CN117203115A - 主动/半主动线控转向***和方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种作为线控转向***的一部分向人机界面转向输入装置提供触觉反馈控制的组合式制动器和马达。制动器是触觉反馈装置(TFD)制动器而马达是与制动器联接的电动马达。制动器为线控转向***提供终端止动控制和阻力扭矩。马达为线控转向***提供运动控制，其中运动控制包括回到中心、命令跟随、在中心控制、主动力感觉和/或警告模式(例如，与飞机震杆器或车道偏离相似)。线控转向***是主动***。

Description

主动/半主动线控转向***和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2021年2月5日提交的美国临时专利申请No.63/146,277的优先权，该申请通过引用被包含于本文中。

技术领域

本文的主题总体上涉及阻力扭矩产生装置和马达控制领域。更具体地说，本文的主题涉及与马达组合使用以提供用于人机界面的主动/半主动线控转向控制的触觉反馈装置(TFD)制动器。

背景技术

现有的触觉反馈装置(TFD)可被用于转向位置输出和用于线控转向应用的半主动扭矩反馈。TFD制动器通常包括用来测量转向位置的一个或多个传感器，以及用来激活磁响应(MR)介质(如磁流变流体(MR流体)或磁响应粉末(MR粉末))以产生制动器扭矩的线圈。包括板载微控制器、位置传感器和放大器(共同被称为触觉反馈控制单元(TFCU))的TFD，可与外部载具控制器通信以通信位置和控制制动器感觉。TFD擅长提供终端止动(end stop)控制和可变阻力扭矩。然而，TFD不能提供诸如回到中心、命令跟随、在中心控制、主动力感觉或警告模式(例如与飞机震杆器相似)的主动特性。相反，被用于主动控制的马达擅长提供精细运动控制的主动特性，但在终端止动控制、制动和阻力扭矩方面却提供不足。当尝试使用马达来获得TFD中的等效扭矩，并让马达提供终端止动控制、制动和/或阻力扭矩时，马达在尺寸方面必须比制动器显著地大，并使用显著更高的电流水平来实现该扭矩。通过只使用具有足够扭矩的马达来解决如线控转向***的阻力制动扭矩，马达就会非常大，而人类经由转向输入装置提供控制以克服峰值扭矩是几乎不可行的。

解决方案是提供TFD制动器和相对较小的马达的组合作为能够产生触觉感觉和由TFCU控制的轴运动两者的线控转向***。在该解决方案中，TFD和马达一起工作，以最大限度地发挥其优势，并优化人类操作者的表现。

发明内容

本发明提供了一种向作为线控转向***的一部分的人机界面转向输入装置提供触觉反馈控制的组合式制动器和马达。制动器是触觉反馈装置(TFD)制动器，并且马达是与制动器联接的电动马达。制动器为线控转向***提供终端止动控制和阻力扭矩。马达为线控转向***提供运动控制，其中运动控制包括回到中心、命令跟随、中心控制、主动力感觉和/或警告模式(例如，与飞机震杆器或车道偏离相似)。线控转向***是主动***。

在一个方面，提供了一种提供转向响应的线控转向***。该***包括制动器、马达、轴、至少一个位置传感器和至少一个微控制器。马达与制动器联接。轴联接至制动器和马达。至少一个位置传感器能够提供轴的角位置。至少一个微控制器包含适用于向马达和制动器提供输入以产生转向响应的编制程序，其中制动器、马达和位置传感器与微控制器进行电子通信。

在另一方面，提供了一种在载具/车辆中提供转向响应的方法。该方法包括操作者驾驶载具，所述驾驶包括操作者将载具转向***转向，由操作者旋转轴以向载具转向***提供至少一个转向输入，利用线控转向***将至少一个转向输入转化为电子转向命令，从至少一个微控制器将转向角位置通信到转向控制器，并向操作者提供半主动触觉反馈，半主动触觉反馈产生模拟直接联动转向***的转向响应。载具转向***具有能够提供转向响应的线控转向***，线控转向***包括制动器、与制动器联接的马达、与制动器或马达联接的轴、能够产生和提供轴的角位置信号的至少一个位置传感器、能够向马达和制动器提供输入以产生转向响应的至少一个微控制器，其中制动器、马达和位置传感器与至少一个微控制器进行电子通信。

附图说明

图1绘示了根据至少一个实施例的线控转向***的示意图。

图2A绘示了具有与触觉反馈装置(TFD)制动器直联/同轴联接(coupled in-line)的马达的线控转向***的配置的立体图。

图2B绘示了具有与TFD鼓式制动器直联的马达的线控转向***的不同配置的立体图。

图3是图2A中的TFD制动器和马达的侧视图。

图4是图2B中的TFD制动器和马达的侧视图。

图5是具有与其直联的马达的TFD盘式制动器的侧视图。

图6A至图6C绘示了附接至线控转向***的转向输入装置的示例。

图7A和图7B绘示了附接至线控转向***的转向输入装置的另一个示例。

图8绘示了用于线控转向***的电子通信。

图9绘示了使用线控转向***创建人造感觉的方法。

图10绘示了感觉算法的流程图。

图11绘示了运动算法的流程图。

图12绘示了电流算法的流程图。

图13是扭矩与电流的关系图。

具体实施方式

目前的触觉反馈装置(TFD)主要是包括磁流变流体(MR流体)或磁响应粉末(MR粉末)的制动器并被用于转向位置输出和用于线控转向应用的半主动扭矩反馈。这些装置包括一个或多个用来测量转向位置的传感器，以及用来激活MR流体或MR粉末以产生制动扭矩的制动线圈。如本文所公开的，TFD与马达联接来至少克服装置的“断路状态(off-state)”扭矩。该最小扭矩是提供诸如回到中心、命令跟随、在中心控制、主动力感觉或警告模式的运动控制所必需的扭矩。

在本文所公开的实施例中，制动器与马达相组合来为人机界面提供线控转向控制。这种组合可被称为主动式混合线控转向***。

在许多情况下，人机界面是诸如车轮或轭的转向输入装置，但其还可以是控制杆或操纵杆，以及任何其他可提供来自人的控制输入并需要触觉反馈的装置。

下文所述的制动器是TFD制动器，但***可使用任何能够提供终端止动控制、制动和/或阻力扭矩的制动器。因此，本文的TFD制动器的使用仅意味着是制动器的代表性类型，但其并不意味着仅限制于TFD制动器或MR TFD制动器。

参照图1至图7B，总体上被称为装置10或线控转向***10的线控转向***(在图10和图11中标识为SBW)包括制动器12、马达14、轴16、至少一个位置传感器18、至少一个微控制器22。马达14与制动器12联接。轴16与制动器12、马达14或制动器12和马达14两者联接。位置传感器18被定位以提供轴16的角位置。微控制器22与制动器12、马达14和传感器18进行电子通信，并包含适合于执行向操作者提供期望的触觉反馈所必需的计算和命令的编制程序。微控制器22能够向制动器12和马达14提供控制输入。微控制器22能够向马达14通信适用于主动控制轴16的旋转的参考输入。共同地，微控制器22、位置传感器18和放大器24形成触觉反馈控制单元(TFCU)26。TFCU 26执行用于触觉感觉的感觉和运动控制算法，并提供与外部控制器的通信。在图10中提供了示例性感觉算法，以及在图11中提供了示例性运动算法。

轴16与转向输入装置28直接或间接地联接。微控制器22与转向控制器30、载具控制器32和/或CAN总线34(控制器局域网络总线)进行电子通信。替代性地，微控制器22经由CAN总线34与转向控制器30和/或载具控制器32进行电子通信。微控制器22能够直接或经由CAN总线34接收来自转向控制器30和/或载具控制器32的电子通信。转向控制器30和/或载具控制器32共同被称为外部控制器。

在本申请中可使用任何马达14，但无框架无刷直流马达(BLDC)在本文被称为可接受的解决方案。然而，BLDC马达的使用并不意味着本发明仅限于BLDC马达。BLDC马达14的无框架设计允许更容易的与制动器12的机械直联集成，同时无刷设计确保了长寿命和低维护。当与制动器12组合时，马达14被定位以主动控制轴16。

马达控制使用来自位置传感器18的输出和适当的换向电子设备来执行。马达14包括马达转子64、定子66和至少一个绕组线圈(未示出)。马达转子64与穿过马达转子64或者与马达转子64匹配的轴16一起旋转。可使用能够将可变电流传输通过至少一个绕组线圈的至少一个可选放大器24。可使用相同或不同的可选放大器24来与制动器12一起传输和接收信号。

在图1至图4所示的实施例中，制动器12与马达14联接。联接在图1至图4中被示出为制动器12在马达14的下方并沿制动器12和马达14的中心线成直联；然而，马达14也可定位成直联并且在制动器12的上方。此外，马达14还可相对于制动器12进行外部定位，即偏移。因此，示出的实施例意味着非限制性并且仅用于示例性目的。在所有的实施例中，马达14能够产生足够的扭矩来至少克服线控转向***的断路状态扭矩。术语“断路状态”是指在制动线圈中的激励电流为零时，组件中的最小摩擦扭矩。它主要包括轴承、密封件中以及未通电的MR材料和制动器表面之间的摩擦。

制动器12可以是TFD制动器、鼓式制动器、盘式制动器、摩擦制动器、电磁制动器或其组合。仅出于例示说明的目的，图2A至图4绘示了使用MR材料36的TFD鼓式制动器12。参照图3和图4，TFD鼓式制动器12具有壳体38，所述壳体将轴16、鼓式转子40、具有制动线圈44的芯体42、磁极环48、MR材料36、上密封件50和下密封件52围合在其内。壳体38包括壳体壁54。壳体壁54包括壳体顶部56和壳体底部58。壳体盖60固定至壳体顶部56。壳体盖60由非磁性材料(例如628861-T6铝或相似的材料)制成。

在一些实施例中，壳体38具有定位在壳体38内的马达14的至少一部分。如图3和图4所示，马达壳体62固定至壳体底部58并围合马达转子64和定子66。替代性地，马达转子64和定子66被围合在壳体38内。在非限制性配置中，传感器壳体68固定至马达壳体底部58，容纳用于TFD鼓式制动器12和马达14的至少一个微控制器22。

轴16可旋转地设置在壳体38和马达壳体62内。在一些实施例中，轴适配器72支撑着轴16，而马达转子64和定子66定位于其外侧。如所示出的，轴16由上轴承74和下轴承76以及轴适配器72可旋转地支撑。在TFD鼓式制动器12的配置中，轴16具有附接至该轴并从该轴沿径向向外延伸的旋转盘78。鼓式转子40在旋转盘78的端部80处与旋转盘78连接，并与轴16一起旋转。如图3和图4所示，鼓式转子40从端部80沿径向向外延伸，并且在其弯曲成与轴16平行并与旋转盘78垂直之前与轴16垂直。可选地，旋转盘78可沿径向向外延伸，并且鼓式转子40可以与轴16平行。此外，鼓式转子40和旋转盘78可以是直接固定至轴16的单个部件。

在此配置中，TFD鼓式制动器12提供制动、终端止动控制和阻力扭矩。制动器12能够提供5牛米到25牛米之间的峰值阻力；然而，通常所期望的峰值阻力会随TFD***的应用而变化。马达14提供运动控制，包括回到中心、命令跟随、中心控制、主动力感觉和/或警告模式(例如，与飞机震杆器或车道偏离相似)。在一个实施例中，警告模式涉及对轴16的主动脉动输入，以便产生振动反馈并指示具体的警告或异常载具状况。马达14还可被用于命令跟随应用。例如，如果载具使用全球定位***引导导航进行自主转向，那么转向输入装置28的移动将跟随实际载具运动。相似地，在具有两个转向输入站的船上使用时，未在使用的转向输入站的移动与使用中的转向输入站同步。通过这种方式，两个转向输入装置28具有匹配移动。

马达14能够提供约0.5牛米至约5牛米之间的力。马达14还能够提供如下力，所述力超过在制动器12的最大可行阻力制动扭矩约0.01％至约25.0％之间的断路状态制动扭矩水平。这种配置下的装置10限制了马达14在转向输入装置中产生的扭矩的量，并且由于不会使操作者不堪重负，因此对于线控转向应用是安全的。线控转向***10通过转向输入装置28向操作者提供人工转向响应。

微控制器22控制TFD制动器12和马达14两者。位置传感器18提供轴16的角位置的通信至微控制器。附加的传感器(未示出)也可将制动器12、马达14和轴16的信息通信至微控制器22。微控制器22可以是对制动器12和马达14两者提供控制的单个微控制器。替代性地，微控制器22可以是两个更多的微控制器22，其中至少一个专用于控制制动器12，且一个专用于控制马达14。

位置传感器18包括一个或多个传感器。位置传感器18可以是绝对位置传感器、光学位置传感器、霍尔效应传感器、编码器、旋转变压器(resolver)或其组合。位置传感器18能够测量轴16的角位置，并将那些测量值通信至微控制器22。位置传感器18可与外部控制器(如转向控制器30和/或载具控制器32)进行直接电子通信、间接电子通信或直接电子通信和间接电子通信两者。外部控制器与线控转向***10中的微控制器22是分开的。如本领域技术人员所知，每种描述型号的传感器18将会“读取”轴16的端部上的位置点。例如，当使用霍尔效应传感器18时，磁体19将位于轴16的端部。

在一个实施例中，位置传感器18是非接触式传感器。微控制器22使用传感器的测量值和先进的运动控制算法一起来控制轴16的旋转，并且在操作者不操作转向输入装置28时，在空转时使轴16返回至中心。在图11中提供了合适的运动控制算法示例。传感器测量值还可利用一种或多种不同的通信技术(例如模拟、PWM、数字)传输至转向控制器30和/或载具控制器32。

在具有两个或更多个位置传感器18的实施例中，位置传感器18能够在约-5度到约+5度之间的误差范围内提供轴16的角位置。对于更精炼的装置10，位置传感器18能够在约±3度的误差范围内提供轴16的角位置，或者在至少±1度的误差范围内提供轴16的角位置。每个传感器18的位置将被选择以提供***所需的精确程度，例如，一个传感器18在支撑微控制器的印刷电路板的顶部，以及一个传感器18在印刷电路板下方。在一个实施例中，所公开的线控转向***10不需要齿轮组或轴16与位置传感器18之间的齿轮的组件来支撑或驱动位置传感器18。因此，在所公开的发明中，位置传感器18可位于轴线上并与轴16直联。将位置传感器18定位于轴16的轴线上减少传感器组件的复杂性，从而减少潜在故障模式的数量和机械噪音。此外，这种组件的配置提供了制造效率。然而，位置传感器18的离轴位置也能在线控转向***10中令人满意地起作用。

在操作中，马达14能够通过转向输入装置28提供输入来为操作者诱发人工转向响应。输入包括回到中心、警示警告、中段感觉、主动力感觉、车轮牵引力感觉、车轮打滑感觉和/或两个或更多个转向同步。两个或更多个转向同步的意思是有两个或更多个转向输入装置28同步在一起来具有同步移动和响应。

