[发明专利]用于辅助机动车辆转向的具有扭矩请求安全限度的机电式机动车辆助力转向机构

说明书

本发明涉及一种用于辅助机动车辆转向的机电式机动车辆助力转向机构，该机电式机动车辆助力转向机构包括用于转向辅助的电动马达以及扭矩传感器，该电动马达适于响应于来自扭矩传感器的指示由车辆的驾驶员施加至转向盘的输入扭矩的输出信号施加辅助扭矩，其中，所指示的输入扭矩与由马达施加的辅助扭矩之间的关系由助力特性曲线(5)限定，其中，使用了逻辑加法器(10)将所指示的输入扭矩与辅助扭矩之间的关系限制在给定安全限度(11)内。

技术领域

本发明涉及用于辅助机动车辆转向的机电式机动车辆助力转向机构和限制辅助扭矩的方法。

背景技术

在机电式机动车辆助力转向机构中，通过根据由驾驶员施加至转向盘的转向扭矩驱动电动马达来将转向辅助力施加至转向机构。具有逆变器的电子控制单元(马达控制器)控制马达。逆变器根据用于产生扭矩的扭矩请求向马达提供正弦马达参数(电流、电压、磁通量)。

在这种由电动马达产生扭矩的转向系统中，已知的是使用了限定驾驶员施加的输入扭矩与由马达产生的辅助扭矩之间的静态关系的“助力特性曲线(boost curve)”。实际的助力特性曲线的特征是应该存在对能够由马达施加的辅助扭矩的水平的限制。在许多系统中，该限制是通过硬件的限制(即马达的最大扭矩)施加的。在其他系统中，可能需要人为引入该限制。在存在这样的限制的情况下用于输入扭矩——在不存在这样的限制的情况下该输入扭矩会导致辅助扭矩超出限值——的助力特性曲线会是平坦的(即，输出扭矩恒定)。

发明内容

本发明的目的是提供一种机电式机动车辆助力转向机构，其容易并且可靠地限制扭矩请求以确保转向辅助的安全操作。

该目的通过本发明的用于辅助机动车辆的转向的机电式机动车辆助力转向机构以及方法来实现。

提供了一种用于辅助机动车辆转向的机电式机动车辆助力转向机构，其包括用于转向辅助的电动马达以及扭矩传感器，电动马达适于响应于来自扭矩传感器的指示由车辆的驾驶员施加至转向盘的输入扭矩的输出信号来施加辅助扭矩，其中，所指示的输入扭矩与由马达施加的辅助扭矩之间的关系由助力特性曲线限定，其中，使用了逻辑加法器将所指示的输入扭矩与辅助扭矩之间的关系限制在给定安全限度内。这样，可以通过限制助力特性曲线来限制辅助扭矩。

优选地，使用了传递函数来稳定助力特性曲线，其中，传递函数被输入至逻辑加法器。逻辑加法器执行传递函数和安全限度的逻辑加法以将辅助扭矩保持在所指示的输入扭矩与辅助扭矩之间的关系的可允许的范围内。

在另一实施方式中，扭矩控制器的输出可在基于安全限度限制扭矩控制器输出的限制器中利用设置在逻辑加法器下游的传递函数的输出进行处理。

在优选实施方式中，在传递函数出故障的情况下，使用诊断单元将转向辅助切换至故障安全模式。诊断单元是适当的安全概念的一部分。

优选地，故障安全模式包括致使产生减小的辅助扭矩的降级辅助，以确保不超过电动马达的最大扭矩。减小的辅助扭矩可以是零。

进一步优选的是，存在遵循转向算法的扭矩控制器，用于主动地修改如由助力特性曲线所限定的所指示的输入扭矩与辅助扭矩之间的关系。所述修改例如可以产生期望的转向路感。

扭矩控制器的输出可以在基于安全限度限制扭矩控制器输出的限制器中利用逻辑加法器的输出进行处理。这样，所述限制预先限制了所指示的输入扭矩与辅助扭矩之间的关系，并且将结果应用于扭矩控制器的输出。优选地，如果转向辅助没有切换至故障安全模式，则限制器提供辅助扭矩。在这种情况下，优选的是，辅助扭矩或在故障安全模式中的减小的辅助扭矩被传递到电动马达的马达控制器。

优选地，助力特性曲线通过仅取决于转向机构的参数的特征表示。

如果安全限度取决于转向机构的参数，则是更有利的。

转向机构的参数可以是驾驶员施加的输入扭矩和/或车辆速度和/或转向盘转速。