CN111479744A - 用于监督动力转向系统的操作的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于监视动力转向系统的操作的方法(100)，该动力转向系统包括方向盘、伺服马达和监视模块(Msur)，其特征在于，所述方法包括：‑确定参数的至少一个临时极限值(Vlmaxt，Vlmint)的步骤；‑估计辅助功能(F)对参数的设定点值(Cmc)贡献的附加值(Vadd)的步骤(3)；‑根据附加值(Vadd)校正至少一个临时极限值(Vlmaxt，Vlmint)的步骤(4)。

Description

用于监督动力转向系统的操作的方法
技术领域
本发明涉及车辆的动力转向系统的领域，并且更具体地涉及用于监督动力转向系统的操作的方法。
背景技术
车辆的转向系统的目的是允许驾驶员监视通过在方向盘上施加力而形成的车辆轨迹。
车辆的电动力转向系统使用由转向计算机控制的辅助马达，以便减小由驾驶员在方向盘上提供的用以转动车轮的力。
在正常情况下，由驾驶员施加在方向盘上的力(也称为方向盘转矩)导致设定点辅助力(也称为设定点马达转矩，将由辅助马达施加)通常在与方向盘转矩的方向相同的方向上，以便在驾驶员期望的方向上转动车轮。方向盘转矩和设定点马达转矩通常沿相同方向施加。
例如，通过确定正方向对应于“将车轮向右转动”动作，当驾驶员以正方向转动方向盘时，他施加正方向盘转矩，该转矩导致允许将车辆的车轮向右转动的正设定点马达转矩。
通过动力转向系统对车辆轨迹的作用，动力转向系统在车辆乘员的安全中具有决定性作用。
因此，法规要求不断监视所述动力转向系统的正确的操作。也就是说，在正常情况下参数的设定点值与输入信号一致。例如，设定点值可以是设定点马达转矩，并且输入信号可以是方向盘转矩。
在正常情况下，正确的操作的监督由监视模块和比较模块执行。监督模块是连续地操作的，并且确定参数设定点值的至少一个极限值。比较模块是连续地操作的，并且将参数的设定点值与至少一个极限值进行比较。
当电子动力转向系统正确地操作时，设定点值与至少一个极限值一致。因此，可能检测到正确的操作，相反，则检测到动力转向系统的故障。
例如，对正确地操作的监督可以包括检查设定点马达转矩具有与监督模块根据方向盘转矩确定的最大极限值和最小极限值一致的值。最大极限值和最小极限值允许确保设定点马达转矩和方向盘转矩在相同方向上。
此外，存在集成到车辆中的辅助功能，诸如驾驶辅助(ADAS)，允许偶尔地控制动力转向系统，以便，例如，鼓励驾驶员在危险(诸如，转向过度或转向不足，或在越过白线时)的情况下校正他的动作，以控制车辆将其保持在两个白线之间或在停车期间引导车辆。
辅助功能干扰动力转向系统的正常调节，从而至少修改参数的设定点值。然后，设定点值不再与输入信号一致。例如，当辅助功能激活时，设定点马达转矩可能与方向盘转矩处于不同方向。
因此，辅助功能干扰监督模块，确定与设定点值不一致的极限值。
允许避免不一致的一种解决方案是通过修改由监督模块确定的参数的极限值来削弱在正常情况下由监督模块执行的监督。
例如，一种解决方案在于根据方向盘转矩来修改设定点马达转矩的最大极限值和最小极限值。该解决方案具有在没有辅助功能的情况下削弱由监督模块执行的监督的缺点。
所以，应该在动力转向系统发生故障的错误检测与执行的监督的削弱之间做出折衷。
发明内容
本发明旨在通过确保一种用于监督包括方向盘、辅助马达和监督模块的动力转向系统的操作的方法来克服所有或部分的上述缺点，其特征在于，该方法包括：
-确定参数的至少一个临时极限值的步骤；
-估计由辅助功能向参数的设定点值提供附加值的步骤；
-根据附加值校正至少一个临时极限值的步骤。
动力转向系统经由转向计算机确定取决于至少一个输入信号的参数的设定点值，或在辅助功能被施加在动力转向系统上时确定辅助功能。
