[發明專利]用于電動伺服轉向器的安全裝置

有效

• 申請號: 201080044813.0
• 申請日: 2010-09-14
• 公開（公告）號: CN102574540A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 伊姆雷·拜紐;伊姆雷·塞派希;亞當·瓦爾加
• 申請（專利權）人: 蒂森克魯伯普雷斯塔股份公司
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;田軍鋒

技術領域

本發明涉及一種用于具有帶有權利要求1前序部分的特征的電動助力輔助的轉向系統的控制方法。

背景技術

具有電動伺服輔助裝置的機動車輛轉向器通常具有轉向柱，該轉向柱通過轉向傳動裝置與機動車的轉向輪連接。該轉向柱包含用于駕駛員導入到轉向器中的轉矩的轉矩傳感器。此外，設有電動伺服馬達，該伺服馬達通過減速器驅動轉向傳動裝置，并且在轉向過程中輔助駕駛員。控制是必需的，由此伺服馬達精確地產生對于實現確定的轉向特性而言必要的輔助力。例如應在低速度和高轉矩的情況下產生高的輔助力，以便在停車時減輕駕駛員負擔，并且在更高速度和低轉矩的情況下應產生低輔助力，從而使駕駛員獲得直接的轉向感覺。一個非常重要的方面在于，傳感器、調控器或者電動馬達的故障不導致電動馬達執行非期望的和非期待的轉向過程。

因此，對于控制而言，通常的任務在于，提供電動伺服轉向器的防干擾的功能。德國專利文獻DE?100?636?05?B4提出，通過驅動器控制電動馬達。附加地設有用于限制電動馬達的驅動的驅動器限制機構。該驅動器限制機構在故障已識別的情況下完全關閉馬達驅動器。這在行駛運行中相應于伺服輔助裝置的完全的和突然的停止。這可能會刺激駕駛員。

德國公開文獻DE?198?21?220?A1提出，以上極限值限制馬達電流。應以這種方式防止輔助力的過大。該界限基于反電動勢來確定。然而由此不能自我補償在控制器中的波動。波動可歸結于不同的原因。駕駛員例如可能不必要地來回運動方向盤。街道表面可能具有將相應的干擾量導入到受控系統中的不平整部。機動車的轉向輪可能具有不平衡度，該不平衡度同樣產生周期性干擾。這樣的波動不能通過限制馬達電流來補償。該文獻也沒有提出馬達電流的下限，從而使得輔助扭矩可能變為零。這相應于伺服輔助裝置完全和突然停止的上述情況。

類似的解決方案在美國專利US?6,404,156B1中描述。在這里，通過馬達電流的上極限值和下極限值引起輔助力的限制。在本身包括不同的傳感器(轉矩傳感器，速度傳感器)、帶有相位補償的助推器、馬達驅動器和伺服馬達的電子調控鏈中，在助推器和相位補償的級中不預設限制地處理傳感器值并且將其傳送給驅動器。該驅動器限制用于驅動電動馬達的調控信號的值范圍，以便避免過高和過低的馬達電流，進而避免過高和過低的輔助扭矩。

根據所描述的現有技術的轉向器具有如下行駛動力學上的限制：

根據DE?100?636?05?B4和DE?198?21?220?A1的轉向器限制了在確定的行駛情況下可能的馬達電流的值范圍，由此也限制了最大可能馬達功率進而最大的伺服輔助。在極限情況下，例如在拐彎或者對轉向輪的極端的不可預見的影響的情況下，這可導致在方向盤上出現比實際上基于行駛情況和伺服馬達在技術上可用的功率而需要的手動扭矩更高的手動扭矩。因此轉向器在一些情況下沒有利用到助力設備的整個動態性能范圍。

相應于根據US?6,404,156B1的轉向器的另一實施例，依據確定的參數限制傳感器信號，所述傳感器信號由轉向器的轉矩傳感器發送給轉向器的調控器。由此，丟失例如可當駕駛員以非常高的手動扭矩操縱方向盤(拐彎)或者當外界影響作用在轉向器上(坑洼，碰到路邊的石頭，輪胎突然受損)時出現的關于轉矩傳感器的極限值的信息。由于前述被限制的傳感器信號，調控器不能識別這樣的狀況，進而不能適當地做出反應。在所述情況中，適當的反應是輔助轉矩升高至技術上可能的最大值，以便將方向盤上的手動扭矩保持在預設的界限內。當在調控器之前限制傳感器信號的情況下，這是不可能的。因此，該轉向器也沒有利用到伺服驅動器的整個技術上可用的動態性能范圍。

發明內容

因此本發明的任務在于，提供一種用于電動伺服轉向器的控制方法，該控制方法即使在緊要的轉向情況下也獲得行駛穩定性并且提高容許誤差。尤其應提供一種用于電動伺服轉向器的控制，該控制能完全地利用伺服驅動器所具有的動態性能范圍并且對控制振蕩不敏感。

該任務由具有權利要求1特征的控制方法解決。在其他權利要求中描述了本發明的有利的擴展構型。

在具有電動助力輔助裝置的轉向系統的控制方法中，包括：

-控制機構，例如方向盤，該方向盤可由駕駛員控制，

-電動助力馬達，

-電調控單元，該電調控單元包含用于存儲數字數據的存儲器，

-馬達驅動單元(馬達控制器)，該馬達驅動單元基于傳達到馬達驅動單元的目標馬達轉矩來確定用于控制助力馬達的電信號并且發送到助力馬達，

-至少一個傳感器裝置，所述傳感器裝置用于確定引入到調控機構中的調控量，例如手動扭矩，