电力转向系统的改进技术方案

一种电力辅助转向系统，包括第一部分和第二部分，第一部分在使用中确定指示转向部件的位置的第一信号(Qcol)的符号，第二部分在使用中确定指示转向部件的速度的第二信号(CV)的符号。处理单元(7)，在使用中根据两个信号的确定的符号来确定方向盘(6)是移动远离中心位置还是返回中心位置，并且在方向盘(6)移动远离中心时和方向盘返回中心时使用不同的调谐来设置扭矩阻尼分量(9)的值。当处理单元检测到与在移动远离中心之后返回中心或者在返回中心之后移动远离中心的移动对应的转向方向的改变时，处理单元(7)可以混合两个调谐。

Improvement of Power Steering System

An electric power auxiliary steering system consists of the first part and the second part. The first part determines the symbol of the first signal (Qcol) indicating the position of the steering component in use, and the second part determines the symbol of the second signal (CV) indicating the speed of the steering component in use. The processing unit (7) determines whether the steering wheel (6) moves away from the center or returns to the center according to the determined symbols of the two signals in use, and uses different tuning to set the value of the torque damping component (9) when the steering wheel (6) moves away from the center and when the steering wheel returns to the center. When the processing unit detects a change in the steering direction corresponding to the movement away from the center after moving away from the center or moving away from the center after returning to the center, the processing unit (7) can mix two tunings.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力转向系统的改进本专利技术涉及这样一种类型的电力辅助转向系统，其中电动马达适于向诸如驾驶杆的转向部件施加辅助扭矩，以便减少控制车辆所需的驾驶员努力。在简单的电力辅助转向系统中，提供了被布置为使得驾驶杆中的扭矩水平被测量的扭矩传感器。根据这种测量，控制器计算指示要由附连到驾驶杆的电动马达生成的扭矩的扭矩需求信号的值。马达向驾驶杆施加与驾驶员所需要的一样感觉的扭矩，从而减少转动车轮所需的努力。当驾驶员转动方向盘时，期望在驾驶员主动转动方向盘时提供非常小的车轮阻尼，但是当驾驶员将他们的手离开方向盘时允许方向盘转动时提供更高的阻尼分量。扭矩阻尼分量可以采取多种形式。例如，在本领域中已知的是，在扭矩需求信号内包括扭矩阻尼分量，该扭矩阻尼分量被用于驱动模仿传统液压系统中存在的粘性摩擦的机械现象的马达。已经发现这为转向提供了非常自然的感觉，这使驾驶员感到安心。还已知提供其幅度一般随着驾驶杆速度从零转速下的零扭矩到某个任意最大速度下的最大值而增加的阻尼分量。这可以通过施加可以作为取决于杆速度的缩放因子而被修改的阻尼水平来实现。实际上，随着扭矩阻尼分量增加，马达输出的扭矩减小，因此辅助的量减小。这在高车速下提供了增加的阻尼并因此提供了稳定性，同样为驾驶员提供了令人放心的可靠感觉并且使车辆在速度上感觉更稳定。