本发明专利技术涉及转向系统技术领域，具体的说是一种末端平衡点稳定与调节的方法。一种末端平衡点稳定与调节的方法，包括EPS末端保护控制系统，EPS末端保护控制系统内设有信号获取及处理模块，其特征在于：在EPS末端保护控制系统中增加调节器模块、稳定器模块，具体方法如下：S1，信号获取及处理；S2，稳定器模块进行稳定力的输出；S3，调节器模块进行调节力的输出。同现有技术相比，提供一种末端平衡点稳定与调节的方法，用于解决取消了末端保护位置标定环节的产线中用户在车辆下线后自学习新的末端保护距离位置时引发的末端震荡问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及转向系统，具体的说是一种末端平衡点稳定与调节的方法。
技术介绍
1、电动助力转向系统在工作过程中，为了防止驾驶员方向盘打到末端齿条撞击机械止点从而造成齿条损坏，在软件功能中会设计末端保护功能，末端保护功能会在距离齿条末端一定距离内调节电机助力，保护齿条不会撞到机械止点。末端保护功能中的齿条末端保护距离决定了转向系统在末端的手感。
2、在现有的末端保护算法中，齿条末端保护距离由实车标定工程师在实车上标定得到；在电动助力转向系统产线上，齿条末端保护距离由标定工程师在产线上标定好，下线后该末端保护距离不变。而在当下一些新的产线中，为了提高产线效率，节省产线布置资源，取消了在产线上进行左右末端保护起点位置的标定步骤，设定了用户在车辆下线后可自学习新的末端保护距离位置。在这种新的产线中，通常会在产线上设定一个初始的末端保护起点位置，用户在车辆下线后重新学习末端保护起点位置只能往靠近末端的方向学习。这种设定初始末端保护起点位置的方法很难保证初始值是适合当前车辆的，因此，现有的末端保护算法也很难保证末端的手感，在末端冲击时会发生末端震荡，造成不好的用户体验。因此有必要设计一种末端平衡点稳定与调节的方法，在预设定初始末端保护起点位置的情况下，保证末端的手感，避免末端震荡现象的发生。
3、如图1所示，用户自学习末端的产线中设置的末端保护起点到齿条末端的长度l1占齿条从中心位置到末端位置长度l2(即齿条半行程长度)的10％。例如齿条单边行程为550deg，则设定的初始末端保护起点位置为495deg。
>4、标定工程师在车辆下线前的软件研发阶段对于末端手感调试是基于末端固定的位置做的。助力曲线特性如图2所示。对图2种名词解释如下，后文提到相同概念会以此名称简称：5、1、软件模拟止点：软件层面定义的一个虚拟止点，在齿条从末端保护起点到达该止点之前，助力特性符合弹簧阻尼系统特性；在到达该止点及之后，助力保持最小(不变)；
6、2、机械止点：齿条末端位置；
7、3、末端保护起点：软件模拟止点向末端方向长度占齿条半行程长度5％的位置点；
8、4、末端保护范围：从同一侧末端保护起点到同一侧机械止点之间的范围。
9、基于图2电机助力特性，在末端保护范围内，电机助力力矩的减小量与齿条到末端保护起点的距离成正比，并且要求方向盘在受力平衡时最终能趋于稳定，因此要具有一定的阻尼特性。所以具有末端保护功能的电机助力特性符合标准的弹簧阻尼系统特性。
10、图2所示的助力特性是标定工程师基于一套符合最优手感要求手力并且在固定末端位置下标定出来的电机助力特性。换言之，在该套标定手法的结果之下，齿条稳定在不同受力平衡位置时，在电机助力特性及eps阻力特性确定的情况下，实际上手力的特性也被框定在一定范围内了。这种情况下，当使用新的产线，即允许用户在车辆下线后学习新的末端保护距离时，电机助力特性发生改变，从而力的平衡位置就改变了。原因为：在车辆下线之前，在产线上确定了一个初始的末端保护起点位置，该初始位置到齿条末端的长度l1大概占齿条从中心位置到末端位置l2的10％，而标定工程师所基于的固定位置通常为到齿条末端长度l3大概占齿条从中心位置到末端位置l2的3％-5％，如图4所示，以左侧末端为例。因此初始的末端起作用位置是提前的。但是末端保护起点位置提前，意味着弹簧阻尼系统的弹簧原长变长了，如图5所示，以左侧末端为例，其中，fassist表示不具有齿条末端保护功能的电机助力，ftlc表示具有末端保护功能的电机助力，fspring表示弹簧阻尼系统的弹簧力(如图5中的fspring_1、fspring_2)，fdamp表示弹簧阻尼系统的阻尼力(如图5中的fdamp_1、fdamp_2)，ftlc＝fassist-fspring-fdamp，没有末端保护功能的情况下ftlc＝fassist。弹簧原长变长时，齿条同样是移动到a位置时，弹簧形变量就不同了。在距离齿条末端位置占从中心位置到末端位置的3-5％和10％两种情况下，弹簧的原长变长了。当齿条在两种情况下都运动到a位置，第一种情况的弹簧压缩量是小于第二种情况的弹簧压缩量的。在第一种情况下(距离齿条末端位置占从中心位置到末端位置的3-5％)，齿条稳定在a位置时，有：ftbt_1+ftlc_1＝f1_1。
11、在第二种情况下(末端保护起点位置提前，即距离齿条末端位置占从中心位置到末端位置的10％)，齿条稳定在a位置时，有：ftbt_2+ftlc_2＝f1_1。
