[发明专利]齿条末端保护方法、装置及电动助力转向系统

说明书

本发明涉及EPS系统领域，提供一种齿条末端保护方法、装置及电动助力转向系统。所述齿条末端保护方法包括：获取方向盘的扭矩信号、转角信号及角速度；判断扭矩信号和转角信号的方向是否一致，若一致，则进入齿条末端保护模式，根据基于不同的所述角速度选取助力限流曲线，输出与当前的角速度及转角信号对应的助力电流限制值，若不一致，则输出助力电机的额定电流值为助力电流限制值；若助力电流限制值大于目标助力电流，则输出目标助力电流为最终助力电流，否则输出助力电流限制值为最终助力电流。本发明可根据方向盘不同角速度选取不同的齿条末端保护范围、助力限流曲线的斜率和最小助力电流限值，可有效降低齿条末端撞击力，并改善驾驶手感。

技术领域

本发明涉及EPS(Electric Power Steering，电动助力转向)系统领域，特别涉及一种齿条末端保护方法、装置及电动助力转向系统。

背景技术

EPS系统将助力电机的驱动力通过传送机构施加至车辆的齿条式转向器以作为辅助力，使齿条左右运动以实现车轮的转动，从而完成车辆转向动作。由此可知，EPS的电动助力转向最终是通过齿条的左右运动来实现的。其中，齿条式转向器具有壳体，而齿条设置在壳体内，齿条的两端穿越壳体且末端连接有内球头拉杆。在方向盘打到极限位置时，齿条在壳体内向左或向右移动，而齿条末端连接的内球头拉杆会撞击壳体。

若内球头拉杆与壳体撞击力过大，一是容易损坏助力总成，二是产生的噪音会造成驾驶员不适，三是方向盘阻力力矩突然增大造成手感不佳。为了防止此类事件，一般在EPS的控制系统中集成齿条末端保护功能，以在齿条末端接近壳体时，通过降低助力电机的助力电流，减小拉杆与壳体的撞击力。

具体地，目前的齿条末端保护策略是，在齿条两端设置保护区域，一旦齿条一端进入任一保护区域，则减小EPS系统输出的助力力矩。但是，这种齿条末端保护策略中设置的保护区域的位置是固定的，驾驶员无论是快打方向盘还是慢打方向盘，都是在固定位置进入齿条末端保护功能，无法根据快打和慢打方向盘灵活进入齿条末端保护。若进入齿条末端保护过早，则会增加驾驶员的负担，若进入过晚，则会引起手感剧烈变化，驾驶体验不佳。并且，这种齿条末端保护策略中，在进入保护区域后，助力电机减少的助力力矩量是基于软件算法计算得出，无法实时更改，从而不能适配不同车况下的驾驶手感。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种齿条末端保护方法，以至少部分地解决上述技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种齿条末端保护方法，包括：获取方向盘的扭矩信号、转角信号及角速度；判断所述扭矩信号和所述转角信号的方向是否一致，若一致，则进入齿条末端保护模式，并在所述齿条末端保护模式下，根据基于不同的所述角速度选取的用于反映所述转角信号与所述助力电流限制值的对应关系的助力限流曲线，输出与当前的所述角速度及所述转角信号对应的助力电流限制值，若不一致，则退出所述齿条末端保护模式，输出助力电机的额定电流值为所述助力电流限制值；若所输出的助力电流限制值大于目标助力电流，则输出所述目标助力电流为最终助力电流，否则输出所述助力电流限制值为最终助力电流。

进一步的，所述助力限流曲线中设置有齿条末端保护角度范围[θ1，θ2]，其中θ1为齿条末端保护开始角度，θ2为齿条末端保护终止角度，并且：在所述转角信号的转角值θ未进入所述齿条末端保护角度范围[θ1，θ2]时，所述助力电流限制值维持在所述助力电机的所述额定电流值；在所述转角值θ进入所述齿条末端保护角度范围[θ1，θ2]后，所述助力电流限制值以固定斜率下降至最小助力电流限值，并在所述转角值θ大于θ2后，维持在所述最小助力电流限值。

进一步的，基于不同的所述角速度选取所述助力限流曲线包括：根据不同的所述角速度选取θ1、θ2、所述最小助力电流限值以及所述固定斜率；其中，所述角速度越大，对应选取的θ1、θ2、所述最小助力电流限值及所述固定斜率绝对值越小。

进一步的，θ1、θ2、所述最小助力电流限值以及所述固定斜率的数值根据实车进行标定。