CN104512456A - 汽车、助力转向器及助力转向器的控制方法 - Google Patents
汽车、助力转向器及助力转向器的控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种汽车、助力转向器及助力转向器的控制方法，包括：转向器壳体；齿条；伺服助力单元；以及横拉杆，横拉杆的一端与齿条的一端连接；其中伺服助力单元包括机械助力单元和与机械助力单元连接电子控制单元，齿条行程限位部距离转向器壳体具有预定距离时，电子控制单元控制机械助力单元对齿条输出与齿条运动方向相反的阻尼。根据本发明的助力转向器，驾驶员在转动方向盘时，当助力转向器达到极限位置时，机械助力单元对齿条输出与齿条运动方向相反的阻尼，将转向器壳体与齿条行程限位部的刚性撞击转变为柔性冲击，同时齿条可以由极限位置自动回弹一段行程，避免机械助力单元处于堵转状态，提高助力转向器的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，具体而言，特别涉及一种汽车、助力转向器及助力转向器的控制方法。
背景技术
现有的汽车齿轮齿条式电动助力转向器，一般包括转向横拉杆、齿条行程限位结构、齿条、转向器壳体、伺服助力单元，转向横拉杆与车轮相连，转向器壳体与车身相连，齿条行程限位结构位于转向横拉杆与转向器壳体之间。当齿条在驾驶员的手力操作及伺服助力单元的助力下平移至左、右极限位置时，齿条行程限位结构与转向器壳体刚性接触，此时车辆方向盘操作到极限位置，无法继续转动。如果驾驶员以很快的角速度操作方向盘，到达极限位置时齿轮齿条会具有齿形冲击，且转向盘长时间停留在极限位置上，伺服助力单元电机会一直处于堵转状态，从而产生较大电流，降低齿轮齿条式电动转向器使用寿命。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种可以将齿条行程限位部与转向器壳体的刚性撞击转变为柔性冲击的助力转向器，该助力转向器具有较长的使用寿命。本发明的另一个目的在于提出一种具有上述助力转向器的汽车。本发明的再一个目的在于提出一种助力转向器的控制方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种助力转向器，包括：转向器壳体；齿条，所述齿条在所述转向器壳体内左右移动，并与所述伺服助力单元连接，所述齿条的一端设有与所述转向器壳体匹配的齿条行程限位部；伺服助力单元，所述伺服助力单元与所述齿条连接；以及横拉杆，所述横拉杆的一端与所述齿条的所述一端连接；其中所述伺服助力单元包括机械助力单元和与所述机械助力单元连接电子控制单元，所述齿条行程限位部距离所述转向器壳体具有预定距离时，电子控制单元控制所述机械助力单元对齿条输出与所述齿条运动方向相反的阻尼。
根据本发明的实施例的助力转向器，驾驶员在转动方向盘时，当转向器壳体与齿条行程限位部的距离达到预定距离时，机械助力单元对齿条输出与齿条运动方向相反的阻尼，由此将转向器壳体与齿条行程限位部的刚性撞击转变为柔性冲击，同时，使驾驶员感知到助力转向器已达到转向极限位置，提高了助力转向器的使用寿命。当助力转向器转动至极限位置时，助力转向器可以由极限位置自动回弹一段很小的行程，避免了机械助力单元处于堵转状态，提高机械助力单元的使用寿命。
根据本发明的一个实施例，在所述机械助力单元对齿条输出与所述齿条运动方向相反的阻尼的同时，降低所述机械助力单元的助力输出。
根据本发明的一个实施例，所述机械助力单元包括助力电机和与所述助力电机连接的传动减速组件。
根据本发明的一个实施例，进一步包括转角传感器，所述转角传感器与所述伺服助力单元匹配并与所述电子控制单元连接，检测所述齿条的移动位置。
根据本发明的一个实施例，进一步包括距离传感器，所述距离传感器设在所述转向器壳体与所述齿条行程限位部之间，且与所述电子控制单元连接。
根据本发明的另一个方面，提供了一种汽车，包括如上所述的助力转向器。
根据本发明的实施例的汽车，驾驶员在转动方向盘时，当转向器壳体与齿条行程限位部的距离达到预定距离时，机械助力单元对齿条输出与齿条运动方向相反的阻尼，由此将转向器壳体与齿条行程限位部的刚性撞击转变为柔性冲击，同时，使驾驶员清楚的感知到助力转向器已达到转向极限位置，提高了助力转向器的使用寿命。当助力转向器转动至极限位置时，助力转向器可以由极限位置自动回弹一段很小的行程，避免了机械助力单元处于堵转状态，提高机械助力单元的使用寿命。
根据本发明的再一个方面，提供了一种助力转向器的控制方法，包括以下步骤：对齿条带动横拉杆移动进行助力；检测齿条行程；当齿条移动到预定位置时，对齿条输出与齿条运动方向相反的阻尼。
根据本发明的实施例的助力转向器的控制方法，驾驶员在转动方向盘时，当转向器壳体与齿条行程限位部的距离达到预定距离时，机械助力单元对齿条输出与齿条运动方向相反的阻尼，由此将转向器壳体与齿条行程限位部的刚性撞击转变为柔性冲击，同时，使驾驶员清楚的感知到助力转向器已达到转向极限位置，提高了助力转向器的使用寿命。当助力转向器转动至极限位置时，助力转向器可以由极限位置自动回弹一段很小的行程，避免了机械助力单元处于堵转状态，提高机械助力单元的使用寿命。
根据本发明的一个实施例，在对齿条输出反向阻尼的同时，降低所述助力输出。
根据本发明的一个实施例，通过控制电机的工作电流，降低电机的输出扭矩，以降低助力输出。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的助力转向器的结构示意图；
图2是根据本发明的一个实施例的助力转向器的控制方法的流程图。
附图标记：
100助力转向器，10转向器壳体，20伺服助力单元，30齿条，40横拉杆，50齿条行程限位部。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1所示，根据本发明的实施例的一种助力转向器100，包括：转向器壳体10、伺服助力单元20、齿条30以及横拉杆40。
具体而言，伺服助力单元20与齿条30连接。齿条30在转向器壳体10内左右移动，并与伺服助力单元20连接。换言之，伺服助力单元20可以推动齿条30在转向器壳体10内伸缩。齿条30的一端设有与转向器壳体10匹配的齿条行程限位部50。横拉杆40的一端与齿条30的一端连接，其中伺服助力单元20包括机械助力单元（未示出）和与机械助力单元连接电子控制单元（未示出），齿条行程限位部50距离转向器壳体10具有预定距离时，电子控制单元控制机械助力单元对齿条30输出与齿条30运动方向相反的阻尼。
根据本发明的实施例的助力转向器100，驾驶员在转动方向盘时，当转向器壳体10与齿条行程限位部50的距离达到预定距离时，机械助力单元对齿条30输出与齿条30运动方向相反的阻尼，由此将转向器壳体10与齿条行程限位部50的刚性撞击转变为柔性冲击，同时，使驾驶员清楚的感知到助力转向器100已达到转向极限位置，提高了助力转向器100的使用寿命。当助力转向器100转动至极限位置时，助力转向器100可以由极限位置自动回弹一段很小的行程，避免了机械助力单元处于堵转状态，提高机械助力单元的使用寿命。
如图1所示，根据本发明的一个实施例，在机械助力单元对齿条30输出与齿条30运动方向相反的阻尼的同时，降低机械助力单元的助力输出。换言之，助力转向器100转动至极限位置时，机械助力单元对齿条30输出与齿条30运动方向相反的阻尼，以阻止齿条30继续向齿条行程限位部50运动。同时机械助力单元将会降低对齿条30的助力输出。
如图1所示，根据本发明的一个实施例，机械助力单元包括助力电机（未示出）和与助力电机连接的传动减速组件（未示出）。具体而言，当助力转向器100转向但还未到达助力转向器100的极限位置时，助力电机辅助驾驶员转动方向盘；当助力转向器100即将到达极限位置时，传动减速组件将会降低机械助力单元的助力输出。
如图1所示，根据本发明的一个实施例，助力转向器100进一步包括转角传感器（未示出），以检测助力转向器100的输入轴（未示出）的转动角度。转角传感器与伺服助力单元匹配并与电子控制单元连接。换言之，转角传感器将检测到的助力转向器100的转角信息传递给电子控制单元，由电子控制单元发出控制信息，以控制伺服助力单元做出相应的动作。
如图1所示，根据本发明的一个实施例，助力转向器100进一步包括距离传感器（未示出），以检测转向器壳体10与齿条行程限位部50之间的距离信息。距离传感器设在转向器壳体10与齿条行程限位部50之间，且与电子控制单元连接。需要说明的是，距离传感器将其检测到的转向器壳体10与齿条行程限位部50之间距离信息，传递给电子控制单元，电子控制单元根据距离传感器检测到的距离信息发出相应的控制信息，以控制伺服助力单元做出相应的动作。
