CN106163902A - 通过监测由转向助力电动机提供的扭矩的转向回正的检测方法以及应用所述方法评估摩擦 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于管理动力转向系统的方法，包括在转向方向上检测回正的步骤(a)，其包括获得称为“马达扭矩信号”的信号(CMOT)，其代表由动力转向马达传送的辅助力(C辅助)，然后评估所述马达扭矩信号的时间导数然后将所述马达扭矩信号的时间导数与预定的变化阈值(S峰值)进行比较，以检测导数峰值，其大于所述变化阈值(S峰值)，其表示转向方向的反转(4)。所述的方法接下来包括摩擦评估步骤(b)，其包括在转向方向的回正期间，在称为“致动力信号”的信号(C致动)中由下降来评估该摩擦，“致动力信号”的信号(C致动)代表由驾驶员和由动力转向马达共同施加在动力转向上的总致动力。

Description

通过监测由转向助力电动机提供的扭矩的转向回正的检测方 法以及应用所述方法评估摩擦
技术领域
本发明涉及用于管理动力转向装备车辆的方法的一般领域，并且特别是机动车辆。
它更特别地涉及考虑到动力转向机构中的摩擦力。
背景技术
在一些动力转向系统管理方法中，更普遍地在用于控制车辆路径的某些方法中，检测转向回正可能是有用的，或者甚至是必不可少的，也就是说方向盘在车辆驾驶员的作用下的旋转方向的改变。
为了这个目的，有可能监测方向盘的旋转角速度，以便检测所述旋转速度的符号改变。
然而，为了允许通过这样的方法足够可靠地检测转向回正，并且更特别是为了防止例如由方向盘的轻微振荡引起的“误报”产生，有必要确保由所述方向盘形成的角位移振幅，在两个相反的旋转方向中的每一个上，接近转向回正点的那个角位移振幅比一些预定的、相对较高的检测阈值大。
但是，方向盘为了达到并越过这样的检测阈值而所需要的时间可能相当长，这往往限制了用于检测所述转向回正的方法的精确度和反应性。
此外，需要了解方向盘的角速度，例如从所述方向盘的角位置测量，在某些情况下可强制增加专用传感器，这增加了转向系统的尺寸和重量以及用于其制造的成本。
发明内容
分配给本发明的目的因此旨在克服上述缺点，并提供一种新的动力转向系统管理方法，既简单又实施起来便宜，这使得能快速且可靠的检测转向回正。
分配给本发明的目的是通过一种用于管理动力转向系统的方法的手段来达到的，所述动力转向系统包括至少一个旨在输出辅助力的辅助马达，所述方法的特征在于它包括转向回正检测步骤(a)，在该步骤中获取称为“马达扭矩信号”的信号，其代表通过辅助马达输出的辅助力，然后评估所述马达扭矩信号的时间导数，然后将所述马达扭矩信号的时间导数与预定的变化阈值进行比较以检测导数峰值，导数峰值大于所述预定的变化阈值，指示所述动力转向系统的转向方向的反转。
有利的是，代表由辅助马达提供的辅助力的信号监测，例如对应于施加给所述辅助马达的转矩设定值或对应于由所述辅助马达的轴施加在转向机构上的扭矩的实际测量值的信号监测，更具体地是由这样的信号的时间导数所采取的瞬时值的监测，使得能够快速而可靠地检测任何转向回正，无论限制性检测阈值的使用是否与方向盘的角位移的振幅相关。
事实上，发明人已经发现，在转向回正的过程中，也就是说当驾驶员连续地左转，然后右转(或反之亦然)，会观察到通过辅助马达输出的辅助(扭矩)力非常快、几乎是瞬时降低(绝对值)，其中所述降低导致代表所述辅助(扭矩)力的信号的时间导数的峰值。
辅助力的高振幅的这种突然变化由如下的事实造成：当操作转向系统，更具体的是辅助马达时，当在转向构件的位移(局部)极值时(也就是说当经历转向回正时)，从辅助马达辅助在第一方向(例如向左)上的转向操作的第一辅助状态过渡到马达辅助在第二相反方向(在上述的例子中向右)上的转向操作的第二辅助状态，必然会观察到转向构件的位移方向的切换(反转)。
现在，实际上，由于与转向机构的内摩擦的阻抗力，这往往与转向操作相反，其符号与转向构件的位移符号(更具体地是与位移速度的符号)相反。
总而言之，就其本身而言，该辅助力具有驱动功能，也就是说所述的辅助力往往由司机根据需要在考虑转向的方向上驱动转向构件移位，抵抗该阻抗力，包括由于内摩擦的力。
在任何情况下，转向角的操作方向的切换，以及因此转向构件的位移方向的切换，一方面几乎同时导致第一阻力分量的消失，归因于摩擦，其在转向回正之前在第一方向(按照惯例向左)上反抗转向构件的移位，并且在另一方面出现了新的(第二)阻抗力分量，也归因于摩擦，但在符号上与第一阻力分量相反，并且这次在转向回正之后在与第一方向相反的第二方向(向右)上反抗转向构件的位移。
摩擦的存在，更特别是当反转所述转向方向时摩擦的作用方向的反转导致滞后现象，该滞后现象在转向方向的反转期间体现为阻抗力的降低(绝对值)，因此体现为辅助力的降低，该辅助力由辅助马达输出以反抗(并克服)所述阻抗力。
