齿条末端位置不对称的纠正方法

技术领域

本发明涉及汽车转向系统技术领域，具体涉及一种齿条末端位置不对称的纠正方法。

背景技术

转向系统在设计时会定义好可运行的最大齿条行程与对应的左右端最大的转向角度。齿条运行的极限位置被认定为齿条的机械硬止点，当齿条达到左右末端位置时，此时的齿条已经无法在左右移动，继续移动将会撞击齿条的壳体，由于转向系统最大的齿条力可以达到10KN以上，对于壳体的破坏很大；且由于撞击会带来非常大的噪音，为操作人员带来严重的影响。因此需要在硬止点前设置软止点限位，防止转向系统的齿条末端硬性撞击。

在实际使用场景，由于装配误差与恶劣工况导致的转向中位偏置会使转向系统的左右软止点距离相对行驶中位不对称；例如齿条中位附近对应的角度传感器位置安装误差，OEM产线安装转向系统左右对称性误差，很容易出现转向系统学好的软止点与整车装配后的实际行驶软止点出现偏差，进而影响转向系统的左右行程不一致。当用力撞击齿条末端时，巨大的冲击会带来壳体损坏与刺耳的机械撞击声。撞击齿条末端时，机械结构发生弹性形变，严重的会带来不可恢复的转向卡滞，该场景发生后会影响齿条末端的使用寿命。

通过监控转向系统中齿条的位置，对判断转向系统中齿条末端的寿命有很大帮助；计算齿条位置可以实时的了解齿条是否处于卡滞或处于非预期的转向请求，便于实时反馈不合理的工况给操作人员，使整个转向系统运行更可靠，进而应用的范围较广。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能在终端用户使用转向系统进行大角度转弯的情况下，如何缓解齿条末端的壳体不被破坏与撞击噪音带来的影响，并且同时保证机械结构的设计寿命。

为解决上述技术问题，本发明提供一种齿条末端位置不对称的纠正方法，包括以下步骤：

步骤S1，检测齿条末端位置是否对称，若不对称进入步骤S2；

步骤S2，判断齿条软件中位校准次数是否超过预设阈值，若超过进入步骤S 4，若未超过进入步骤S 3；

步骤S 3，执行齿条软件中位校准，并结束；

步骤S 4，提示重新执行齿条中位标定，并结束。

优选地，在步骤S1中，检测齿条末端位置是否对称的具体方法为：计算齿条实际行程，当齿条实际行程超过预设的齿条行程最小设计值时，判定齿条末端位置不对称，否则判定齿条末端位置对称。

优选地，所述齿条实际行程根据采集的方向盘角度与方向盘输入轴至齿条的的线角传动比计算得到。

优选地，所述齿条实际行程使用电机转角与传动系统输出轴至齿条的线角传动比换算得到的齿条实际行程计算值做冗余校验。

优选地，当判定齿条末端位置不对称后，控制转向系统减少电机助力，或输出反向力矩抵消方向盘输入力矩。

优选地，在步骤S 3中，当满足预设的校准触发条件后，执行齿条软件中位校准。

优选地，所述预设的校准触发条件为车辆处于直行状态。

优选地，判断车辆处于直行状态的方法为：车辆横摆角速度，侧向加速度，转角速度在阈值范围内保持1min。

与现有技术相比，本发明对齿条末端位置的实时监控与校验；通过分析实时校验的齿条位置数据，当转向系统检测到左右齿条末端的齿条位置不对称时，通过齿条软件中位校准，以及及时提示重新执行齿条中位标定的技术方案，规避撞击齿条末端的风险，增加了转向系统的可靠性，进而延长了齿条的使用寿命。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为转向系统中软件中位与行驶4中位偏差示意图；

图2为实施例1的齿条末端位置不对称的纠正方法步骤示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其他优点与技术效果。本发明还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明下述示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。