监督模块在确定步骤期间确定至少一个临时极限值，该至少一个临时极限值对应于在没有辅助功能的应用的情况下确定的至少一个极限值。
因此，无论辅助功能激活还是非激活，监督模块都可以相同地操作。当辅助功能非激活时，不存在由监督模块执行的监督的削弱。
但是，为了考虑辅助功能对设定点值的影响，该方法估计由辅助功能向设定点值提供的附加值。也就是说，辅助功能对设定点值有影响。设定点值然后对应于附加值和在没有辅助功能的应用的情况下确定的设定点值的和。
最后，该方法通过附加值校正至少一个临时极限值，以便确定参数的至少一个极限值。
因此，根据本发明的方法允许在考虑到辅助功能对设定点值的影响的情况下确定参数的至少一个极限值，而无需在辅助功能非激活时修改监督。
当设定点值与极限值不一致时，动力转向系统将被宣布故障。
根据本发明的一个特征，确定步骤定义参数的临时最大极限值和临时最小极限值。
因此，在没有辅助功能的情况下并且当动力转向系统正确地操作时，参数的设定点值应该被包括在临时最大极限值和临时最小极限值之间。
根据本发明的一个特征，估计步骤使用在设定点值和辅助功能的辅助函数之间的第一变换函数来计算附加值。
辅助函数表示辅助功能对转向计算机的影响。
在参数的设定点值和辅助功能的辅助函数之间建立一种数学关系。
根据本发明的一个特征，校正步骤将附加值增加到参数的临时极限值。
因此，附加值和临时极限值之和等于参数的极限值。
当辅助功能非激活时，附加值等于0，并且临时极限值等于参数的极限值。
当动力转向系统正确地操作以及当辅助功能激活或非激活时，该参数的极限值与设定点值一致。
根据本发明的一个特征，该方法包括计算由辅助功能向监督模块的经修改的输入信号提供补充值的步骤。
辅助功能可以通过修改参数的设定点值，而且通过修改转向计算机的至少一个输入信号(在以下描述中其被称为经修改的输入信号)来干扰动力转向系统。
在这种情况下，监督模块的输入信号也通过辅助功能被修改。监督模块的输入信号等于经修改的输入信号。
辅助功能可能影响多个输入信号。
该方法计算由辅助功能向经修改的输入信号提供的补充值。也就是说，辅助功能对经修改的输入信号有影响。
根据本发明的一个特征，计算步骤使用在经修改的输入信号和辅助功能的辅助函数之间的第二变换函数来确定补充值。
因此，在每个经修改的输入信号和辅助功能的辅助函数之间建立一种数学关系。
根据本发明的一个特征，根据理论公式识别第一和/或第二变换函数。
根据本发明的一个特征，使用至少一个模拟和/或至少一个实验根据经验性地识别第一和/或第二变换函数。
根据本发明的一个特征，该方法包括根据补充值来修改经修改的输入信号的步骤。
该方法通过将监督模块的输入信号定义为补充值和经修改的输入信号的组合来考虑辅助功能对经修改的输入信号的影响。
因此，监督模块的输入信号不被辅助功能影响，无论辅助功能激活还是非激活。
监督模块基于不被辅助功能影响的这种输入信号来确定不被辅助功能影响的临时极限值。
根据本发明的一个特征，修改步骤从经修改的输入信号中减去补充值。
因此，输入信号是补充值和经修改的输入信号的减法，以便从经修改的输入信号中去除辅助功能的影响。
附图说明
根据本发明的实施例的以下描述，本发明通过非限制性示例将被更好地理解并且参考所附示意图被解释，其中：
-图1是动力转向系统的正常操作的示意图。
-图2是曲线图，表示在正常操作中马达转矩的最大极限值和最小极限值与方向盘转矩的关系。
-图3辅助功能的操作点的表示。
-图4是动力转向的辅助操作的示意图。
-图5是根据本发明的方法的示意图。
具体实施方式
