[发明专利]主动前轮转向装置的转向响应滞后预防方法及其装置

说明书

技术领域

本申请涉及一种在停止或低速行驶情况下主动前轮转向装置中的预防转向响应滞后(catch-up)的方法和装置。

背景技术

根据车辆速度而以电子方式改变转向传动比的装置被称为主动前轮转向装置(AFS)。具有此转向系统的车辆包括转向传动比变化机构，所述机构由行星齿轮或谐波齿轮构成从而改变驾驶员方向盘输入的输出角度。也就是说，在高速行驶情况下使通过AFS的输出角度小于驾驶员的方向盘输入角度从而提升车辆的驾驶稳定性，并在低/中速行驶情况下使通过AFS的输出角度大于驾驶员的方向盘输入角度从而提升车辆的灵敏度和驾驶便捷性。

考虑周边布局，可以将AFS的致动器安装于转向柱、U形接头(U-joint)或副齿轮(pinion)中，且由于未提供动力辅助，所以致动器会与液压动力转向或电动转向系统一起被应用。

图7为显示了主动前轮转向装置的配置的视图，其中AFS致动器位于转向柱上并且与齿条驱动动力转向系统一起被采用。

所述配置显示了方向盘10、致动器20、电子控制单元(ECU)30、齿条驱动转向传动箱50以及电子稳定性控制器(ESC)，在所述方向盘10中输入驾驶员的转向角度，所述致动器20改变转向传动比，所述电子控制单元30控制致动器20，所述齿条驱动转向传动箱50提供动力辅助，所述电子稳定性控制器通过稳定车辆姿态而根据驾驶员的意愿移动车辆。

图8显示了应用主动前轮转向装置的车辆的效果。

如图8所示的应用主动前轮转向装置的车辆可以显示每个车辆速度下转向传动比主动变化从而提高转向便捷性和驾驶稳定性的效果。另外，如下的两个功能可以额外地实现，第一个功能是：相比于碰撞之前驾驶员想要进行快速转向的情况的避免碰撞转向，通过更迅速地使车辆的前轮转向而辅助避免风险的功能；第二个功能是：在车辆的状态不稳定时，通过与电子稳定性控制器(ESC)协作控制，以使前车轮反向转向从而稳定车辆姿态的功能。

然而，通常地，当车辆停止或在低速状态下被驱动时，主动前轮转向装置在高传动比下被控制以提升驾驶便捷性，且当车辆高速行驶时，主动前轮转向装置在低传动比下被控制以提升行驶稳定性，但是当车辆停止或在低速状态下被驱动时，主动前轮转向装置(AFS)与高传动比接合，结果是在转向结束时会使作用过度且发生转向响应滞后现象，这样会对转向柱产生负面影响。另外，为了解决该问题，在应用电机驱动动力转向(MDPS)的系统中需要提升MDPS电机的性能，结果是会引起额外的研发费用和研发排期。

公开于本背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本申请致力于解决相关技术涉及的上述问题和/或其他问题，并且本申请致力于提供一种主动前轮转向装置的转向响应滞后(catch-up)预防方法，其可以在不增长应用了AFS的车辆的电机驱动动力转向的电机尺寸的情况下，通过主动前轮转向装置(AFS)的控制逻辑，解决在转向结束时由系统性能不足引起的转向响应滞后和过度作用的问题。

在各个方面，本申请提供了主动前轮转向装置的转向响应滞后预防方法，包括：(a)判断在应用主动前轮转向装置的车辆中是否需要动力转向系统的输出；(b)判断方向盘的转向角度是否增加至预设的预定角度或更高；(c)判断副齿轮(pinion)的输入速度是否大于副齿轮的输出速度；以及当(a)、(b)和(c)均满足时，(d)降低主动前轮转向装置的传动比。

一方面，在对是否需要动力转向系统的输出中的判断，可以判断主动前轮转向装置的传动比是否大于1.0。另一方面，在对是否需要主动前轮转向装置的输出判断中，可以判断车辆是否在停止状态下或在具有预定速度或更低的低速状态下。在另一个方面中，预设的预定角度可以为大约300°。

在另一方面中，在降低主动前轮转向装置的传动比时，可以通过将主动前轮转向装置的传动比降低约0.02而设定新的主动前轮转向装置的传动比。在另一方面中，在判断副齿轮的输入速度是否大于副齿轮的输出速度中，副齿轮的输入速度可以通过将方向盘的转向角速度和主动前轮转向装置的传动比相乘而计算得出。

在另一方面中，在判断副齿轮的输入速度是否大于副齿轮的输出速度中，副齿轮的输出速度可以通过利用以下公式而算出：