实施例1

整车上转向系统会有固定的齿条行程，齿条的左右末端形成了齿条硬止点。为了保护齿条末端的硬止点不被破坏，转向系统会增加齿条末端软止点的功能。在齿条末端软止点附近，系统会减少电机的助力，甚至输出反向的电机力来抵消驾驶员转动转向方向盘的输入力矩需求，使齿条运行不到齿条硬止点；软止点的位置是以硬止点作为参考，设置与硬止点一定的安全距离，达到保护齿条硬止点的目标。

转向系统的软止点会在产线下线时通过手动或者自动化程序操作学习完成，此时左右软止点的中间位置即为整车要求的行驶中位。当转向系统经过OEM产线的四轮定位工位时，转向系统会标定相应的软件中位，最理想的情况就是行驶中位与软件中位重合，此时整个转向系统就没有任何转向误差。

如图1所示，实际应用中，存在角度传感器转配误差、产线四轮定位的中位学习误差，还有行驶过程中分体式涡轮打滑导致的软件中位误差、齿条间隙等，都有概率导致行驶中位与软件实际中位发生偏差。此时，由于转向系统的齿条行程是固定的，软止点位置是固定的，当转向到末端时，很大概率会存在齿条末端位置相对于硬止点不对称的情况，会产生撞击硬止点的现象。

如图2所示，本实施例提供一种齿条末端位置不对称的纠正方法，包括以下步骤：

步骤S1，检测齿条末端位置是否对称，若不对称进入步骤S2；

步骤S2，判断齿条软件中位校准次数是否超过预设阈值，若超过进入步骤S 4，若未超过进入步骤S 3；

步骤S 3，执行齿条软件中位校准，并结束；

步骤S 4，提示重新执行齿条中位标定，并结束。

在步骤S1中，检测齿条末端位置是否对称的具体方法为：

计算齿条实际行程，齿条实际行程根据采集的方向盘角度与方向盘输入轴至齿条的的线角传动比计算得到。优选地，同时使用电机转角与传动系统输出轴至齿条的线角传动比换算得到的齿条实际行程计算值做冗余校验。

当齿条实际行程超过预设的齿条行程最小设计值时，判定齿条末端位置不对称，否则判定齿条末端位置对称。

具体示例如下：

以齿条行程100mm为例，左右硬止点之间的行程距离即为100mm，设置两端软止点至硬止点的距离分别为5mm，实际左右软止点的软件齿条行程为90mm，半个软件齿条行程为45mm。假设软件中位相对行驶中位右偏5mm，当操作人员摆正方向，右边的齿条实际行程计算值50mm超过了半个软件齿条行程最小设计值45mm，判定齿条末端位置不对称。其中齿条实际行程的计算值50mm是依据方向盘角度与线角传动比i 1(25mm/rev为例)得到的；假设方向盘从行驶中位转至右末端需要转两圈整，齿条行程的计算值等于2rev*25mm/rev，即为50mm。

优选地，当判定齿条末端位置不对称后，控制转向系统减少电机助力，或输出反向力矩抵消方向盘输入力矩，并提醒操作人员齿条将要撞击齿条末端。

优选地，在步骤S 3中，当满足预设的校准触发条件后，执行齿条软件中位校准。所述预设的校准触发条件为车辆处于直行状态。具体的判断车辆处于直行状态的方法为：车辆横摆角速度，侧向加速度，转角速度在阈值范围内保持1min。具体地，当满足预设的校准触发条件，逐步调整齿条软件中位向行驶中位靠拢，用来缓解齿条末端位置不对称的现象。

通过执行齿条软件中位校准使齿条末端位置相对软件中位对称；达到保护齿条末端硬止点的目标。在进行角度校准的过程中，软件中位校准从激活到退出确定为一次校准，转向系统会记录成功校准的次数，并将其存储在软件的非易失存储区域。

若校准次数超过预设阈值，执行步骤S 4，提示重新执行齿条中位标定。具体地，以故障码的形式提醒操作人员前往4S店，进行软止点的清除操作，并重新进行个性化的四轮定位、标定行驶过程中的软止点与软件中位；达到保护齿条末端硬止点的目标。

以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。