所述第一销的方向的继续转动被限制。

100、可选地，所述转向装置包括：与方向盘的转向柱连接的杆；板，所述板上开设有孔，以及可以从所述孔中伸出或缩回的第二销；所述第二销设置在所述杆上。

101、可选地，控制驱动电机驱动所述方向盘转动至所述方向盘对中位置之后，还包括：

102、当所述方向盘处于对中位置时，控制所述第二销穿入所述方向盘对中位置对应的所述孔，以限制所述方向盘转动。

103、可选地，检测方向盘的转角之前，还包括：

104、检测驾驶员的上下车需求状态。

105、可选地，确定所述方向盘朝向方向盘对中位置的转动方向和转动角度之后，还包括：

106、生成方向盘转动提示信息；所述转动提示信息包括：声音提示信息和/或图文提示信息。

107、可选地，所述控制驱动电机驱动所述方向盘转动至所述方向盘对中位置，包括：控制所述驱动电机，驱动方向盘以所述方向盘对中位置为中心左右转动，并且所述方向盘随着转动次数增多左右转动幅度逐渐变小，以最终转动至所述方向盘对中位置。

108、可选地，所述控制驱动电机驱动所述方向盘转动至所述方向盘对中位置，包括：

109、当所述方向盘转动至所述方向盘对中位置时，生成对中提示信息；其中，所述对中提示信息包括：声音提示信息和/或图文提示信息。

110、第七方面，本技术实施例提供一种车辆，包括：车身和电源；

111、所述车身上安装有存储器、处理器；

112、所述存储器，用于存储一条或多条计算机指令；

113、所述处理器用于执行所述一条或多条计算机指令以用于执行第五方面或第六方面方法中的步骤。

114、第八方面，本技术实施例提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储产品，计算机程序被执行时能够实现第五方面或第六方面方法中的步骤。

115、本技术实施例提供的转向装置、系统、方法、车辆及产品中，装置包括转向执行器，所述转向执行器包括相互连接的方向盘和转向柱；杆，与所述转向柱连接，其中，当所述方向盘被转动时，所述杆跟随所述转向柱转动；板，所述板上开设有至少一个孔，所述杆设置在所述板的第一侧；至少一个第一销，所述第一销与所述孔匹配，以使得所述第一销可以从所述孔中伸出或者缩回；其中，第一销从孔中缩回时，第一销位于板的第二侧；所述第一销从所述孔伸出，以使得在所述杆转动至与所述第一销接触的位置时，所述杆朝向所述第一销的方向的继续转动被限制。通过上述方案，当方向盘转动到靠近末端限制角度的时候，需要对方向盘的转动进行限制，可以控制第一销从靠近末端限制角度的孔中伸出，从而使得第一销能够对杆的转动进行限制。当方向盘转动的时候，杆跟随转向柱转动，当杆转动到第一销所在位置的时候，会被第一销阻挡，方向盘无法在转动。从而可以仅利用第一销、杆就能够对方向盘进行末端限制。