实际上，所述降低更精确地对应于第一阻力分量(第一摩擦力分量)和上述第二阻力分量(第二摩擦力分量)的累加(代数积累，通过考虑相反的符号)。
马达扭矩信号的时间导数的计算因此有利地允许突出归因于转向回正的所述马扭矩信号的任何快速降低，因此检测所述转向回正。
也将有利地注意，马达扭矩信号的时间导数的监测，除了提供转向回正的快速检测之外、方便滤波操作使得消除由于影响马达扭矩信号质量的噪音的误报风险，如将在下文中详述的。
最后，马达扭矩信号有利地构成系统可用的信号，，并且该信号可很容易地利用在全部动力转向系统中，例如以设定点的形式，设定点由辅助定律发展并应用到辅助马达上，从而简化本发明的实施。
附图说明
通过阅读下面的描述以及使用由纯粹说明性和非限制性的方式提供的附图，本发明的其它目的、特征和优点将进一步详细地呈现，其中：
图1以时序图示出了方向盘的角位置的演变(或等价地，通过考虑驱动机构的减速比，辅助马达的轴的角位置的演变)以及在一些连续的转向回正过程中的马达扭矩信号的演变。
图2以时序图示出了由图1的马达扭矩信号的时间导数所采取的值。
图3是根据时序图示出了在由转向回正导致的扭矩下降(绝对值)的时刻，表示图1的扭矩信号的曲线的放大视图。
图4以方框图示出了根据本发明的方法操作。
具体实施方式
本发明涉及一种用于管理动力转向系统1的方法。
所述动力转向系统1包括至少一个辅助马达2，目的是输出辅助力C辅助。
能够无差别地考虑任何类型的辅助马达2，更特别是任何类型的双向辅助马达。
特别的，本发明可应用于旋转辅助马达2，用于施加扭矩型辅助力C辅助,以及应用于线性辅助马达2,用于施加牵引型或压缩型辅助力C辅助。
此外，所述辅助马达2例如可以是液压的，或者优选是电动的(使用电动马达，使得特别更容易植入和执行所述马达，以及产生和管理该有用信号)。
在特别优选的方式中，所述辅助马达2将是旋转型马达，例如是“无刷”型。
另外，以公知的方式(但未示出)，动力转向系统1优选地包括方向盘，通过它车辆驾驶员可旋转驱动转向柱，转向柱通过小齿轮接合滑动地安装在转向套管内的转向齿条，该转向套管固定于车辆的底盘上。
该转向齿条的端部优选地分别连接到偏航可操纵短轴上，短轴上安装有车辆的转向(并且优选为驱动)轮，以便齿条在套管内的平移位移引起所述转向轮的转向角改变(也就是说偏航方向)。
辅助马达2可接合转向柱，例如通过蜗轮蜗杆减速器，或甚至通过滚珠螺杆式驱动机构或经由与转向柱的小齿轮分开的驱动小齿轮直接接合转向齿条(从而形成所谓的“双齿轮机构”的转向机构)。
如图4所示，应用到辅助马达2的力设定值(或更优选为扭矩设定值)CMOT，以使所述马达帮助驾驶员操纵转向系统1，取决于存储在计算器(这里是辅助定律3的应用模块)的非易失性存储器中的预定的辅助定律，其中所述辅助定律可根据各种参数调整所述力设定值CMOT，例如由驾驶员对方向盘施加的方向盘扭矩C方向盘、车辆(纵向)速度V车辆、方向盘的角位置θ方向盘等。
根据本发明，该方法包括转向回正检测步骤(a)。
该转向回正检测步骤(a)允许检测转向回正4，也就是说方向的变化，该方向是车辆驾驶员(主动地)致动方向盘，其中该变化的目的在于并具有从向左的转向位置切换到向右的转向位置的效果，其中向左是驾驶员施加力拉动方向盘向左，其中向右是驾驶员施加力拉动方向盘向右，或反之亦然。
这样连续的转向回正4在图1中清楚可见，其中虚线曲线示出了随方向盘的角位置θ方向盘的时间的演变，从而使得当驾驶员连续地操纵方向盘向右，然后向左，然后再次向右等，出现了所述方向盘的旋转方向的交替(这解释为本文所代表的方向盘角位置的曲线具有类似于正弦曲线的形状)。
应当指出的是，在图1的优选实施例中，代表转向角配置的方向盘的角位置θ方向盘实际上是以等效的方式根据辅助马达2的轴5的角位置表示。
事实上，代表转向角的空间配置的任何位置测量，以及因此方向盘的角位置可适于本发明的说明和实施目的。
在这种情况下，连接辅助马达的轴5与方向盘的运动联动的机械减速比，建立了马达的轴的角位置和方向盘的角位置之间的关系。
在图1的实施例中，减速比约为26，并且放在纵坐标上的角度刻度对应于驱动轴的机械千度(103度)，驱动轴向后和向前运动大约在-3600度(驱动轴角的)和3600度(驱动轴角的)之间交替变化，其对应于方向盘的角位移约+/-139度。
还将注意的是，以公知的方式，所述辅助马达2的轴5的角位置可由“解析器”型的相对位置传感器来提供，在此有利地与辅助马达2串联集成。
角位置的这种测量选择，相对于本发明的原理不受限制的选择解释为如果需要的话也有可能最初表达在“电角度”型单元中的所述角位置，其考虑到解析器的定子极的数量，而不同于在“机械角度”中。