根据本发明的实施例的汽车（未示出），包括如上所述的助力转向器100。
根据本发明的实施例的汽车，驾驶员在转动方向盘时，当转向器壳体10与齿条行程限位部50的距离达到预定距离时，机械助力单元对齿条输出与齿条30运动方向相反的阻尼，由此将转向器壳体10与齿条行程限位部50的刚性撞击转变为柔性冲击，同时，使驾驶员清楚的感知到助力转向器100已达到转向极限位置，提高了助力转向器100的使用寿命。当助力转向器100转动至极限位置时，助力转向器100可以由极限位置自动回弹一段很小的行程，避免了机械助力单元处于堵转状态，提高机械助力单元的使用寿命。
如图2所示，根据本发明的实施例的助力转向器的控制方法，包括以下步骤：对齿条带动横拉杆移动进行助力（S100）。可以理解的是对齿条带动横拉杆移动进行助力是指，在驾驶员操纵方向盘时，助力转向器对驾驶员的操作进行助力。检测齿条行程（S200）。转角传感器以及距离传感器将对转向器壳体10与齿条行程限位部50之间的距离进行检测。当齿条移动到预定位置时，对齿条输出与齿条运动方向相反的阻尼（S300），以将转向器壳体与齿条行程限位部的刚性撞击转变为柔性冲击，同时使驾驶员清楚的感知到助力转向器已达到转向极限位置，提高了助力转向器的使用寿命。
根据本发明的实施例的助力转向器的控制方法，驾驶员在转动方向盘时，当转向器壳体与齿条行程限位部的距离达到预定距离时，机械助力单元对齿条输出与齿条运动方向相反的阻尼，由此将转向器壳体与齿条行程限位部的刚性撞击转变为柔性冲击，同时，使驾驶员清楚的感知到助力转向器已达到转向极限位置，提高了助力转向器的使用寿命。当助力转向器转动至极限位置时，助力转向器可以由极限位置自动回弹一段很小的行程，避免了机械助力单元处于堵转状态，提高机械助力单元的使用寿命。
根据本发明的一个实施例，在对齿条输出反向阻尼的同时，降低助力输出，以使驾驶员清楚的感知到方向盘已达到极限位置，同时将转向器壳体与齿条行程限位部的刚性撞击转变为柔性冲击，提高了助力转向器的使用寿命。根据本发明的一个实施例，通过控制电机的工作电流，降低电机的输出扭矩，以降低助力输出。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种助力转向器，其特征在于，包括：
转向器壳体；
齿条，所述齿条在所述转向器壳体内左右移动，并与所述伺服助力单元连接，所述齿条的一端设有与所述转向器壳体匹配的齿条行程限位部；
伺服助力单元，所述伺服助力单元与所述齿条连接；以及
横拉杆，所述横拉杆的一端与所述齿条的所述一端连接；其中
所述伺服助力单元包括机械助力单元和与所述机械助力单元连接电子控制单元，所述齿条行程限位部距离所述转向器壳体具有预定距离时，电子控制单元控制所述机械助力单元对齿条输出与所述齿条运动方向相反的阻尼。
2.根据权利要求1所述的助力转向器，其特征在于，在所述机械助力单元对齿条输出与所述齿条运动方向相反的阻尼的同时，降低所述机械助力单元的助力输出。
3.根据权利要求1所述的助力转向器，其特征在于，所述机械助力单元包括助力电机和与所述助力电机连接的传动减速组件。
4.根据权利要求1所述的助力转向器，其特征在于，进一步包括转角传感器，所述转角传感器与所述伺服助力单元匹配并与所述电子控制单元连接，检测所述齿条的移动位置。
5.根据权利要求1所述的助力转向器，其特征在于，进一步包括距离传感器，所述距离传感器设在所述转向器壳体与所述齿条行程限位部之间，且与所述电子控制单元连接。
6.一种汽车，其特征在于，包括根据权利要求1-5中任一项所述的助力转向器。
7.一种助力转向器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
对齿条带动横拉杆移动进行助力；
检测齿条行程；
当齿条移动到预定位置时，对齿条输出与齿条运动方向相反的阻尼。
8.根据权利要求7所述的助力转向器的控制方法，其特征在于，在对齿条输出反向阻尼的同时，降低所述助力输出。
9.根据权利要求8所述的助力转向器的控制方法，其特征在于，通过控制电机的工作电流，降低电机的输出扭矩，以降低助力输出。
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