用于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向行程終端的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有助力轉(zhuǎn)向齒條的汽車(chē)?？刂屏鹘?jīng)電動(dòng)助力電機(jī)的最大電流強(qiáng)度來(lái)調(diào)整接近齒條行程終端位置的助力轉(zhuǎn)矩?；诎ㄞD(zhuǎn)向盤(pán)旋轉(zhuǎn)加速度值的參數(shù)，進(jìn)行或激活對(duì)助力轉(zhuǎn)矩的控制，通過(guò)控制助力轉(zhuǎn)矩來(lái)達(dá)到目標(biāo)減速值或者轉(zhuǎn)向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)曲線，從而當(dāng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)接觸轉(zhuǎn)向鎖止動(dòng)器時(shí)，使得有可能減小震動(dòng)和噪音。
【專利說(shuō)明】用于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向行程終端的控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明基本上涉及汽車(chē)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，特別是電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。此外，本發(fā)明特別地涉及一種對(duì)該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)齒條的行程終端進(jìn)行控制的方法，特別是，為了限制當(dāng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)接觸轉(zhuǎn)向鎖止動(dòng)器時(shí)所產(chǎn)生的震動(dòng)和噪音。

【背景技術(shù)】
[0002]汽車(chē)的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括一個(gè)電動(dòng)助力電機(jī),該電動(dòng)助力電機(jī)，通過(guò)轉(zhuǎn)矩或者電力，來(lái)增加汽車(chē)駕駛員手動(dòng)施加在轉(zhuǎn)向盤(pán)上的力，所述施加在轉(zhuǎn)向盤(pán)上的力應(yīng)用于轉(zhuǎn)向柱或轉(zhuǎn)向齒桿，或者直接應(yīng)用于齒條上。當(dāng)使用助力功能時(shí)，具有些許強(qiáng)度的電流流過(guò)電動(dòng)助力電機(jī)的線圈，該電流強(qiáng)度由根據(jù)預(yù)設(shè)的“助力定律”所確定的多種參數(shù)來(lái)決定。
[0003]汽車(chē)在處于某種駕駛或運(yùn)行的環(huán)境下，齒條以相對(duì)高的速度接觸機(jī)械行程終端止動(dòng)器，從而產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。實(shí)際上，接觸機(jī)械止動(dòng)器會(huì)引起非常突然的減速，在非常短的距離內(nèi)，齒條的速度從高速降至0，因此，相當(dāng)于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的震動(dòng)激勵(lì)，就如“錘打”。
[0004]如果助力定律并不適用于達(dá)到行程終端的情況，上述助力轉(zhuǎn)向的不良效應(yīng)將被放大。
[0005]法國(guó)專利FR2810614已經(jīng)提出，基于轉(zhuǎn)向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)角度值或由傳感器提供的等量值，電子控制流過(guò)助力電機(jī)的最大電流強(qiáng)度，從而減小或限制當(dāng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)接觸轉(zhuǎn)向鎖止動(dòng)器時(shí)的最大強(qiáng)度。
[0006]更特別地，法國(guó)專利FR2810614提出了一種電子控制裝置，特別是電子計(jì)算機(jī)，根據(jù)編程曲線，基于轉(zhuǎn)向盤(pán)旋轉(zhuǎn)角或等量值，來(lái)減小流過(guò)助力電機(jī)的最大電流強(qiáng)度。最大強(qiáng)度可以因此連續(xù)減小，超過(guò)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)角度，達(dá)到接觸轉(zhuǎn)向鎖止動(dòng)器時(shí)達(dá)到可應(yīng)用的減小值。
[0007]該已知方法特別地用于，當(dāng)保持行程終端位置時(shí)，減小流過(guò)助力電機(jī)的電流強(qiáng)度，從而維護(hù)助力電機(jī)避免其過(guò)熱。然而，該方法并未考慮例如同樣可減小行程終端的震動(dòng)和噪音的轉(zhuǎn)向盤(pán)旋轉(zhuǎn)速度的動(dòng)態(tài)參數(shù)。
[0008]專利US6408235公開(kāi)了一種類(lèi)似的方法，其中不僅考慮了轉(zhuǎn)向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)角，還考慮了轉(zhuǎn)向盤(pán)的角速度，實(shí)際的角速度與“目標(biāo)”角速度對(duì)比，在閉環(huán)控制下，基于速度的不同調(diào)整助力轉(zhuǎn)矩。因此，行程終端的震動(dòng)一定程度的減小。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于改善上述已知的方法，通過(guò)施加一種功能來(lái)更好地適應(yīng)于具體遇到的情況，來(lái)更好地減小行程終端的震動(dòng)和噪音。
[0010]為此，本發(fā)明涉及一種具有電動(dòng)助力的汽車(chē)轉(zhuǎn)向齒條的行程終端的控制方法，其中，在接近齒條行程終端位置，控制流過(guò)電動(dòng)助力電機(jī)的最大電流強(qiáng)度來(lái)調(diào)整助力轉(zhuǎn)矩，從而減小當(dāng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)接觸轉(zhuǎn)向鎖止動(dòng)器時(shí)的震動(dòng)和噪音，所述方法的特征在于在接近行程終端位置，基于包括轉(zhuǎn)向盤(pán)旋轉(zhuǎn)加速度值的參數(shù)，進(jìn)行或激活對(duì)助力轉(zhuǎn)矩的控制，通過(guò)控制助力轉(zhuǎn)矩來(lái)達(dá)到目標(biāo)減速值或者轉(zhuǎn)向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)曲線(profile)。
[0011]因此，本發(fā)明的原理在于對(duì)減速目標(biāo)的調(diào)整，而不是對(duì)位置或速度的調(diào)整，從而允許:
[0012]-一方面，在汽車(chē)駕駛員可以加速轉(zhuǎn)向盤(pán)向止動(dòng)器旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的情況下，可以更早和更有效率的啟動(dòng)；
[0013]-另一方面，駕駛員施加平穩(wěn)柔和的啟動(dòng)，提供對(duì)移動(dòng)更為自然的感覺(jué)；
[0014]特別地，本發(fā)明方法的目的不在于以任何方式改變駕駛員的感覺(jué)，如果在遠(yuǎn)離止動(dòng)器時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)向鎖，或者如果接近止動(dòng)器但以充分柔和的方式啟動(dòng)，便不會(huì)出現(xiàn)急劇加速。因此，轉(zhuǎn)向盤(pán)的操作并不必要“超負(fù)荷”。
[0015]在本發(fā)明的方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在接近行程終端位置，這種助力轉(zhuǎn)矩控制的特別功能，高在轉(zhuǎn)向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)加速度高于閾值時(shí)激活，并且通過(guò)短路主循環(huán)回路來(lái)控制助力轉(zhuǎn)矩。