根据本发明，在转向回正检测步骤(a)期间，获得称为“马达扭矩信号”的信号，该信号代表由辅助马达2输出的辅助力C辅助(更特别地代表扭矩，在这种情况下是通过所述辅助马达提供的电磁转矩)。
优选地，用于所述转向回正检测步骤(a)的马达扭矩信号是由应用到辅助马达2的力或扭矩设定值CMOT构成，或者甚至由实际上从辅助马达2输出的力或扭矩C辅助的测定值构成。
实际上，在考虑车辆寿命的情况下，应用到辅助马达2的设定值CMOT以及实际上是由所述辅助马达2提供的辅助力C辅助的值是非常接近的，或者甚至是相等的，使得这两个信号可以同样方式用在本发明的框架内。
优选地，这就是为什么，并且为了描述方便，将有可能在下面将马达扭矩信号同化为应用到辅助马达2的力设定值(扭矩设定值)CMOT。
此外，应当注意的是，力设定值CMOT信号和/或实际上是由马达输出的辅助力测量C辅助信号具有的优点是能够并且可很容易地用于动力转向系统中。
特别的，应用到辅助马达的力设定值信号CMOT必然是永久公知的，因为所述信号系统地构成应用模块的输出数据，该应用模块应用动力转向系统的辅助定律3。
因此，利用这个设定值信号CMOT只需要非常简单的实施。
就其本身而言，如果需要的话，如果所述辅助马达通过力传感器(并且更特别地通过合适的电磁扭矩传感器)串联配备，有关实际上由辅助马达2输出的辅助力C辅助(或扭矩)的测量的信息可通过所述辅助马达2本身(或更特别地由集成到所述马达的控制器)给出。
辅助力C辅助的测量当然可以是可替代地通过任何其它适当的外部力(或扭矩)传感器来获得，例如附接至辅助马达2的轴5上的扭矩传感器。
根据实施所述方法的可能变型，将有可能考虑为“马达扭矩信号”，代表由辅助马达2输出的辅助力C辅助、施加在转向齿条上的牵引或压缩力(纵向、沿所述齿条的平移轴线)。
这样的信号例如可由测量齿条的变形的应变仪提供，或者通过任何其它适当的力传感器来提供。
通常，对于(纯粹)根据本发明的转向回正检测来说，实际上有可能利用为“马达扭矩信号”，任何信号其值对摩擦的反转是敏感的，也就是说任何信号其值受施加在转向系统上的全部或一部分(内)摩擦影响，使得所述信号在转向回正时(以及因此在所述摩擦反转时)经受可察觉的变化(这里为降低)。
此外，应当注意的是，考虑到辅助马达2与转向齿条之间的传动比，可能一般地以马达扭矩形式或者以齿条等效线性力形式表示马达扭矩信号CMOT，而不改变本发明的一般原则。
因此，通过举例的方式，图1的马达扭矩信号CMOT，其在所述图1中与扭矩(以Nm表示)是同质的，为了表示方便和仅仅通过惯例可因此转化为等效线性力形式，以牛顿表示，并且更准确地以千牛顿表示，如图2或图3所示。
此外，虽然不排除与模拟信号工作，特别是模拟马达扭矩信号CMOT，但会优选地使用一种或多种数字信号，特别是数字马达扭矩信号CMOT。
根据本发明，在已经获得马达扭矩信号CMOT之后，评估所述马达扭矩信号的时间导数(在此通过图4中的导数模块6)。
实际上，为此目的，有可能应用任何推导方法，使得能够确定每个时间单位的马达扭矩信号CMOT的变化(也就是说表示所述信号的曲线斜率)，例如在通过预定的充分限制的时间间隔(采样周期)而分隔的两个时刻之间。
对于信息来说，所述采样周期(也叫“采样间隔”)可能包括在0.5ms和10ms之间。
在评估了马达扭矩信号的时间导数之后，则将所述马达扭矩信号的时间导数与预定的变化阈值S峰值进行比较，在这里通过比较模块8，以检测导数峰值7，其大于所述预定的变化阈值，表示转向角方向的反转。
如上文所述，并且如在图1中清楚可见的，在一个变型中由于摩擦的伴随逆转而出现了转向回正4，在这种情况马达扭矩信号CMOT绝对值的降低(该值变得接近零)。
所述降低具有相对显著的高度H(在图1的实施例中是2.5N.m的马达扭矩信号的范围)以及相对短的持续时间(通常小于半秒，并且例如包括在100ms和300ms之间)。
所述降低因此由马达扭矩信号CMOT的陡坡挫折来区分，在图1中清晰可见，并且因此表现为导数峰值7形式的马达扭矩信号的时间导数的显著且突然增加，如图2所示。
因而本发明人已发现，可识别通过导数峰值7表示的转向回正4，因为它们具有比斜率阈值大的值，称为“变化阈值”S峰值，也就是说所述导数峰值满足：
通常情况下，特别是在图2的实施例中，转向回正4的特性的马达扭矩信号的时间导数峰值7(或更具体地，相当于力的时间导数的峰施加在齿条rack)包含在大于30kN/s的称为“峰范围”的范围内，并且在这种情况下，范围是从30kN/s到65kN/s，更特别是从35kN/s到50kN/s。
预定的变化阈值S峰值可因此选择为低于或等于预期的峰值范围，并且特别可等于或接近所述范围的下限。例如，峰值变化阈值S峰值可在本文中设定为30kN/s。
根据实现的优选可能性，其可在自己的权利中构成发明，在转向回正检测步骤(a)期间，在这种情况下通过使用图4中的过滤模块9，通过定时称为“峰值保持时间”的持续时间d峰值来进行峰值选择性过滤，在此期间，如果峰值保持时间大于或等于预定的最小持续时间阈值d峰值，在越过所述变化阈值S峰值并通过指示转向回正4之后，马达扭矩信号的时间导数保持在变化阈值S峰值之上。
换言之，可得出结论：如果马达扭矩信号的时间导数一方面满足越过变化阈值S峰值(也就是说马达扭矩信号的所述时间导数具有大于最小斜率值的值，如上所述)以及另一方面保持上述变化阈值S峰值持续至少等于上述持续时间阈值d0的时间的双重条件，则有转向回正4。
有利的是，该过滤是转向回正4的识别中的附加预防措施，只要所述过滤允许区分真正对应于转向回正4的所述导数峰值7以及由背景噪声造成的噪声导数峰值10(图2)，该背景噪声干扰所述马达扭矩信号CMOT。
实际上，由于噪声在马达扭矩信号CMOT中产生了随机和快速波动，不排除偶尔所述噪声会引起在所述信号中出现变化(斜率)，其中所述变化将大于变化阈值S峰值，并因而可能被误解为转向回正，应仅基于包括计算时间导数的第一检测准则来解释。
然而，发明人已经发现，基本是周期性现象的噪声则有半周期特征，其严格地低于马达扭矩信号的降低持续时间。
因为由噪声引起的噪声导数峰值的持续时间基本上等于所述噪声的半周期(在半周期期间，噪声在各个最小和最大振荡之间单调地增加，或者相反单调地减小，或者反之亦然)，因此能够根据补充所述第一准则的第二准则可通过排除(噪声10)导数峰值来分离代表实际的转向回正的相关导数峰值7，该(噪声10)导数峰值具有严格低于这样的转向回正4的典型持续时间的持续时间。
在这种情况下，例如可设置最小持续时间d0阈值为包括在30ms和40ms之间的值，其对应于观察到的噪声典型的最大半周期(而由转向回正引起的降低持续时间等于或大于100ms)。
具体地，过滤模块9可包括峰值检测锁存器，其一方面在比较模块8和另一方面在时钟的双重依赖下放置，该时钟测量当所述比较模块8已检测到越过变化阈值S峰值时所经过的时间，使得只要两个累积条件相结合确认有转向回正峰值7，所述锁存器就返回检测信号(峰值识别信号)。
此外，根据实施的优选可能性，其可在自己的权利中构成发明，不管转向回正检测步骤(a)的性质，根据本发明的方法可包括摩擦评估步骤(b)，该步骤包括获取称为“致动力信号”的信号C致动，该信号代表由驾驶员和由辅助马达共同施加在动力转向系统上的总致动力(并且更特别是总致动扭矩)，并通过摩擦评估模块11由分别在转向回正4之前和之后的所述致动力信号C致动所采取的两个值之间的差ΔC致动评估抵抗动力转向系统的转向运动的摩擦力F。
换句话说，该方法包括摩擦评估步骤(b)，在此期间摩擦由在通过步骤(a)检测的转向回正期间发生的致动力信号C致动的下降ΔC致动来评估摩擦力。
实际上，对于如上文详述的相同理由来说，为了解释在转向回正的情况下马达扭转矩信号CMOT的下降H，更一般地，由于摩擦力的符号反转，转向回正4也导致致动力信号C致动的下降ΔC致动。
就绝对值而言，此外还可能的是以基本上等效的方式，并且不改变本发明的原理来由单独的马达扭矩信号CMOT(如所述信号由应用到马达的设定值或由马达输出的电磁扭矩来提供，如上文所提到的)评估摩擦F，并且更特别地由单独的所述马达扭矩信号CMOT(而不是由总的致动力信号C致动)分别在转向回正之前和之后采取的两个值之间的差来评估，也就是说由已经在上文提到的下降高度H来评估。
然而，为了获得影响转向系统的摩擦现象的更准确和更完整的评估，为了计算下降的高度，优选使用包括作用在运动连接上的摩擦，其在转向系统内尽可能长和完整，并且这一点是为了考虑到在其中摩擦可能产生，因而忽略了尽可能少的内摩擦源的转向系统段的最大可能数量。
换句话说，优选的是收集在区域中的力信号，所述区域位于离各运动连接尽可能远的上游，该运动连接包括在一方面转向系统的上游致动器元件(即分别为驾驶员和辅助马达)以及另一方面下游影响构件(拉杆和转向轮)之间，使这些信号包括抵抗转向的操作的最大的摩擦，并且例如包括在一个或多个关注的致动器(多个致动器)的整个运动连接下游中产生的所有摩擦。
此外，还优选考虑总致动力信号，其不仅考虑到辅助电机2的贡献，而且考虑到驾驶员的手动贡献。
事实上，这样的致动力信号的下降(绝对值)因此代表了影响转向机构的摩擦，无论是在其“机动化”部分(辅助马达、减速器、齿条...)以及在其(全部或部分)“手动”部分，其也称为“司机”部分(方向盘、转向柱、齿轮/齿条连接...)。
