CN111094106A - 线控转向系统中的致动器的同步 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于使机动车辆的线控转向系统(1)中的反馈致动器(2)与转向致动器(5)保持同步的方法，该线控转向系统(1)具有方向盘(3)、连接至该方向盘(3)以用于向驾驶员提供道路反馈的反馈致动器(2)、多个车轮(10)以及具有电动马达(6)的转向致动器(5)，该电动马达(6)以响应于各种转向参数的检测值的方式进行操作并使车轮(10)沿所期望的方向定向，其中，反馈致动器(2)的运动与转向致动器(5)的运动同步，其中，所述方法包括下述步骤：通过至少一个角度传感器(12)来检测由车轮(10)的运动或方向盘的运动引起的电动马达的转子的旋转；如果检测到运动，则将位置变化记录在存储装置中；在点火时，根据被存储的位置变化来使反馈致动器(2)或转向致动器(5)移动，以保持反馈致动器(2)与转向致动器(5)的同步。

Description

线控转向系统中的致动器的同步
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于使机动车辆的线控转向系统中的反馈致动器与转向致动器保持同步的方法。
在线控转向系统中，车辆的方向盘与转向机构脱离接合。在这种转向系统中，方向盘与转向装置之间不存在机械联接。通过带有电动马达的转向致动器来实现转向运动。转向致动器以响应于各种转向参数、比如方向盘角度和车辆速度等的检测值的方式进行操作。检测值被电子化地从传感器传送至转向致动器，由此电动马达驱动齿条并使可转向的轮沿所期望的方向定向。
即使移除方向盘与车轮之间的机械连结，仍期望线控转向系统产生与常规机械连结转向系统相同的功能和转向感。在使车轮移动时产生的力必须反馈回至方向盘，以便向驾驶员提供用于方向控制的信息。反馈还有助于转向的感觉，这种转向的感觉被称为转向感。在线控转向系统中，利用连接至方向盘的反馈致动器分别产生反馈和转向感。线控转向系统的一个必要性是反馈致动器与转向致动器同步。如果用手转动车轮以便例如能够在车间中维修悬挂部件或其他零件，则同步是有问题的。此外，如果在关闭系统时(例如，在进入轿厢或离开轿厢时)用手转动方向盘，则同步是有问题的。这会移动转向致动器并改变其位置，这会导致在转向系统中出现意外偏移。
本发明的目的是提供用于使机动车辆的线控转向系统中的反馈致动器与转向致动器保持同步的方法。
该目的是通过具有权利要求1的特征的方法来实现的。
因此，一种用于使机动车辆的线控转向系统中的反馈致动器与转向致动器保持同步的方法，该线控转向系统具有方向盘、连接至该方向盘以用于向驾驶员提供道路反馈的反馈致动器、多个车轮以及具有电动马达的转向致动器，该电动马达以响应于各种转向参数的检测值的方式进行操作并使车轮沿所期望的方向定向，其中，反馈致动器的运动与转向致动器的运动同步，其中，所述方法包括下述步骤：
通过至少一个角度传感器来检测由车轮的运动和/或方向盘的运动引起的电动马达的转子的旋转；
如果检测到该运动，则将位置变化记录在存储装置中；
在点火时，根据检测到的运动来使反馈致动器或转向致动器移动，以保持反馈致动器与转向致动器的同步。
这样，如果车轮和/或方向盘被从外部移动、例如在车间里，则同步不会丢失。所述至少一个角度传感器可以是转向柱上的转子位置传感器或转向角度传感器。
要重新获得同步，可以使用两个选项：
转向致动器将跟随反馈致动器的位置，并且转向致动器和反馈致动器将被同步。线控转向系统不需要移动方向盘，因此驾驶员不会注意到该同步。在运动过程中，转向致动器具有有限的致动器扭矩，以确保安全移动。如果这种情况不可能发生，系统将尝试第二选项。例如，如果有任何障碍物阻止车轮转动，则扭矩极限将被超过，并且同步将被停止。
在第二选项期间，反馈致动器将跟随转向致动器的位置以进行同步。车辆将向驾驶员发出有关情况的信号，并将以有限的扭矩移动方向盘。在运动过程中，如果反馈致动器的电流上升超过限制，则线控转向系统将关闭反馈致动器。在下一个周期中，系统将再次尝试。
优选地，至少一个角度传感器具有睡眠模式，该睡眠模式周期性地唤醒角度传感器以检测并测量电动马达的转子的旋转。
在另一优选实施方式中，在车轮致动器的电动马达的转子或反馈致动器的马达的转子运动时唤醒角度传感器。
在优选实施方式中，转向致动器是齿条致动器，该齿条致动器使转向齿条轴向移位以用于使车轮转向。
转向致动器还可以是布置成靠近车轮的车轮致动器，其中，车轮以可旋转且可操作的方式连接至所述转向致动器。在这种情况下，每个车轮都具有指定的转向致动器。这样，线控转向系统能够彼此独立地使转向轮转向。
将参照附图描述本发明的优选实施方式。
图1示出了机动车辆的现有技术的线控转向系统1的示意图。反馈致动器2连接至方向盘3，以便产生转向感。齿条4由具有电动马达6的转向致动器5驱动，该电动马达6经由皮带传动8连接至布置在齿条4上的滚珠丝杠7。滚珠丝杠7的旋转使齿条4轴向移位。转向齿条杆9连接至齿条4并且连接至机动车辆的转向车轮10。控制电动马达6的电子控制单元(ECU)11构成转向致动器5的一部分。然而，ECU可以单独放置。
转向致动器5还具有转子角度传感器12。
为了维持反馈致动器与转向致动器之间的同步，例如在车轮被手动转动或方向盘被从外部移动的情况下，则会检测到这种运动，并且在点火时，反馈致动器或转向致动器根据所检测到的运动进行移动。为此，转向致动器可以配备有睡眠模式转子角度传感器，该传感器会周期性地开启以检测并测量电动马达的转子的旋转。同步包括两个选项；首先，转向致动器将跟随反馈致动器的位置，并且转向致动器和反馈致动器将被同步。线控转向系统不需要移动方向盘，因此驾驶员不会注意到该同步。在运动过程中，转向致动器具有有限的致动器扭矩，以确保安全移动。如果这种情况不可能发生，则系统将尝试第二选项。例如，如果有任何障碍物阻止车轮转动，则扭矩极限将被超过，并且同步将被停止。
在第二选项期间，反馈致动器将跟随转向致动器的位置以进行同步。车辆将向驾驶员发出有关情况的信号，并将以有限的扭矩移动方向盘。在运动过程中，如果反馈致动器的电流上升超过限制，则线控转向系统将关闭反馈致动器。在下一个周期中，系统将再次尝试。
该方法提供了反馈致动器和转向致动器的同步的无缝保持，并且可以在对转向致动器位置进行任何修复和/或重新初始化之后使用。
该方法总体上不限于具有滚珠丝杠机构的转向致动器或布置在齿条处的转向致动器。在另一实施方式中，线控转向系统具有直接布置在车轮处的转向致动器。

