CN111186481A - 商用车eps的丝杠末端保护方法 - Google Patents

商用车eps的丝杠末端保护方法 Download PDF

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胡选儒
张密科
吴学军
戴立伟
王静
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0403—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box

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Abstract

本发明公开了一种商用车EPS的丝杠末端保护方法，所述保护方法包括调节助力大小的方式提供保护，所述调节主力大小的方式包括：电动助力系统EPS的ECU中预先设置有助力曲线，所述助力曲线为助力大小与方向盘扭矩的对应关系；所述助力曲线的助力大小跟随方向盘扭矩的变大而逐渐变大后再减小。本发明的优点在于：通过对助力曲线的调节，改变现有技术的助力曲线的助力大小方式，在尽可能不影响助力的前提下，减小在方向盘打到左极限或右极限时转向系统中内丝杠螺母与轴承压板或推杆套与丝杠钢管法兰面之间的碰撞，减少由于碰撞带来的故障率，提高EPS转向系统的使用寿命。

Description

商用车EPS的丝杠末端保护方法
技术领域
本发明涉及车辆EPS电动助力系统领域，特别涉及商用车EPS的丝杠末端保护方法。
背景技术
汽车电动转向助力系统用于在用户操纵方向盘时给出电动助力，使得方向盘的操作更加流畅、省力，电动转向助力系统中，电机的转向助力通过推杆伸缩的方式来实现转向的左右转向控制；电子助力系统的ECU根据采集的方向盘的扭矩来提供助力大小，一般将扭矩和助力大小的对应关系以助力曲线的方式存储在ECU中进行调取使用，现有的助力曲线是根据扭矩的增大而增大的曲线并在增大到一定程度后保持助力不变。也就是说当转动方向盘至左极限或右极限过程中，转向助力变大并在某一扭矩后保持最大助力不变，这种方式下，在操纵方向盘时，当快速达到方向盘的左极限或右极限时，由于提供的转向助力达到最大且保持一定，则在接近左极限或右极限时，由于助力较大丝杠螺母及推杆套会快速的移动到极限位置，在极限位置下会以较快的速度撞击轴承压板或丝杠钢管法兰面，这种碰撞会引起丝杠螺母及推杆套法兰面损坏、磨损或轴承压板及丝杠钢管法兰面的损坏，从而造成转向机构的损坏，影响整个转向系统机构的寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种车辆EPS的丝杆末端保护方法，用于减少在方向盘打到左极限或右极限时丝杠螺母与轴承压板或推杆套与丝杠钢管法兰面之间的碰撞，从而保护丝杠末端。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：商用车EPS的丝杠末端保护方法，所述保护方法包括调节助力大小的方式提供保护，所述调节助力大小的方式包括：电动助力系统EPS的ECU中预先设置有助力曲线，所述助力曲线为助力大小与方向盘扭矩的对应关系；所述助力曲线的助力大小跟随方向盘扭矩的变大而逐渐变大后再减小。
在方向盘由中间位置转至左极限位置或右极限位置的过程中，扭矩逐渐变大，预先标定扭矩阈值M，在扭矩由0增加到M时，对应的助力大小按照助力曲线逐渐增大，当方向盘扭矩大小阈值M时，EPS提供的助力大小逐渐变小。
EPS提供的助力大小逐渐减小包括：扭矩阈值M对应的助力大小F，当扭矩大小M后，EPS提供的助力大小从F开始减小；在扭矩大小M后提供的助力大小为：F*K，其中K为预先标定的减小系数，减小系数K的大小与扭矩大小呈负相关。
减小系数K在方向盘扭矩为M时，取1；当扭矩从M开始增大时，减小系数跟随扭矩的增大而逐渐减小。
所述保护方法还包括增加缓冲层的方式提供保护，在丝杠末端设置具有缓冲作用的缓冲层。
所述缓冲层设置在丝杠螺母与轴承压板或推杆套与丝杠钢管法兰面之间。
所述缓冲层为采用橡胶和或树脂。
本发明的优点在于：通过对助力曲线的调节，改变现有技术的助力曲线的助力大小方式，在尽可能不影响助力的前提下，减小在方向盘打到左极限或右极限时转向系统中丝杠螺母与轴承压板或推杆套与丝杠钢管法兰面之间的碰撞，减少由于碰撞带来的故障率，提高EPS转向系统的使用寿命。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明助力曲线的示意图；
图2为现有技术助力曲线示意图；
图3为本发明助力曲线示意图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图2所示，为现有技术的助力曲线示意图，横坐标为EPS的扭矩传感器检测到的扭矩大小，纵坐标为EPS通过助力电机提供的助力大小，在现有技术中，EPS的ECU接收到检测的方向盘的扭矩大小信号通过助力曲线查表得到对应的助力大小然后来提供转向助力，当扭矩大于一定值时，提供最大助力并保持下去，这种方式下，保持较大的电动助力会造成在方向盘的左极限、右极限附近，丝杠螺母与轴承压板或推杆套与丝杠钢管法兰面之间以较大的速度进行碰撞，因为提供的较大的助力使得速度较快，这种方式产生的碰撞会影响转向机构丝杠的使用寿命，造成一定影响，损坏转向机构。
