主动前轮转向装置的转向响应滞后预防方法及其装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 所述配置显示了方向盘10、致动器20、电子控制单元（E⑶)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。
[0006] 图8显示了应用主动前轮转向装置的车辆的效果。
[0007] 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。
[0008] 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。
[0009] 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】
[0010] 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。 [0011] 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。
[0012] -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°。
[0013] 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〇. 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。
[0014] 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：
[0015] 在各个其他方面，本申请提供了主动前轮转向装置的转向响应滞后预防装置，包 括：控制器和主动前轮转向装置，所述控制器通过判断在应用主动前轮转向装置（AFS)的 车辆中是否需要动力转向系统的输出而给出改变传动比的指令，并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，所述主动前轮转向装置根据控制器的指令控制传动 比。
[0016] 在一方面中，预设的预定角度可以为大约300°。在另一方面中，当控制器判断需 要动力转向系统的输出且方向盘的转向角度为预设的预定角度或更大时，控制器可以命令 主动前轮转向装置的传动比降低约〇. 02。在另一方面中，在判断是否需要主动前轮转向装 置的输出中，可以判断主动前轮转向装置的传动比是否大于1.0。
[0017] 如上所述，根据本申请的主动前轮转向装置的转向响应滞后预防方法具有以下效 果或优点。
[0018] 在停止或低速行驶状态下，方向盘被转动直至转向结束，但通过防止转向响应滞 后或过度作用现象，转向感受可以被提升并可以对驾驶员建立可靠性。由于电机性能不需 要为了防止转向响应滞后或过度作用现象而被提升，所以可以节约成本。
[0019] 下面讨论本申请的其它方面和示例性实施方案。
[0020] 应当理解，此处所使用的术语"车辆"或"车辆的"或其它类似术语一般包括机动 车辆，例如包括运动型多用途车辆（SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括 各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电 动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆（例如源于非石油的能源的燃料）。这里所指 的混合动力车是指具有两种或两种以上动力源的车辆，例如同时由汽油驱动和电能驱动的 汽车。
[0021] 下面讨论本申请的上述特征及其它特征。
[0022] 通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实 施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或更为具体地得以阐 明。
【附图说明】
[0023] 接下来将参照某些示例性实施例及其所显示的附图详细地描述本发明的以上和 其它特征，在此之后所给附图仅作为显示的方式，因而对本发明是非限定性的，其中：
[0024] 图1为显示了应用主动前轮转向装置的转向传动比变化效果的图；
[0025] 图2为显示了根据本申请的主动前轮转向装置的示例性转向响应滞后预防方法 的操作过程的流程图；
[0026] 图3A-3D为显示了根据本申请的主动前轮转向装置的示例性转向响应滞后预防 方法中的传动比相比于现有主动前轮转向装置的系统传动比的变化的图；
[0027] 图4为显示了在由已知控制方法驱动主动前轮转向装置时在转向结束时发生转 向响应滞后现象的图；
[0028] 图5为显示了通过测试得到的在发生转向响应滞后现象的部分所需要的齿条推 力值和电机输出值的表；
[0029] 图6为显示了通过