[0016]換言之，本發(fā)明的特殊功能通過(guò)獨(dú)立循環(huán)回路實(shí)施，并不與對(duì)初設(shè)的助力轉(zhuǎn)矩進(jìn)行簡(jiǎn)單調(diào)制相類(lèi)似(不包括前述專利FR2810614所述的權(quán)重系數(shù)與助力轉(zhuǎn)矩相乘)。此外，獨(dú)立循環(huán)回路的啟動(dòng)，換言之，本發(fā)明的特殊功能可以有利地基于測(cè)量的助力轉(zhuǎn)矩，特別是基于在進(jìn)入運(yùn)行該功能的時(shí)間點(diǎn)的助力轉(zhuǎn)矩。
[0017]必要時(shí)，允許完全取消助力，甚至可能地會(huì)產(chǎn)生反助力，在所有情況下均是有效地，這是從減小行程終端的震動(dòng)和噪音的角度看(不可能簡(jiǎn)單地乘以權(quán)重系數(shù))。特別地，“抗噪音”啟動(dòng)的有效性，與例如雪天的高附著力和低附著力的情況相同。不論主助力循環(huán)回路定律和汽車(chē)底盤(pán)施加在轉(zhuǎn)向桿上力的大小，所述啟動(dòng)維持相同。該功能的獨(dú)立性同樣促進(jìn)了其自身的發(fā)展和調(diào)整。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]參見(jiàn)說(shuō)明書(shū)隨后的內(nèi)容以及相關(guān)附圖，本發(fā)明將被更好的理解，唯一的附圖舉例說(shuō)明了一種本發(fā)明的行程終端控制方法的實(shí)施方式。

【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明的方法包括一個(gè)準(zhǔn)備步驟(未圖示)，基于與電動(dòng)助力電機(jī)相關(guān)聯(lián)的編碼器，或轉(zhuǎn)向盤(pán)角度位置傳感器或者轉(zhuǎn)向柱提供的位置信息，通過(guò)計(jì)算相對(duì)于止動(dòng)器與之最近的齒條的絕對(duì)距離，來(lái)確定兩個(gè)齒條機(jī)械行程終端的位置。
[0020]具體而言，提供來(lái)自轉(zhuǎn)向系統(tǒng)外部的傳感器的轉(zhuǎn)向盤(pán)的絕對(duì)角度信息，例如設(shè)置在轉(zhuǎn)向柱上的傳感器，在汽車(chē)的初次使用期間，應(yīng)用通過(guò)記錄得到的絕對(duì)角度信息，并基于隨后的操作得到最高與最低掃描角度值。當(dāng)最高值與最低值之差達(dá)到齒條已知的總行程的相應(yīng)值時(shí)，由于其包括由轉(zhuǎn)向齒輪箱維度所定義的特殊尺寸，所確定的最高值和最低值的平均值作為補(bǔ)償或修正的形式記錄來(lái)應(yīng)用于轉(zhuǎn)向盤(pán)或者轉(zhuǎn)向柱的角度，所述角度補(bǔ)償對(duì)應(yīng)于距離補(bǔ)償(修正應(yīng)用于齒條相對(duì)于兩個(gè)行程終端止動(dòng)器的距離)。
[0021]如果由與電動(dòng)助力電機(jī)相關(guān)的編碼器僅提供相對(duì)角度，在每次汽車(chē)啟動(dòng)之后，允許特殊功能檢測(cè)，如果齒條靠近，將同時(shí)出現(xiàn)多個(gè)重要信息:
[0022]扭力桿的轉(zhuǎn)矩高于閥值，轉(zhuǎn)向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)速度低于閥值和扭力桿的角轉(zhuǎn)矩梯度。如果滿足所需的條件，因此可能補(bǔ)償相對(duì)于編碼器提供的相對(duì)角度的實(shí)際止動(dòng)角的止動(dòng)位置是可知的。因此，相對(duì)于行程終端止動(dòng)器的齒條的角距離或者線距離能再次出現(xiàn)。
[0023]準(zhǔn)備步驟執(zhí)行過(guò)后，實(shí)際實(shí)施的方法步驟如下所述。
[0024]在第一步驟中，應(yīng)用數(shù)值表和根據(jù)相對(duì)于機(jī)械止動(dòng)器，以及轉(zhuǎn)向盤(pán)當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)速度信息的距離信息，可以確定轉(zhuǎn)向盤(pán)旋轉(zhuǎn)的最大允許加速度，因此，為了防止噪音，轉(zhuǎn)向盤(pán)的速度低于到達(dá)止動(dòng)器的所需最大速度，給予駕駛員柔和減速的感覺(jué)。
