同時節省了生產的工序和時間成本，在實際使用中也不存在橡膠襯套磨損后的維護工作。
[0020]本申請齒條末端保護方法與現有方案二相比，引入了齒條位移速度。從而在快速打方向盤進入齒條末端時，即齒條位移速度較快時，助力力矩的減小量迅速增加。而在慢速打方向盤進入齒條末端時，即齒條位移速度較慢時，助力力矩的減小量緩慢增加。這樣區別兩種操縱工況可以顯著改善駕駛員操縱感受。
【附圖說明】
[0021]圖1是現有的汽車機械轉向系統的結構示意圖；
[0022]圖2是齒輪齒條式轉向器的結構示意圖；
[0023]圖3是機械轉向系統中齒輪齒條式轉向器的齒條運動行程的示意圖；
[0024]圖4是現有的汽車電動助力轉向系統的結構示意圖；
[0025]圖5是電動助力轉向系統中齒輪齒條式轉向器的齒條運動行程的示意圖；
[0026]圖6是快打方向盤時本申請與現有方案的比較示意圖；
[0027]圖7是慢打方向盤時本申請與現有方案的比較示意圖。
[0028]圖中附圖標記說明:
[0029]11為方向盤；12為轉向管柱；13為中間軸；14為轉向器；141為齒條；142為小齒輪；143為橡膠墊；144為球頭；15為轉向橫拉桿；16為轉向節臂；17為轉向輪；20為橡膠襯套；21為轉角傳感器；22為扭矩傳感器；23為ECU ;24為助力電機；25為減速機構。
【具體實施方式】
[0030]本申請的齒條末端保護方法是通過一種電動助力轉向系統的控制方法來實現的。請參閱圖5，在距離左側齒條末端A的Y長度處設置左側保護區域起點M，M、A兩點之間為左側保護區域。在距離右側齒條末端B的Y長度處設置右側保護區域起點N，N、B兩點之間為右側保護區域。當齒條141的任意一端進入了任意一個保護區域，則表明齒條141運動到接近該側齒條末端位置，也就是方向盤11轉動到接近某個轉動方向的最大轉角，也就是另一側的球頭144運動到接近殼體140的另一端。此時通過減小助力電機24輸出的助力力矩(可以減小至零或負數)來增大駕駛員操作方向盤11繼續沿著該方向轉動所需克服的阻力矩，具體表現為駕駛員需要用越來越大的力氣才能操作方向盤11繼續沿著該方向轉動(甚至完全轉不動方向盤11因而無法使其達到最大轉角)，從而減緩(或停止)齒條141朝向該側齒條末端位置的運動速度，最終減小(或避免)球頭144與殼體140之間的撞擊力度。
[0031]本申請中，如果將駕駛員施加在方向盤11上的轉動力矩稱為F1，助力電機24輸出的助力力矩稱為F2”，實際操縱轉向器14的轉動力矩稱為F3，那么F1+F2”= F3。其中F2”=F2-F4-F4’，F2是不具有齒條末端保護功能的電動助力轉向系統中助力電機24輸出的助力力矩，F4是現有的通過電動助力轉動系統來實現齒條末端保護功能的轉動力矩，F4’是本申請實現齒條末端保護功能的附加轉動力矩。F2”可以是零(不提供助力力矩)或負數(助力力矩增大了駕駛員轉動方向盤11所需克服的阻力矩)。F4 = K*X，K為系數，X為圖5中齒條141進入某個保護區域的一端與與該保護區域起點之間的距離。F4’ = P*X/Y*V，P為與車速有關的阻尼增益(這是一個固定系數)，X為圖5中齒條141進入某個保護區域的一端與與該保護區域起點之間的距離。Y為該保護區域的長度。V為轉向器14的齒條141的位移速度。顯然，助力力矩的減小量(F4+F4’)既與X成正比例，又與V成正比例。一旦齒條141進入右側保護區域，則隨著齒條141越接近右側齒條末端B，X逐漸增大，F4和F4’均增大，F2”隨之減小，從而減小了助力力矩，增加了駕駛員繼續轉動方向盤11所需克服的阻力矩，最終保護球頭144。
[0032]與現有的通過電動助力轉動系統來實現齒條末端保護功能的方法相比，本申請具有如下特點:當快打方向盤11時，V較大，一旦齒條141進入某個保護區域，則F4’迅速增大，F2”隨之迅速減小，具體表現為駕駛員感覺到繼續轉動方向盤11需要克服的阻力矩迅速增大。當慢打方向盤11時，V較小，一旦齒條141進入某個保護區域，則F4’緩慢增大，F2”隨之緩慢減小，具體表現為駕駛員感覺到繼續轉動方向盤11需要克服的阻力矩緩慢增大。
[0033]請參閱圖6，這是以570度每秒的速度快打方向盤時，方向盤的轉角(橫坐標)與駕駛員所需克服的阻力矩(縱坐標)的示意圖。其中實心圓點表示現有的通過電動助力轉動系統來實現齒條末端保護功能的方法，空心方框表示本申請的齒條末端保護方法。以-510度為例，現有方法的阻力矩為6.4Nm，本申請的阻力矩為7.4Nm，相差INm。
[0034]請參閱圖7，這是以108度每秒的速度快打方向盤時，方向盤的轉角(橫坐標)與駕駛員所需克服的阻力矩(縱坐標)的示意圖。其中實心圓點表示現有的通過電動助力轉動系統來實現齒條末端保護功能的方法，空心方框表示本申請的齒條末端保護方法。以-510度為例，現有方法的阻力矩為3.8Nm，本申請的阻力矩為3.9Nm，相差0.1Nm。
[0035]比較圖6和圖7可知，本申請在快打方向盤(即齒條快速位移)時明顯增加了阻力矩，而在慢打方向盤(即齒條慢速位移)時小幅增加了阻力矩。
[0036]以上僅為本申請的優選實施例，并不用于限定本申請。對于本領域的技術人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種齒條末端保護方法，在齒條兩端設置保護區域，一旦齒條任一端進入任一保護區域，則減小電動助力轉向系統輸出的助力力矩；其特征是，助力力矩的減小量既與齒條進入該保護區域的一端與該保護區域起點之間的距離成正比例，又與齒條位移速度成正比例。2.根據權利要求1所述的齒條末端保護方法，其特征是，助力力矩的減小量為F4與F4’之和； F4僅與齒條進入該保護區域的一端與該保護區域起點之間的距離成正比例； F4’與齒條進入該保護區域的一端與該保護區域起點之間的距離、齒條位移速度成正比例。
【專利摘要】本申請公開了一種齒條末端保護方法，在齒條兩端設置保護區域，一旦齒條任一端進入任一保護區域，則減小電動助力轉向系統輸出的助力力矩；助力力矩的減小量既與齒條進入該保護區域的一端與該保護區域起點之間的距離成正比例，又與齒條位移速度成正比例。本申請在快打方向盤、慢打方向盤兩種操縱工況可以顯著改善駕駛員操縱感受。
【IPC分類】B62D113/00, B62D5/04, B62D119/00, B62D3/12, B62D117/00, B62D6/00
【公開號】CN105644617
【申請號】
【發明人】李若飛, 施雯, 金燦龍, 鄭鴻云, 陳笑建
【申請人】聯創汽車電子有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2014年11月10日