12、显然，第二种情况弹簧形变量更长，弹簧力有fspring_2>fspring_1，两种情况同样运动到a位置时，不具有齿条末端保护功能的电动助力fassist不变，fdamp两种情况均为0，因此有ftlc_2<ftlc_1，又因为同样移动到a位置反力f1_1不变，所以ftbt_2>ftbt_1。
13、如图6所示，以左侧末端为例进一步的解释说明。通过图6可直观看出，当稳定在a位置时，第二种情况下的ftlc_2比第一种情况下的ftlc_1更小，而两种情况下eps反力相同，因此第二种情况下的手力ftbt_2比第一种情况下的手力ftbt_1更大。
14、由于标定工程师是基于第一种情况，即距离齿条末端占从中心位置到末端位置的3-5％的情况下标定的手感特性，那么在第二种情况下，即距离齿条末端占从中心位置到末端位置的10％的情况下想要达到靠近a的位置，就需要更大的手力。
15、如果缓慢打，由于动能较低，在反力与手力加电机助力之和平衡的时候，方向盘静止，打不到a位置且手力在驾驶员可承受范围内不会回弹。但是当高速打方向盘时，一瞬间齿条冲击到a位置，达到反力大于助力与正常驾驶手力之和时，反向加速度最大，从而下一瞬间方向盘弹回，造成末端震荡。如图7所示，这是末端保护起点位置提前时末端震荡的末端位置图及末端力图。
技术实现思路
1、本专利技术为克服现有技术的不足，提供一种末端平衡点稳定与调节的方法，用于解决取消了末端保护位置标定环节的产线中用户在车辆下线后自学习新的末端保护距离位置时引发的末端震荡问题。
2、为实现上述目的，设计一种末端平衡点稳定与调节的方法，包括eps末端保护控制系统，eps末端保护控制系统内设有信号获取及处理模块，其特征在于：在eps末端保护控制系统中增加调节器模块、稳定器模块，具体方法如下：
3、s1，信号获取及处理：根据转向系统中的扭矩角度传感器获取转向角度与方向盘扭矩；根据转向系统中的转向角度确定经减速机构及齿轮齿条啮合机构转换下的等效齿条位移、齿条速度、齿条加速度；根据转向系统中的方向盘角度确定等效的齿条末端位置；根据转向系统中的通用eps控制策略获取电机等效在齿条的驱动力、通用的末端保护起作用位置、软件模拟的末端位置；
4、s2，稳定器模块：依据方向盘角度、方向盘转速、方向盘扭矩、电机助力、转向机构相关机械参数，通过齿条运动趋势估算、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种末端平衡点稳定与调节的方法，包括EPS末端保护控制系统，EPS末端保护控制系统内设有信号获取及处理模块，其特征在于：在EPS末端保护控制系统中增加调节器模块、稳定器模块，具体方法如下：
2.根据权利要求1所述的一种末端平衡点稳定与调节的方法，其特征在于：所述的稳定器模块的具体工作流程如下：
3.根据权利要求1所述的一种末端平衡点稳定与调节的方法，其特征在于：所述的调节器模块的具体工作流程如下：
4.根据权利要求2所述的一种末端平衡点稳定与调节的方法，其特征在于：所述的动力学模型的方程为：其中，Ftbt为驾驶员输入扭矩转换至齿条的驱动力，Ftlc为电机助力转换至齿条的驱动力，F1表示车辆前轴载荷、轮胎手力及摩擦下的转向阻力，M为齿条质量，x为齿条位移，Br为齿条移动阻尼系数。
5.根据权利要求2所述的一种末端平衡点稳定与调节的方法，其特征在于：所述的机械传动比σ1和机械传动比σ2为同一个数据，表示方向盘运动转换到齿条运动的机械传动比；所述的机械传动比σ3与机械传动比σ1、机械传动比σ2为不同数据，机械传动比σ3表示助力电机运动转换到齿条运动的机械传动比。
6.根据权利要求3所述的一种末端平衡点稳定与调节的方法，其特征在于：当齿条受力平衡并达到稳定时，有：Ftbt+Ftlc＝F1；其中，F1在没有撞到齿条末端之前，其转向助力变化特性不变；撞到末端时，F1会骤然变大。
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【技术特征摘要】
1.一种末端平衡点稳定与调节的方法，包括eps末端保护控制系统，eps末端保护控制系统内设有信号获取及处理模块，其特征在于：在eps末端保护控制系统中增加调节器模块、稳定器模块，具体方法如下：
2.根据权利要求1所述的一种末端平衡点稳定与调节的方法，其特征在于：所述的稳定器模块的具体工作流程如下：
3.根据权利要求1所述的一种末端平衡点稳定与调节的方法，其特征在于：所述的调节器模块的具体工作流程如下：
4.根据权利要求2所述的一种末端平衡点稳定与调节的方法，其特征在于：所述的动力学模型的方程为：其中，ftbt为驾驶员输入扭矩转换至齿条的驱动力，ftlc为电机助力转换至齿条的驱动力，...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱永申，张泽鑫，胡辉，苏哲军，谢添伟，
申请(专利权)人：博世华域转向系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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