由于这些原因，优选地形成了致动力信号C致动，如图4所示，由一方面代表由驾驶员施加到方向盘上的方向盘扭矩C方向盘的方向盘扭矩信号以及另一方面马达扭矩信号CMOT的总和来形成。
有利的是，会注意到，方向盘扭矩C方向盘和马达扭矩CMOT信号在大部分动力转向系统内的任何时刻已经是可用的，并且由此可容易地利用，从而简化了本发明的实施。
例如，方向盘扭矩信号CMOT可对应于由适当的方向盘扭矩传感器获得的方向盘扭矩C方向盘的测量值，所述适当的方向盘扭矩传感器例如为测量位于方向盘和转向柱之间的扭力杆的弹性变形的磁扭矩传感器。
这样的方向盘扭矩信号CMOT允许有利地考虑出现在所述扭力杆的下游的所有摩擦，并且特别地，所述摩擦在齿条和紧固到转向柱的下段上的小齿轮之间的连接中产生。
就其本身而言，适合该应用的马达扭矩信号CMOT可通过上述的任何适当的方式来获得。
因此，将注意到，当马达扭矩信号CMOT旨在量化下降的高度时(在摩擦评估步骤(b)期间)，并且不只检测转向回正(在检测步骤(a)期间)，不管事实是单独使用所述马达扭矩信号CMOT或与方向盘扭矩信号组合使用以形成总的致动力信号C致动，将优选相对于辅助马达2尽可能远的位于上游来收集所述马达扭矩信号CMOT，并因此将优选包括应用于所述辅助马达的设定值，或包括由所述辅助马达输出的电磁扭矩的测量，如上文所述。
此外，不管是否是用于量化摩擦的信号(马达扭矩信号CMOT，或优选为致动信号C致动)，摩擦的评估需要从所述信号提取由所述信号在紧接转向回正之前或紧接转向回正之后所采取的值，也就是说更特别地在紧接导数峰值7之前或紧接导数峰值7之后，这是为了随后计算所述两个值之间的差(下降高度)。
这就是为什么根据本发明的方法优选使用数据库，使得在存储器中存储不同值的历史，该不同值由用来在记录周期上量化摩擦的信号(马达扭矩信号CMOT或优选为致动信号C致动)连续采用，将选择该记录周期高于有关转向回正4的下降的预期持续时间。
因此，有可能在导数峰值7已确定后回到信号的历史，以便知道在发生所述导数峰值之前的时刻的所述信号值。
有利的是，为了避免存储器空间不必要的消耗，该数据库将在滚动的记录周期上不断刷新，以便在所考虑的时刻只保持可有效地用于在所述考虑的时刻计算摩擦的信息。
对于信息来说，该记录周期可包括在0.5s(500ms)和1s之间，优选等于500ms。
优选地，并且如图3和4所示，摩擦评估步骤(b)包括识别峰值开始时刻t开始，其对应于马达扭矩信号的时间导数在变化阈值S峰值之上通过的时刻，识别峰值结束时刻t结束，其对应于马达扭矩信号的时间导数在所述变化阈值S峰值之下下降的时刻，然后确定值C致动(t1)是什么，称为“转向回正之前的致动力值”，其由致动力信号在第一参考时刻t1所采用，该第一参考时刻t1等于峰值开始时刻t开始或在其之前，确定值C致动(t2)是什么，称为“在转向回正之后的致动力值”，其由致动力信号在第二参考时刻t2所采用，该第二参考时刻t2等于峰值结束时刻t结束或在其之后，然后由计算转向回正之后的致动力值C致动(t2)与转向回正之前的致动力值C致动(t1)之间的差来评估摩擦，也就是说：
ΔC致动＝|C致动(t2)-C致动(t1)|
更特别的，考虑到上文提到的滞后现象，可认为在所考虑的时刻(也就是说在考虑的转向回正4的时刻)影响转向系统操作的摩擦力F等于转向回正之后的致动力值与转向回正之前的致动力值之间的半差，即：F＝ΔC致动/2。
有利的是，使用马达扭矩信号CMOT的时间导数以及涉及由所述导数确定的导数峰值7的开始t开始和结束t结束的时间参考，使得当发生转向回正4时能够精确地检测到该时刻，因而提高了致动力信号下降的特性评估的可靠性和准确性。
通过在由峰值开始和结束时刻计算的并且其构架尽可能地接近实际转向回正4(并因此是致动力信号的下降)的参考时刻t1，t2测量致动力，本发明允许精确地确定正好在所述转向回正之前和正好在所述转向回正之后什么是致动力C致动的精确值。
因此避免了在测量中的任何延迟或近似，否则其可导致要考虑致动信号的值，该值不代表下降的实际高度，因为所述值是在暂时离所述下降很远的测量点而测量的。
因而本发明使得有可能以反应的且可靠的方式评估摩擦F，因为所述发明大大减少了错误和缓慢的来源，其到目前为止破坏了基于监测方向盘的角位置的摩擦评估方法。
根据实施的一种可能性，可选择任意匹配第一参考时刻t1与峰值开始时刻t开始(也就是说设置t1＝t开始)，和/或互补或替代地选择匹配第二参考时刻t2与峰值结束时刻t结束(也就是说写下t2＝t结束)。
然而，根据第二种可能性，第一参考时刻t1优选地严格选择为在峰值开始时刻t开始之前(t1<t开始)，所述第一参考时刻领先所述峰值开始时刻t开始一提前值δ1(也就是说：t1＝t开始-δ1)，和/或第二参考时刻t2严格选择为在峰值结束时间之后(t2>t结束)，所述第二参考时刻滞后所述峰值结束时间一延迟值δ2(也就是说：t2＝t结束+δ2)。
对于信息来说，提前值δ1优选地包括在20ms和100ms之间，并且例如基本上等于50ms(50毫秒)。
对于信息来说，所述延迟值δ2优选地包括在20ms和100ms之间，并且例如基本上等于50ms(50毫秒)。
换言之，在其上计算所考虑的信号(在本文中是致动力信号)的下降的高度ΔC致动的时间间隔[t1；t2]优选是变宽的，并且这优选在两面，无论是延迟还是提前。
相对于由峰值开始和结束时刻所限定的总间隔的测量间隔的这种变宽，其中所述变宽优选地表示为至少10ms(提前以及延迟)，并且对于优先实施例为50ms(提前以及延迟：δ1＝δ2＝50ms)，允许确保在第一参考时刻t1和第二参考时刻t2之间过去的持续时间(也就是说t2-t1)实际上大于或等于(并且如果适当正好大于)归因于转向回正，并因此归因于摩擦的信号(完全)下降的实际持续时间。
因此，根据本发明的方法允许保证致动力信号的极端值很好地测量而不是截断所述下降的一部分，致动力信号的极端值对应于所述信号的整个下降高度，是转向回正的特征。
此外，但是，提前值δ1和延迟值δ2保持比一些预定的最大展宽的阈值要相对低，被选择使得由于转向回正，第一参考时刻t1和第二参考时刻t2保持在过渡域的直接时间附近(下降域的附近)，在所述过渡的“边界”域中，在边界域的相关信号值几乎相对于由在过渡限制的所述信号所采用的值保持恒定(在边界域中的所述值的演变例如包含在低于或等于下降高度的10％、5％，或甚至低于或等于下降高度的1％)的幅度范围内。
在这里，由于这样的事实，在可归因于摩擦反转的下降的域的外部，马达扭矩信号CMOT以及致动力信号C致动比在所述下降过程中的变化慢得多，提供的低变宽(前进δ1和δ2是通常低于200毫秒或甚至100毫秒，优选每等于50毫秒的延迟)允许保持第一参考时刻t1和第二参考时刻t2在下降域的直接时间附近，在所述下降的“边界”域中，在边界域的相关信号值几乎相对于由在下降限制处的所述信号所采用的值保持恒定。
因此，在第一参考时刻t1和第二参考时刻t2采用的信号值的测量，也就是说相对于可归因于摩擦的下降既不太早也不太晚，准确地反映了在所述下降的范围所考虑的致动力的实际值C致动(或相应为马达扭矩信号CMOT)。
最终，根据本发明的方法因此允许基本上测量下降的高度，其对应于针对摩擦的整个贡献，而且仅仅针对摩擦的贡献。
因此，所述方法有利地使得能够获得影响关注时刻的转向系统的实际摩擦F的几乎实时、可靠、准确以及定期更新的测量值，而公知的方法无法这样做，公知的方法基于摩擦的相当粗略的近似，由摩擦的预先建立的理论模型而产生。
应当指出的是，根据本发明实施的变型，不是分别由峰值开始时刻t开始和峰值结束时刻t结束计算第一参考时刻t1和第二参考时刻t2，有可能由单一的峰值时刻表征导数峰值7，其例如可对应于峰值开始时刻或峰值结束时刻或位于所述峰开始和结束时刻中间的平均时刻，然后任意地在所述单个峰值时刻的任一侧设定第一参考时刻t1和第二参考时刻t2，以便在间隔中包括这样限定的信号下降的预期特性的持续时间；例如，有可能考虑第一参考时刻位于单个峰值时刻之前的100ms，并且第二时刻在所述单个峰值时刻之后的200ms。
当然，参考时刻t1，t2的这种选择不影响上述的摩擦评估的一般原则。
此外，无论该定义是否用于第一参考时刻t1和第二参考时刻t2，致动力信号C致动(和/或马达扭矩信号CMOT)的记录周期允许暂时在存储器中保存所述信号的值，该信号用于在所考虑的时刻评估摩擦，该记录周期当然比包括在第一参考时刻和第二参考时刻之间的时间间隔[t1；t2]的宽度更大，并且更特别地比增加了延迟值δ2和提前值δ1的下降的预期最大持续时间更大。
此外，根据本发明的方法优选地包括验证步骤(c)，在其中之一是检查，本文中是在图4的验证模块12中，无论在下列条件中实施的一个或多个条件是否满足，优选以累积的方式：方向盘的旋转速度低于或等于预定方向盘速度阈值方向盘的角加速度小于或等于预定的方向盘加速度阈值车辆的偏航角速度的演变或车辆的横向加速度γ的演变根据方向盘的取向角θ方向盘位于基本上是线性域之内。
处理方向盘的旋转速度的情况，该旋转速度必须小于或等于接近于零的方向盘速度阈值并且例如约5度/秒，允许验证车辆位置的生活状况是与转向回正兼容的，通过确保方向盘的角速度在推定的转向回正的时刻位于零附近。
事实上，在实际转向回正期间，方向盘速度在方向盘的反转点(尖)一定变成零。相反地，不存在方向盘速度越过零排除了转向回正的情况。
就其本身而言，处理方向盘的角加速度的情况允许仅当方向盘加速时进行摩擦评估，并且因此转向机构的构件动作的加速是很低的，例如低于或等于100度/s2，也就是说只有当惯性力时是不存在或可忽略不计的。
因此，我们要确保，在摩擦评估期间，转向机构的应力状态很好的代表摩擦现象，且只有摩擦现象，而不受惯性力的出现而变形，使得通过测量马达扭矩CMOT和/或通过测量致动力C致动来发觉和量化该应力状态。
车辆的偏航角速度的演变，或者等同的车辆横向加速度γ的演变的线性状态，取决于方向盘的取向角θ方向盘是同等的，以确保车辆不处于失去抓地力的情况，并且更特别地要么在转向过多的情况要么在转向不足的情况。
事实上，失去抓地力(轮胎在路面上损失抓地力)将导致车轮和拉杆施加在齿条上的、抵抗辅助马达的阻抗力下降，这将进而导致由辅助马达输出的力相应减少，其中所述减少与内摩擦F的作用没有联系，并因此会歪曲那些摩擦F的评估。
为了检查线性状态，可特别能够使用在不同的生活状况(干燥天气、湿滑路面等)下的测试活动和与相应最大容许偏航率或相应最大允许加速度相关联期间设立的经验规律，方向盘的每个角位置在方向盘的多个不同预定角位置中。
因此，可考虑在线性域中，也就是说在允许可靠评估摩擦的生活状况下，如果在所考虑的时刻测量的方向盘的角位置中(或等效地辅助马达的轴的角位置)，车辆的偏航角速度或横向加速度γ(其例如可由电子稳定控制系统ESP提供，或者由制动辅助系统防抱死制动系统提供)低于最大允许值。
最终，根据本发明的摩擦评估的有效实现可有利地进行同时实现几种情况，在这种情况下例如高达四种情况(或更多)，即处理导数峰值的最小保持时间d峰值的情况、处理方向盘的角速度的情况、处理方向盘的角加速度的情况，和/或处理横向动力学的线性情况(偏航角速度或横向加速度γ)。
反之，没有实现任何这些情况可抑制摩擦的评估，因为所述评估被认为是鉴于在所考虑的时刻的车辆的生活状况是不相干的。
这样检查冗余，使得能够排除可疑的情况，因此只保留摩擦的可靠评估，鉴于可能影响它的不同的不稳定性，这显著提高了根据本发明的方法的稳健性。
此外，变化阈值S峰值，和/或如果合适的话，提前值δ1和延迟值δ2的峰值保持最小持续时间d0阈值和/或提前值δ1和延迟值δ2优选根据方向盘的角加速度来调整。
换句话说，本发明允许动态地更新用于检测转向回正和/或摩擦评估的设定，这取决于不同的参数，例如方向盘的角加速度并且这是为了在每种情况下优化该方法的可靠性以及反应性。
事实上，可很容易理解，例如马达扭矩信号CMOT(相应的致动力信号C致动)下降的持续时间尽可能短，其斜率(其时间导数)在方向盘的操纵很快时高得多。
因此，例如当驾驶员紧跟反方向操作而执行快速转向操作时，使得方向盘的相对高的角加速度应用在对应于所述转向回正的零速度点的两侧，能够增加变化阈值S峰值的值，以更好地去除噪声，同时保持了检测具有陡坡的下降的可能性。
可替代地或补充地，也有可能或甚至期望的，当方向盘增加角加速度时减少了峰值保持最小持续时间阈值d0，以不冒险排除相当短的然而代表转向回正的峰值。
类似地，可替代地或补充地，在这种情况下也可考虑减少用于限定第一参考时刻t1和第二参考时刻t2的提前值δ1和/或延迟值δ2，在此获取致动力C致动的极值允许估算下降的高度。
实际上，因为操纵方向盘时越快，下降时间越短，有可能在较窄的时域中构架整个下降而不冒截断下降高度的风险。
有利的是，减少保持峰值d0和/或提前值δ1和/或延迟值δ2的最小时间阈值允许加速执行该方法，并且因此优化了其反应性而没有不利地影响其可靠性。
更一般地，适应于根据车辆的生活状况和/或方向盘的动态实时检测转向回正和/或摩擦评估，允许优化该方法的性能，并且使该方法尤其是通用的。
当然，本发明还涉及同样地构造或编程用于实现根据本文上述的任一特征和变型的方法的动力转向管理模块。
所述管理模块可包括，并且更特别地可能聚集在同一套管内，一个和/或另一个(和可能所有的)模块用于应用辅助定律3，用于计算导数6、过滤9、评估摩擦11和验证条件12，如上所述。
上述模块的每一个可由电子电路、电子电路板、计算器(计算机)、可编程控制器或任何其它等效装置来形成。
上述模块的每一个可具有物理控制结构，基于它的电子元件的布线结构，和/或优选地由计算机编程定义的虚拟控制结构。
当然，本发明还涉及同样地由计算机可读的并包含计算机程序代码单元的任何数据介质，当计算机读取所述介质时能执行根据本发明的该方法。
最后，应注意的是，根据本发明的方法，它利用通常在动力转向中可用的信号，该方法可容易地推广到所有的动力转向系统，包括改型许多现有的动力转向系统，通过简单地重新编程其计算器。
当然，此外本发明不限于上文描述的实施方式，本领域中的技术人员特别能够将任一前述特征分离或自由组合在一起，或甚至替代等同物。

Claims (10)

1.一种用于管理动力转向系统(1)的方法，所述动力转向系统(1)包括至少一个用于输出辅助力(C辅助)的辅助马达(2)，所述方法的特征在于它包括用于检测转向回正的步骤(a)，该步骤(a)包括获得称为“马达扭矩信号”的信号(CMOT)，该信号代表由辅助马达(2)输出的辅助力(C辅助)，然后评估所述马达扭矩信号的时间导数然后将所述马达扭矩信号的时间导数与预定的变化阈值(S峰值)进行比较，用于检测导数峰值(7)，所述导数峰值大于所述预定的变化阈值(S峰值)，表示动力转向系统的转向方向的反转(4)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用于转向回正检测步骤(a)中的马达扭矩信号包括应用于辅助马达(2)的力或扭矩设定值(CMOT)，或甚至包括实际上由辅助马达(2)再现的力或扭矩(C辅助)的测量值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，特征在于，在所述转向回正检测步骤(a)期间，通过定时称为“峰值保持时间”的持续时间(d峰值)来实施选择性峰值过滤器，在此期间，如果峰值保持时间(d峰值)大于或等于预定的最小持续时间阈值(d0)，马达扭矩信号的时间导数在已越过所述变化阈值(S峰值)之后并通过指示转向回正(4)保持在上述变化阈值(S峰值)上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，特征在于，它包括摩擦评估步骤(b)，该步骤(b)包括获取称为“致动力信号”的信号(C致动)，该信号代表由驾驶员和由辅助马达(2)共同施加在动力转向系统上的总致动力，并由分别在转向回正(4)之前和之后的所述致动力信号(C致动)所采取的两个值之间的差(ΔC致动)来评估抵抗动力转向系统的转向运动的摩擦力(F)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述致动力信号(C致动)由一方面代表由驾驶员施加到方向盘上的方向盘扭矩(C方向盘)的方向盘扭矩信号以及另一方面马达扭矩信号(CMOT)的总和来形成。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述摩擦评估步骤(b)包括评估峰值开始时刻(t开始)，该时刻对应于马达扭矩信号的时间导数在变化阈值(S峰值)之上通过的时刻，然后确定被称为“转向回正之前的致动力值”的值(C致动(t1))是什么，该值由致动力信号在第一参考时刻(t1)所采用，该第一参考时刻(t1)等于峰值开始时刻(t开始)或在其之前，确定被称为“在转向回正之后的致动力值”的值(C致动(t2))是什么，该值由致动力信号在第二参考时刻(t2)所采用，该第二参考时刻(t2)等于峰值结束时刻(t结束)或在其之后，然后由计算转向回正之后的致动力值(C致动(t2))与转向回正之前的致动力值(C致动(t1))之间的差(ΔC致动)来评估摩擦力(F)。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，第一参考时刻(t1)严格选择为在峰值开始时刻(t开始)之前，所述第一参考时刻领先所述峰值开始时刻(t开始)一提前值(δ1)，该提前值优选地包括在20ms和100ms之间，并且例如基本上等于50ms，和/或第二参考时刻(t2)严格选择为在峰值结束时间(t结束)之后，所述第二参考时刻滞后所述峰值结束时间一延迟值(δ2)，该延迟值优选地包括在20ms和100ms之间，并且例如基本上等于50ms。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，特征在于，包括验证步骤(c)，在其中之一是检查在下列条件中实施的一个或多个条件是否满足，优选以累积的方式：方向盘的旋转速度低于或等于预定方向盘速度阈值，方向盘的角加速度小于或等于预定的方向盘加速度阈值，车辆的偏航角速度的演变或车辆的横向加速度(γ)的演变根据方向盘的取向角(θ方向盘)位于基本上是线性域之内。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述变化阈值(S峰值)和/或如果合适的话，最小峰值保持持续时间阈值(d0)和/或提前值(δ1)和延迟值(δ2)根据方向盘的角加速度(θ方向盘)调整。
10.一种结构化或编程的动力转向系统管理模块，用于实施根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
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