用于车辆的转向系统技术方案

提供一种用于车辆的线控转向式转向系统，其能够减小或消除齿条在齿条端部处产生的冲击噪声。转向系统的控制单元被配置成根据转向角确定目标被转向角(αt)并驱动转向致动器以使被转向角与目标被转向角一致，并且根据车轮的被转向状态确定目标反作用力(Tt)并驱动反作用力致动器以使反作用力与目标反作用力一致。控制单元还被配置成对目标被转向角设定最大限制(αmC)，该最大限制是小于由转向机构施加的车轮的物理最大被转向角(αmP)的值。加的车轮的物理最大被转向角(αmP)的值。加的车轮的物理最大被转向角(αmP)的值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于车辆的转向系统


[0001]本专利技术涉及一种用于车辆的线控转向式转向系统。

技术介绍

[0002]已知一种用于车辆的线控转向式转向系统，其包括：转向构件，该转向构件例如是被配置成由车辆操作者操作的方向盘；以及转向机构，该转向机构与转向构件机械地分离并且被配置成改变车轮的被转向角。转向机构由产生驱动力的转向致动器驱动以改变车轮的被转向角。反作用力致动器响应于转向操作向转向构件施加反作用力。在先前提出的线控转向式转向系统中，当车速为零并且方向盘的旋转角持续处于与转向机构的齿条端部位置相对应的值超过规定时间段时，控制单元使反作用力致动器产生反作用力。例如参见专利文献1。根据该现有技术，控制单元通过将转向反作用力增大到大于正常值来促使车辆操作者将方向盘从该角度位置(齿条端部位置)转动离开，从而可以减小转向致动器上的负载。
[0003]引用文献列表
[0004]专利文献
[0005][专利文献1]JP2007
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153109A