在现有技术中已知提供扭矩阻尼分量，其代表作为杆速度的线性函数的第一杆速度项和可选地作为杆速度的平方的函数的第二杆速度项或更高阶因子的总和，并且其中扭矩需求信号取决于扭矩阻尼分量的值。具有线性和二次项的阻尼分量以及应用于这些项中的每一个的相关联的增益是针对给定车辆预设的，并且整体功能被称为调谐。通过改变增益项，可以改变或调谐转向感，并且这将在车辆的开发期间设置。一旦被设置，增益项就将被存储在存储器中以供转向系统的处理单元访问。在US8,041,481B2中教导的另一种布置中，确定转向角的符号以及转向角速度的符号。根据这些符号，确定车轮朝着或远离中心位置的移动方向。当符号暗示车轮正在被驾驶员主动移动远离中心位置时，第一乘数应用于由预设调谐确定的阻尼分量的值，并且当符号暗示车轮被允许返回正前方位置时，更高的第二乘数应用于由相同预设调谐设置的阻尼分量的值。当主动转向远离中心时可以允许比移回中心时更大的阻尼。始终使用单个调谐。本专利技术的目的是提供一种改进的转向系统，该转向系统进一步增强转向行为并为驾驶员提供安心的感觉。根据第一方面，本专利技术提供一种电力辅助转向系统，包括：(a)第一部分，在使用中确定指示转向部件的位置的第一信号的符号，(b)第二部分，在使用中确定指示转向部件的速度的第二信号的符号，以及(c)处理单元，在使用中根据两个信号的确定的符号来确定方向盘是移动远离中心位置还是返回中心位置，以及另外，其中当方向盘移动远离中心时，处理单元主要使用或仅使用第一函数设置扭矩阻尼分量的值，该第一函数包括线性驾驶杆速度项和可选的二次(或更高因子)驾驶杆速度项，并且当方向盘返回中心时，处理单元主要使用或仅使用不同的第二函数设置扭矩阻尼分量的值，该第二函数包括线性驾驶杆速度项和可选的二次(或更高因子)驾驶杆速度项，两个函数具有不同的调谐，另外其中：处理单元被布置为检测与远离中心之后返回中心以及在返回中心之后远离中心移动所对应的转向方向的改变中的至少一个，并且在检测到的情况下应用第一和第二函数的混合，以确保扭矩阻尼分量从一个函数到另一个函数的逐渐过渡。第一信号的符号将指示转向在中心位置的哪一侧，例如是转向中心的左侧还是中心的右侧。第二信号的符号将指示转向是在从行进的第一端朝着另一端的方向上移动还是从行进的另一端朝着行进的第一端返回。例如，方向盘是顺时针还是逆时针旋转。中心可以与当处于水平表面上时车辆将以直线移动的、方向盘的正前方位置对应。不同的第一和第二函数的意思是通过为函数的线性和可选的二次项选择不同的增益来不同地调谐函数。每个函数可以是以下形式：第一函数＝-1＊(CV＊线性增益st出+CV2＊二次增益st出＊符号(CV)；以及第二函数＝-1＊(CV＊线性增益st入+CV2＊二次增益st入＊符号(CV)其中CV是驾驶杆速度，并且线性增益st出、线性增益st入、二次增益st出和二次增益st出是各自可以随转向部分的速度变化的增益项。两个函数中的两个或更多个增益项的值可以不同，以给出不同的调谐。该系统可以包括存储器区域，其中存储两个调谐，或者其中存储可以由处理装置用于构造两个调谐的参数。本专利技术允许基于转向方向使用不同的“调谐”，从而在调谐系统的行为时给出高自由度。由于可以假设远离中心的移动可能是驾驶员辅助的移动，而返回中心的移动是无辅助的移动，因此本专利技术允许在驾驶员辅助时给出较低阻尼并对于无辅助的移动给出较高阻尼的调谐，从而提供良好的转向行为。通过附加地提供两个调谐之间的混合，将不会出现不希望的扭矩阻尼的阶跃变化。信号的符号对于表示在远离中心的一个方向上的移动的杆速度可以为正，而对于在另一方向上的移动为负，并且对于中心的一侧的杆位置为正，而对于中心的另一侧的杆位置为负。无论符号约定如何，只要处理单元被配置为将与远离中心的移动对应的符号的组合与第一函数相关联并且将与朝着中心的移动对应的符号的剩余两个组合与第二函数相关联，本专利技术就能够工作。为了实现混合，处理单元可以生成阻尼分量，该阻尼分量是第一和第二函数两者的函数，由此相应的缩放因子被应用于每个函数，缩放因子随时间改变，以提供从一个函数占主导地位的点到另一个函数占主导地位的点的过渡。在预定义的时间内，应用于一个函数的缩放因子可以在100％到0％之间变化，而用于另一个函数的缩放因子从0％到100％变化，以实现混合。当从中心移动时，第一函数的缩放函数可以是100％或接近100％，第二函数的缩放函数是0％或接近0％。