Claims (9)

1.一种用于使机动车辆的线控转向系统(1)中的反馈致动器(2)与转向致动器(5)保持同步的方法，所述线控转向系统(1)具有方向盘(3)、连接至所述方向盘(3)以用于向驾驶员提供道路反馈的反馈致动器(2)、多个车轮(10)以及具有电动马达(6)的转向致动器(5)，所述电动马达(6)以响应于各种转向参数的检测值的方式进行操作并使所述车轮(10)沿所期望的方向定向，其中，所述反馈致动器(2)的运动与所述转向致动器(5)的运动同步，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
·通过至少一个角度传感器(12)来检测由所述车轮(10)的运动和/或所述方向盘的运动引起的所述电动马达的转子的旋转；
·如果检测到运动，则将位置变化记录在存储装置中；
·在点火时，根据被存储的所述位置变化来使所述反馈致动器(2)或所述转向致动器(5)移动，以保持所述反馈致动器(2)与所述转向致动器(5)的同步。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个角度传感器(12)具有睡眠模式，所述睡眠模式周期性地唤醒所述至少一个角度传感器，以检测并测量所述电动马达的转子的旋转。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述转向致动器(5)是齿条致动器，所述齿条致动器使转向齿条(4)轴向移位，以用于使所述车轮(10)转向。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述转向致动器(5)是布置在所述车轮(10)附近的车轮致动器，其中，所述车轮(10)以可旋转且可操作的方式连接至所述转向致动器(5)。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在所述方向盘(3)不运动的情况下，所述转向致动器(5)跟随所述反馈致动器(2)的位置以便进行同步，并且其中，在运动期间，所述转向致动器(5)具有有限的致动器扭矩，以确保安全运动。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，如果所述车轮(10)的转动被任何障碍物阻止，则所述扭矩的极限被超过并且所述同步被停止。
7.根据前述权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，在使车辆向驾驶员发出关于所述方向盘(3)的运动的信号的情况下，所述反馈致动器(2)跟随所述转向致动器(5)的位置以便进行同步，并且所述反馈致动器(2)以有限的扭矩移动所述方向盘(3)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，如果所述反馈致动器(2)的电流上升超过预定限制，则所述线控转向系统(1)关闭所述反馈致动器(2)。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述系统(1)将重试所述同步的过程。
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