CN105324291B - 使用动力转向电机模拟所述转向的行程终端止动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于管理被设计成提供辅助转向齿条的运动的力的动力转向电机的方法，为了能够改变转向轮的转向角，所述转向齿条被如此安装，以便于在至少第一位置(P1)和第二位置(P2)之间是可移动的。所述方法包括：定义被严格地包括在第一位置(P1)和第二位置(P2)之间的虚拟行程终端阈值(S1，S2)；以及如果探测到所述齿条已经在预定穿越方向(F1，F2)穿越所述虚拟行程终端阈值(S1，S2)，则借助于所述动力转向电机，通过在辅助指令中包括模仿机械止动器(诸如弹簧‑阻尼器或者质量‑弹簧‑阻尼器)的效果的阻力指令，模仿行程终端止动器，阻止所述致动器部件前进超过虚拟行程终端阈值(S1，S2)。

Description

使用动力转向电机模拟所述转向的行程终端止动器

技术领域

本发明涉及用于车辆，且特别地用于机动车辆的动力转向设备的一般领域。

背景技术

通常，这种动力转向设备包括转向齿条类型的致动部件，其被以平移的方式可移动地安装在紧固于所述车辆底盘的转向器壳内，所述致动部件的位移由转向机柱控制，所述转向机柱由方向盘驱动且所述转向机柱支承与所述转向齿条相啮合的小齿轮。

所述致动部件的每一个端部都一般地被借助于横拉杆连接到通常由转向轮形成的操纵装置部件，所述转向轮由可被定向为围绕其偏航轴的短轴承载。

为了在调遣操纵所述致动部件时辅助由司机施加在转向轮上的手动力，动力转向电机(其一般地与所述转向机柱或者所述转向齿条相啮合)例如借助于蜗轮减速器使所述设备完善。

虽然这种动力转向设备一般是令人满意的，特别是由于它们使得驾驶更有乐趣且不那么疲劳，然而，它们可能具有某些缺陷。

的确，所述转向齿条的最大航向受到构造和机械行程终端止动器的限制。一般地，随着横拉杆变得倚靠着所述转向器壳自身的端部或者倚靠着被增加到所述转向器壳的端部的行程限制器，发生了邻接。

然而，在转向过程中的这种邻接容易在所述转向设备内产生碰撞，并因此引起噪声的出现，或者甚至引起所述转向设备的所述机械部件的磨损。

发明内容

归因于本发明的目的因此旨在补救这些缺点并提出一种新的动力转向系统，其在使舒适和直观的驾驶体验成为可能的同时防止所述转向设备受到与使所述转向机构转向相关的冲击、噪声和潜在损坏。

归因于本发明的目的是借助于一种管理动力转向电机的方法实现的，期间建立旨在被应用到动力转向电机的辅助设定点，该动力转向电机被设计用于提供辅助，以辅助操作操纵转向齿条类型的转向致动器部件，所述致动器部件至少可移动地安装在彼此远离的第一位置和第二位置之间，第一位置和第二位置界定了所述致动器部件的功能性行程，该功能性行程允许所述致动器部件修改转向轮类型的转向操纵装置部件的方向角，所述方法特征在于它包括：

-定义虚拟行程终端阈值的步骤(a)，期间选择至少一个虚拟行程终端阈值，该虚拟行程终端阈值对应于与虚拟止动器相对的所述致动器部件的虚拟接合位置，其中所述虚拟接合位置严格地位于第一位置和第二位置之间，

-评估位置的步骤(b)，期间估计所述致动器部件的瞬时位置并将该瞬时位置与虚拟行程终端阈值做比较，以探测所述致动器部件穿越所述虚拟行程终端阈值，以及，是否探测到所述致动器部件已经在预定穿越方向上穿越所述虚拟行程终端阈值，

-模拟行程终端止动器的步骤(c)，期间辅助设定点中包括阻力设定点，该阻力设定点通过在考虑的穿越方向上阻止所述致动器部件前进超过虚拟行程终端阈值的方式来模拟机械止动器的效果。

有利地，本发明因此允许使用所述辅助电机，用于人工地产生一个或多个虚拟止动器，所述虚拟止动器优于所述机械转向部件(且更特别是所述致动器部件)的有效实质行程终端止动器，因此虚拟止动器防止所述机械部件碰撞所述真实止动器。

换句话说，本发明允许向常规机械止动器增加虚拟止动器，且在实践中以虚拟止动器替代所述常规机械止动器，通过可适用于所述动力转向电机的规则的适当编程模拟所述虚拟止动器。

在模拟中，借助于所述电机、止动器效果，且更特别是所述转向设备对抗超过虚拟行程终端阈值的转向加剧的阻力，本发明有利地允许放慢速度并使转向运动在距真实的转向止动器一段距离处更剧烈，且可能特别地防止所述致动器部件达到其抵靠所述真实止动器的邻接位置。

这样，所述转向设备从带有真实止动器的所述机械的转向部件(且更特别是所述致动器部件)的机械接触或者至少碰撞中释放。

换句话说，通过在虚拟止动器处提供所述致动器部件的行程终端(且更普遍是所述转向设备)的管理和机动化阻尼的方式，同时所述致动器部件仍保留标记所述虚拟止动器的虚拟阈值与被推迟的真实行程限制之间的、超过所述虚拟止动器的真实行程，通过防止或至少通过抑制所述机械转向部件的真实的邻接防止它们受到碰撞。

此外，其特征为在正常转向设备操作过程中虚拟止动器的使用不破坏驾驶感受和愉悦，在本发明的范围内，随着司机靠近所述转向设备的有效转向限制，总是允许他感受到如实且直观地模拟预期进入邻接行为的阻力。

对于这个，虚拟止动器的使用甚至允许在转向终端处，特别是在停车操纵期间，模拟比通常的机械行程终端阻碍造成的进入邻接行为更加渐进的 (温和的)进入邻接的行为，所述虚拟止动器的特征能够被有利地编程或者甚至修改。

因此，本发明既提供了更大的用户舒适性又提供了所述动力转向设备的出色的操作安全性。

此外，本发明提供的所述止动器的可编程特性有利地允许自由地用参数表示，且因此选择，或者如果必要的话修改，虚拟行程终端阈值的数量和位置，即所述虚拟止动器的数量和位置，以及或者所述虚拟止动器的特征(刚性、阻尼等)。

因此，本发明提供了比那些机械行程限制器更大的调整灵活性和适应能力。

如在下文详述的那样，虚拟止动器的使用可以进一步有助于为所述动力转向设备给予附加功能，例如防盗功能、用于防止高速转向操纵的安全功能，或者对承载所述转向轮的传动齿轮进行控制的所述转向机构的对称性的调整功能。

最后，显然由于本发明的实施仅涉及对管理所述动力转向电机的计算机编程，本领域技术人员能够考虑到通过改装把本发明应用于已经在流通中的大部分车辆的动力转向设备。

附图说明

在阅读了下面的描述以及附图的使用以后，仅通过非限制性和说明性示例提供的本发明的其他目的、特征和优势将更详细地显现，其中：

图1根据示意图示出虚拟行程终端阈值的定位原理，该原理能够限制转向部件的允许行程，且更特别地限制由所述转向轮驱动的转向轮和转向齿条相对于这些转向部件的总的真实机械行程的允许行程。

图2根据框图示出用于阐述和应用根据本发明的辅助设定点的原理，包括阐述第一辅助设定点和增加至该第一辅助设定点的合适的阻力设定点，该阻力设定点模拟虚拟行程终端止动器。

图3示出能够由所述动力转向电机模拟的虚拟弹簧-阻尼器止动器的模型。

图4以框图形式示出图3的所述弹簧-阻尼器止动器的实施。

图5示出能够由所述动力转向电机模拟的虚拟质量-弹簧-阻尼器止动器的模型。

图6以框图形式示出图5的所述质量-弹簧-阻尼器止动器的实施。

具体实施方式

本发明涉及一种管理动力转向电机1的方法，在管理期间阐述了旨在被应用到动力转向电机1的辅助设定点Ctot，该动力转向电机1被设计成用于提供辅助力(Assistanceforce)，以操纵转向齿条类型的转向设备5 的致动器部件2，所述致动器部件2至少可移动地安装在第一位置P1和第二位置P2之间，这些位置彼此远离且限制所述致动器部件2的功能行程L0，因此允许所述致动器部件修改转向轮类型的转向操纵装置部件3， 4的方向角。

如图2中所示，所述转向设备5优选地包括旨在，优选地借助于转向机柱7，控制所述致动器部件2的位移的方向盘6。

优选地，所述致动器部件2由可滑动地安装于转向器壳内的转向齿条形成，其中未被示出的转向器壳被固定在所述车辆的底盘。固定在所述转向机柱7的小齿轮8与所述转向齿条2相啮合。

所述转向齿条2的终端连接拉杆9，10，这些杆优选地经由短轴把位移传递到所述左转向轮3和右转向轮4，以修改所述车轮的偏航方向(也就是说，它们的转向角)。

为了描述的方便，按照惯例，可考虑第一位置对应于所述致动器部件 2在最大左转向情形中的极端位置，也就是说，对应于行程限度的左实质终端(超过此位置，则所述转向设备5由于构造无法在功能上更进一步地左转)，而位置P2对应于所述致动器部件2在最大右转向情形中的极端位置，也就是说，对应于行程限度的右实质终端(超过此位置，则所述转向设备5由于构造无法在功能上更进一步地右转)。

这些第一位置P1和第二位置P2将优选地对应于所述转向设备5的真实机械邻接位置，其中所述致动器部件2的移位被阻止且不能更进一步地转动所述操纵装置部件3，4。

所述第一位置P1和第二位置P2可以更特别地对应于所述转向齿条2 的终端的邻接位置或者正对着所述转向机构箱的终端的所述拉杆9，10 的邻接位置。

所述动力转向电机1被设置用于提供辅助力(“辅助力”)，且更优选地辅助力矩，其在此对应于Ctot辅助设定点并且其被应用于所述致动器部件2，用于根据存储在车载计算机12的非易失性存储器内的预定辅助规则11辅助转向轮3，4的操纵。

用本身已知的方式，这些辅助规则11允许依赖于所述车辆的每一个运行状态计算第一辅助设定点C1，且更特别地，如图2上说明的那样，一方面依赖于表示所述转向设备5的状态的数据(“转向数据”)，其中司机施加在方向盘6上的力矩τ_V，和/或所述方向盘6的角位置和/或角速度，和/或所述动力转向电机1的轴的位置或角速度，以及另一方面表示所述车辆的动态行为的数据(“车辆数据”)，诸如所述车辆的纵向位移速度、偏航率、侧向加速度等。

辅助(力矩)力(“辅助力”)优选地被(代数地)叠加在由司机施加在所述方向盘上的力矩上。

根据变体，所述辅助力甚至能够被用用来替代司机施加在所述方向盘上的力矩。

所述辅助力可被直接地施加在所述致动器部件2上，或者施加在所述转向机柱7上，并因此例如借助于蜗轮减速器。

对于所述动力转向电机1，它可以是任何适当的类型，并且特别地是液压的，优选地，是电子的。

根据本发明，本方法包括定义虚拟行程终端阈值S1，S2的步骤(a)，期间选择至少一个虚拟行程终端阈值S1，S2，该虚拟行程终端阈值与正对着虚拟止动器13的致动器部件2的虚构的接合位置相对应，其中所述虚构的接合位置严格地位于第一位置P1和第二位置P2之间(即所述虚构的接合位置被包含在由所述位置P1，P2限定的区间内，且远离所述位置P1，P2)。

如图1所示，优选地提供了两个虚拟行程终端阈值，即左虚拟阈值S1 和右虚拟阈值S2。

尽管所述虚拟阈值S1，S2的每一个的位置是任意的并且可在开区间[P1； P2]内被自由地选择，但所述虚拟阈值S1，S2将优选地均被置于所述转向设备5的(真实的)中心位置P0的任意一侧，也就是说，在所述致动器部件 2的位置P0的任意一侧上，其中所述转向部件3，4的转向角为零(换句话说，相对于所述转向器壳在所述转向齿条2的位置P0的任意一侧，其中，转向轮3,4是直的，也就是说，与所述车辆的前后纵向轴对齐)。

用这种方式，左虚拟阈值S1可严格地位于中心位置P0和对应于真实的左转向限度的第一位置P1之间，以在所述方向盘6的操纵方向上领先于 (precede)所述左转向限度P1，该操纵方向对应于使传动齿轮向左增加转动运动(也就是说，从中心位置P0向左极端位置P1)。

同样地，右虚拟阈值S2可严格地位于中心位置P0和对应于真实的右转向限度的第二位置P2之间，以在所述方向盘6的操纵方向上领先于所述右转向限度P2，该操纵方向对应于使传动齿轮向右增加转动运动(也就是说，从中心位置P0向右极端位置P2)。

以优先的方式，左虚拟阈值S1和右虚拟阈值S2可被相对于中心位置 P0彼此对称地放置。

在实践中，所述致动器部件2的有效行程，或者以等价的方式，所述方向盘6的有效行程，从第一虚拟阈值S1延伸到第二虚拟阈值S2，将因此比真实的功能行程L0短。

依照本发明的方法还包括评估位置的步骤(b)，期间估计所述致动器部件2的瞬时位置Pt并将该瞬时位置与虚拟行程终端阈值S1，S2做比较，以探测所述致动器部件2的是否穿越F1，F2所述虚拟行程终端阈值S1，S2。

值得注意的是：对于本发明的实施，第一和第二位置P1，P2，所述致动器部件2的瞬时位置Pt和虚拟行程终端阈值S1，S2可以无差别地被表示所述致动器部件2的位置(而且，更广泛地，表示所述转向设备5及其转向轮3，4的转向配置)的任何参数来定义，且特别地，以等价的方式，通过所述方向盘6的绝对角位置(“车轮角度”)、所述转向机柱7的绝对角位置，或可能地所述电动转向电机的轴的绝对角位置(恒定减速比是已知的)的任何测量值或估计值来定义。

因此，特别地，所述转向齿条2的瞬时位置Pt可以根据感应所述方向盘6的绝对角位置的绝对角位置传感器确定，或者根据感应所述动力转向电机1的轴的相对位置的相对位置传感器确定，其中所述相对位置传感器由基于对所述转向齿条的真实的邻接位置的探测的校正算法完成(也就是说，其中所述算法基于行程的实质限度设定位置校正)。

如果在评估位置的步骤b)期间，探测到所述致动器部件2已经在预定的穿越方向F1，F2上穿越虚拟行程终端阈值S1，S2，则本方法包括模拟行程终端止动器的步骤c)，期间阻力设定点Torque_Stop中包括辅助设定点Ctot，辅助设定点通过在考虑的穿越方向F1，F2上阻止所述致动器部件2前进超过虚拟行程终端阈值S1，S2的方式来模拟机械止动器的效果。

有利地，如上所述，本发明因此使得所述动力转向电机1的有源驱动的使用成为可能(也就是说向所述电机1提供驱动动力，特别地是电子驱动的动力)，以便于为了保护所述转向设备5免受由于带有机械原点的邻接情况的缘故造成的碰撞，而人工地产生一个或许多个不同于所述转向设备5的真实的机械止动器的虚拟止动器13。

换句话说，本发明可以为所述转向设备5的机械部件提供阻止所述机械部件的真实邻接的有害影响的软件(和/或电子的)保护，这是一种引起虚拟地限制所述机械部件(且更特别是所述致动器部件2)的容许行程的保护。

有利地，如图1所示，虚拟行程终端阈值S1，S2的设定使得可沿着所述致动器部件2的功能行程L0(对应于使第一和第二位置P1和P2分隔开的距离d(P1，P2))，定义在一方面比所述功能行程L0更严格的至少正常辅助域(“DAN”)，且其中只有辅助规则11及因此第一设定点C1排他性地适用；以及在另一方面至少减小的辅助域(“DAR”)(或者甚至优选地，两个域，它们在所述辅助域的左手边和右手边与辅助域接壤)，其中第一设定点C1被阻力设定点Torque_Stop减弱，或者甚至取消或替代。

优选地，减小的辅助域DAR可以因此充当正常辅助域DAN和所述致动器部件2的机械行程终端止动器的(极端)位置P1，P2之间的缓冲区，以便于由于所述动力转向电机1提供的对抗，在所述致动器部件有效地到达其机械邻接位置P1，P2之前，减慢或者甚至轻微地阻碍所述致动器部件2的前进。

有利地，由虚拟阈值S1，S2设定的虚拟止动器优于通过结构实质地限制所述致动器部件2的进程的真实的止动器。

因此，当所述致动器部件2接近其行程的物理端部时，所述转向设备5 可以通过在真实的接触出现之前，更确定地在任何冲击出现之前和/或在由于所述致动器部件2强行地邻接真实的止动器而出现任何严重约束(压缩、屈曲)之前，提前产生所述致动器部件2的运动的逐渐制动。

更特别地，虚拟阈值S1，S2可以被以这样的方式定义：分别在第一极端位置P1的方向和第二极端位置P2的方向上的转向运动，通过所述虚拟止动器停止，以使得所述运动不得不在距离考虑的极端位置P1，P2一段距离处终止。

所述虚拟止动器因此可以被用作防止所述致动器部件2到达其实质行程限度P1，P2的保护性屏障。

将各个虚拟阈值S1，S2与相应的最近极端位置P1，P2分隔开的距离将因此有利地有助于定义可用安全边缘Δθ1,Δθ2。

有利地，虚拟止动器的激活，特别是当靠近极端位置P1，P2时，进一步允许将被直觉地感知为自然邻接的阻力的(可触觉的)感应同时通过方向盘6返回到司机。

驾驶因此配备有由虚拟阻尼器止动器保护的转向机构5的车辆，将因此在所有方面与驾驶标准车辆相似。

关于这点，驾驶的乐趣甚至可以被提高，因为所述虚拟止动器可以被编程，以具有相比普通机械止动器更加逐渐的、更少猛烈动作的行为。

进一步地，值得注意的是：在虚拟行程终端阈值S1，S2处，从正常辅助模式切换到减小的阻力模式(或者反过来)，停止模拟的步骤c)的激活或失活，取决于所述虚拟阈值的穿越方向F1，F2，这是一种可以例如在所述致动器部件到达所述阈值S1，S2时，由所述致动器部件2的偏移速度符号给出的穿越方向。

在根据本方法的位置评估步骤b)期间，技术人员一方面可以监控所述辅助部件2的瞬时位置Pt(为了比较所述瞬时位置和虚拟行程终端阈值S1，S2)，且更特别地技术人员可以从中推断相对于虚拟阈值的位置超过数(exceedance)的符号：X_Rack＝Pt-Si，i＝1或2，另一方面监控所述致动器部件2的偏移速度的符号，以便于在两个符号(超过数的符号和速度的符号)相同时激活所述虚拟止动器13，并在所述符号不同时使所述虚拟止动器13失活。

因此，当达到且穿越虚拟行程终端阈值标记的前沿时，因此离开正常辅助域DAN并进入减小的辅助域DAR，即，当技术人员在进一步增加 (或者尝试进一步增加)超过对应的行程终端限度P1，P2的方向上的阈值S1，S2的转向角时，那么所述停止模拟就被加入，以便于借助于所述电机1、旨在减慢或者甚至阻碍所述致动器部件2的运动的、以及更广泛地所述转向设备5的运动的，或者甚至旨在把所述致动器部件2带回虚拟行程终端阈值S1，S2的阻力Force_Stop，主动地对抗这种前进，好像所述致动器部件2在实践中已经遇到了具有所述虚拟止动器13的特征的机械止动器那样。

优选地，阻力Force_Stop随着超过阈值S1，S2的超过数的数量的增加而增加。

例如，参照图1，如果司机把转向轮从右向左转，特别地从中心位置 P0开始，并在右-左穿越方向F1上穿越左虚拟阈值S1，以便于所述转向齿条2靠近其左行程终端限度P1，那么所述虚拟止动器13的加入将引起阻力Force_Stop的出现，且优选地逐渐增加，其中所述阻力广泛地源自从左到右(在与F1相反的方向上)，并与把所述方向盘6进一步旋转到超过所述阈值S1的左侧相反。

在做出必要变更的情况下，同样适用于在左-右穿越方向F2上超过右虚拟阈值S2的右转向操作。

相反，返回到在虚拟行程终端阈值S1，S2下的正常辅助域DAN，将使所述转向设备5从减小的辅助域DAR出来，并为了支持正常辅助规则11(其中所述辅助规则可以显著地且优选地旨在仅仅放大由司机施加在所述方向盘6上的力矩τ_V)将最终导致所述虚拟止动器13失活。

可以以算术的方式向第一设定点C1增加阻力设定点Torque_Stop，其中所述阻力设定点的符号与趋于增加转向角的转向轮力矩τ_V的符号相反，或者甚至把第一设定点C1设定成0，即，以移除正常辅助的方式，以及以单纯地且仅仅用阻力设定点Torque_Stop替代所述正常辅助的方式，实现所述虚拟止动器13的激活。

阻力设定点Torque_Stop将优选地以力矩的形式表达，所述力矩是所述动力转向电机1必须输出的以便于模拟被施加阻力Force_Stop的力矩，其中所述阻力等价于将由所述虚拟止动器13施加的、考虑到所述虚拟止动器配置与所述致动器部件2相反的力。

在图4和6中，TF代表传递函数，其在此与杠杆臂是同质的，且其能够把所述阻力Force_Stop转换成形成所述阻力设定点Torque_Stop的力矩。

如果所述辅助电机1是电动机，则阻力设定点可以表示所述电动机的供应电流的强度，该强度将对应于所需力矩。

无论如何，如图3到6所示，阻力设定点力矩Torque_Stop，且更特别地对应于所述阻力设定点的阻力Force_Stop的合力，所述阻力设定点与所述致动器部件2的移位相反，优选地包括至少模拟弹簧效果的弹性分量根据预定刚度系数所述弹性分量F_E与超过虚拟行程终端阈值S1，S2的所述致动器部件2的偏移幅度X_Rack成比例(也就是说，与超过所述阈值的超过数成比例)。

这个由第一比例增益(刚度系数)模式化的第一分量将产生弹性返回约束，所述第一比例增益可被比作弹簧的刚度且被应用于位置的超过数X_Rack，所述弹性返回约束随着所述虚拟止动器被进一步推入而阻止增加的阻力，其中所述阻力是例如与转向幅度成比例的，所述阻力驱动所述致动器部件2超过考虑的虚拟阈值S1，S2。

为了描述的方便，在此可考虑超过数X_Rack对应于所述转向器壳内的所述转向齿条2的平移中的沿着所述转向齿条的纵向滑动方向的直线运动线性位移，其大体上横向于所述车辆的前-后运行方向。

如上面指出的那样，瞬时位置Pt和因此的超过虚拟行程终端阈值S1， S2的所述驱动器部件2的偏移幅度X_Rack能够显著地根据方向盘6的绝对角位置(考虑到所述小齿轮8和所述转向齿条2之间的减速比是已知的)或者根据所述动力转向电机1的轴的角位置进行评估(考虑到所述蜗轮减速器减速比是已知的)，或者可能由任何其他适当的系统或传感器进行评估。

优选地，根据与前一个特征可以是可选的或者互补的特征，与弹性分量 F_E的出现有关，如图3到6所示，阻力设定点Torque_Stop，且更特别地对应于所述阻力设定点并阻止所述致动器部件2的偏移的阻力Force_Stop的合力，包括至少一个模拟阻尼效果的粘性分量根据粘性的预定系数，所述粘性分量F_V与所述致动器部件的偏移速度成比例。

这里再次为了描述的方便，为了以第二增益的形式应用粘性的系数，技术人员将考虑到对应于所述转向器壳内的所述转向齿条2的平移运动的线性速度即瞬时位置Pt的一阶时间导数(或者，以等价的方式，超过数X_Rack的一阶时间导数)。

此偏移速度可以例如根据所述方向盘6的角速度的测量值进行评估(所述小齿轮8和所述转向齿条2之间的减速比是已知的)，或者根据所述动力转向电机1的轴的角速度进行评估(所述蜗轮减速器减速比是已知的)，或者可能由任何其他适当的系统或传感器进行评估。

优选地，根据可以是可选的或者与前面的一个和/或另一个特征互补的特征，该特征与弹性分量F_E和/或粘性分量F_V的出现相关，阻力设定点 Torque_Stop，且更特别地对应于所述阻力设定点并阻止所述致动器部件2的偏移的阻力Force_Stop的合力，包括至少一个模拟可移动质量效应的惯性分量根据惯性的预定系数，所述惯性分量F_I与所述致动器部件2的加速度成比例。

这里再次为了应用这个第三增益(惯性系数，表示质量)，将考虑到对应于所述转向器壳内的所述转向齿条2的平移运动的线性加速度也就是说瞬时位置Pt的二阶时间导数(或者，以等价的方式，超过数X_Rack的二阶时间导数)。

所述加速度可基于计算速度的导数，或者所述致动器部件2的位置的逐次导数，或者甚至基于所述方向盘6角加速度或者所述动力转向电机1 的轴的角加速度进行评估，可能的减速系数是已知的。

根据可能的变体，对应于图3和4，阻力设定点力矩Torque_Stop，且更特别地对应于所述阻力设定点且阻止所述致动器部件2的偏移的阻力Force_Stop的合力，由模拟弹簧-阻尼器止动器13的并为了这个目的包括弹性分量F_E和粘性分量F_V的一阶表达式获得。

更特别地，参考图4，所述表达式将被写为(s是拉普拉斯变换使用的变量)：

可能地，所述止动器13的这种行为，特别地是动态行为，因此可以通过对应于虚拟止动器机构的这两个弹性分量和粘性分量排他性地模式化，所述虚拟止动器机构包括具有与粘性的线性阻尼器平行地安装的刚性的弹簧，所述两个分量因此定义关于所述致动器部件2的阈值超过数位置 X_Rack的一阶系统。

有利地，这种虚拟弹簧-阻尼器止动器的属性可以通过适当地选择刚性系数和粘性系数(这等价于调节所述虚拟止动器的阻抗)选择或者修改，特别地通过使用下面的公式：

根据另一个可能的变体，对应于图5和6，阻力设定点Torque_Stop，且更特别地对应于所述阻力设定点并阻止所述致动器部件2的偏移的阻力 Force_Stop的合力，是由模拟质量-弹簧-阻尼器止动器13且为了这个目的包括弹性分量F_E、粘性分量F_V和惯性分量F_I的二阶表达式获得的。

更特别地，参考图6，所述表达式可被写成：

有利地，这种涉及所述致动器部件2的阈值超过数位置X_Rack的一阶和二阶导数的二阶模型比前一个一阶的更完整，且使得能够获得进入虚拟邻接的更准确渲染，确保更佳的驾驶感受，对司机而言更自然而且更直观。

此外，技术人员可以容易地调整这种虚拟止动器的动态行为，且特别地，可调整虚拟止动器向所述转向设备5提供的或多或少地抑制的反弹效果。

技术人员可以有利地选择或修改这种虚拟质量-弹簧-阻尼器止动器13 的属性，其中所述模拟的机构与图3中所示的模拟的机构不同在于由所述弹簧-阻尼机构承载的附加惯性质量操作中适当选择的刚性系数粘性系数和惯性系数以及更特别地使用下面的适当公式：

根据可能的变体，不论车辆的操作情况如何，虚拟行程终端阈值S1， S2的值可以被设置成保持恒定。

然而，根据变体，虚拟行程终端阈值和/或优选地，刚性系数的、粘性系数的和惯性系数可根据来自下列的至少一个参数修改：车辆(其上设置动力转向电机1)的偏移速度V_V、司机施加在方向盘6上控制所述致动器部件2的偏移的力矩τ_V、所述致动器部件2的位置(在超过数X_Rack中的瞬时Pt)、速度或者加速度

换句话说，将有可能根据所述车辆的操作情况调整实施虚拟止动器13 的策略，且特别地根据所述虚拟止动器13的激活情况和/或所述虚拟止动器13的阻抗，其将取决于特别是所述虚拟止动器的动作幅度(由所述止动器提供的阻力的强度)。

为了这个目的，技术人员可以有利地在所述计算机12的非易失性存储器中保存地图(或者“增益表”)，用于根据考虑的参数设定阈值S1，S2或刚性系数、粘性系数或惯性系数。

例如，当所述车辆以超过预定速度阈值的高速巡回时，技术人员可以在一方面把虚拟阈值S1和S2带到靠近中心位置P0，以便于延伸减小的辅助域DAR，且在另一方面“扩展”所述虚拟止动器13的动作，以使所述虚拟止动器以非常渐进的方式在这些减小的辅助域上采取行动，例如通过增加所述止动器的阻尼，并因此防止或抑制趋于导致所述车辆突然转弯的猛烈的转向轮运动。

相反，在低速(低于预定低速阈值)且为了便于进入停车场的移动或者退出移动，技术人员可以选择更远离中心位置P0的虚拟阈值S1，S2，以便于为了支持正常辅助域DAN的扩宽而缩短减小的辅助域DAR(这使得有可能从操纵期间可用的最宽的可能的转向幅度中受益)，并选择更坚固的和/或被更少抑制的止动器13。

根据其可以独立地构成发明的另一可能性，虚拟行程终端止动器S1， S2，以及因此得到的可用于操纵所述致动器部件2的正常辅助域DAN的范围，可以根据使用中的轮胎的尺寸，并特别地根据其宽度，进行修改。

更特别地，当所述轮胎的宽度增加时，虚拟阈值S1，S2可以被带到更靠近中心位置P0，以使得在轮胎壁接触到车辆本体或者所述转向设备5的部件之前，出现虚拟的邻接，从而防止所述轮胎壁接触到所述车辆本体或者所述转向设备5的所述部件。

根据通过指示的方式并可适用于上面考虑的不同情况提供的可能的变体，所述致动器部件2的偏移由方向盘6控制，且虚拟行程终端阈值S1， S2比所述方向盘6的极端转向角位置领先30度到60度，且优选地优先约 50度，所述角位置对应于机械偏移限度，在此为在考虑的方向上的所述致动器部件2的P1、P2。

换句话说，诸如在图1上说明的，所述虚拟止动器13模拟优选地被设计成根据触发器阈值激活，所述触发器阈值比所述安全边缘Δθ1,Δθ2的真实的止动器P1，P2领先30度到60度之间(在考虑的穿越方向F1，F2)。

通过指示的方式(或可替换地)，此安全边缘Δθ1,Δθ2可以表示从10％到20％的所述方向盘6的总角行程，其中所述总角行程还对应于所述致动器部件2的真实的功能性行程L0。

在所述致动器部件2的第一和第二真实邻接位置P1，P2的上游，通过人工地使所述致动器部件2的运动更困难，和/或，以等价的方式，通过使所述方向盘6的旋转更困难，但仅根据相对靠近这些位置的虚拟止动器S1， S2，转向可以有效地免受冲击，而不妨碍驾驶。

此外，根据可以独立地构成发明的可能的实施变体，通过使虚拟行程终端阈值S1，S2参数化，本方法可被用作防盗方法，以使用所述动力转向电机1将所述转向致动器部件2的偏移锁定在不变位置中，或者将所述偏移限制在预定限制范围内，该预定限制范围小于对应于所述致动器部件的正常功能性行程L0的偏移范围的50％、30％或者甚至10％。

换句话说，根据独立地构成发明的应用，所述动力转向电机1可被用作主动防盗设备，为所述电机1提供阻力设定点，以使得所述阻力设定点将所述转向设备5固定不动或者将其限制在限制范围，该限制范围小到无法允许驾驶所述车辆所需的转向改变。

为了这个目的，两个虚拟左和右阈值S1，S2可以在所述致动器部件(各个方向盘6)在所述车辆在之前被停止或锁定时占据的(无论所述瞬时位置是哪里)瞬时位置Pt的附近(或任意一侧)有利地被彼此靠近，或者可能甚至使这两个左阈值S1和右阈值S2与所述位置Pt一致。

因此，获得了虚拟的双向锁定止动器13，也就是说，阻止从瞬时位置 Pt(由因此被锁定的转向设备5占据)向左转弯F1和向右转弯F2的锁定止动器。

当然，所述止动器13的“防盗”调整可优选地对应于刚性系数的、粘性系数的和/或惯性系数的高值，所述高值严格地高于(当所述转向被锁定，所述防盗设备失活时)正常驾驶期间实施的虚拟止动器的值。

因此，特别坚固的虚拟防盗止动器13可对抗所述转向设备5的任何不被允许的操纵，从而即使不存在阻碍所述转向设备5的物理的机械障碍物也是如此。

根据实施方式的可能的变体，其可能构成单个的应用或者与上面描述的用途的任一个互补，本方法可被用作调整包括由转向轮形成的至少一个操纵装置部件3，4的车辆的传动齿轮的对称性。

在这种情况下，在所述方法期间，设定了第一虚拟行程终端阈值S1和第二虚拟行程终端阈值S2，以使得第一虚拟行程终端阈值S1和第二虚拟行程终端阈值S2位于中央分隔位置P0的任意一侧的等距离处，其对应于所述传动齿轮的转向轮3，4不转弯。

有利地，基于所述转向机构5实质上不完美的假设，以使得绕着在其中所述车轮3，4是直的的中心位置P0，左转向限度P1不是右转向限度P2的准确对称，即所述转向机构5是实际存在的以使得向左转弯的可用行程d (P0，P1)不同于向右转弯的可用行程d(P0，P2)，的确，通过以中心位置P0的左侧和右侧准确地对称的方式放置虚拟行程终端阈值S1，S2，本方法将允许虚拟地人工地恢复所述传动齿轮的对称性，且更特别地所述转向控制的对称性，其中所述中心位置将实际上与保持在所述虚拟止动器之间可用的行程d(S1，S2)的中位数位置一致(也就是说，中心位置P0可与正常辅助域DAN的中间一致)，以使得最终的可用行程在所述中心位置P0的左侧和右侧相等：d(P0，S1)＝d(P0，S2)＝1/2d(S1，S2)。

因此，虚拟管理算法可以补偿导致所述转向5的机械偏心的材料公差。

当然，本发明还涉及，同样地，计算机程序，其包含使得代码元素在当所述计算机程序被计算机12读取时能够实施依照本发明的方法，以及包含这种计算机程序的数据媒体。

本方法还涉及动力转向模块，其包括被编程以实施这种方法的计算机12 (诸如机载计算机、自动化等)，以及车辆，且特别地带有驱动车轮和配备有这种动力转向模块的转向轮的陆地车辆。

显然，本发明绝不局限于单个的变体，本领域技术人员特别地能够独立地或自由地组合前述特征的任意一个，或者能够替代等同物。

总结：

X_Rack＝Pt-Si所述转向齿条2(致动器部件)的测得的或估计的超过数位置(相对于考虑的阈值Si的偏移幅度，i＝1或2)。

V_V＝所述车辆的偏移速度。

τ_V＝由司机施加在所述方向盘6上的力矩。

Torque_Stop＝计算得到的阻力设定点，对应于其应当由动力转向电机1 施加以模拟所述虚拟止动器13的阻力效果的阻力力矩。

Force_Stop＝计算得到的阻力力矩，对应于阻力对由所述虚拟止动器13 提供的偏移的效果。

TF＝允许把计算得到的阻力转换成对应力矩(阻力设定点)的传递函数(减速比与杠杆臂同质)。

s＝用于拉普拉斯变换的变量(复合体)。

Claims (8)

1.一种管理动力转向(5)电机(1)的方法，期间建立旨在被应用到动力转向电机(1)的辅助设定点(Ctot)，所述动力转向电机(1)被设计用于提供辅助力(Assistance force)，以协助操纵转向齿条类型的转向致动器部件(2)，所述致动器部件(2)至少可移动地安装在彼此远离的第一位置(P1)和第二位置(P2)之间，第一位置(P1)和第二位置(P2)界定了所述致动器部件的功能性行程(L0)，该功能性行程允许所述致动器部件修改转向轮类型的转向操纵装置部件(3，4)的方向角，所述方法特征在于它包括：

-定义虚拟行程终端阈值的步骤(a)，期间选择至少一个虚拟行程终端阈值(S1，S2)，所述虚拟行程终端阈值(S1，S2)对应于与虚拟止动器(13)相对的所述致动器部件(2)的虚拟接合位置，其中所述虚拟接合位置严格地位于第一位置(P1)和第二位置(P2)之间，

-评估位置的步骤(b)，期间估计所述致动器部件(2)的瞬时位置(Pt)并将该瞬时位置(Pt)与虚拟行程终端阈值(S1，S2)做比较，以探测所述致动器部件穿越(F1，F2)所述虚拟行程终端阈值，以及，是否探测到所述致动器部件(2)已经在预定穿越方向上穿越所述虚拟行程终端阈值(S1，S2)，

-模拟行程终端止动器的步骤(c)，期间辅助设定点(Ctot)中包括阻力设定点(Torque_Stop)，所述阻力设定点通过在考虑的穿越方向(F1，F2)上阻止所述致动器部件(2)前进超过虚拟行程终端阈值(S1，S2)的方式来模拟机械止动器的效果，

且特征在于，所述阻力设定点(Torque_Stop)通过如下方式获得

-通过模拟弹簧-阻尼器止动器(13)、并为了这个目的包括模拟弹簧效果的弹性分量和模拟阻尼力的粘性分量的一阶表达式，其中根据预设的刚性系数弹性分量与所述致动器部件(2)超过虚拟行程终端阈值(S1，S2)的偏移幅度(X_Rack)成比例，根据预定的粘性系数粘性分量与所述致动器部件(2)的偏移速度成比例，

-或者通过模拟质量-弹簧-阻尼器止动器(13)、且为了这个目的包括弹性分量(F_E)、粘性分量(F_V)和模拟可移动质量效应的惯性分量的二阶表达式，根据预设的惯性系数惯性分量与所述致动器部件(2)的加速度成比例。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，虚拟行程终端阈值(S1，S2)和/或刚性系数粘性系数和惯性系数根据来自下列的至少一个参数修改：设置有所述动力转向电机(1)的车辆的偏移速度(V_V)、司机施加在方向盘(6)上控制所述致动器部件(2)偏移的力矩(τ_V)、所述致动器部件(2)的位置(Pt，X_Rack)、速度或者加速度

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述车辆以超过预定的高速阈值巡回时，所述虚拟止动器(13 )的阻尼被增加。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述致动器部件(2)的偏移由方向盘(6)控制，虚拟行程终端阈值(S1，S2)领先所述方向盘(6)的极端转向角位置30度到60度，所述方向盘(6)的极端转向角位置对应于所述致动器部件(2)在转向方向上的机械偏移限度(P1，P2)。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述虚拟行程终端阈值(S1，S2)领先所述方向盘(6)的极端转向角位置50度，所述方向盘(6)的极端转向角位置对应于所述致动器部件(2)在转向方向上的机械偏移限度(P1，P2)。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，通过使虚拟行程终端阈值(S1，S2)参数化，该方法被用作防盗方法，以使用所述动力转向电机(1)将所述转向致动器部件(2)的偏移锁定在不变位置中，或者将所述偏移限制在预定限制范围内，所述预定限制范围小于对应于所述致动器部件(2)的正常功能性行程(L0)的偏移范围的50％、30％或者甚至10％。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述止动器(13)的防盗调整器对应于刚性系数粘性系数和/或惯性系数的值，所述值严格地高于正常驾驶期间实施的所述虚拟止动器(13)的那些值。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，它被用作调整包括由转向轮形成的至少一个操纵装置部件(3，4)的车辆的传动齿轮的对称性，在此期间，设定了第一左虚拟行程终端阈值(S1)和第二右虚拟行程终端阈值(S2)，以使得第一虚拟行程终端阈值(S1)和第二虚拟行程终端阈值(S2)位于中央分隔位置(P0)的任意一侧的等距离处，中央分隔位置(P0)对应于所述传动齿轮的转向轮(3，4)不转弯。