用于为转向系统提供转向支持的机电式转向驱动系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于机动车的转向系统(1)的转向驱动系统(15)，包括：‑用于控制具有测试线路(111)的转向驱动马达(11)的第一绕组回路(11a)的第一控制器(110)，所述测试线路构造为提供限定的、交替的、尤其是周期性的测试信号(T)；‑用于控制所述转向驱动马达(11)的第二绕组回路(11b)的第二控制器(120)，其中，所述第二控制器(120)的测试信号接收线路(121)构造用于接收所述测试信号(T)，其中，所述第二控制器(120)构造用于根据测试信号(T)的存在或不存在来控制所述转向驱动马达(11)。

Electromechanical steering drive system for steering support

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于为转向系统提供转向支持的机电式转向驱动系统
本专利技术涉及转向系统，尤其是具有机电式转向驱动器的转向系统以及用于提高机电式转向驱动系统的失灵安全性(或容错率、可靠性，即Ausfallsicherheit)的措施。
技术介绍
常规机动车中的转向系统通常具有机电式转向支持，其在转向时通过转向干预来支持驾驶员。为此，这种转向系统具有转向驱动器，该转向驱动器在相应的控制时将转向支持力或转向支持力矩引入到转向系统中并且支持转向运动或者甚至自动地实施转向运动。机动车中的转向系统的功能在极大程度上对安全性是关键的，因为尤其是在较高的车辆速度时，转向运动与转向干预预定的极小偏差已经可能导致不期望的车辆行为，这可能危害乘客和/或机动车。机电式转向系统的迄今的安全构思设置了，在识别出故障的情况下切断转向支持并且驾驶员在没有机电式转向支持的情况下继续进行机动车的转向。然而，如果在这种转向系统中要实现自主行驶功能，则需要提高的安全性要求。不能由此认定为(或基于如下出发，即davonausgegangen)，机动车的转向能够直接在出现故障之后由驾驶员接管，因为所述驾驶员分心或者可能睡觉。因此，转向系统必须确保，尽管存在转向系统的部件的功能故障或失灵，仍在一定的时间内继续实施自主行驶功能并且相应地使机动车转向。通常，为了提高失灵安全性，转向系统的部件冗余地实施，使得在故障中继续提供有效的子系统，通过该子系统可以提供至少一个减小的机电的转向支持力。然而，转向系统的部件的数量又提高了失灵概率，从而值得期望的是，以转向系统的尽可能少的部件数量提供提高的失灵安全性。从文献DE102012101006A1已知一种具有两个子系统的机电式伺服转向器，所述子系统各自具有传感器、功率电子单元和致动器单元，以提供伺服转向器的冗余。控制电子器控制冗余实施的子系统。由文献DE102015116937A1描述了一种用于运行具有助力转向的机动车的转向系统的方法。所述助力转向包括多个执行器路径，所述执行器路径用于引入总支持力矩。在每个执行器路径中确定总支持力矩和用于每个执行器路径的部分支持扭矩。每个执行器路径从作为主(或主控，即Master)激活的执行器路径获取其相关联的部分支持力矩。由文献DE102015107504A1已知一种冗余设计的转向系统。该转向系统包括具有第一传感器、第一模拟/数字转换器和第一控制单元的第一子机以及具有第二传感器、第二模拟/数字转换器和第二控制单元的第二子机。在第一传感器与第二模拟/数字转换器之间或者在第一模拟/数字转换器与第二控制单元之间或者在第一控制单元与第二控制单元之间设置有通信通道。由此，即使当相应的子系统遇到故障情况时，也能够使用子系统的用于转向的功能性的部分。因此，转向系统可以设计成冗余的，其方式是，转向系统的各个元件也可以与不同子系统的部分通信。本专利技术的目的是提供一种用于具有机电式转向驱动器的转向系统的具有高失灵安全性的容错的转向驱动系统。
技术实现思路
该目的通过根据权利要求1的用于机动车的转向系统的转向驱动系统以及通过根据并列权利要求的转向系统来解决。另外的设计方案在从属权利要求中给出。所有在权利要求和说明书中对于转向驱动系统所述的进一步的特征和作用还关于转向系统、其运行方法适用，且反之亦然。根据第一方面，提供了一种用于机动车的转向系统的转向驱动系统，包括：-用于控制具有测试线路的转向驱动马达的第一绕组回路的第一控制器，其中该测试线路构造为提供限定的、交替的、尤其是周期性的测试信号；-用于控制转向驱动马达的第二绕组回路的第二控制器，其中，第二控制器的测试信号接收线路构造成用于接收测试信号，其中，第二控制器构造用于根据测试信号来控制转向驱动马达。尤其地，第二控制器此外可以构造用于根据所限定的测试信号的存在或不存在来控制第二绕组回路。上述方法的想法在于，如此扩展迄今为止的、构造用于提供转向支持和另外的转向功能的转向驱动系统，使得所述转向驱动系统可用于自主行驶功能。因为自主行驶功能要求所使用的转向驱动系统的高度的失灵安全性，所以为此必需提供转向驱动系统的部件的冗余，从而即使在转向驱动系统的部件中的一个的失灵时也保证转向系统的运行。此外，可以设置用于获取转子位置的位置传感器，其中第一控制器和第二控制器与位置传感器连接，以各自接收位置信息，其中第一控制器和第二控制器构造用于根据所测定的位置信息、尤其通过提供与转子位置有关的换向模型来实施对各自的绕组回路的控制。相应地，转向驱动器设置为电子换向驱动器并且尤其可以以同步机(或同步电机，即Synchronmaschine)的形式构造。转向驱动器具有电分离的绕组回路用于提供冗余，所述绕组回路具有相绕组，所述相绕组各自作用于尤其共同的永磁激励的转子，以驱动所述转子。这些绕组回路各自通过控制器中的一个来激励。根据一种实施方式，位置传感器可以具有初级回路和次级回路，通过该初级回路借助控制信号将磁场施加到与转向驱动器的转子连接的软磁元件中，该次级回路具有至少一个磁场传感器单元，其中，第一控制器构造成提供用于位置传感器的初级回路的控制信号，并且其中，第一控制器和第二控制器与至少一个磁场传感器单元连接，以获取位置信息。此外，可以提供带有与用于位置传感器的初级回路的控制信号的频率或相位对应的频率和/或相位的测试信号，从而转子位置的获取在第二控制器中基于控制信号的频率或相位来进行。可以设置，第一控制器和第二控制器构造成基于各自预定的调节参量来进行各自绕组回路的控制。在正常运行情况下，第一控制器和第二控制器为了同步控制转向驱动器的绕组回路而基于外部的调节力矩预定(调节参量)和由位置传感器提供的位置信息工作，所述位置信息说明了转子的转子位置。位置传感器被主动地实施并且具有初级回路，以将限定的磁场耦入到安装在转子处的软磁元件中。耦入的磁场借助于位于次级回路中的磁场传感器(GMR传感器、霍尔传感器)获取，使得所述磁场传感器能够获取与位置相关的磁场并且提供位置信息。在控制器中的仅一个控制器可以控制初级回路期间，所有控制器与次级回路连接，从而用于控制绕组回路的位置信息在正常运行情况下提供给控制器中每个控制器。对于故障反馈来说必要的是，第一控制器和第二控制器各自获得关于相应另一个控制器是否按规定工作的信息。对此设置，第一控制器提供测试信号，该测试信号由第二控制器接收。仅当第一控制器按规定工作时，才在第一控制器中生成测试信号。测试信号以限定的方式提供并且连续地变化，从而第二控制器在存在测试信号时可以识别出，第一控制器在按规定工作。如果测试信号失灵，即如果测试信号没有改变或者没有以所限定的方式被接收或以不同于限定的方式的方式被接收，则由此第二控制器识别出在第一控制器中存在故障。相反，第一控制器通过转向驱动器处的通过第一控制器调节的调节力矩和由转子位置传感器测得的角速度的合理性检验识别出，第二控制器没有按规定工作。尤其第二控制器可以具有测量单元，以获取关于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于机动车的转向系统(1)的转向驱动系统(15)，包括：/n-用于控制具有测试线路(111)的转向驱动马达(11)的第一绕组回路(11a)的第一控制器(110)，所述测试线路构造为提供限定的、交替的、尤其周期性的测试信号(T)；/n-用于控制所述转向驱动马达(11)的第二绕组回路(11b)的第二控制器(120)，其中，所述第二控制器(120)的测试信号接收线路(121)构造用于接收所述测试信号(T)，其中，所述第二控制器(120)构造用于根据所述限定的测试信号(T)来控制所述转向驱动马达(11)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171108 DE 102017219816.81.一种用于机动车的转向系统(1)的转向驱动系统(15)，包括：
-用于控制具有测试线路(111)的转向驱动马达(11)的第一绕组回路(11a)的第一控制器(110)，所述测试线路构造为提供限定的、交替的、尤其周期性的测试信号(T)；
-用于控制所述转向驱动马达(11)的第二绕组回路(11b)的第二控制器(120)，其中，所述第二控制器(120)的测试信号接收线路(121)构造用于接收所述测试信号(T)，其中，所述第二控制器(120)构造用于根据所述限定的测试信号(T)来控制所述转向驱动马达(11)。


2.根据权利要求1所述的转向驱动系统(15)，其中，所述第二控制器(120)另外构造成用于根据所述限定的测试信号(T)的存在或不存在来控制所述第二绕组回路(11b)。


3.根据权利要求1或2所述的转向驱动系统(15)，其中，设置有用于获取转子位置的位置传感器(13)，其中，所述第一控制器和所述第二控制器(110,120)与所述位置传感器(13)连接，以便各自接收位置信息，其中，所述第一控制器和所述第二控制器(110，120)构造成根据所测定的位置信息、尤其通过提供与转子位置有关的换向模型来实施各自的绕组回路(11a，11b)的控制。


4.根据权利要求3所述的转向驱动系统(15)，其中，所述第二控制器(120)具有测量单元(122)，以获取关于所述第二绕组回路(11b)的相线的电气参量并且实施所述转子位置的无传感器的测定，以提供相应的位置信息。


5.根据权利要求4所述的转向驱动系统(15)，其中，所述第二控制器(120)另外构造成，根据所述限定的测试信号(T)的存在或不存在基于由所述位置传感器(13)获取的位置信息或基于通过所述转子位置的无传感器的测定所确定的位置信息来实施所述第二绕组回路(11b)的控制。


6.根据权利要求3至5中任一项所述的转向驱动系统(15)，其中，所述位置传感器(13)具有初级回路和次级回路，通过所述初级回路...

【专利技术属性】
技术研发人员：C克赖斯，T扎克斯，S施密特舍费尔，
申请(专利权)人：大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE