运转机动车辆的电动力转向系统的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种运转机动车辆(2)的电动力转向系统(4)的方法，该方法具有以下步骤：使用电动力转向系统(4)的转向扭矩传感器(8)检测代表转向扭矩(LM)的值(W)，分析检测的值(W)以确定代表指示电动力转向系统(4)稳定性的稳定性尺度(S)的变量，比较稳定性尺度(S)与极限值(G)，以及如果比较结果是稳定性尺度(S)大于极限值(G)，则输出控制信号(ST)。

【技术实现步骤摘要】
运转机动车辆的电动力转向系统的方法
本专利技术涉及一种运转机动车辆的电动力转向系统的方法。
技术介绍
目前，许多机动车辆具有动力转向系统，动力转向系统用于在机动车辆的停滞转向、操纵期间、或低速行驶时，降低操纵机动车辆的方向盘所需的力。在转向期间，动力转向系统通过液压系统(液压泵、控制器、马达)或电动马达放大由驾驶员施加的用于转向的力来辅助驾驶员。这种电动力转向系统是电辅助力转向系统，其仅在转向运动发生时才起作用。与液压辅助相比，电驱动的一个主要优点是，可以自适应地设计转向、并且转向也可以通过辅助系统叠加。例如，可以根据车辆速度而改变辅助扭矩、以及因而改变方向盘上的力。因此，在快速行驶期间停车和降低转向助力时，可以解决强大的转向助力的目标冲突。转向系统可以用作致动器，用于更广泛的驾驶员辅助任务(例如，第二代电子稳定程序(ESPII)中的自动转向干预、停车、和车道保持辅助等)。另外，可以根据需要正确设计转向助力，即仅在转向过程中有必要时才激活转向助力，与传统的液压转向系统相比这可以节省高达0.25L/100km的燃料。然而，这样的机动车辆的电动力转向系统可能倾向于不稳定、和/或可能使饱和效应(Wind–Up-Effekt)令人厌烦地注目。例如，在具有比例积分(PI)或比例积分微分(PID)行为的调节器中发生饱和效应。在这种情况下，也可以使作为受控系统的输入的受控变量受到限制，但调节器的相关积分分量仍然可以采用更高的值。如果在调节过程中受控变量降低到低于极限值，那么积分分量已经采用了过高的值，例如在控制变量超调的情况下，这个值会延迟消失。控制变量的值延迟达到设定值。所有具有积分行为的调节机构都受到这种影响。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是阐明可以在运转中确保这种电动力转向系统的稳定性的方法。本专利技术的目的通过一种运转机动车辆的电动力转向系统的方法来实现，该方法具有以下步骤：使用电动力转向系统的转向扭矩传感器检测代表转向扭矩的值，分析检测的值以确定代表指示电动力转向系统稳定性的稳定性尺度的变量，比较稳定性尺度与极限值，以及如果比较结果是稳定性尺度大于极限值，则输出控制信号。连续地、或以时间离散的方式检测(例如采样)代表转向扭矩的多个值。例如，在预定的持续时间段内检测多个值。分析这些值的时间曲线以确定稳定性尺度，例如值改变的速度和加速度。通过与极限值的比较可以检测具有的不稳定性，并且可以启用对策。控制信号可以作为警告信号而以声学和/或光学的方式输出，或者可以用作确保稳定性的措施的触发器。因此，在检测到即将发生的不稳定时，可以用一种简单到令人惊讶的方式抵消这种不稳定，并且可以确保电动力转向系统的稳定性，例如有界输入有界输出(BIBO)稳定性或李雅普诺夫(Ljapunow)稳定性。在这种情况下，BIBO稳定性理解为系统的输出信号在输入信号有限的情况下不会超出所有限制，而Ljapunow稳定性理解为意味着非常小的干扰总会保持非常小。根据一个实施例，当存在控制信号时，降低电动力转向系统的放大系数。例如，放大系数决定在电动力转向(EPS)或电动助力转向(EPAS)系统中电动定位马达辅助驾驶员的转向运动的程度，或者从第一增益或放大曲线到第二增益或放大曲线发生多大的变化，其中增益或放大曲线将电动力转向系统的输入变量和当前转向扭矩放大率彼此关联。通过降低放大系数，降低了反馈输出信号的放大率，并且因此抵消了系统的进一步效果。可替代地或者附加地，也可以增加PID调节器的时间常数，即可以减缓PID调节器的响应行为。根据另一实施例，将检测的值的微分作为稳定性尺度计算。微分可以通过例如数值微分获得。因此稳定性尺度指示了转向角度改变的加速度和/或速度。除了一阶微分之外，还可以计算和分析更高阶的微分。此外，本专利技术包括计算机程序产品、和用于机动车辆的这种电动力转向系统、和用于这种动力转向系统的控制单元、和具有这种电动力转向系统的机动车辆。附图说明现在将基于附图解释本专利技术。在图中：图1示出了用于机动车辆的电动力转向系统的示意图；图2示出了图1中所示的电动力转向系统的运转方法顺序的示意图。具体实施方式首先参考图1。