具有冗余的电子助力转向系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电子助力转向电机传感器冗余系统，包括选择性地为车辆提供第一预定水平的转向助力的无刷电机。第一传感器和第二传感器向电机控制器提供无刷电机的位置信息。用于无刷电机的替代感测系统可在第一传感器和第二传感器至少其一失效时被选择性地使用以向控制器提供无刷电机的位置信息。

【技术实现步骤摘要】
电子助力转向电机传感器冗余
本专利技术总的来说涉及车辆，更具体地，涉及电子助力转向系统。
技术介绍
车辆的助力转向是许多消费者所期待的功能部件，并且其被装配在几乎每一辆乘用车上。消费者已经习惯传统的液压助力转向(HPAS)的失效模式达到典型的失效模式对驾驶员是显而易见的程度。HPAS失效模式通常包含噪音、泄露以及动力转向助力的减小和/或损失。典型地，动力转向助力的损失可通过噪音或泄露抑或是两者来确定。最近，由于市场需求优势仅可由微处理器控制的转向系统提供，传统HPAS系统正在被电子助力转向(EPAS)取代。EPAS系统在功能特点和质量上展现出了优势。EPAS系统每秒钟可多次(例如，每秒钟数百或数千次)监控系统的状态。当检测到问题时，该系统可以起作用并使转向系统进入安全状态。现有系统的缺点包括:安全状态通常去除了助力转向功能本身，而且在去除之前通常没有任何其他征兆。这对于驾驶员而言是相当讨厌和令人心惊的。此外，在分析助力转向系统的失效率时，在车辆平台从液压转换到电动时通常会发现助力失效损失急剧地增加。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种系统，包括用于向车辆提供预定水平的转向助力的无刷电机的替代感测系统，替代感测系统配置成在第一传感器和第二传感器中至少其一不能提供无刷电机位置信息时向控制器提供无刷电机的位置信息。优选地，当利用替代感测系统时，无刷电机提供第二预定水平的转向助力。优选地，替代感测系统检测无刷电机的线圈的back-EMF (反电动势)以确定位置信息。优选地，当利用替代感测系统时，控制器使无刷电机保持运转状态。优选地，控制器使用第一传感器、第二传感器以及替代感测系统中的至少两个来校验无刷电机的位置信息。优选地，当第一传感器的位置信息和第二传感器的位置信息的比较大于预定公差时，控制器采用替代感测系统。优选地，当第一传感器和第二传感器中至少其一被确定为失效时，控制器采用替代感测系统。优选地，当第一传感器、第二传感器和可选的传感系统中的至少两个被确定为失效时，控制器移除转向助力。根据本专利技术的另一方面，提供了一种系统，包括用于向车辆提供预定水平的转向助力的无刷电机的感测系统，感测系统配置有用于激励无刷电机的至少三个线圈的控制器，当提供位置信息的无刷电机传感器失效时，感测系统选择性地确定至少三个线圈中的至少一个的反电动势以提供位置信息。优选地，当无刷电机传感器失效时，控制器减小转向助力。优选地，当控制器接收到传感器失效指示时，控制器采用感测系统。优选地，感测系统检测无刷电机的至少一个线圈的反电动势以确定无刷电机的位置。优选地，当采用感测系统时，控制器将无刷电机维持在运转状态。优选地，控制器使用感测系统和第二传感器校验电机的位置信息。优选地，当传感器、第二传感器和感测系统中至少两个被确定为失效时，控制器移除转向助力。根据本专利技术的又一方面，提供了一种方法，包括:驱动无刷电机以提供转向助力；接收第一电机位置传感器失效的指示；启用感测系统以确定电机的位置；使用感测系统通过确定电机的线圈的反电动势来检测电机的位置；使用感测系统和第二电机位置传感器来校验电机位置；以及利用经校验的电机位置来驱动电机。优选地，还包括:当启用感测系统时，将无刷电机维持在运转状态。优选地，在接收到指示前，以第一预定助力水平驱动电机。优选地，当启用感测系统时，以第二预定助力水平驱动电机。优选地，根据车辆数据调整第二预定助力水平。【附图说明】图1是电子助力转向系统的方框图；图2示出了在电子助力转向系统中提供冗余的示例性程序；图3示出了脱离电子助力转向系统的示例性程序；图4示出了具有电机驱动系统的替代感测逻辑；图5示出了电机驱动和替代感测逻辑；图6示出了用于电子助力转向系统的示例性的匀速运动程序。【具体实施方式】EPAS系统通常具有的核心子系统为电机位置传感器。该子系统可包括独立的电机位置感测元件，这些感测元件相互比较以确保安全运行。现今，这些元件及它们在子系统中的相关电路的失效率占整个EPAS系统失效率的大部分。如本文所描述的，当EPAS系统电机位置感测失效时，可使用替代感测系统解决EPAS系统的安全性和可靠性。改进型系统提供了一种在传感器失效后不太突兀的转向方法，并减小了驾驶员心惊的感觉，而不是完全去除助力转向。图1是电子助力转向系统100的方框图。电子控制单元(E⑶)110可用以控制电子助力转向系统100。ECUllO可通过接口 120与车辆网络通讯。车辆网络通常包括控制器局域网络(CAN)协议，但是可利用任意的网络协议与车辆系统中的其他E⑶通讯。E⑶110还包括车辆转向传感器接口 130，该接口 130配置成通过转向传感器135检测转向位置和/或由驾驶员施加的力。典型的EPAS转向传感器135可包括转向力矩感测或位置感测，且可附接在转向柱上。E⑶110还可包括电机控制140，电机控制140包括驱动逻辑及感测电路和感测逻辑。电机控制140可配置为集成部件，或者其可配置为具有用于电机驱动和感测的部件的分布式系统，这些部件按一定方式安置在EPAS系统中。如本文所示，为简化起见，电机控制140示出为方框。然而，特征功能、处理器和电路不必集成在一起。无刷电机150可由电机控制信号152控制，以定位和控制无刷电机150的运转。正如本文所描述的，无刷电机150示出为三极无刷直流电机。然而，无刷电机150可配置为具有超过三个线圈的多极电机。为感测和/或检测无刷电机150的位置以便通过电机控制信号152恰当地驱动，可使用第一电机传感器160检测无刷电机150的位置。虽然可使用单个位置传感器，但优选地，可在操作期间采用第二电机传感器162核实无刷电机150的位置。然后，第一电机传感器160和第二电机传感器162可用于检查无刷电机150的位置，以防传感器失效导致对无刷电机150的不恰当驱动。第一电机传感器信号161和第二电机传感器信号163可分别通过第一电机传感器160和第二电机传感器162发送至电机控制140。这些信号可被电机控制140和E⑶110接收，以确定恰当的电机控制信号152。电机控制140和/或ECUllO也可比较第一电机传感器信号161和第二电机传感器信号163以判断这两个传感器中任意一个是否失效。如果第一电机传感器160或第二电机传感器162中任意一个已被判定为无效(如，失效)，则替代感测系统170可向电机控制140和/或E⑶110提供替代位置信号171。正如本文所描述的，替代感测系统170可包括对无刷电机150的至少一个线圈进行反电动势(back-EMF)检测(如，相电流检测方法)，从而在第一电机传感器160或第二电机传感器162其中之一已失效时提供替代位置信号171。正如本文所讨论的，第一电机传感器160、第二电机传感器162和/或替代感测系统170可与无刷电机150集成，或者也可能是单独的组件。此外，第一电机传感器160、第二电机传感器162和/或替代感测系统170的检测电路可部分地相对于无刷电机150、电机控制140和/或E⑶110定位，或者也可基本与无刷电机150、电机控制140和/或E⑶110集成。电机控制140可包含电路，包括但不限于用于无刷电机150的每个线圈的高端驱动器和低端驱动器(例如，M0SF本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：用于向车辆提供预定水平的转向助力的无刷电机的替代感测系统，所述替代感测系统配置成在第一传感器和第二传感器中至少其一不能提供无刷电机位置信息时向控制器提供所述无刷电机的位置信息。

【技术特征摘要】
2013.03.04 US 13/784,4461.一种系统，包括: 用于向车辆提供预定水平的转向助力的无刷电机的替代感测系统，所述替代感测系统配置成在第一传感器和第二传感器中至少其一不能提供无刷电机位置信息时向控制器提供所述无刷电机的位置信息。2.根据权利要求1所述的系统，其中，当利用所述替代感测系统时，所述无刷电机提供第二预定水平的转向助力。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述替代感测系统检测所述无刷电机的线圈的back-EMF以确定所述位置信息。4.根据权利要求3所述的系统，其中，当利用所述替代感测系统时，所述控制器使所述无刷电机保持运转状态。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述控制器使用所述第一传感器、所述第二传感器以及所述替代感测系统中的至少两个来校验所述无刷电机的位置信息。6.根据权利要求4所述的系统，其中，当所述第一传感器的位置信息和所述第二传感器的位置信息的比较大于预定公差时，所述控制器采用所述替代感测系统。7.根据权利要求4所述的系统，其中，当所述第一传感器和所述第二传感器中至少其一被确定为失效时，所述控制器采用所述替代感测系统。8.根据权利要求4所述的系统，其中，当所述第一传感器、所述第二传感器和所述可选的传感系统中的至少两个被确定为失效时，所述控制器移除所述转向助力。9.一种系统,包括: 用于向车辆提供预定水平的转向助力的无刷电机的感测系统，所述感测系统配置有用于驱动所述无刷电机的至少三个线圈的控制器，当提供位置信息的无刷电机传感器失效时，所述感测系统选择性地确定所述至...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯特L埃施特鲁特，威廉姆J布尔斯，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US