CN105197098A - 防止后轮转向系统超行程的方法及其应用的线性传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防止车辆后轮转向系统中的超行程的方法，尤其特别地，涉及一种防止使用线性传感器的导螺杆的超行程，其中所述线性传感器与所述导螺杆在一后轮转向系统中一起移动。具体地，提供一种防止后轮转向系统超行程的方法，其包括：判断与一导螺杆共同移动的一线性传感器是否进入一行程区间a的预备区间A；以及当判定出所述线性传感器进入所述预备区间A时，限制所述导螺杆移动。

Description

防止后轮转向系统超行程的方法及其应用的线性传感器

技术领域

本发明涉及一种防止车辆后轮转向系统中的超行程(overstroke)的方法以及应用于该后轮转向系统的线性传感器，尤其特别地，涉及一种防止使用线性传感器的一导螺杆的超行程，其中所述线性传感器与所述导螺杆在一后轮转向系统中一起移动。

背景技术

通常，一车辆的转向系统为一种允许驾驶员随意地(atwill)改变车辆行驶方向的系统，该转向系统有助于驾驶员任意地（arbitrarily）改变车辆前轮的旋转中心，以沿着驾驶员想要的方向行驶车辆。

一车辆的动力辅助转向系统为当驾驶员操纵方向盘时通过提升动力装置（boostpowerdevice）而提供辅助力至驾驶员以操纵车辆的方向盘进而允许使用较小的力来容易地改变车辆行驶方向的装置。

与前轮转向系统相比，后轮转向系统通过使用例如像控制器局域网（controllerareanetwork,简称CAN）的通信方式来完成控制且无需方向盘。一导螺杆（leadscrew）连接至后轮转向系统的一电机，并且通过将电机的旋转运动转换成直线运动而能够改变后轮的前束角（toeangle），所述导螺杆在一容纳电机的罩体内部的一特定区域内左右移动。

当驾驶员在驾驶时通过一步骤而改变转向角度，通过该步骤来操作后轮转向系统的一目标位置值。此处，根据后轮转向系统的减速器和控制器的设置，电机以约1000至3000rpm的转速运行。由于因此而产生的惯性（inertia），可能会在电机内发生过冲（overshooting）。由于电机发生过冲，连接至电机的导螺杆会撞击（impact）到所述导螺杆左右移动区域的一侧的端部，进而会因火花（fire）而损坏系统。同样地，撞击所产生的噪音也会影响驾驶员的舒适度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防止后轮转向系统中的超行程的方法，其能够防止一导螺杆超出所述后轮转向系统的可控范围。

本发明的目的还在于提供一种防止后轮转向系统中的超行程的方法，其能够当一导螺杆超出可控区域时允许该导螺杆返回至所述后轮转向系统的可控区域。

本发明的目的还在于提供一种防止后轮转向系统中的超行程的方法，其能够通过间接检测一导螺杆是否在左右移动区域内的可控区域以控制所述导螺杆。

本发明的目的还在于提供一种防止后轮转向系统中的超行程的方法，其能够通过增加一线性传感器的输出信号的分辨率以改善检测一导螺杆位置的准确性。

根据本发明的一方面，提供一种防止后轮转向系统超行程的方法，其包括：判断与一导螺杆共同（inconjunctionwith）移动的一线性传感器是否进入一行程区间a的预备区间A（步骤S1）；以及当判定出所述线性传感器进入所述预备区间A时，限制所述导螺杆移动（步骤S2）。

所述方法可进一步包括：判断所述线性传感器是否超越所述预备区间A并且进入超行程区间b和c（步骤S3）；以及当判定出所述线性传感器进入超行程区间b和c时，切换所述导螺杆的移动方向（步骤S4）。

所述线性传感器可以具有一第一传感器输出和一第二传感器输出，并且在判断进入的步骤中（步骤S1，步骤S3），一控制器可以使用所述第一传感器输出和所述第二传感器输出之间的一差值。

在限制所述导螺杆移动的步骤中（步骤S2），一控制器可减小连接至所述导螺杆的一电机的速度。

在限制所述导螺杆移动的步骤中（步骤S2），一控制器可减少提供至一电机的电流，其中所述电机连接至所述导螺杆。

在切换所述导螺杆的移动方向的步骤中（步骤S4），一控制器可改变提供至一电机的电流极性，其中所述电机连接至所述导螺杆。

根据本发明的一方面，提供一种线性传感器，包括：一罩体100，所述罩体内包括一容纳空间；一移动构件120，其设置在所述容纳空间内，所述移动构件120的至少一部分延伸至所述罩体100的外部并且连接至一安装单元(mountingunit),所述移动构件120与一导螺杆配合工作并且在一行程区间a内左右移动；一磁体构件122，其设置在所述移动构件120内并且设置为产生出一磁力；以及一输出单元110，其设置为检测所述磁体构件122的位置并且产生一第一传感器输出和一第二传感器输出。

当所述移动构件120进入所述行程区间a的预备区间A,所述导螺杆的移动可受到限制。

当所述移动构件120超越所述预备区间A并进入超行程区间b和c，所述导螺杆的移动方向可被切换。

根据所述第一传感器的输出和所述第二传感器的输出之间的一差值以检测所述移动构件120的位置。

附图说明

结合参考以下的附图和本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将更好地理解本发明的上述和其他的目的、特性和优点。

图1为根据本发明一实施例的一后轮转向系统的示意图，其中图1A为所述后轮转向系统的透视图，图1B为显示于图1A中的一线性传感器安装单元的局部放大视图；

图2为根据本发明一实施例的一线性传感器的截面示意图，并且一图形绘示了所述线性传感器的一行程区间和若干个超行程区间；

图3为根据本发明另一实施例的线性传感器的一行程区间和若干个超行程区间的示意图；

图4为根据本发明一实施例中提供至一电机的电流的变化示意图；以及

图5为根据本发明一实施例中电机的旋转速度的变化示意图。

具体实施方式

以下结合参考附图，将具体描述本发明的示例性实施例。尽管本发明结合示例性实施例被示出并且进行相关描述，但显而易见地是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改。

以下，结合参考附图，将描述本发明示例性实施例的一种防止后轮转向系统中的超行程的方法以及应用在所述后轮转向系统中的线性传感器。在全部附图中，在给各元件分配标号时，即使是在不同的附图中所示的，相同的标号表示相同的元件。在描述实施例的过程中，当确定组件或功能的详细描述为本领域所公知的，其可能会不必要地模糊本发明的重点，因此该详细描述可以被省略。

图1A为根据本发明一实施例的一后轮转向系统的透视图，图1B为显示于图1A中的一线性传感器安装单元的局部放大视图。

如图1A所示，根据本发明的后轮转向系统设置为沿着一车辆宽度方向延伸并且连接至每一个后轮。上述后轮转向系统是根据一控制器的控制信号而左右移动，以改变后轮的前束角（toeangle）。

具体而言，在所述后轮转向系统中，一电机容纳在一罩体内部，同时所述电机沿着所述车辆宽度方向被安装在一车体（carbody）的一适当部位。安装一电机轴并且所述电机轴沿着所述车辆的一轴向左右延伸。当电机的转子旋转时，与所述电机轴形成同轴的一导螺杆（leadscrew）在容纳所述电机的所述罩体内部的一可控区域(controllablearea)内左右移动，从而改变所述后轮的前束角。

如图1B所示的一线性传感器安装单元包括一线性传感器，其位于图中底部的圆柱部分。在本发明实施例中，连接至所述线性传感器安装单元的所述线性传感器（参见图2）配合所述后轮转向系统的左右移动而移动。

