齿条末端保护方法、装置与车辆与流程

本公开涉及车辆，具体地，涉及一种齿条末端保护方法、装置与车辆。

背景技术：

1、随着车辆电动化和智能化水平的不断提高，对电动助力转向系统(electricpower steering，eps)的功能安全和可靠性要求也越来越高。

2、相关技术中，方向盘转动时会带动齿轮转动，齿轮转动会齿条呈直线移动，从而带动车轮转向，最终达到转动方向盘控制车轮转动的目的。

3、然而，当用户将方向盘打到极限时，齿轮会碰撞到齿条末端，这种反复的碰撞会导致齿轮齿条损坏，严重情况下会出现转动方向盘而无法控制车轮转动的现象。

技术实现思路

1、本公开的目的是提供一种齿条末端保护方法、装置与车辆，以解决上述技术问题。

2、根据本公开实施例的第一方面，提供一种齿条末端保护方法，所述方法包括：

3、在齿轮与齿条的目标末端之间的当前距离小于或等于预设距离的情况下，确定所述齿条的中间位置对所述齿轮的引力和/或所述目标末端对所述齿轮的斥力，所述当前距离与所述引力呈负相关关系，所述当前距离与所述斥力呈负相关关系，所述目标末端为所述齿条的两个末端中靠近所述齿轮的一端；

4、根据所述引力和/或所述斥力，得到所述齿条末端保护力矩；

5、根据助力力矩与所述齿条末端保护力矩，得到目标力矩，所述助力力矩为辅助用户转动方向盘提供的力矩；

6、控制所述助力力矩变化至所述目标力矩，以辅助用户转动方向盘。

7、可选地，所述在齿轮与齿条的目标末端之间的当前距离小于或等于预设距离的情况下，确定齿条的中间位置对所述齿轮的引力，包括：

8、在齿轮与所述目标末端之间的当前距离小于或等于预设距离的情况下，根据引力增益系数、所述齿轮的当前位置、所述中间位置以及所述预设距离，得到所述中间位置对所述齿轮的引力。

9、可选地，所述根据引力增益系数、所述齿轮的当前位置、所述中间位置以及所述预设距离，得到所述中间位置对所述齿轮的引力，包括：

10、将所述齿轮的当前位置与所述中间位置之间差值的绝对值，减去所述预设距离，得到第一差值；

11、将所述第一差值、所述第一差值的导数以及所述引力增益系数三者之间的乘积，作为所述中间位置对所述齿轮的引力。

12、可选地，所述在齿轮与齿条的目标末端之间的当前距离小于或等于预设距离的情况下，确定所述目标末端对所述齿轮的斥力，包括：

13、在齿轮与所述目标末端之间的距离小于或等于预设距离的情况下，根据斥力增益系数、所述齿轮的当前位置、所述中间位置以及所述预设距离，得到所述目标末端对所述齿轮的斥力。

14、可选地，所述根据斥力增益系数、所述齿轮的当前位置、所述中间位置以及所述预设距离，得到所述目标末端对所述齿轮的斥力，包括：

15、将所述齿轮的当前位置减去所述中间位置的绝对值的倒数，减去所述预设距离的倒数，得到第二差值；

16、将所述第二差值、所述第二差值的倒数以及所述斥力增益系数三者之间的乘积，作为所述目标末端对所述齿轮的斥力。

17、可选地，所述齿轮的当前位置通过以下步骤确定：

18、检测所述方向盘的方向盘转角与所述齿轮的初始位置；

19、根据所述方向盘转角、方向盘转矩、扭杆刚度以及所述齿轮的半径，得到所述齿条的移动距离；

20、根据所述齿轮的初始位置与所述齿条的移动距离，得到所述齿轮的当前位置。

21、可选地，所述根据所述引力和/或所述斥力，得到所述齿条末端保护力矩，包括：

22、根据所述引力和/或斥力，得到施加在所述齿轮上的作用力；

23、根据所述作用力与所述齿轮的半径，得到所述齿条末端保护力矩。

24、可选地，所述根据助力力矩与所述齿条末端保护力矩，得到目标力矩，包括：

25、在所述助力力矩的基础上减去所述齿条末端保护力矩，得到所述目标力矩。

26、可选地，所述控制所述助力力矩变化至所述目标力矩，包括：

27、控制所述助力力矩，以目标幅度变化至所述目标力矩。

28、可选地，所述在齿轮与齿条的目标末端之间的当前距离小于或等于预设距离的情况下，确定齿条的中间位置对所述齿轮的引力和/或所述目标末端对所述齿轮的斥力，包括：

29、在齿轮与齿条的目标末端之间的当前距离小于或等于预设距离，且在所述方向盘促使车轮转动的方向，与所述助力力矩促使所述车轮转动的方向一致的情况下，确定所述引力和/或所述斥力。

30、可选地，所述助力力矩通过以下步骤确定：

31、根据助力电机的初始助力力矩与侧风补偿力矩，得到所述助力力矩，所述侧风补偿力矩是所述方向盘在受到外界环境干扰的情况下，为防止方向盘转动所提供的力矩。

32、根据本公开实施例的第二方面，提供一种齿条末端保护装置，所述装置包括：

33、作用力确定模块，被配置为在齿轮与齿条的目标末端之间的当前距离小于或等于预设距离的情况下，确定所述齿条的中间位置对所述齿轮的引力和/或所述目标末端对所述齿轮的斥力，所述当前距离与所述引力呈负相关关系，所述当前距离与所述斥力呈负相关关系，所述目标末端为所述齿条的两个末端中靠近所述齿轮的一端；

34、齿条末端保护力矩确定模块，被配置为根据所述引力和/或所述斥力，得到所述齿条末端保护力矩；

35、目标力矩确定模块，被配置为根据助力力矩与所述齿条末端保护力矩，得到目标力矩，所述助力力矩为辅助用户转动方向盘提供的力矩；

36、控制模块，被配置为控制所述助力力矩变化至所述目标力矩，以辅助用户转动方向盘。

37、根据本公开实施例的第三方面，提供一种车辆，包括：

38、存储器，其上存储有计算机程序；

39、处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现本公开实施例的第一方面提供的齿条末端保护方法的步骤。

40、通过上述技术方案，可以在齿轮与齿条的目标末端之间的当前距离小于或等于预设距离的情况下，提供阻止齿轮继续朝向目标末端前进的引力和/或斥力；并根据引力和/或斥力得到阻止齿轮前进的齿条末端保护力矩；在助力电机提供的助力力矩的基础上结合齿条末端保护力矩，来得到实际辅助用户转动方向盘转动的目标力矩。在这个过程中，随着齿轮与目标末端之间的当前距离的缩小，助力电机提供的目标力矩会逐渐减小，即辅助用户转动方向盘的目标力矩减小，用户会更加难以转动方向盘，从而阻止用户转动方向盘来使得齿轮继续朝着目标末端移动，避免齿轮与目标末端之间的碰撞，从而对目标末端起到保护作用。自然，在目标末端不会被齿轮撞坏的情况下，也不会出现齿轮从目标末端脱落，用户操控方向盘无法控制车轮转向的情况发生。

41、本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种齿条末端保护方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在齿轮与齿条的目标末端之间的当前距离小于或等于预设距离的情况下，确定齿条的中间位置对所述齿轮的引力，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据引力增益系数、所述齿轮的当前位置、所述中间位置以及所述预设距离，得到所述中间位置对所述齿轮的引力，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在齿轮与齿条的目标末端之间的当前距离小于或等于预设距离的情况下，确定所述目标末端对所述齿轮的斥力，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据斥力增益系数、所述齿轮的当前位置、所述中间位置以及所述预设距离，得到所述目标末端对所述齿轮的斥力，包括：

6.根据权利要求2～5任一项所述的方法，其特征在于，所述齿轮的当前位置通过以下步骤确定：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述引力和/或所述斥力，得到所述齿条末端保护力矩，包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据助力力矩与所述齿条末端保护力矩，得到目标力矩，包括：

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述助力力矩变化至所述目标力矩，包括：

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在齿轮与齿条的目标末端之间的当前距离小于或等于预设距离的情况下，确定齿条的中间位置对所述齿轮的引力和/或所述目标末端对所述齿轮的斥力，包括：

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述助力力矩通过以下步骤确定：

12.一种齿条末端保护装置，其特征在于，所述装置包括：

13.一种车辆，其特征在于，包括：

技术总结本公开涉及一种齿条末端保护方法、装置与车辆，涉及车辆技术领域。该方法包括：在齿轮与齿条的目标末端之间的当前距离小于或等于预设距离的情况下，确定该齿条的中间位置对该齿轮的引力和/或该目标末端对该齿轮的斥力；根据该引力和/或该斥力，得到该齿条末端保护力矩；根据助力力矩与该齿条末端保护力矩，得到目标力矩，该助力力矩为辅助用户转动方向盘提供的力矩；控制该助力力矩变化至该目标力矩，以辅助用户转动方向盘。使用本公开提出的齿条末端保护方法，可以让用户感知到在将方向盘打到极限的过程中，转动方向盘的困难性增加，以避免目标末端与齿轮碰撞。技术研发人员：李振伟,李根,赵伟冰,于钦强受保护的技术使用者：比亚迪股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23