CN110550097A - 一种齿条行程自学习方法及齿条末端保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种齿条行程自学习方法及齿条末端保护方法，其中齿条行程自学习方法，通过引入虚拟齿条总行程，并当单侧实际齿条行程大于虚拟齿条极限时，调整该侧的虚拟齿条极限并通过虚拟齿条总行程换算出另一侧虚拟齿条极限，使得换算后的虚拟齿条极限总能落在实际齿条总行程之内，从而避免因齿条装配偏差过大，导致一侧实际齿条极限小于虚拟齿条极限后无法学习的缺陷。本发明中齿条末端保护方法引入保护位置比例，保护位置比例越小使得速度式保护扭矩越小，随着齿条当前位置进入触发角范围并渐渐靠近虚拟齿条极限，保护位置比例的值越接近数值“1”，从而使得速度式保护扭矩变化更平滑，避免操作时产生卡顿的现象。

Description

一种齿条行程自学习方法及齿条末端保护方法

技术领域

本发明涉及汽车动力转向技术领域，具体涉及一种齿条行程自学习方法及齿条末端保护方法。

背景技术

电动助力转向系统在没有齿条末端行程保护功能的情况下，在机械行程末端由于齿条快速猛烈撞击可能导致机械块的损坏。同时，传统的齿条末端保护功能会因为齿条行程的固定而导致在齿条受到冲击形变时齿条末端保护减弱甚至起不到保护作用。

在快速打方向盘时，齿条末端保护力矩能够随速增加，快速地起到阻尼效果，以保护齿条受损。专利号为CN105644617B公开的一种齿条末端保护方法，一旦齿条任一端进入任一保护区域，则减小电动助力转向系统输出的助力力矩，且该助力力矩的减小量既与齿条进入该保护区域的一端与该保护区域起点之间的距离成正比，记与该距离相关的减小量为F1；又与齿条位移速度成正比例，记与该位移速度的减小量为F2，则助力力矩的减小量是F1和F2的和。该方法在引入位移速度后，当齿条进入保护区域且齿条位于速度过大时，助力力矩会突然减小很多，操作时会存在卡顿现象，影响驾驶的舒适性。

而现有齿条行程自学习方法，主要应用于装配新车辆时软件与硬件的匹配。系统中的初始齿条虚拟极限均设定为小于实际齿条极限，装配好车辆时通过该方法让该系统学习并匹配实际齿条极限。例如专利号为CN106915381公开的一种电动助力转向系统最大转角自学习方法，方向盘左转角度超过默认标定的左极限转角值时，记录此刻的方向盘转角值，当方向盘回正到方向盘更新位置门限以内时，以记录方向盘转角值作为左极限转角标定更新值；方向盘更新位置门限：当方向盘退回到该位置时，更新方向盘左右的极限转角值；方向盘右转角度超过默认标定的右极限转角值时，记录此刻的方向盘转角值，当方向盘回正到方向盘更新位置门限以内时，以记录方向盘转角值作为右极限转角标定更新值。这种方法的缺陷是只能学习大于虚拟齿条极限的值，即当实际齿条极限大于虚拟齿条极限时，系统将该虚拟齿条极限更新成较大的实际齿条极限；正常装配时，虚拟左右极限都比实际虚拟极限小，但当齿条装配出现偏差较大时，一端虚拟极限比实际极限小，而另一端虚拟极限可能比实际极限小，这是已申请专利和现有技术则不能使大的虚拟极限向较小的实际极限学习，从而使得虚拟齿条极限大于实际齿条极限，在齿条末端保护方法运行时实际保护范围缩小，使得齿条极限处的保护力矩相对需求保护力矩减小，从而减小保护齿条末端的保护力度，不能更好的保护齿条末端。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种齿条行程自学习方法及齿条末端保护方法，当齿条装配偏差较大时，能将虚拟极限更新为较小的实际极限值；另外，避免当齿条进入保护区域即触发角范围时操作时产生卡顿的现象。

一种齿条行程自学习方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：设置小于齿条设计行程的虚拟齿条行程；