在动力转向的正常操作中，调节回路根据由驾驶员施加在车辆的方向盘上的方向盘转矩Cv来调节施加的马达转矩Cma，以便确定所述车辆的轨迹。如图1中所示，转向计算机CD确定设定点马达转矩Cmc，该设定点马达转矩Cmc在没有故障的情况下等于在包括至少一个辅助马达的机械系统SM上施加的马达转矩Cma，以便辅助驾驶员按照他的意图转动。调节回路使得方向盘转矩Cv对施加的马达转矩Cma有影响，反之亦然。
法规要求在转向计算机CD发生故障的情况下，也就是说在设定点马达转矩Cmc相对于方向盘转矩Cv变得不一致时，确保驾驶员的安全和车辆的完整性。因此，例如，确定在正常操作中施加的马达转矩Cma应始终具有与施加的方向盘转矩Cv相关的值。
该状况通过监督模块Msur和通过比较模块MCP被检查。
“互锁”型监视模块Msur接收对应于施加的方向盘转矩Cv的输入信号，并且根据图2所示的监视曲线确定马达转矩Cm的最大极限值Vlmax和最小极限值Vlmin。当方向盘转矩Cv为负时，最大极限值Vlmax基本等于0，然后线性地增加至渐近线。最小极限值Vlmin在方向盘转矩Cv的某些负值上等于负恒定值，然后线性地增加，当方向盘转矩Cv为正时基本等于0。
当然，图2表示不限制监视曲线的示例，其他形式的监视曲线可以被考虑。
因此，监督模块Msur将马达转矩Cm的值限制在最大极限值Vlmax和最小极限值Vlmin之间。此外，在图2的实施例中，当方向盘转矩Cv为负时，最大极限值Vlmax基本等于0，并且当方向盘转矩Cv为正时，最小极限值Vlmin基本等于0，监督模块Msur建立方向盘转矩Cv和马达转矩Cm处于相同方向。
比较模块MCP接收最大极限值Vlmax、最小极限值Vlmin和设定点马达转矩Cmc作为输入。比较模块MCP将设定点马达转矩Cmc与最大Vlmax和最小Vlmin极限值进行比较，并且传送施加的马达转矩Cma。
只要设定点马达转矩Cmc包括在最大Vlmaxt和最小Vlmint极限值之间，则施加的马达转矩Cma等于设定点马达转矩Cmc。
一旦设定点马达转矩Cmc超过极限值Vlmax、Vlmin，则转向计算机CD被宣布故障，并且施加的马达转矩Cma被局限为最大Vlmaxt或最小Vlmint极限值。
在辅助操作中，如图4所示，辅助功能F被偶尔地施加在动力转向系统上，并且尤其是被施加在转向计算机CD上。辅助功能F确定对应于辅助方向盘转矩Cva和辅助设定点马达转矩Cmca的操作点Pfa，该操作点Pfa不同于对应于在正常情况下施加的操作点的正常操作点P。
在辅助操作中，方向盘转矩Cv等于辅助方向盘转矩Cva，并且设定点马达转矩Cmc等于辅助设定点马达转矩Cmca。
在没有根据本发明的方法的情况下，监督模块Msur接收辅助方向盘转矩Cva的值，并且确定与该辅助方向盘转矩Cva相关联的最大Vlmax和最小Vlmin极限值，以便保证马达转矩被施加至与辅助方向盘转矩Cva一致的值。但是，如图3所示，由辅助功能F确定的辅助设定点马达转矩Cmca不包括在监督模块Msur的监视曲线之间。因此，比较模块MCP检测到转向计算机CD的错误故障，并且传送等于最小极限值Vlmin的施加的马达转矩Cma。
在如图5所示的根据本发明的方法100中，监督模块Msur不被辅助功能F的激活影响。
在根据本发明的方法100中，计算步骤1确定由辅助功能F向辅助方向盘转矩Cva提供的相对于正常情况下施加的方向盘转矩Cv的补充值Vsupp。依据在辅助方向盘转矩Cva和辅助功能F的辅助函数Fa之间的第二变换函数H2，计算补充值Vsupp。
因此，由辅助功能F施加的辅助方向盘转矩Cva等于在正常情况下施加的方向盘转矩Cv与补充值Vsupp之和。
在修改步骤2期间，该方法从辅助方向盘转矩Cva中减去补充值Vsupp。因此，在没有辅助功能F的情况下，修改步骤2发射对应于方向盘转矩Cv的信号。