在图3和图4所示的代表性实施例中，有四个剪切表面：两个在芯体42和鼓式转子40之间，以及两个在鼓式转子40和磁极环48之间。当制动器12是使用MR材料36的TFD制动器时，集成线圈44能够在磁场的施加下通电/激活MR材料36。电流的施加产生了磁场，该磁场继而导致MR材料36中所发现的磁响应颗粒的对齐。这使得MR材料36在所有四个表面上发生剪切。剪切产生阻力扭矩。此外，施加的电流的量可控制阻力扭矩的量。当MR材料36通过电流的施加被激活并进行控制时，制动器12就会产生精细控制的中档扭矩或在行程的末端的最大可行扭矩。图13绘示了制动器12在到制动线圈44的电流从零安培增加到1.5安培时产生的阻力扭矩的示例。如所产生的曲线所表示的，随着施加到制动线圈44的电流的增加，产生的扭矩持续增加。电流改变带来的扭矩转变转换为平滑地控制线控转向***10的用户经历到的阻力扭矩。扭矩曲线的正常运行范围将取决于线控转向***10的应用而变化。

微控制器22通过对制动器12和马达14的控制，通过转向输入装置28为人类操作者提供可变触觉感觉。微控制器22控制制动器12的制动、终端止动控制和阻力扭矩。这是通过控制到集成线圈44的电流和/或向制动器12提供命令输入来完成的，其中命令输入产生了重复行程终点止动、正常操作和/或与转向响应相关动作相对应的阻力的制动动作。

此外，微控制器22能够将命令通信至马达14来提供运动控制。例如，在一个实施例中，微控制器22提供回到中心操作能力。在本实施例中，使用位置传感器18的微控制器22检测转向轴16远离中心位置的运动，并向马达14提供命令以使轴16回到中心位置。而且，微控制器22能够向马达14通信适合于控制轴16的角位置、向轴16引入警告命令/模式来导致轴16振动或抖动、提供在中心控制和/或向轴16提供主动力感觉输入的命令。

微控制器22能够从由装置10使用的电流估算出轴16所经历的扭矩。此外，为了提供先前讨论过的控制操作，微控制器22能够接收和处理来自一个或多个位置传感器18的轴16的角位置的测量值。优选地，每个位置传感器18的位置与轴16的轴线对齐。

在操作中，微控制器22能够利用一个或多个具有特定的相位差的电流命令马达14来换向，并能够使马达14朝期望的方向转动，以便向轴16提供运动控制输入。

参照图8，示出了线控转向***的各种元件之间的电子通信。位置传感器18与微控制器22通信。在微控制器内，位置传感器18向感觉算法和运动算法提供数据。相似地，来自外部控制器(如转向控制器30或载具控制器32)的外部命令向感觉算法和运动算法通信数据。感觉算法和运动算法向电流算法提供数据。在图10中提供了合适的感觉算法示例，并且在图11中提供了合适的运动算法示例。与马达14和制动线圈44相关联的至少一个电流传感器也向电流算法提供数据。电流算法向电流控制回路提供数据，而电流控制回路继而向马达14和制动器12两者通信数据。在图12中提供了合适的电流算法示例。

装置10能够安装在期望主动线控转向***的载具(未示出)上。载具类型可以是建筑载具、农用载具、林业载具、运输载具、材料搬运载具、船舶和飞机。

参照图9，在主动***中使用装置10允许在载具中提供转向响应的方法。该方法包括由操作者将载具转向***转向。在这种情况下，载具转向***采用装置10作为主动的线控转向***。在安装了装置10的情况下，主动线控转向控制机构提供人工转向响应。装置10如上所述，并包括制动器12、与制动器12联接的马达14、与制动器12或马达14联接的轴16、能够产生和提供轴16的角位置信号的至少一个位置传感器18、能够向马达14和制动器12提供输入以产生人工转向响应的至少一个微控制器22。制动器12、马达14和位置传感器18与微控制器22进行电子通信。

该方法进一步包括让操作者驾驶载具，并通过向载具转向***提供至少一个转向输入来旋转轴16。该方法还包括位置传感器18将转向输入转变为电子转向命令。位置传感器18确定的转向角位置通过微控制器22通信至转向控制器30。装置10向操作者提供半主动触觉反馈。半主动触觉反馈产生模拟直接联动转向***的人工转向响应。