技术实现思路

[0006]技术问题
[0007]根据专利文献1所公开的专利技术，方向盘的反作用力直到方向盘被操作到与齿条端部位置对应的旋转角之后才变得比通常大，并且保持规定时间段。因此，当以较大的力操作方向盘时，齿条会在齿条端部处产生冲击声。另外，由于转向系统的组成部件的尺寸误差、工厂组装时的组装误差、帮助车辆向前直行的控制单元的控制动作、车辆维护时的对准调节等，方向盘或转向机构的转向中心可能偏离设计的机械中心。在这种情况下，转向中心可能偏离设计的机械中心位置。在这种情况下，在车轮被转向角达到设计最大被转向角之前，齿条可能与齿条端部碰撞。因此，存在改进的空间。
[0008]鉴于现有技术的这种问题，本专利技术的主要目的是提供一种用于车辆的线控转向式转向系统，其能够减小或消除齿条在齿条端部处产生的冲击噪声，并且即使当方向盘或转向机构的转向中心偏离设计的机械中心时，也允许车轮被转向到设计最大被转向角。
[0009]问题的解决方案
[0010]为了实现该目的，本专利技术提供一种用于车辆(2)的转向系统(1)，所述用于车辆的转向系统包括：转向构件(10)，所述转向构件被配置成接收转向操作；转向机构(11)，所述转向机构与所述转向构件机械地分离并且包括齿条，所述齿条经由所述齿条的运动使车轮转向；转向角传感器(21)，所述转向角传感器检测所述转向构件的转向角(β)；被转向角传感器(32)，所述被转向角传感器检测所述车轮的被转向角(α)；转向致动器(12)，所述转向致动器被配置成向所述转向机构提供驱动力；反作用力致动器(13)，所述反作用力致动器
被配置成响应于所述转向操作而向所述转向构件施加反作用力；以及控制单元(15)，所述控制单元被配置成根据所述转向角(β)确定目标被转向角(αt)并驱动所述转向致动器以使所述被转向角(α)与所述目标被转向角一致，并且根据所述车轮的被转向状态确定目标反作用力(Tt)并驱动所述反作用力致动器以使所述反作用力与所述目标反作用力一致，其中，所述控制单元被配置成对所述目标被转向角设定控制最大被转向角(αmC)，所述控制最大被转向角是小于由所述转向机构施加的所述车轮的物理最大被转向角(αmP)的值。
[0011]通过这样将车轮的目标被转向角设定为小于物理最大被转向角的值，即使转向构件以大的力操作，也防止齿条到达齿条端部，从而防止产生冲击噪声。此外，即使当方向盘或转向机构的转向中心偏离设计的机械中心时，车轮也可以被转向到最大被转向角或设计最大被转向角。
[0012]优选地，所述控制单元被配置成产生转向限制反作用力(Ts1)，所述转向限制反作用力(Ts1)限定所述转向构件的与所述控制最大被转向角相对应的最大转向控制限制角(βmC)。
[0013]因此，当车轮的被转向角已经达到目标被转向角的最大限制时，转向限制反作用力被施加到转向构件，使得可以通知车辆操作者车轮的被转向角从施加到转向构件的反作用力达到控制最大被转向角(αmC)。
[0014]优选地，所述用于车辆的转向系统还包括限定所述转向构件的物理最大转向角(βmP)的物理止动器(43)，所述最大转向控制限制角小于所述物理最大被转向角(βmC<βmP)。
[0015]因此，即使在系统故障的情况下，物理止动器也起到限制转向构件旋转的故障安全措施的作用。在正常情况下，由于最大转向控制限制角小于物理最大被转向角，因此即使当车辆操作者以较大的力朝向物理最大被转向角操作转向构件时，转向限制反作用力也以防止转向构件与物理止动器碰撞的方式施加到转向构件。
[0016]优选地，当尽管所述车辆正向前直行但所述被转向角偏离0度时，所述控制单元被配置成校正规定关系，使得当前目标被转向角对应于所述转向构件的零转向角位置(β＝0位置)。
[0017]因此，当尽管车辆正向前直行但被转向角偏离0度时，目标被转向角和转向角之间的关系被校正为使得当转向构件处于β＝0位置时车辆正向前直行。
[0018]优选地，所述控制单元根据所述车辆的横摆率(γ)确定所述车辆正向前直行。
[0019]当车辆的横摆率(γ)基本为0时，控制单元可确定车辆正向前直行。由于目标被转向角和转向角之间的关系可以在车辆的横摆率基本为0时被校正，并且车辆因此正向前直行，所以防止了车辆操作者在正向前直行时感到不适。
[0020]优选地，所述控制单元被配置成校正所述规定关系，使得所述控制最大被转向角(αmC)在两个转向方向上是相同的值。
[0021]因此，当转向构件处于β＝0位置时，使车辆向前直行，而不需要转向系统的性能或特性的任何改变。
[0022]优选地，所述控制单元被配置成校正所述规定关系，使得两个转向方向上的所述控制最大被转向角(αmCL、αmCR)被改变为单独的值，而不改变与两个转向方向上的所述控制最大被转向角(αmC)相对应的所述转向机构(11)的被转向位置。
[0023]由此，即使转向系统的性能或特性有微小的改变，也能够确保在转向构件处于β＝
0位置时车辆向前直行。
[0024]优选地，在改变两个转向方向上的所述控制最大被转向角(αmCL、αmCR)时，所述控制单元改变所述规定关系，使得两个转向方向上的控制最大转向角(βmCL、βmCR)被改变为单独的值，以便对应于所述控制最大被转向角(αmCL、αmCR)的改变。
[0025]因此，即使可能在两个转向方向上的转向角的最大值和被转向角的最大值中引起轻微的差异，并且转向系统的性能可能因此受到轻微的影响，除了刚好在转向范围的限制之前的小角度范围之外，可以在不引起转向印象的任何改变的情况下校正规定关系。
[0026]优选地，在改变两个转向方向上的所述控制最大被转向角(αmCL、αmCR)时，所述控制单元改变所述规定关系，使得被转向的所述车轮的所述被转向角与所述转向构件的所述转向角的传动比在所述两个转向方向之间不同地改变，而不改变所述转向构件的控制最大转向角(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于车辆的转向系统，所述用于车辆的转向系统包括：转向构件，所述转向构件被配置成接收转向操作；转向机构，所述转向机构与所述转向构件机械地分离并且包括齿条，所述齿条经由所述齿条的运动使车轮转向；转向角传感器，所述转向角传感器检测所述转向构件的转向角；被转向角传感器，所述被转向角传感器检测所述车轮的被转向角；转向致动器，所述转向致动器被配置成向所述转向机构提供驱动力；反作用力致动器，所述反作用力致动器被配置成响应于所述转向操作而向所述转向构件施加反作用力；以及控制单元，所述控制单元被配置成根据所述转向角确定目标被转向角并驱动所述转向致动器以使所述被转向角与所述目标被转向角一致，并且根据所述车轮的被转向状态确定目标反作用力并驱动所述反作用力致动器以使所述反作用力与所述目标反作用力一致，其中，所述控制单元被配置成对所述目标被转向角设定控制最大被转向角，所述控制最大被转向角是小于由所述转向机构施加的所述车轮的物理最大被转向角的值。2.根据权利要求1所述的用于车辆的转向系统，其中，所述控制单元被配置成产生转向限制反作用力，所述转向限制反作用力限定所述转向构件的与所述控制最大被转向角相对应的最大转向控制限制角。3.根据权利要求2所述的用于车辆的转向系统，其中，所述用于车辆的转向系统还包括限定所述转向构件的物理最大转向角的物理止动器，所述最大转向控制限制角小于所述物理最...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边芳信，宫川隼人，判治宗嗣，小岛洋介，I，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯普利斯坦股份公司，
类型：发明
国别省市：