电力辅助的转向系统技术方案

一种电力辅助的转向装置，包括操作地连接到转向机构的电机(1)；适于产生指示由转向机构的一部分承载的转矩的转矩信号(Tcol)的转矩信号发生器(6)，用于产生指示方向盘或转向柱的角位置的柱位置信号(Ncol)的柱位置信号发生器(10)以及适于接收由感测部件产生的信号并从中产生表示要由电机施加到转向机构的转矩的转矩要求信号的信号处理单元(7)。信号处理单元(8)包括：输出辅助转矩信号的第一信号处理电路(12)；第二信号处理电路(13)，在使用中第二信号处理电路在车辆的方向盘远离中心位置移动一段时间后方向盘朝中心位置返回移动的情况下向第一处理电路的输入信号和输出信号当中的至少一个施加附加偏移转矩，在方向盘从中心位置移开的情况下附加偏移转矩减小或不被施加；以及适于从辅助转矩信号产生转矩要求信号(8)的转矩要求信号发生电路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及这样一种类型的电力辅助的转向系统，其中电机适于向诸如转向柱之类的转向组件施加辅助转矩，以便减少驾驶员控制车辆所需的努力。
技术介绍
在简单的电力辅助转向系统中，提供了被布置为使得转向柱中的转矩水平能够被测量的转矩传感器。根据这种测量，控制器计算指示要由附连到转向柱的电机生成的转矩的转矩要求信号的值。电机向柱施加与驾驶员要求的相同意义的转矩，从而减少转动方向盘所需的努力。在典型的装置中，转向柱转矩和辅助转矩之间的关系由助力曲线(boost curve)设置。这是柱转矩与辅助转矩之间的映射，其中对于给定的输入转矩，定义乘数值，该乘数值确定输入信号要乘上的量。为了施加助力，用于给定的输入转矩的乘数的值将不是统一的1.0。例如，如果乘数是2.0，则输出辅助转矩将是测量的转矩的两倍，如果乘数是0.5，则输出辅助转矩将是测量的柱转矩的一半。代替乘数，还有可能利用查找表来限定输入转矩与辅助转矩之间的关系，或者以任何其它方便的方式来限定两者的关系。然后，助力曲线将被硬编码到查找表中。
技术实现思路
根据第一方面，本专利技术提供了电力辅助的转向系统，其包括将方向盘操作地连接到车辆的车轮的转向机构，以及操作地连接到该转向机构的电机，其中方向盘具有与车辆向前直行的移动相对应的中心位
置；适于产生指示由转向机构的一部分承载的转矩的转矩信号的转矩信号发生器、用于产生指示方向盘或转向柱的角位置的柱位置信号的柱位置信号发生器以及适于接收由感测部件产生的信号并从其产生表示要由电机施加到转向机构的转矩的转矩要求信号的信号处理单元，其中信号处理部件包括：第一信号处理电路，其接收依赖于转矩信号的输入信号并输出辅助转矩信号，第一信号处理电路的输入与输出之间的关系由助力曲线限定，第二信号处理电路，在车辆的方向盘远离中心位置移动一段时间后方向盘朝中心位置移回的情况下，该第二信号处理电路在使用中向第一处理电路的输入信号和输出信号当中的至少一个提供附加偏移转矩，在方向盘从中心位置移开的情况下该附加偏移转矩减小或不被施加；以及转矩要求信号发生电路，其适于处理辅助转矩信号，以产生转矩要求信号。因此，本专利技术从电机施加与方向盘的限定的移动相对应的附加量的辅助转矩。申请人已经理解到，这种限定的范围是驾驶员已进入恒定半径转弯的可靠指示。离开中心的初始移动对应于在进入转弯时方向盘加载(wheel loading up)，而朝中心返回的移动发生在驾驶员放松他们施加到已感觉到转向加载的方向盘上的力时。在实践中，这种返回将通过非常小的角度(1或2度的柱角度或更小)，这是几乎所有驾驶员在恒定拐角时都会碰到的，尽管他们不会自觉地意识到这一点。附加偏移或“保持”转矩有助于驾驶员“保持”拐角，从而减少他们为了对抗由车辆在拐角周围的移动施加到转向的扭转力而需要施加的转矩的量。