示出了机动车辆2的电动力转向系统4，机动车辆2是例如具有机动车辆2的车轮10a、10b的客车，车轮10a、10b在本示例性实施例中是可转向的左右前轮，可以对左右前轮的每一个施加转向角度。电动力转向系统4是电辅助力转向系统，其仅在进行转向运动时才起作用。在本示例性实施例中，电动力转向系统4具有转向扭矩传感器8、电动马达12、和控制单元14。电动马达12在本示例性实施例中是通过程序控制的电动定位马达，其通过旋转方向盘6而辅助和叠加驾驶员的转向运动。转向扭矩LM可以使用转向扭矩传感器8检测。转向扭矩LM是驾驶员的设定点扭矩，即与方向盘6相匹配的扭矩。换言之，转向扭矩LM是驾驶员扭矩实际变量。控制单元14设计成确定驾驶员扭矩设定点变量，并且分析驾驶员扭矩实际变量和驾驶员扭矩设定点变量以提供用于启动电动马达12的定位扭矩。电动力转向系统4可以设计为例如EPS或EPAS系统(EPS＝电动力转向，EPAS＝电动力辅助转向)或者设计为主动前转向(AFS)系统(AFS＝主动前转向)。在EPS或EPAS系统中，电动马达12辅助和叠加驾驶员在转向机构的转向运动。在AFS系统(AFS＝主动前转向)中，叠加由驾驶员施加到方向盘6的转向角，即将驾驶员转向角增加或减少一个角度。通常由控制单元14上的软件基于驾驶员转向角度、转向速度、和车辆速度来确定所需的叠加角度，并且通过电动马达12作为附加角度来实现叠加角度。相比于EPS或EPAS系统，转向传动比在AFS系统中是变化的，但在EPS或EPAS系统中是恒定的。在运转中，例如控制单元14可以利用所存储的放大系数K(K决定了电动马达12例如在EPS或EPAS系统中辅助驾驶员的转向运动的程度)，尽管本示例性实施例也提供了控制单元14可以利用所存储的增益或放大曲线，其中增益或放大曲线将输入变量(例如转向扭矩LM)和当前转向扭矩放大率(即由电动马达12提供的扭矩)彼此相关联。然而，运转中可能会发生不稳定。为了确保电动力转向系统4的稳定性，电动力转向系统4的控制单元14设计为检测代表转向扭矩LM的值W。此外，控制单元14设计为分析检测的值W，以便确定代表稳定性尺度S的变量。此外，控制单元14设计为比较确定的稳定性尺度S与极限值G，并且如果比较结果是稳定性尺度S大于极限值G，则输出控制信号。最后，控制单元14设计为在存在控制信号ST的情况下降低电动力转向系统4的放大系数K。尽管本示例性实施例当存在控制信号ST时也可以停用电动力转向系统4。为此目的，电动力转向系统4(特别是其控制单元14)可以具有硬件和/或软件部件。另外参考图2。在第一步骤S100中，在运转中检测代表转向扭矩LM的多个值W。例如，在预定时间间隔内检测多个值W。在下一步骤S200中，分析检测的值W以确定稳定性尺度S。在本示例性实施例中，变量是检测的值W的一阶微分。在下一步骤S300中，比较所确定的稳定性尺度S(即微分的当前值)与极限值G。如果比较结果是稳定性尺度S大于极限值G，则输出控制信号ST。在下一步骤S400中，在存在控制信号ST的情况下降低电动力转向系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种运转机动车辆(2)的电动力转向系统(4)的方法，具有以下步骤：使用所述电动力转向系统(4)的转向扭矩传感器(8)检测代表转向扭矩(LM)的值(W)，分析所述检测的值(W)以确定代表指示所述电动力转向系统(4)稳定性的稳定性尺度(S)的变量，比较所述稳定性尺度(S)与极限值(G)，以及当比较结果是所述稳定性尺度(S)大于所述极限值(G)时，输出控制信号(ST)。

【技术特征摘要】
2017.02.17 DE 102017202598.01.一种运转机动车辆(2)的电动力转向系统(4)的方法，具有以下步骤：使用所述电动力转向系统(4)的转向扭矩传感器(8)检测代表转向扭矩(LM)的值(W)，分析所述检测的值(W)以确定代表指示所述电动力转向系统(4)稳定性的稳定性尺度(S)的变量，比较所述稳定性尺度(S)与极限值(G)，以及当比较结果是所述稳定性尺度(S)大于所述极限值(G)时，输出控制信号(ST)。2.根据权利要求1所述的方法，其中在存在所述控制信号(ST)时，降低所述电动力转向系统(4)的放大系数(K)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中计算所述检测的值(W)的微分作为所述稳定性尺度(S)。4.一种计算机程序产品，具有用于执行如权利要求1至3中任一项所述的方法的软件组件。5.一种机动车辆(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：托斯滕·克卢格，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US