[0025]在第二步驟中，根據(jù)當(dāng)前的轉(zhuǎn)向盤(pán)旋轉(zhuǎn)速度信息，計(jì)算轉(zhuǎn)向盤(pán)的當(dāng)前加速度，能提供高精準(zhǔn)度，低測(cè)量噪音和由與電動(dòng)助力電機(jī)相關(guān)的編碼器提供的快速取樣。
[0026]在第三步驟中，轉(zhuǎn)向盤(pán)的當(dāng)前加速度(通過(guò)步驟二獲得)與最大允許加速度相比較(通過(guò)步驟一獲得)，通過(guò)增益，獲取修正的偏差，從而在時(shí)間步驟中，減小目標(biāo)助力轉(zhuǎn)矩。
[0027]在第四步驟中，檢查是否滿足啟動(dòng)功能的許可條件，即:
[0028]-第一條件:相對(duì)于機(jī)械止動(dòng)器的齒條的絕對(duì)距離低于閥值(換言之:所述功能僅在“靠近止動(dòng)器”區(qū)域啟動(dòng))；
[0029]-第二條件:汽車(chē)速度低于閥值(換言之:所述功能僅在汽車(chē)低速的條件下啟動(dòng))。
[0030]如果上述兩個(gè)條件同時(shí)滿足，當(dāng)前助力轉(zhuǎn)矩確定了最大助力值，從中減去第三階段獲得的減小目標(biāo)助力轉(zhuǎn)矩。用于計(jì)算最大助力值的分支獨(dú)立于控制助力轉(zhuǎn)矩的主分支。
[0031]主分支的目標(biāo)助力飽和達(dá)到前述的最大值，并且新的目標(biāo)助力傳送到電動(dòng)助力電機(jī)。
[0032]唯一的附圖以簡(jiǎn)單的方式描述了本發(fā)明的方法中的四個(gè)步驟。
[0033]本身已周知，本發(fā)明并不局限于上述的單個(gè)實(shí)施例，也包括遵循同樣原理的相反地、全部替代的實(shí)施例，特別是用于獲取可用信息而不用顧及傳感器性質(zhì)和位置。
【權(quán)利要求】
1.一種具有電動(dòng)助力的汽車(chē)轉(zhuǎn)向齒條的行程終端的控制方法，其中，在接近齒條行程終端位置，控制流過(guò)電動(dòng)助力電機(jī)的最大電流強(qiáng)度來(lái)調(diào)整助力轉(zhuǎn)矩，從而減小當(dāng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)接觸轉(zhuǎn)向鎖止動(dòng)器時(shí)的震動(dòng)和噪音，其特征在于在接近行程終端位置，基于包括轉(zhuǎn)向盤(pán)旋轉(zhuǎn)加速度值的參數(shù)，進(jìn)行或激活對(duì)助力轉(zhuǎn)矩的控制，通過(guò)控制助力轉(zhuǎn)矩來(lái)達(dá)到目標(biāo)減速值或者轉(zhuǎn)向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行程終端的控制方法，其特征在于在接近行程終端位置，助力轉(zhuǎn)矩的控制的特別功能，在轉(zhuǎn)向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)加速度高于閾值時(shí)激活，并且通過(guò)短路主循環(huán)回路來(lái)控制助力轉(zhuǎn)矩。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的行程終端的控制方法，其特征在于所述特殊功能基于測(cè)量的助力轉(zhuǎn)矩，特別是基于在進(jìn)入運(yùn)行該功能的時(shí)間點(diǎn)的助力扭矩。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的行程終端的控制方法，其特征在于所述特殊功能僅在汽車(chē)速度低于閥值時(shí)啟動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的行程終端的控制方法，其特征在于包括一個(gè)準(zhǔn)備步驟，基于與電動(dòng)助力電機(jī)相關(guān)聯(lián)的編碼器，或轉(zhuǎn)向盤(pán)角度位置傳感器或者轉(zhuǎn)向柱提供的位置信息，通過(guò)計(jì)算相對(duì)于止動(dòng)器與之最近的齒條的絕對(duì)距離，來(lái)確定兩個(gè)齒條機(jī)械行程終端的位置。
【文檔編號(hào)】B62D5/04GK104302535SQ201380014208
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月15日
【發(fā)明者】阿蘭·吉耶蒙, 羅曼·莫雷蒂 申請(qǐng)人:捷太格特歐洲公司