方向盘转矩Cv是监督模块Msur的输入信号。因此，无论辅助功能F激活还是非激活，由监视模块Msur接收的信号总是对应于方向盘转矩Cv。监督模块Msur在确定步骤期间依据监视曲线确定与该方向盘转矩Cv相关联的临时最大极限值Vlmaxt和临时最小极限值Vlmint。监督模块Msur的操作不被辅助功能F影响。
此外，该方法在估计步骤3期间还确定由辅助功能F向辅助设定点马达转矩Cmca提供的附加值Vadd。估计步骤3在辅助设定点马达值Cmca和辅助功能F的辅助功能Fa之间实施第一变换函数H1。
因此，由辅助功能F施加的辅助设定点马达转矩Cmca等于在正常情况下施加的设定点马达转矩Cmc与附加值Vadd之和。
在校正临时最大极限值Vlmaxt和临时最小极限值Vlmint的步骤4期间，监督模块Msur考虑了辅助功能F对辅助设定点马达转矩Cmca的影响。在校正步骤4期间，将附加值Vadd添加到最大Vlmaxt和最小Vlmint临时极限值的每个中，以便获得考虑辅助功能F的影响的最大Vlmax和最小Vlmin极限值。
因此，辅助功能F的影响被监督模块Msur的正向做减法，并且辅助功能F的影响被监督模块Msur的反向做加法，使得监督模块Msur不被辅助功能影响，但是最大极限值Vlmax和最小极限值Vlmin考虑辅助功能F的影响。
最后，比较模块MCP将辅助设定点马达值Cmca与最大极限值Vlmax和最小极限值Vlmin比较。比较模块MCP不被辅助功能F的激活影响。
当然，本发明不局限于在附图中描述和表示的实施例。在不脱离本发明的保护范围的情况下，修改仍然是可能的，特别是根据各种元件的结构的观点或者通过技术等同物的替换。

Claims (8)

1.一种用于监督动力转向系统的操作的方法(100)，该动力转向系统包括方向盘、辅助马达和监督模块(Msur)，其特征在于，所述方法包括：
-确定参数的至少一个临时极限值(Vlmaxt，Vlmint)的步骤；
-估计由辅助功能(F)向参数的设定点值(Cmc)提供附加值(Vadd)的步骤(3)；
-根据附加值(Vadd)校正至少一个临时极限值(Vlmaxt，Vlmint)的步骤(4)。
2.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，确定步骤定义所述参数的临时最大极限值(Vlmaxt)和临时最小极限值(Vlmint)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中，估计步骤(3)使用在所述设定点值(Cmc)与所述辅助功能(F)的辅助函数(Fa)之间的第一变换函数(H1)来计算所述附加值(Vadd)。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法(100)，其中，校正步骤(4)将所述附加值(Vadd)添加到所述参数的临时极限值(Vlmaxt，Vlmint)。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法(100)，包括计算由所述辅助功能(F)向所述监督模块(Msur)的经修改的输入信号(Cva)提供的补充值(Vsupp)的步骤(1)。
6.根据权利要求5所述的方法(100)，其中，所述计算步骤(1)使用在所述经修改的输入信号(Cva)与所述辅助功能(F)的所述辅助函数(Fa)之间的第二变换函数(H2)来确定所述补充值(Vsupp)。
7.根据权利要求5或6中的任一项所述的方法(100)，包括根据所述补充值(Vsupp)来修改所述经修改的输入信号(Cva)的步骤(2)。
8.根据权利要求7所述的方法(100)，其中，修改步骤(2)从所述经修改的输入信号(Cva)中减去所述补充值(Vsupp)。
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