针对现有技术的缺陷，本申请提供一种商用车EPS的丝杠末端(丝杠螺母及推杆套)的保护方法，采用调节助力大小的方式提供保护，电动助力系统EPS的ECU中预先设置有助力曲线，助力曲线为助力大小与方向盘扭矩的对应关系曲线；将原有的助力曲线调节成助力大小跟随方向盘扭矩的变大而逐渐变大后再减小。这种方式的原理是当方向盘扭矩越来越大时，说明方向盘接近左极限和右极限，此时如果还是一致按照较高的助力提供，则会在打到左极限或右极限时，丝杠螺母与轴承压板或推杆套与丝杠钢管法兰面之间以较大的力、较快的速度进行碰撞，而由于本申请的助力曲线在扭矩逐渐变大时会助力减小，也就是说在方向盘靠近左极限、右极限时给出的助力变小一部分，这样电机带动的内丝杠的速度、力会变小，从而使得撞击的力变小，从而起到保护作用，由于在左极限、右极限处提供的电动助力减小，使得在靠近左极限、右极限时，此时的内拉杆靠近齿条壳体的速度、力也变小了，从而减小碰撞对于末端的影响，在一定程度起到保护作用。
本申请的通过助力曲线来保护丝杠末端的方式主要在于调节助力曲线，助力曲线是在现有技术中的助力曲线的基础上进行修订，将助力曲线后半部分保持助力不变修改为助力逐渐减小。具体包括：在方向盘由中间位置转至左极限位置或右极限位置的过程中，丝杠螺母靠近轴承压板或推杆套靠近丝杠钢管法兰面，而且此时方向盘的扭矩逐渐变大，预先标定扭矩阈值M，扭矩阈值M作为分界点将主力曲线分为两部分：0-M，M到Mmax，在扭矩0-M其间，方向盘的转动原理左极限和右极限，此时按照现有技术的助力曲线进行助力，也就是说在方向盘扭矩处于0-M期间，助力曲线与现有技术的助力曲线一致，不做修改，均为助力大小跟随扭矩的增大而增大，当扭矩达到M时，对应此时的助力大小为F。当继续向左极限或右极限打动方向盘时，扭矩继续增大，大于M后，助力大小以F为最大值，逐渐减小助力到Fmin，当方向盘达到左极限或右极限时，此时助力对应位Fmin，以Fmin提供转向助力。
在扭矩大于M后，助力大小逐渐减小，具体减小方式可以为乘以减小系数，也就是提供助力大小为F*K，K为预先标定的减小系数，减小系数为与扭矩大小成负相关的。减小系数在方向盘扭矩为M或小于M时，K取值为1，当扭矩从M开始增大时，减小系数跟随扭矩的增大而逐渐减小；其中K与扭矩的减小系数可以按照实际车辆进行实验标定，实验标定以满足转向助力要求同时满足碰撞时力最小，从而可以减少碰撞产生的损坏情况。减小系数k的大小也是可以根据实际需求进行标定，以满足助力的要求以及本申请的减小碰撞力的要求。
在另一个优选的实施例中，通过上述助力曲线的助力大小在靠近左极限和右极限时减少助力的同时为了进一步减少碰撞产生的损伤，可以通过增设缓冲层的方式提供保护，由于减少助力曲线在靠近左极限和靠近右极限时的助力大小只是减少碰撞时的速度和力，只能减小一部分碰撞，为了更加稳定的保护，设置缓冲层可以更加有效的提供保护，通过双重保护的作用，可以更加有效、可靠的实现对于末端的保护，使得碰撞对于末端的影响降至最低，提高使用寿命。缓冲层采用橡胶和或树脂材料，在丝杆末端设置一层缓冲层，缓冲层设置在丝杠螺母与轴承压板或推杆套与丝杠钢管法兰面之间。用于在碰撞时提供缓冲作用，缓冲层采用橡胶、树脂等材料，从而使得在碰撞时可以启动一定的缓冲作用，避免直接撞击的损伤。通过这两种方式的结合来保护丝杠末端可以更加有效地保护转向机构，避免转向机构内的丝杠螺母与轴承压板或推杆套与丝杠钢管法兰面之间的碰撞产生的对使用寿命的影响。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.商用车EPS的丝杠末端保护方法，其特征在于：所述保护方法包括调节助力大小的方式提供保护，所述调节助力大小的方式包括：电动助力系统EPS的ECU中预先设置有助力曲线，所述助力曲线为助力大小与方向盘扭矩的对应关系；所述助力曲线的助力大小跟随方向盘扭矩的变大而逐渐变大后再减小。
2.如权利要求1所述的商用车EPS的丝杠末端保护方法，其特征在于：在方向盘由中间位置转至左极限位置或右极限位置的过程中，扭矩逐渐变大，预先标定扭矩阈值M，在扭矩由0增加到M时，对应的助力大小按照助力曲线逐渐增大，当方向盘扭矩大小阈值M时，EPS提供的助力大小逐渐变小。
3.如权利要求2所述的商用车EPS的丝杠末端保护方法，其特征在于：EPS提供的助力大小逐渐减小包括：扭矩阈值M对应的助力大小F，当扭矩大小M后，EPS提供的助力大小从F开始减小；在扭矩大小M后提供的助力大小为：F*K，其中K为预先标定的减小系数，减小系数K的大小与扭矩大小呈负相关。
4.如权利要求3所述的商用车EPS的丝杠末端保护方法，其特征在于：减小系数K在方向盘扭矩为M时，取1；当扭矩从M开始增大时，减小系数跟随扭矩的增大而逐渐减小。
5.如权利要求1-4任一所述的商用车EPS的丝杠末端保护方法，其特征在于：所述保护方法还包括增加缓冲层的方式提供保护，在丝杠末端设置具有缓冲作用的缓冲层。
6.如权利要求5所述的商用车EPS的丝杠末端保护方法，其特征在于：所述缓冲层设置在丝杠螺母与轴承压板或推杆套与丝杠钢管法兰面之间。
7.如权利要求6所述的商用车EPS的丝杠末端保护方法，其特征在于：所述缓冲层为采用橡胶和或树脂。
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