图2为根据本发明一实施例的一线性传感器的截面示意图，并且一图形绘示了所述线性传感器的一行程区间（strokesection）和若干个超行程区间（overstrokesections）。

参见图2，所述线性传感器包括：一输出单元110；一磁体构件122以及包含在一罩体100内的一移动构件120。

所述输出单元110设置在所述罩体100的一容纳空间内，并且通过检测所述磁体构件122的位置而产生一传感器输出。如图2所示，所述传感器输出包括两类，例如像一第一传感器输出和一第二传感器输出。所述第一传感器输出和所述第二传感器输出在所述罩体100内的磁体构件122的彼此相对位置（atmutuallyoppositepositions）显示出最大值。

所述输出单元110可以将所述传感器输出传送至所述控制器。所述控制器可接收到所述传感器输出并且控制驱动所述后轮转向系统的电机。

所述移动构件120设置在所述罩体100内的容纳空间，并且所述移动构件120的至少一部分延伸至所述罩体100的外部并且连接至如图1所示的线性传感器安装单元。

所述磁体构件122设置在所述移动构件120内并且产生一磁力，所述磁体构件122与若干个切换单元（图中未示）相互作用，以在所述输出单元110内产生所述传感器输出。

如图2所示，由于所述导螺杆在容纳所述电机的罩体内部的可控区域内移动，因此与所述导螺杆相互作用的线性传感器的移动构件120在一行程区间a内左右移动。当所述导螺杆超出所述可控区域时，所述线性传感器的移动构件120超越所述行程区间a并且位于超行程区间b和c。

根据本发明的实施例，可以在所述行程区间a、所述超行程区间b和c检测到所述线性传感器的位置，并且所述输出单元110可产生所述传感器输出。因此，即使当所述线性传感器位于所述超行程区间b和c，亦即所述导螺杆超出所述可控区域，接收来自所述输出单元110的传感器输出的控制器仍可以检测到所述线性传感器的位置。

如图2所示，所述行程区间a包括在其两端的预备区间（preliminarysections）A。由于所述预备区间A与所述超行程区间b和c相接触，因此所述线性传感器的移动构件120在进入超行程区间b和c之前会进入所述预备区间A。

图3为根据本发明另一实施例的线性传感器的一行程区间a以及超行程区间b和c的示意图。图4为根据本发明一实施例中提供至一电机的电流的变化示意图。图5为根据本发明一实施例中电机的旋转速度的变化示意图。

参见图3至图5所示，以下将描述根据本发明一实施例的一种防止后轮转向系统中的超行程的方法。

判断与所述导螺杆相互作用的线性传感器是否进入所述行程区间a的预备区间A(步骤S1)。

如上所述，所述线性传感器包括第一传感器输出和第二传感器输出。在本发明另一实施例中，所述控制器通过使用所述第二传感器输出与所述第一传感器之间的一差值以检测所述线性传感器的移动构件120的位置。如图3所示，通过使用所述差值，所述传感器输出的分辨率增加两倍（increasestwotimes），这样，通过所述线性传感器的位置而更加准确地检测所述导螺杆在所述电机罩体内的位置。

接着，当所述线性传感器进入所述预备区间A时，所述导螺杆的移动受到限制（步骤S2）。

如图3所示，所述预备区间A为根据电机的一旋转速度以及提供至所述电机的电流的一临界点（criticalpoint）两者的其中一个而设定的区间，其中所述电机的旋转速度允许所述导螺杆直线运动。换而言之，所述线性传感器的移动构件120所位于的预备区间A与所述导螺杆的可控区域的两端相对应。

如图4和图5所示，当所述控制器通过所述线性传感器的输出单元110的一信号而检测到所述线性传感器进入所述预备区间A时，所述控制器可以减小连接至所述导螺杆的电机的一速度或者提供至所述电机的电流两者的其中一个，从而防止所述导螺杆超出可控区域。

之后，判断所述线性传感器是否超出所述预备区间A并且进入所述超行程区域b和c(步骤S3)。参见图3所示，所述超行程区间b和c为制动所述电机的区间(sections)，其中所述电机连接至所述导螺杆。

之后，当判定出所述线性传感器进入所述超行程b和c时，切换所述导螺杆的移动方向（步骤S4）。

所述控制器通过所述输出单元110的输出信号而检测到所述线性传感器的移动构件120进入所述超行程区间b和c，其中所述输出单元110的输出信号是通过位于所述磁体构件122和所述切换单元之间的相互作用而产生的。此处，参见图4，所述控制器改变提供至所述电机的电流极性，从而制动所述电机，其中所述电机连接至所述导螺杆。

如上所述，根据本发明的实施例，其包括：与一导螺杆相互作用的一线性传感器，并且所述线性传感器能够检测到所述导螺杆在一左右移动区域中的位置，因此可以间接地检测出所述导螺杆是否存在于一左右移动区域（left-rightmovementarea）中的可控区域，从而控制所述导螺杆。

同样地，当所述线性传感器进入预备区间时，一控制器控制一电机的旋转速度和提供至所述电机的一电流两者的其中一个，从而可以防止所述导螺杆超出所述可控区域。

同样地，当所述线性传感器进入一超行程区间时，所述控制器改变提供至所述电机的电流极性，从而允许所述导螺杆从所述可控区域的外部返回至所述可控区域。

同样地，所述传感器通过一第一传感器输出和一第二传感器输出之间的一差值而检测到所述线性传感器的一位置，从而可增加分辨率，以改善检测导所述螺杆位置的准确性。

显而易见地，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围情况下可以对上述示例性实施例进行各种修改。因此，本发明包含所有像这样的修改，只要它们落在权利要求及其等同物的范围之内。

Claims (10)

1.一种防止后轮转向系统超行程的方法，其特征在于，包括：

判断与一导螺杆共同移动的一线性传感器是否进入一行程区间a的预备区间A；以及当判定出所述线性传感器进入所述预备区间A时，限制所述导螺杆移动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

判断所述线性传感器是否超越所述预备区间A并且进入超行程区间b和c；以及

当判定出所述线性传感器进入所述超行程区间b和c时，切换所述导螺杆的一移动方向。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述线性传感器具有一第一传感器输出和一第二传感器输出，并且在判断进入的步骤中，一控制器使用所述第一传感器输出和所述第二传感器输出之间的一差值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在限制所述导螺杆移动的步骤中，一控制器减小连接至所述导螺杆的一电机的一速度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在限制所述导螺杆移动的步骤中，一控制器减小提供至一电机的电流，其中所述电机连接至所述导螺杆。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在切换所述导螺杆的移动方向的步骤中，一控制器改变提供至一电机的电流极性，其中所述电机连接至所述导螺杆。

7.一种线性传感器，其特征在于，包括：

一罩体，所述罩体内包括一容纳空间；

一移动构件，所述移动构件设置在所述容纳空间内，所述移动构件的至少一部分延伸至所述罩体的外部并且连接至一安装单元，所述移动构件与一导螺杆配合工作并且在一行程区间a内左右移动；

一磁体构件，所述磁体构件设置在所述移动构件内并且设置为产生一磁力；以及

一输出单元，所述输出单元设置为检测所述磁体构件的一位置并且产生一第一传感器输出和一第二传感器输出。

8.根据权利要求7所述的线性传感器，其特征在于，当所述移动构件进入所述行程区间a的预备区间A时，所述导螺杆的移动受到限制。

9.根据权利要求8所述的线性传感器，其特征在于，当所述移动构件超越所述预备区间A并进入超行程区间b和c时，切换所述导螺杆的移动方向。

10.根据权利要求7所述的线性传感器，其特征在于，根据所述第一传感器的输出和所述第二传感器的输出之间的一差值以检测所述移动构件的位置。