在实践中，通过在驾驶员进入拐角之后(如通过他们放松一点他们施加的转向角所指示的)施加该转矩，在很大程度上这会被驾驶员忽视。因此，它不会在进入拐角时破坏加载时转向的感觉，从而减少驾驶员所需的努力，但仍保留良好的转向感。信号处理部件可以适于检测从转向朝中心移回到转向从中心移开的过渡，并且可以在转向从中心移开时减小偏移转矩，直到它达到零，其后当转向从中心进一步移开时施加零偏移转矩。它可以线性减小。信号处理还可以适于检测从转向从中心移开到转向朝中心移回的过渡，并且可以在转向朝中心移回时线性增加偏移转矩，直到它达到映射的偏移转矩值，其后在转向朝中心进一步移回时遵循转矩映射。它可以线性地增加。它可以以与当转向从中心移开时它减小的速率相等且相反的速率增加。如果转向柱移动得不够远不足以到达映射，当移动回中心时，或者对于达到零的偏移转矩，由斜坡(ramp)限定的偏移转矩将继续被使用，直到转向已经移动这样的时间。斜坡可以独立于车辆速度并独立于柱转矩。所施加的偏移的量还可以独立于由转矩传感器测得的柱转矩。因此，信号处理电路可以作为转向角的函数逐渐增大和减小偏移转矩。这提供了高度可重复的转向感。信号处理部件检测转向的移动方向的改变，并且可以通过在限定的时间间隔处存储转向位置的值并且比较当前值与先前的值来做这件事。第一信号处理部件可以使用助力曲线，该助力曲线包括期望的辅助转矩到输入信号值的映射，增益随着输入信号值的增加线性或非线性地增加。输入信号值将通常是柱转矩或者在适当的时候是柱转矩加上附加转矩量值。由该装置产生的辅助转矩将或者是从助力曲线输出的值，或者是那个值加上施加到助力曲线的输出的任何附加偏移转矩。当然，可以提供对信号的进一步处理以获得最终的辅助转矩值。当附加量的保持或偏移转矩在助力曲线之前施加时，这将增加施加到助力曲线的输入信号的值，然后增加的输入信号将由助力曲线来助力。实际上，助力曲线“看到更大的柱转矩”，然后确实如此，并且就好像驾驶员已经对柱施加了比他们实际施加的更大的转矩，从而
给予更多的辅助。当附加偏移转矩在助力曲线之后施加时，附加转矩增加从助力曲线输出的信号的值以产生修改后的辅助转矩信号，该修改后的辅助转矩信号被用来产生电机转矩要求信号。在每种情况下，净效果是针对由驾驶员施加的给定转矩由电机施加的转矩的值的增加以及由此驾驶员为了在拐角保持轮子而需要施加的转矩量的减小。第二处理部件也可以适于向输入信号或输出信号或两者施加一定量的偏移转矩，并且在每种情况下所施加的量可以是角位置信号的值的函数。通过这种方式，我们的意思是它可以随柱位置的改变而改变。它可以向施加到助力曲线和来自助力曲线的输入信号和输出信号施加不同量的偏移转矩。在每种情况下，偏移可以被附加地施加到转矩信号。第二信号处理可以仅向输入信号、仅向输出信号或者向输入和输出信号两者施加附加偏移转矩。当向助力曲线的输入信号和输出信号施加附加转矩时，施加到每一者的附加转矩的量可以被调整，使得在低车速时，相对较多的偏移转矩被施加到输入信号并且较少的偏移转矩被施加到输出，以实现辅助转矩的给定增加，并且在较高的车速时，相对较多的偏移转矩被添加到输出并且较少的偏移转矩被添加到输入，以实现辅助转矩的相同的给定增加。因此，该装置可以包括车辆速度传感器，其产生指示车辆的速率的输出，并且第二信号处理电路可以被布置为接收速率信号并且对输入或输出或两者施加附加的助力，其中附加的助力是速率信号的值的函数。第二处理部件可以对助力曲线的低于阈值速度的输入但不对助力曲线的输出施加附加保持转矩，并且可以切换成对助力曲线的高于阈值的输出但不对高于阈值的输入施加附加保持转矩。申请人已经发现，在一些情况下，在低速时在输入处施加附加转矩是有益的，因为它对转向返回中心的能力具有最小影响，尤其是当