步骤2：设置虚拟齿条行程D1和实际齿条行程相重合的零点；

步骤3：当一侧的实际测量值S1大于虚拟极限R0时，将该侧虚拟极限R0更新为所述实际测量值S1，记为R2，执行步骤4；否则，执行步骤3；

步骤4：所述虚拟齿条行程D1减去所述R2，获得计算虚拟极限C0；将另一侧的虚拟极限L0更新为该计算虚拟极限C0，记为L1；

步骤5：当另一侧的实际测量值S2大于所述L1时，将所述L1更新为该实际测量值S2，记为L2，执行步骤6；否则，执行步骤7；

步骤6：将所述R2与L2的和作为新的虚拟齿条行程D1，跳转到所述步骤3；

步骤7：当一侧的实际测量值S1大于虚拟极限R0时，将该侧虚拟极限R0更新为所述实际测量值S1，记为R2，跳转到所述步骤4；否则，跳转到所述步骤5。

进一步为：所述步骤2具体为当车辆直行时，将实际齿条行程上和虚拟齿条行程上对应该时刻的角度值设为零点。

进一步为：所述步骤6还包括，校验实际齿条行程和虚拟齿条行程的零点后，跳转到所述步骤3。

一种齿条末端保护方法，其特征在于，包括以下步骤；

步骤1：获得齿条进入触发角范围的距离S11，位置式保护扭矩与该距离S11成正比；

步骤2：齿条进入触发角范围的距离除以该触发角范围，得到保护位置比例；

步骤3：速度式保护扭矩与所述保护位置比例和齿条移速的乘积成正比；

步骤4：齿条末端保护力矩为位置式保护扭矩和速度式保护扭矩的和；

步骤5：电动助力转向系统输出的助力力矩减小量为所述齿条末端保护力矩。

进一步为：所述步骤1包括，

步骤1.1：从所述齿条行程自学习方法中获取R2和L2；

步骤1.2：获得齿条的当前位置S12；

步骤1.3：与齿条当前位置对应侧的虚拟极限R2或L2减去触发角范围，得到差值S13；

步骤1.4：当S12大于S13时，齿条进入触发角范围的距离S11等于S12减去S13。

本发明的有益效果：本发明中的齿条行程自学习方法，通过引入虚拟齿条总行程，并当单侧实际齿条行程大于虚拟齿条极限时，调整该侧的虚拟齿条极限并通过虚拟齿条总行程换算出另一侧虚拟齿条极限，由于虚拟齿条总行程小于实际齿条总行程，使得换算后的虚拟齿条极限总能落在实际齿条总行程之内，从而避免因齿条装配偏差过大，导致一侧实际齿条极限小于虚拟齿条极限后无法学习的缺陷；另外齿条行程自学习方法中，当两侧虚拟齿条极限均小于实际齿条极限时，本学习方法也能简单快捷的学习实际齿条极限。本发明中齿条末端保护方法引入保护位置比例，保护位置比例越小使得速度式保护扭矩越小，随着齿条当前位置进入触发角范围并渐渐靠近虚拟齿条极限，保护位置比例的值越接近数值“1”，从而使得速度式保护扭矩变化更平滑，避免操作时产生卡顿的现象。

附图说明

图1为齿条行程自学习方法中齿条装配后虚拟齿条行程和实际齿条行程的位置关系示意图；

图2为齿条行程自学习方法中齿条装配后虚拟齿条行程和实际齿条行程的位置关系示意图；

图3为齿条行程自学习方法的逻辑流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细说明。

一种齿条行程自学习方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：设置小于齿条设计行程的虚拟齿条行程，一般情况下，虚拟齿条行程单侧极限均小于齿条设计行程5-15°，当然了这个值只是发明人个人的设计习惯，这范围也可以扩大和缩小，没有特殊要求；

步骤2：设置虚拟齿条行程D1和实际齿条行程相重合的零点；当车辆直行时，将实际齿条行程上和虚拟齿条行程上对应该时刻的角度值设为零点；

步骤3：当左侧（或者为右侧）的实际测量值S1大于虚拟极限R0时，将该侧虚拟极限R0更新为所述实际测量值S1，记为R2，执行步骤4；否则，执行步骤3；

步骤4：所述虚拟齿条行程D1减去所述R2，获得计算虚拟极限C0；将右侧（或者为左侧）的虚拟极限L0更新为该计算虚拟极限C0，记为L1；

步骤5：当右侧（或者为左侧）的实际测量值S2大于所述L1时，将所述L1更新为该实际测量值S2，记为L2，执行步骤6；否则，执行步骤7；

步骤6：将所述R2与L2的和作为新的虚拟齿条行程D1，跳转到所述步骤3；

步骤7：当左侧（或者为右侧）的实际测量值S1大于虚拟极限R0时，将该侧虚拟极限R0更新为所述实际测量值S1，记为R2，跳转到所述步骤4；否则，跳转到所述步骤5。

另外，所述步骤6还可以为，将所述R2与L2的和作为新的虚拟齿条行程D1，校验实际齿条行程和虚拟齿条行程的零点后，即当虚拟极限发生变化后校验零点并跳转到所述步骤3。其中步骤1至步骤5中括号内的内容替换原则是，当一者替换时其它括号内的内容同步替换；否则，均不作替换。

本发明齿条行程自学习方法的工作原理：结合图1所示，当齿条装配偏差较小时，虚拟齿条行程A的左右极限均小于实际齿条行程B左右极限；当其中实际齿条行程的一侧行程超过虚拟齿条行程单侧极限时，虚拟齿条行程的另外一侧极限值换算后缩小，而后在当实际齿条行程另外一侧行程大于换算的虚拟齿条极限后，将该虚拟极限值增大到该单侧行程，从而扩大虚拟齿条极限，同时如此循环虚拟齿条行程变大并趋近与实际齿条行程。

