具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所指的上、下、左、右。“内、外”是指相对于部件本身轮廓的内、外。

参阅图1-图3，本发明实施例第一方面提供一种方向盘的控制系统，所述系统包括用于检测所述方向盘1在解耦状态下的扭转力矩的力矩检测元件、以及能够根据所述力矩检测元件检测的扭转力矩对所述方向盘1施加拖滞力矩的力矩反馈机构，从而增强所述方向盘1的操作手感。

其中，所述方向盘1的解耦状态指的是方向盘1与车轮解耦时的状态。此时，用户操作方向盘1转动时，不会带动车轮转向，汽车处于游戏模式。本发明实施例通过力矩检测元件例如力矩传感器检测方向盘1在解耦状态下的扭转力矩，并通过力矩反馈机构反馈给方向盘1一个反向的拖滞力矩。如此，当用户在操作方向盘1转动时可以感受到一定的阻力，从而提高用户的游戏体验。

拖滞力矩与检测的扭转力矩之间的对应关系通过试验建立，并预先存储在控制器7中，由控制器7根据检测的扭转力矩控制力矩反馈机构输出的拖滞力矩的大小，能够给予用户最佳的游戏体验。

所述力矩反馈机构的结构可以有多种。在一优选实施例中，所述力矩反馈机构包括：驱动部件，用于提供驱动力；传动部件，用于将所述驱动部件提供的驱动力传递给所述方向盘1以施加所述拖滞力矩；控制器7，用于根据所述力矩检测元件检测的扭转力矩控制所述驱动部件提供所述驱动力。

具体地，所述驱动部件例如可以为电机5，所述控制器7例如可以为单片机或可编程逻辑控制器7等，控制器7可以根据检测到的扭转力矩的大小来控制电机5的输入电流从而改变电机5输出的驱动力。

驱动力由传动部件传递给方向盘1，传动部件例如可以为传送带。例如可以在电机5的输出轴上安装第一滚轮，在方向盘1的输出轴2上安装第二滚轮，第一滚轮和第二滚轮通过安装在二者上的传送带传动连接。其中，所述方向盘1的输出轴2指的是与方向盘1连接为同步转动的转轴。输出轴2一般同轴固定在方向盘1的一侧中心。

在一优选实施例中，为了降低力矩反馈机构的体积，以方便力矩反馈机构的安装。所述传动部件包括与所述电机5的输出轴同轴固定的第二齿轮4、以及与所述方向盘1的输出轴2同轴固定的第一齿轮3，其中所述第一齿轮3和所述第二齿轮4啮合。电机5的输出轴与所述方向盘1的输出轴2平行，当电机5的输出轴旋转时，带动第二齿轮4同步转动，第二齿轮4带动第一齿轮3旋转，第一齿轮3带动方向盘1的输出轴2同步旋转，从而给方向盘1施加拖滞力矩。

更优选地，所述第二齿轮4的直径小于所述第一齿轮3的直径。通过该结构的传动部件传动，可以起到降速增扭的作用，即传动部件降低转速输出并增加扭矩输出，由此可以选择尺寸较小的电机5来反馈较大的力矩以制动方向盘1，从而有利于减小力矩反馈机构的占用空间和体积。

进一步，为了实现方向盘1和车轮之间的耦合或解耦，本发明实施例提供的系统还包括解耦装置，该解耦装置能够在接收到用户的解耦指令时，解耦方向盘1和车轮，从而使得汽车进入游戏模式。

然而，在方向盘1解耦后，由于用户在游戏时操作方向盘11转向，在游戏结束后，方向盘1可能不再位于解耦前的转向角度。方向盘1的偏转将导致输出轴2发生偏转，当输出轴2和转向端轴9不再对中时，车轮和方向盘1将无法实现游戏后的再次耦合，影响汽车的正常使用。

为了解决上述技术问题，本发明优选实施例中，所述系统还包括用于检测所述方向盘1在游戏前后的转向角度的角度检测元件，所述力矩反馈机构还能够根据所述方向盘1在游戏前后的转角偏差驱动所述方向盘1回正。

具体地，所述角度检测元件可以为角度传感器，该角度传感器可以与力矩传感器集成于一体。即，可以通过力矩角度传感器6来分别检测方向盘1的扭转力矩以及方向盘1的转向角度。由此减小控制系统的整体体积，方便系统安装。

所述力矩反馈机构可以在汽车从游戏模式退出时，输出拖滞力矩给方向盘1的输出轴2，从而控制方向盘1恢复到解耦前的转向角度，以使得解耦装置能够顺利耦合输出轴2和转向端轴9。

所述力矩反馈机构的硬件结构可以和前文所述的力矩反馈机构相同。不同的是，力矩反馈机构输出的驱动力不同，作用不同。前文的力矩反馈机构反馈的力矩一般相对较小，其仅用作提升用户的操作体验。用于驱动方向盘1回正的拖滞力矩一般相对较大，其目的在于在游戏结束后驱动方向盘1转向。

在一些情况下，车轮可能受到其他外力作用，如大风或者汽车车辆剐蹭，导致车轮可能会有较小的偏转，由此导致车轮不再位于解耦前的转向角度。

为了避免由于车轮的偏转导致耦合装置无法顺利耦合车轮和方向盘1。本发明优选实施例中，系统还可以包括用于检测车轮的偏转角度的角度检测元件，控制器7同时接受检测方向盘1转向角度的角度检测元件的检测数据，以及检测车轮偏转角度的角度检测元件的检测数据，并综合二者的偏转角度来控制方向盘1转动，从而更加精确地控制方向盘1的输出轴2和转向端轴9彼此对中。

通过上述解耦装置解耦方向盘1和车轮后，方向盘1的转动角度将不再受到其他限制，当方向盘1的转动角度超过时钟弹簧的允许量时，时钟弹簧的线束可能会被拉断。为了保护时钟弹簧，还可以通过角度检测元件检测方向盘的转向角度，并在方向盘的转向角度超过允许范围时，对方向盘的输出轴施加一较大的拖滞力矩，用于阻止方向盘继续转动。

本发明实施例第二方面提供一种方向盘1的控制方法，所述方法包括：

检测所述方向盘1在解耦状态下的扭转力矩；

根据所述扭转力矩对所述方向盘1施加反向的拖滞力矩以增强所述方向盘1的操作手感。

为了检测所述方向盘1在解耦状态下的扭转力矩，所述方法还包括:

解耦所述方向盘1和车轮以使汽车进入游戏模式。

进一步，为了能够在汽车游戏模式结束后，顺利耦合方向盘1和车轮，所述方法还包括：

检测所述方向盘1在游戏前后的转向角度；

根据所述方向盘1在游戏前后的转角偏差驱动所述方向盘1回正；

在游戏模式结束后且方向盘1回正的情况下耦合所述方向盘1和所述车轮。

本发明实施例第二方面提供的方向盘1的控制方法与本发明实施例第一方面提供的方向盘的控制系统彼此对应，控制方法的优点以及进一步的详细描述参数本发明实施例第一方面所述的控制系统，此处不再赘述。

参阅图3，另外，基于本发明实施例第一方面提供的方向盘的控制方法，本发明实施例第三方面还提供一种汽车，其中，所述汽车包括根据本发明实施例第一方面所述的方向盘的控制系统。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型。包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。