助力曲线具有接近中心位置的死区(dead band)时。另一方面，他们已经发现，在较高的车辆速度时向输出施加助力可以是有益的，因为它可以改善在较高的车辆速度时更为重要的返回特性的线性度。第二处理电路可以根据转向角位置到偏移转矩的预定义映射来确定要添加到输入(或输出)的附加偏移转矩的大小。一旦转向已经从中心移开至少设定的量，第二信号处理部件就可以只施加附加转矩，从而在将在其处不施加附加转矩的中心位置的周围创建死区，而不考虑方向盘的移动方向。作为替代，该量可以持续地越过限定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力辅助的转向装置，包括将方向盘操作地连接到车辆的车轮的转向机构以及操作地连接到所述转向机构的电机，其中所述方向盘具有与车辆向前直行的移动相对应的中心位置；适于产生指示由所述转向机构的一部分承载的转矩的转矩信号的转矩信号发生器、用于产生指示所述方向盘或转向柱的角位置的柱位置信号的柱位置信号发生器以及适于接收由感测部件产生的信号并从中产生表示要由所述电机施加到所述转向机构的转矩的转矩要求信号的信号处理单元，其中所述信号处理装置包括：第一信号处理电路，所述第一信号处理电路接收依赖于转矩信号的输入信号并输出辅助转矩信号，第一信号处理电路的输入与输出之间的关系由助力曲线限定，第二信号处理电路，在使用中所述第二信号处理电路在车辆的方向盘远离中心位置移动一段时间后方向盘朝中心位置移回的情况下向第一处理电路的输入信号和输出信号当中的至少一个提供附加偏移转矩，在方向盘从中心位置移开的情况下所述附加偏移转矩减小或不被施加；以及转矩要求信号发生电路，所述转矩要求信号发生电路适于从辅助转矩信号产生转矩要求信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.08 GB 1317766.21.一种电力辅助的转向装置，包括将方向盘操作地连接到车辆的车轮的转向机构以及操作地连接到所述转向机构的电机，其中所述方向盘具有与车辆向前直行的移动相对应的中心位置；适于产生指示由所述转向机构的一部分承载的转矩的转矩信号的转矩信号发生器、用于产生指示所述方向盘或转向柱的角位置的柱位置信号的柱位置信号发生器以及适于接收由感测部件产生的信号并从中产生表示要由所述电机施加到所述转向机构的转矩的转矩要求信号的信号处理单元，其中所述信号处理装置包括：第一信号处理电路，所述第一信号处理电路接收依赖于转矩信号的输入信号并输出辅助转矩信号，第一信号处理电路的输入与输出之间的关系由助力曲线限定，第二信号处理电路，在使用中所述第二信号处理电路在车辆的方向盘远离中心位置移动一段时间后方向盘朝中心位置移回的情况下向第一处理电路的输入信号和输出信号当中的至少一个提供附加偏移转矩，在方向盘从中心位置移开的情况下所述附加偏移转矩减小或不被施加；以及转矩要求信号发生电路，所述转矩要求信号发生电路适于从辅助转矩信号产生转矩要求信号。2.如权利要求1所述的电力辅助的转向装置，其中所述信号处理装置适于检测从转向朝中心移回到转向从中心移开的过渡，并且当转向从中心移开时，在检测到所述过渡后减小偏移转矩，直到偏移转矩达到零，之后当转向进一步从中心移开时施加零偏移转矩。3.如权利要求1或权利要求2所述的电力辅助的转向装置，其中所述信号处理装置适于检测从转向从中心移开到转向朝中心移回的过渡，并且当转向朝中心移回时，在检测到所述过渡后线性地增加偏
\t移转矩，直到达到映射的偏移转矩值，之后在转向进一步朝中心移回时遵循转矩映射。4.如前面任何一项权利要求所述的电力辅助的转向装置，其中所述信号处理装置通过以限定的时间间隔存储转向位置的值并且比较当前值与先前的值来检测转向的移动方向的改变。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·P·法拉利，
申请(专利权)人：TRW有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB