转向变传动比的末端保护方法与流程

本发明涉及汽车转向系统，具体涉及一种转向变传动比的末端保护方法。

背景技术：

1、随着电子技术的进步、驾驶辅助系统的普及、汽车轻量化和空间利用的需求以及用户体验需求的提升等因素共同推动，线控转向技术将在未来的汽车工业中发挥越来越重要的作用。在线控转向系统中，方向盘与电动助力转向器齿条之间取消了中间轴，转向系统划分为swa(steering wheel actuator方向盘执行器)和sra(steering rack actuator转向齿条执行器)，由于sra包含齿轮齿条结构，因此需要对机械末端进行保护。而出于节省成本的考虑swa不需要加装额外的机械硬限位，因此swa理论上可以转动任意角度，但在转向过程中转向角度过大会造成sra中的齿条移动到机械末端造成转向器冲击与损坏，同时随着变传动比的加入，相同转向角度下方向盘角度不同，因此方向盘的可转动范围发生变化，变传动比的大小为齿条位移与方向盘转角的比值(mm/rev)。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种在线控转向系统中能避免方向盘转角过大的技术方案。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的一种转向变传动比的末端保护方法，控制方向盘执行器的电机输出反向力矩抵消驾驶员当前施加在方向盘上的手力与助力扭矩；所述反向力矩为弹簧力与阻尼力之和；所述弹簧力与阻尼力根据当前方向盘实际角度距方向盘执行器软止点的角度差得到；所述软止点为方向盘的左右末端角度。

3、优选地，所述弹簧力和阻尼力随方向盘实际角度距方向盘执行器软止点的角度减小而单调增加。

4、优选地，方向盘的左右末端角度根据转向齿条执行器的齿条移动范围、默认传动比和可变传动比计算得到。

5、优选地，齿条移动范围通过实施齿条末端标定得到。

6、优选地，方向盘的左右末端角度的计算公式为：

7、

8、其中，wes_calibesangle为齿条标定末端角度，variratio为可变传动比，defaultratio为默认传动比，wes_esangle为方向盘的左右末端角度。

9、6、根据权利要求5所述的转向变传动比的末端保护方法，其特征在于，当前方向盘实际角度距方向盘执行器软止点的角度差的计算公式为：

10、wes_distance2endstop＝wes_esangle-wes_currentsteeringangle

11、其中，wes_currentsteeringangle为当前方向盘实际角度，wes_distance2endstop为角度差。

12、优选地，所述弹簧力根据角度差查表获得。

13、优选地，所述阻尼力通过阻尼系数乘以电机转速得到，阻尼力和转速方向相反，所述阻尼系数根据角度差查表获得。

14、优选地，控制所述反向力矩不超过预设最大力矩阈值。

15、优选地，限制和监控所述反向力矩，当限制后的反向力矩达到预设最大力矩阈值或限制后的反向力矩出现在非末端区域时，将所述反向力矩降为零。

16、与现有技术相比，本发明设计了变传动比的方向盘限位功能，结合变传动比计算出动态软止点，在方向盘转角接近软止点时，swa产生足够大的反力，抵抗驾驶员手力与助力扭矩，最终保护了齿条机械末端也提供了对应的手力反馈。该发明适用于线控转向变传动比的末端保护。

17、本发明能明显提升驾驶员手感，在末端区域产生弹簧力的同时，添加了阻尼力，降低了弹簧力和助力抵消过程中的不稳定性。

18、在优选的技术方案中本发明能够实时改变方向盘转角范围，能够根据转向系统所选择的可变传动比同步更改方向盘末端角度，提高驾驶员操作手感和防止转向器磨损。

技术特征：

1.一种转向变传动比的末端保护方法，其特征在于，控制方向盘执行器的电机输出反向力矩抵消驾驶员当前施加在方向盘上的手力与助力扭矩；所述反向力矩为弹簧力与阻尼力之和；所述弹簧力与阻尼力根据当前方向盘实际角度距方向盘执行器软止点的角度差得到；所述软止点为方向盘的左右末端角度。

2.根据权利要求1所述的转向变传动比的末端保护方法，其特征在于，所述弹簧力和阻尼力随方向盘实际角度距方向盘执行器软止点的角度减小而单调增加。

3.根据权利要求2所述的转向变传动比的末端保护方法，其特征在于，方向盘的左右末端角度根据转向齿条执行器的齿条移动范围、默认传动比和可变传动比计算得到。

4.根据权利要求3所述的转向变传动比的末端保护方法，其特征在于，齿条移动范围通过实施齿条末端标定得到。

5.根据权利要求4所述的转向变传动比的末端保护方法，其特征在于，方向盘的左右末端角度的计算公式为：

6.根据权利要求5所述的转向变传动比的末端保护方法，其特征在于，当前方向盘实际角度距方向盘执行器软止点的角度差的计算公式为：

7.根据权利要求1所述的转向变传动比的末端保护方法，其特征在于，所述弹簧力根据角度差查表获得。

8.根据权利要求1所述的转向变传动比的末端保护方法，其特征在于，所述阻尼力通过阻尼系数乘以电机转速得到，阻尼力和转速方向相反，所述阻尼系数根据角度差查表获得。

9.根据权利要求2所述的转向变传动比的末端保护方法，其特征在于，控制所述反向力矩不超过预设最大力矩阈值。

10.根据权利要求2所述的转向变传动比的末端保护方法，其特征在于，限制和监控所述反向力矩，当限制后的反向力矩达到预设最大力矩阈值或限制后的反向力矩出现在非末端区域时，将所述反向力矩降为零。

技术总结本发明公开了一种转向变传动比的末端保护方法，控制方向盘执行器的电机输出反向力矩抵消驾驶员当前施加在方向盘上的手力与助力扭矩；所述反向力矩为弹簧力与阻尼力之和；所述弹簧力与阻尼力根据当前方向盘实际角度距方向盘执行器软止点的角度差得到；所述软止点为方向盘的左右末端角度。技术研发人员：赵香帅,张松伟,张文俊,解友华,马伟受保护的技术使用者：博世华域转向系统有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4