[发明专利]用于被动和主动监控并评估电动转向系统的系统

权利要求书

1.一种用于确定车辆的动力转向系统中的至少一个机械异常的位置的诊断系统，所述诊断系统包括：

转向马达，其包括轴，所述转向马达被配置为生成输出转矩；

方向盘；

转矩传感器，其被配置为监控输出转矩；

旋转编码器，其被配置为监控所述转向马达的所述轴的角位置；

一个或多个处理器，其与所述转向马达、所述方向盘、所述转矩传感器和所述旋转编码器通信；

以及存储器，其耦合到所述一个或多个处理器，所述存储器包括包含程序代码的数据，所述程序代码在由所述一个或多个处理器执行时使所述系统响应于接收到触发信号而确认所述方向盘自由旋转，响应于确定所述方向盘自由旋转，所述处理器生成输入信号，

其中，所述转向马达响应于接收到所述输入信号而主动执行频率扫描；所述处理器还在所述频率扫描期间监控所述旋转编码器以确定所述转向马达轴的所述角位置；所述处理器还基于所述输入信号和所述转向马达的所述角位置来确定所述至少一个机械异常的所述位置。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，响应于所述转向马达的超速或所述转向马达的过载，在所述车辆维修之前或之后周期性地生成所述触发信号。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器还被配置为基于所述转矩输入信号和在所述频率扫描期间由所述转向马达生成的所述转向马达的所述角位置来确定估计幅度和估计相位。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，处理器还被配置为针对所述转向马达的模型的预期幅度和预期相位来确定频率响应的所述估计幅度和所述估计相位的拟合优度。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，预期幅度响应和预期相位响应是基于多个模型参数，并且其中，基于所述方向盘与所述动力转向系统之间的机械连接件的质量-弹簧-阻尼器模型来确定所述模型参数，并且所述转向马达是仿真器马达。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述模型参数由以下项确定，以下项表达了基于马达变量的预定值确定的计算的传递函数：

其中，J_m是马达惯量，b_m是马达阻尼，J_w是方向盘惯量，k是连接件的弹簧常数，并且b是连接件的阻尼常数。

7.根据权利要求4所述的系统，其中，响应于确定所述拟合优度小于或等于阈值拟合，所述处理器还被配置为产生标志并生成诊断概要。

8.根据权利要求4所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为：

响应于确定所述拟合优度大于阈值拟合，所述处理器基于所述输入信号和所述方向盘的所述角位置来计算多个实验参数；所述处理器还将所述多个实验参数中的每一者的值与相应模型参数的基线值进行比较；并响应于确定所述多个实验参数中的一者与所述相应的一个模型参数的所述基线值之间的值差落入预定义值范围内，所述处理器产生指示所述动力转向系统不包括机械异常的诊断概要。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被进一步配置为：

响应于确定所述多个实验参数中的一者与所述相应的一个模型参数的所述基线值之间的所述值差落在所述预定义值的所述范围之外，所述处理器基于未落在预定义值范围内的特定参数来确定所述动力转向系统中的所述至少一个机械异常的所述位置；所述处理器还生成诊断报告，所述诊断报告识别在所述动力转向系统中发现的所述至少一个机械异常的所述位置。

10.一种用于被动和主动监控车辆的动力转向系统并确定所述动力转向系统的至少一个机械异常的位置的系统，诊断系统包括：

转向马达，所述转向马达包括轴，其中所述转向马达被配置为生成输出转矩；

方向盘；

转矩传感器，其被配置为监控所述输出转矩；

旋转编码器，其被配置为监控所述转向马达的所述轴的角位置；

一个或多个处理器，其与所述转向马达、所述方向盘、所述转矩传感器和所述旋转编码器通信；以及

存储器，其耦合到所述处理器，所述存储器存储基线波形和包括程序代码的数据，所述程序代码在由所述一个或多个处理器执行时使所述诊断系统接收至少一个激励信号和至少一个响应信号；所述动力转向系统响应于接收到所述激励信号而产生所述响应信号；响应于接收到所述激励信号和所述响应信号，所述系统基于FFT算法来估计所述激励信号与所述响应信号之间的频率响应；所述频率响应由估计波形来表示；响应于确定所述激励信号与所述响应信号之间的所述频率响应，所述系统确定所述估计波形的至少一个曲线特性；所述处理器确定所述估计波形的至少一个特性与所述基线波形的相应特性之间的值差；响应于确定所述估计波形的所述至少一个特性与所述基线波形的所述相应特性之间的所述值差大于阈值差值，所述处理器通过生成标志来发起诊断程序以评估所述动力转向系统的多个机械属性；响应于接收到触发信号，所述处理器确认所述方向盘自由旋转；响应于确定所述方向盘自由旋转，所述处理器生成转矩输入信号；

其中，所述转向马达响应于接收到所述转矩输入信号而主动执行频率扫描；所述处理器还在所述频率扫描期间监控所述旋转编码器以确定所述转向马达轴的所述角位置；所述处理器基于所述转矩输入信号和所述转向马达的所述角位置来确定所述至少一个机械异常的所述位置。