CN102264592B - 用于操作辅助动力转向器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于操作辅助动力转向器（10）的方法，在该方法中利用电子计算单元计算出发动机扭矩，并通过适当的发动机控制来对发动机扭矩进行调整，其中对计算出的发动机扭矩的可信度鉴定在三层方案框架内实现，其中对发动机扭矩边界曲线上方的分量执行积分，并且以发动机扭矩边界曲线下方的分量对积分器执行递减，在第一层中额定发动机扭矩在达到第一积分门限值时被限制，并在第二层中对该限制进行监控，其中使用作为实际扭矩的函数的、本身安全的电机扭矩边界曲线。

Description

用于操作辅助动力转向器的方法

技术领域

本发明涉及一种用于操作辅助动力转向器的方法，一种这样的辅助动力转向器，以及用于实现该方法的计算机程序和计算机程序产品。

背景技术

辅助动力转向器或伺服动力转向器当动力减少时被使用，其应当用于在静止转向、变道或驾驶时操纵汽车方向盘。在电气或机电的辅助动力转向器中（EPS：电动转向系统），针对EPS电机的额定电机扭矩在功能上与不同部件相关地被估算出来，并通过电机电流控制来设定。

已知可采用带有控制设备和也被称为“看门狗”的智能化安全计算机的辅助动力转向器，其中控制设备使用计算机。为了鉴别计算机的可信度，已经证明所谓三层方案是有效的。

为了识别计算错误，主要的转向功能在时间上和功能上被多元地计算并且结果也将被进行比较。这样，可能存在的错误应当不会导致危及安全的行驶状态。

发明内容

所提供的方法用于操作辅助动力转向器，其中通过电子计算单元对电机扭矩进行计算，并通过适当的电机控制器来调节。在三层方案的框架内对计算出的电机扭矩的可信度执行鉴定。此外，使用作为实际扭矩—例如实际手动扭矩或驾驶员扭矩（Fahrermoment）的函数的、本身安全的电机扭矩边界曲线。其中对电机扭矩边界曲线上方的分量执行积分，并以电机扭矩边界曲线下方的分量对积分器执行递减。在第一层中在达到第一个积分门限值时额定电机扭矩被限制，并且在第二层中实现对该限制的监控。

在实施中，在驾驶的情况下规定：在下述条件下实现对监控边界的扩展：电动机处于发电机工作状态，并且电机转数在一个特定的转速以上。

其中当在第二层中超出预定的门限值时，辅助动力转向器转换到安全状态。这可能意味着关闭系统。

在实施中，只有在相应的正确转动方向上才实现对上边界或下边界的扩展。此外，对上边界或下边界的扩展只有在达到特定的电机扭矩之后才能实现。

由于电机扭矩边界曲线与车辆有关，因此应用应通过驾驶试验来确定。目标是在电机扭矩边界曲线以内的所有工作状态都是本身安全的，即对于普通的驾驶员都能掌握。

所给出的汽车辅助动力转向器尤其是用于实现上面描述的方法，并且具有：

电动机，用于引入预定的附加扭矩，以实现自由的转向扭矩影响，

用于采集当前手动扭矩的装置，

用于采集电机的电气量的装置，

用于采集转子位置的装置，

用于控制电机的电子控制设备，其适于计算额定电机扭矩，从而调整方向盘上的所希望的操作扭矩。其中额定操作扭矩和实际操作扭矩之间的调节偏差通过计算额定电机扭矩而被最小化。该额定电机扭矩可通过适当的电机控制、例如通过电流调节来调整。

另外，辅助动力转向器可具有微处理器，该微处理器与安全计算机通信。

此外还描述了一种控制设备，该控制设备尤其是用在上面所述类型的辅助动力转向器中，并用于控制电动机。这种控制设备适合于计算额定电机扭矩，从而调整方向盘上的所希望的操作扭矩。其中额定操作扭矩和实际操作扭矩之间的调节偏差通过计算例如经调节的额定电机扭矩而被最小化，该额定电机扭矩可通过适当的电机控制来调整。

通过所给出的方法，至少在所描述的一些实施例中，涉及关键安全性的错误控制被足够快速地识别出来，这些错误控制例如是由于微处理器的计算机错误而引起的，使得在对车辆和乘客出现危及安全的影响之前转向系统就能进入到安全状态。上述功能可以被嵌入到带有计算单元的、构成安全方案的EPS系统中。

所述监控主要是通过观察手动扭矩和电机扭矩的组合来实现的。可选的是，也可以用扭矩、即驾驶员在方向盘上觉察到的扭矩来代替手动扭矩或转动杆扭矩，通过对方向盘的扭矩延迟影响进行补偿，该驾驶员扭矩根据手动扭矩（转动杆扭矩）被计算出来。其中限制到功能路径（第一层）中允许的组合，从而确保了高度可靠性。此外，通过该方案，对辅助动力转向器的整体系统表现进行监控，从而免去了对各个功能性的监控。由此也简化了安全性检测。

一种计算机程序包括程序代码装置，用于当该计算机程序在计算机或相应的计算单元上执行时实现如上面描述的方法的所有步骤。

一种计算机程序产品包括存储在计算机可读的数据载体上的该程序代码装置。

这种计算机程序可以作为计算机程序产品被存储在计算机可读的数据载体上，例如磁盘、CD、DVD、硬盘、USB存储棒或类似存储介质，或者被存储在互联网服务器上。可以从该处将计算机程序传输到控制设备的存储单元内。

本发明的其他优点和实施方式由说明书和附图给出。

应当理解的是，前面所提到的、并且在后面还要描述的特征不仅仅应用于各给出的组合，而且还可以应用于其他组合或单独应用，而不会背离本发明的范围。

附图说明

借助附图中的一个实施例示例性地描述本发明，并且在下面参照附图详细描述。

图1示出了本发明所述辅助动力转向器的一个实施方式。

图2示出了电机扭矩边界曲线的过程图示，用于阐述根据本发明的方法。

具体实施方式

在图1中示出了辅助动力转向器的一个实施方式，其整体上用附图标记10来表示。该图示出了方向盘12、带有两个转向轮16的前轴、电动机18和控制设备20。

在图2中示出了电机扭矩边界曲线的曲线30的图示。其中实际手动扭矩在横坐标32上绘出，电机扭矩在纵坐标34上绘出。

当电机扭矩达到阴影区域时，对边界曲线30上方的分量进行积分。当积分器达到一个可调节的门限值A时，在第一层电机扭矩被限制到边界曲线30上。如果例如由于计算机故障第一层内的限制没能正确实现，则这种情况通过第二层内的多元算法在达到一个门限值B时被识别出来，并可以关闭系统。其中|B|>|A|。

Claims (8)

1.一种用于操作汽车的辅助动力转向器(10)的方法，在该方法中利用电子计算单元计算出电机扭矩，并通过适当的电机控制来对所述电机扭矩进行调整，其中对计算出的电机扭矩的可信度鉴定在三层方案框架内实现，其中对电机扭矩的位于电机扭矩边界曲线(30)上方的分量执行积分，并且以电机扭矩的位于电机扭矩边界曲线(30)下方的分量对积分器执行递减，在第一层中额定电机扭矩在达到第一积分门限值时被限制，并在第二层中对该限制进行监控，其特征在于，使用作为实际扭矩的函数的、本身安全的电机扭矩边界曲线(30)。

2.如权利要求1所述的方法，其中在下述条件下实现对监控边界的扩展：电动机(18)处于发电机工作状态，并且电机转数在一个特定的转速之上。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中在第二层中，当超出一个门限值时，所述辅助动力转向器(10)进入安全状态。

4.如权利要求1或2所述的方法，其中对上边界或下边界的扩展只有在相应的正确转动方向下才实现。

5.如权利要求1或2所述的方法，其中对上边界或下边界的扩展只有在达到特定的电机扭矩之后才实现。

6.如权利要求1或2所述的方法，其中电机扭矩边界曲线(30)通过驾驶试验来确定，由此检测边界曲线(30)的本身安全性。

7.如权利要求1或2所述的方法，其中所述辅助动力转向器具有：

电动机(18)，用于引入预定的附加扭矩，以实现自由的转向扭矩影响，

用于采集当前手动扭矩的装置，

用于采集所述电动机(18)的电气量的装置，

用于采集转子位置的装置，

用于控制所述电动机(18)的电子控制设备(20)，所述电子控制设备适于计算额定电机扭矩，从而在方向盘(12)上设定所希望的操作扭矩，

所述电子控制设备(20)设置为通过计算额定电机扭矩使额定操作扭矩和实际操作扭矩之间的调节偏差最小化，该额定电机扭矩能够通过适当的电机控制来调整。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述辅助动力转向器还具有微处理器，该微处理器与安全计算机通信。