在该方法中，转向响应包括提供包括终端止动控制、阻力扭矩、回到中心、至少一个偏差警告、牵引感觉、车轮打滑感觉、在中心感觉和/或转向同步的多个电子转向命令的能力。

半主动触觉反馈基于位置传感器18、计算出的转向速度(即角速度)、计算出的转向加速度(即角加速度)或来自转向控制器30的数字输入的组合。半主动触觉反馈包括由发送电流通过集成线圈44所产生的恒定的、周期的或可变的制动扭矩。如所讨论的，电流的施加和电流的控制由微控制器22提供。

在该方法中，使轴16旋转的步骤进一步包括通过位置传感器18测量操作者经由轴16的转向输入。位置传感器18将位置信号通信至微控制器22和/或转向控制器30。微控制器22或使用微控制器22的TFCU 24通过控制和调整制动器12和/或马达14向操作者提供半主动触觉反馈。

如上所述，当位置传感器18在制造商选定的时间间隔后未能检测到操作者提供至少一个转向输入时，该方法可提供用于使轴18回到中心位置。

该方法允许利用至少两个微控制器22中的第一个控制制动器12，并利用至少两个微控制器22中的第二个控制马达14。不管是有一个微控制器22还是多于一个微控制器22，该方法提供用于控制马达14的微控制器来使用来自位置传感器18的角位置信号，并能够计算用于无刷直流(BLDC)马达14的所需换向信号。

本发明的其他实施例对于本领域技术人员来说会是明显的。如此，上述描述仅仅是实现和描述了本发明的通常用途和方法。相应地，以下权利要求书限定了本发明的真正范围。

Claims (50)

1.一种提供转向响应的线控转向***，所述***包括：

制动器；

与所述制动器联接的马达；

与所述制动器和/或所述马达联接的轴；

能够提供所述轴的角位置的至少一个位置传感器；

能够向所述马达和所述制动器中的至少一个提供输入以产生所述转向响应的至少一个微控制器，其中所述制动器、所述马达和所述位置传感器与所述微控制器进行电子通信。

2.根据权利要求1所述的线控转向***，进一步包括至少两个微控制器，其中，所述至少两个微控制器中的一个向所述制动器提供控制，并且所述至少两个微控制器中的一个向所述马达提供控制。

3.根据权利要求1所述的线控转向***，其中，所述制动器是TFD制动器、鼓式制动器、盘式制动器、摩擦制动器或电磁制动器。

4.根据权利要求2所述的线控转向***，其中，所述制动器能够提供终端止动扭矩和可变阻力扭矩。

5.根据权利要求2所述的线控转向***，其中，所述制动器是TFD制动器。

6.根据权利要求5所述的线控转向***，其中，所述TFD制动器具有壳体并且所述马达的至少一部分定位在所述壳体内。

7.根据权利要求5所述的线控转向***，其中，所述TFD制动器是鼓式制动器，所述鼓式制动器包括：

可旋转地连接至所述轴的旋转盘；

与所述旋转盘连接的鼓式转子；

芯体，所述芯体具有从所述鼓式转子沿径向向内定位的集成线圈，在所述鼓式转子和所述集成线圈之间形成第一间隙；

从所述鼓式转子沿径向向外固定地定位的磁极环，在所述鼓式转子和所述磁极环之间形成第二间隙；

设置在所述第一间隙和所述第二间隙内的磁响应(MR)材料；

被定位以阻挡所述MR材料从所述第二间隙移动的上密封件；

被定位以阻挡所述MR材料从所述第一间隙移动的下密封件；以及

围合所述轴、所述鼓式转子、所述芯体、所述上密封件和所述下密封件的壳体，所述壳体具有固定至其的壳体盖和传感器壳体。

8.根据权利要求5所述的线控转向***，其中，所述TFD制动器是盘式制动器，所述盘式制动器包括：

安装至所述轴并由磁性可透过的材料制成的转子，所述转子的形状是在其***具有与所述转子安装在其上的所述轴平行延伸的工作部分；

所述壳体具有将所述转子可旋转地容纳在其中的第一密封腔，并包括与所述转子间隔开并定位用于在垂直于所述轴和所述转子的所述工作部分的方向上产生磁通量的磁场产生器，并且所述壳体包括第二密封腔，所述第二密封腔容纳用于控制和监测所述制动器运行的制动器控制电子***；以及

设置于所述第一密封腔内的可控制的磁响应(MR)材料，所述MR材料与所述转子的至少所述工作部分接触，所述MR材料对由所述磁场产生器产生的磁场做出响应。

9.根据权利要求1所述的线控转向***，其中，所述马达能够向所述转向响应提供输入，所述输入包括回到中心、警示警告、中段感觉、主动力感觉和/或两个或更多个转向同步。

10.根据权利要求1所述的线控转向***，进一步包括两个或更多个位置传感器。

11.根据权利要求10所述的线控转向***，其中，所述两个或更多个传感器能够在约±3度的误差范围内提供轴位置。

12.根据权利要求10所述的线控转向***，其中，所述两个或更多个传感器能够在至少±1度的误差范围内提供轴位置。

13.根据权利要求10所述的线控转向***，其中，所述两个或更多个传感器能够在约-5度至约+5度之间的误差范围内提供轴位置。

14.根据权利要求1所述的线控转向***，其中，所述位置传感器是非接触式位置传感器。

15.根据权利要求10所述的线控转向***，其中，所述位置传感器是绝对位置传感器、光学位置传感器、编码器、旋转变压器或霍尔效应传感器。

16.根据权利要求10所述的线控转向***，其中，来自所述位置传感器的信号包括对所述轴的角位置的测量值。

17.根据权利要求1所述的线控转向***，其中，所述位置传感器与外部控制器进行直接电子通信、间接电子通信或直接电子通信和间接电子通信两者，所述外部控制器与所述线控转向***中的所述微控制器分开。

18.根据权利要求1所述的线控转向***，进一步包括至少一个放大器，所述放大器能够将可变电流传输通过所述马达的至少一个绕组线圈。

19.根据权利要求1所述的线控转向***，其中，所述制动器包括磁流变(MR)流体或磁响应(MR)材料。

20.根据权利要求19所述的线控转向***，其中，所述制动器进一步包括至少一个制动线圈，所述至少一个制动线圈能够在电流的施加下给所述MR流体或所述MR材料通电。

21.根据权利要求20所述的线控转向***，进一步包括至少一个放大器，所述放大器能够将电流传输通过所述至少一个绕组线圈。

22.根据权利要求1所述的线控转向***，其中，所述马达是无刷直流(BLDC)马达。

23.根据权利要求1所述的线控转向***，其中，所述马达沿所述马达和所述制动器的中心线与所述制动器联接。

24.根据权利要求1所述的线控转向***，其中，所述微控制器与CAN总线进行电子通信。

25.根据权利要求24所述的线控转向***，其中，所述微控制器能够经由所述CAN总线接收来自载具控制器的电子通信。

26.根据权利要求1所述的线控转向***，其中，所述微控制器能够提供可变触觉感觉。

27.根据权利要求26所述的线控转向***，其中，所述微控制器能够在没有来自所述位置传感器的输入的情况下向所述马达通信命令来回到中心。

28.根据权利要求26所述的线控转向***，其中，所述微控制器能够在没有运动的情况下向所述马达通信命令来回到中心，其中所述运动由非接触式位置传感器检测。

29.根据权利要求26所述的线控转向***，其中，所述微控制器能够向马达通信命令来控制所述轴的角位置。

30.根据权利要求26所述的线控转向***，其中，所述微控制器能够向所述马达通信命令来向所述轴引入导致所述轴振动或抖动的警告命令。

31.根据权利要求26所述的线控转向***，其中，所述微控制器包括适于向所述制动器提供命令输入的编制程序，所述命令输入产生重复行程终点止动、正常操作和/或与转向响应相关联的动作相对应的阻力的制动动作。

32.根据权利要求1所述的线控转向***，进一步包括在其上安装有所述线控转向***的载具。

33.根据权利要求1所述的线控转向***，其中，所述线控转向***不包括所述至少一个位置传感器与联接至所述制动器和/或所述马达的所述轴之间的齿轮组。

34.根据权利要求1所述的线控转向***，其中，所述微控制器能够从电流估算扭矩。

35.根据权利要求1所述的线控转向***，其中，所述微控制器能够测量和处理从所述位置传感器通信的角位置测量值。

36.根据权利要求1所述的线控转向***，其中，所述微控制器能够利用具有特定相位差的电流命令所述马达来换向，并能够使所述马达朝期望的方向转动。

37.根据权利要求1所述的线控转向***，其中，所述马达能够提供约0.5牛米至约5牛米之间的力。

38.根据权利要求1所述的线控转向***，其中，所述马达能够提供如下力，所述力超过在所述制动器的最大可行阻力制动扭矩约0.01％至约25.0％之间的断路状态制动扭矩水平。

39.根据权利要求1所述的线控转向***，其中，所述制动器能够提供高达约20牛米的阻力。

40.根据权利要求1所述的线控转向***，其中，所述轴连接到转向输入装置。

41.根据权利要求1所述的线控转向***，其中，所述马达被定位以主动控制所述轴的运动。

42.根据权利要求41所述的线控转向***，其中，所述至少一个微控制器向所述马达通信参考输入，并能够主动控制所述轴的旋转。

43.一种在载具中提供转向响应的方法，所述方法包括：

操作者驾驶所述载具；

所述驾驶包括所述操作者将载具转向***转向，所述载具转向***具有能够提供所述转向响应的线控转向***，所述线控转向***包括：

制动器；

与所述制动器联接的马达；

与所述制动器或所述马达联接的轴；

能够产生和提供所述轴的角位置信号的至少一个位置传感器；

能够向所述马达和所述制动器提供输入以产生所述转向响应的至少一个微控制器，其中所述制动器、所述马达和所述位置传感器与所述至少一个微控制器进行电子通信；

通过所述操作者向所述载具转向***提供至少一个转向输入来旋转所述轴；

利用所述线控转向***将所述至少一个转向输入转变为电子转向命令；

从所述至少一个微控制器向转向控制器通信所述转向角位置；

向所述操作者提供半主动触觉反馈，所述半主动触觉反馈产生模拟直接联动转向***的所述转向响应。

44.根据权利要求43所述的方法，其中，所述转向响应包括能够提供多个电子转向命令、终端止动控制、阻力扭矩、回到中心、至少一个偏差警告、牵引感觉、车轮打滑感觉、在中心感觉和转向同步。

45.根据权利要求43所述的方法，其中，所述半主动触觉反馈基于转向传感器位置、转向速度、转向加速度或来自所述转向控制器的数字输入的组合。

46.根据权利要求45所述的方法，其中，所述半主动触觉反馈包括由发送电流通过集成线圈所产生的恒定的、周期的或可变的制动扭矩。

47.根据权利要求43所述的方法，其中，旋转所述轴的步骤进一步包括通过所述位置传感器测量所述操作者经由所述轴的至少一个转向输入，所述位置传感器将位置信号通信至所述至少一个微控制器或所述转向控制器，所述至少一个微控制器通过所述制动器和/或所述马达向所述操作者提供所述半主动触觉反馈。

48.根据权利要求43所述的方法，进一步包括当所述至少一个位置传感器在制造商选定的时间间隔期间检测到来自所述操作者的至少一个转向输入没有改变时，将所述轴返回到中心位置。

49.根据权利要求43所述的方法，进一步包括利用至少两个微控制器中的第一个控制所述制动器，以及利用所述至少两个微控制器中的第二个控制所述马达。

50.根据权利要求44所述的方法，进一步包括在所述至少一个微控制器中使用来自所述至少一个位置传感器的所述角位置信号来计算对于无刷直流(BLDC)马达所需的换向信号的步骤。