当朝着中心移动时，第一函数的缩放函数可以是0％或接近0％，第二函数的缩放函数是100％或接近100％。缩放函数可以在混合期间随时间线性变化。处理单元可以根据转向部分速度设置混合发生的预定义时间。在完成混合时段之后，系统可以仅使用两个调谐中的一个。因此，对于远离中心位置的移动，可以仅使用第一调谐，并且对于朝着中心位置的移动，可以仅使用第二调谐。可以选择第一函数的调谐，以应用比第二函数的调谐更低的扭矩阻尼分量。这确保当主动转向时方向盘的移动的阻力较小，而当方向盘返回中心时阻力较大。在两个函数中的每个函数内使用的增益项的值可以随车辆速度而变化。因此，处理单元可以接收车速信号，并且系统可以包括车速传感器。第一杆速度项可以包括杆速度与第一缩放函数的乘积。第二杆速度项可以包括杆速度的平方或更高阶因子与第二缩放函数的乘积。缩放函数本身可以根据车辆速度而变化。处理单元存储两个调谐函数和增益项，可以基于两个调谐来执行数学计算。在替代方案中，可以预先确定值的集合并将其存储在查找表中。然后，处理单元不需要执行任何数学函数，仅从查找表中查找杆速度和位置的给定组合的预定义值。例如，如果提供查找表，那么它可以包含由杆速度CV(或速度的平方或更高因子)索引并且还由车辆速度索引的速度项。例如，这可以采取2×2矩阵的形式。装置可以包括电子存储器区域，其中存储定义调谐所需的并且可以由处理单元访问的值。驾驶杆速度传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力辅助转向系统，包括：(a)第一部分，在使用中确定指示转向部件的位置的第一信号的符号，(b)第二部分，在使用中确定指示转向部件的速度的第二信号的符号，以及(c)处理单元，在使用中根据确定的两个信号的符号来确定方向盘是移动远离中心位置还是返回中心位置，以及另外，其中当方向盘移动远离中心时，处理单元主要使用或仅使用第一函数设置扭矩阻尼分量的值，该第一函数包括线性驾驶杆速度项和可选的二次(或更高因子)驾驶杆速度项，并且当方向盘返回中心时，处理单元主要使用或仅使用不同的第二函数设置扭矩阻尼分量的值，该第二函数包括线性驾驶杆速度项和可选的二次(或更高因子)驾驶杆速度项，两个函数具有不同的调谐，另外其中：处理单元被布置为检测与在移动远离中心之后返回中心以及在返回中心之后移动远离中心对应的转向方向的改变中的至少一个，并且在检测到的情况下应用第一函数和第二函数的混合，以确保扭矩阻尼分量从一个函数到另一个函数的逐渐过渡。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.06 GB 1609872.51.一种电力辅助转向系统，包括：(a)第一部分，在使用中确定指示转向部件的位置的第一信号的符号，(b)第二部分，在使用中确定指示转向部件的速度的第二信号的符号，以及(c)处理单元，在使用中根据确定的两个信号的符号来确定方向盘是移动远离中心位置还是返回中心位置，以及另外，其中当方向盘移动远离中心时，处理单元主要使用或仅使用第一函数设置扭矩阻尼分量的值，该第一函数包括线性驾驶杆速度项和可选的二次(或更高因子)驾驶杆速度项，并且当方向盘返回中心时，处理单元主要使用或仅使用不同的第二函数设置扭矩阻尼分量的值，该第二函数包括线性驾驶杆速度项和可选的二次(或更高因子)驾驶杆速度项，两个函数具有不同的调谐，另外其中：处理单元被布置为检测与在移动远离中心之后返回中心以及在返回中心之后移动远离中心对应的转向方向的改变中的至少一个，并且在检测到的情况下应用第一函数和第二函数的混合，以确保扭矩阻尼分量从一个函数到另一个函数的逐渐过渡。2.如权利要求1所述的电力辅助转向系统，其中处理单元被布置为生成阻尼分量，该阻尼分量是第一函数和第二函数两者的函数，由此相应的缩放因子被应用于每个函数，缩放因子随时间改变，以提供从一个函数占主导地位的点到另一个函数占主导地位的点的过渡。3.如权利要求2所述的电力辅助转向系统，其中在混合期间，在预定义的时间内，应用于一个函数的缩放因子从10...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·普拉兰德，S·奇拉杰拉，
申请(专利权)人：TRW有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB