[发明专利]根据车速和方向盘转角确定动力转向系统的齿轮比的方法

说明书

一种用于确定车辆的动力转向系统的齿轮比(VGR)的方法，所述动力转向系统包括确定方向盘转角(Asubgt;v/subgt;)的方向盘和确定齿条位置(Xsubgt;c/subgt;)的齿条，所述齿条位置(Xsubgt;c/subgt;)在下限齿条位置和上限齿条位置(Xsubgt;csup/subgt;)之间变化，齿轮比(VGR)限定齿条位置(Xsubgt;c/subgt;)与方向盘转角(Asubgt;v/subgt;)之间的比值，或者相反，其特征在于，该方法包括定义步骤，在所述定义步骤中齿轮比(VGR)被定义为车速(V1、V2、V3)和方向盘转角(Asubgt;v/subgt;)的函数，使得上限齿条位置(Xsubgt;csup/subgt;)对应于单个上限方向盘转角(Asubgt;vsup/subgt;)。

技术领域

本发明涉及动力转向系统领域，并且更具体地，涉及用于确定动力转向系统的齿轮比的方法，以及包括实施这种齿轮比的动力转向系统的车辆。

背景技术

车辆转向系统的目的是允许驾驶员通过借助于方向盘修改车辆的车轮的定向角(也被称为偏航角)来控制车辆轨迹。车轮的定向角(以下被称为“轮偏转角”)特别与方向盘的角度(以下被称为“方向盘转角”)相关。驾驶员通过在方向盘上施加力来改变方向盘转角。

通常，转向系统包括多个元件，包括所述方向盘、齿条和两个车轮，每个车轮连接到横拉杆。齿条是用来操纵车轮的部件。齿条沿外壳呈现多个位置，随后称为齿条位置。更准确地说，齿条在外壳的两个止挡之间移动，所述止挡限定了下限齿条位置和上限齿条位置，这使得可以达到车轮的最大定向角。例如，已知通过方向盘转角值来指定齿条位置。通常，齿条位置的零点对应于方向盘转角的零点，这允许车辆的直线轨迹。当然，本发明不限于该实施例，齿条位置的零点可以对应于另一个方向盘转角。

在机械或传统类型的电动动力转向系统中，在方向盘和齿条之间存在通常由转向柱制成的机械连杆。因此，通常，方向盘转角的变化与齿条位置的变化之间的比率(以下被称为齿轮比)由机械元件经由小齿轮的齿轮比来确定。

然而，也有带可变齿轮减速的机械类型转向系统，也被称为“主动前转向”，其中齿轮比可以经由软件进行调整。

在没有机械连杆(被称为“线控转向”)的电动动力转向系统中，方向盘与齿条机械分离。在这种情况下，转向系统包括机械上独立于齿条和小齿轮单元的方向盘单元。换句话说，施加到方向盘单元的力不会被机械地传送到齿条单元，反之亦然。

在“线控转向”类型的转向系统中，如同在具有可变齿轮减速的机械类型的转向系统中，经由软件调整方向盘转角的变化与齿条位置的变化之间的比率。因此，可以根据例如齿条的位置和/或车辆的速度来修改齿轮比。

通常，齿轮比在低速时较低以便于车辆操纵，而在高速时较高以提高车辆的可控性。因此，齿轮比是车速的函数。

这种关系所暴露出的缺点是具有上限方向盘转角，其根据车速而变化，如图1所示。实际上，对于每个车速V1、V2、V3，方向盘转角A_v对应于不同的齿条位置X_c。因此，对于不同的上限方向盘转角A_v1sup、A_v2sup、A_v3up，达到固定的上限齿条位置X_csup。换句话说，驾驶员可以根据车辆的速度或多或少地转动方向盘。

这导致对驾驶员驾驶体验的干扰。事实上，在加速期间，驾驶员会感觉到方向盘的扭矩转向效应，即，上限方向盘转角的增加，而在减速时会感觉到回位效应，即，上限方向盘转角的减小。最后，在转向过度失去抓地力(grip)时，很难找到合适的反方向盘转角。

发明内容