结合图2所示，当齿条装配偏差较大时，实际齿条行程B的左极限小于虚拟齿条行程A左极限，实际齿条行程B的右极限大于虚拟齿条行程A右极限；当检测到实际齿条行程的右侧行程大于虚拟齿条行程的右极限时，由于虚拟齿条行程小于实际齿条行程，通过虚拟齿条行程换算后的虚拟齿条左极限必定在实际齿条行程的左极限内，在通过测试将虚拟齿条左极限更新为实际大于其的实际齿条左极限。

一种齿条末端保护方法，其特征在于，包括以下步骤；

步骤1：获得齿条进入触发角范围的距离S11，位置式保护扭矩与该距离S11成正比；

步骤2：齿条进入触发角范围的距离除以该触发角范围，得到保护位置比例；

步骤3：速度式保护扭矩与所述保护位置比例和齿条移速的乘积成正比；

步骤4：齿条末端保护力矩为位置式保护扭矩和速度式保护扭矩的和；

步骤5：电动助力转向系统输出的助力力矩减小量为所述齿条末端保护力矩。

进一步为：所述步骤1包括，

步骤1.1：从所述齿条行程自学习方法中获取R2和L2；

步骤1.2：获得齿条的当前位置S12；

步骤1.3：该齿条当前位置对应侧的虚拟极限R2或L2减去触发角范围，得到差值S13；

步骤1.4：当S12大于S13时，齿条进入触发角范围的距离S11等于S12减去S13。

将具体数据代入齿条末端保护方法进行计算，并设置如下数据：

齿条当前位置：530°

虚拟齿条单侧极限：540°

触发角范围：30°

位置式保护扭矩与该距离S11的比例系数为：1

速度式保护扭矩与所述保护位置比例和齿条移速的乘积的正比系数为：3

齿条移速：6.28°/s

行程自适应模块输出：R2或L2=540°

距离S11 = 530°- (540°- 30°)=20°

保护位置比例：20°/30°=0.67

位置式保护扭矩：20*1=20

速度式保护扭矩：0.67*6.28*3=12.62

齿条末端保护力矩为: 20+12.62=32.62Nm

假设原始电机助力力矩为56Nm，在引入齿条末端保护功能后，按上述实例输出的32.62Nm，那么最终电机助力力矩输出为：56-32.62=23.38Nm。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种齿条行程自学习方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：设置小于齿条设计行程的虚拟齿条行程；

步骤2：设置虚拟齿条行程D1和实际齿条行程相重合的零点；

步骤3：当一侧的实际测量值S1大于虚拟极限R0时，将该侧虚拟极限R0更新为所述实际测量值S1，记为R2，执行步骤4；否则，执行步骤3；

步骤4：所述虚拟齿条行程D1减去所述R2，获得计算虚拟极限C0；将另一侧的虚拟极限L0更新为该计算虚拟极限C0，记为L1；

步骤5：当另一侧的实际测量值S2大于所述L1时，将所述L1更新为该实际测量值S2，记为L2，执行步骤6；否则，执行步骤7；

步骤6：将所述R2与L2的和作为新的虚拟齿条行程D1，跳转到所述步骤3；

步骤7：当一侧的实际测量值S1大于虚拟极限R0时，将该侧虚拟极限R0更新为所述实际测量值S1，记为R2，跳转到所述步骤4；否则，跳转到所述步骤5。

2.根据权利要求1所述的一种齿条行程自学习方法，其特征在于：所述步骤2具体为当车辆直行时，将实际齿条行程上和虚拟齿条行程上对应该时刻的角度值设为零点。

3.根据权利要求1所述的一种齿条行程自学习方法，其特征在于：所述步骤6还包括，校验实际齿条行程和虚拟齿条行程的零点后，跳转到所述步骤3。

4.一种齿条末端保护方法，其特征在于，包括以下步骤；

步骤1：获得齿条进入触发角范围的距离S11，位置式保护扭矩与该距离S11成正比；

步骤2：齿条进入触发角范围的距离除以该触发角范围，得到保护位置比例；

步骤3：速度式保护扭矩与所述保护位置比例和齿条移速的乘积成正比；

步骤4：齿条末端保护力矩为位置式保护扭矩和速度式保护扭矩的和；

步骤5：电动助力转向系统输出的助力力矩减小量为所述齿条末端保护力矩。

5.根据权利要求4所述的一种齿条末端保护方法，其特征在于：所述步骤1包括，

步骤1.1：从所述齿条行程自学习方法中获取R2和L2；

步骤1.2：获得齿条的当前位置S12；

步骤1.3：与齿条当前位置对应侧的虚拟极限R2或L2减去触发角范围，得到差值S13；

步骤1.4：当S12大于S13时，齿条进入触发角范围的距离S11等于S12减去S13。