[发明专利]具有两个冗余动力单元的转向系统的控制方法

说明书

本发明涉及一种机动车辆的转向系统的控制方法，该机动车辆的转向系统包括并行设置的第一通道(12)和第二通道(12')，每个通道包括向车辆(2)的转向系统递送辅助力的电动单元，以获得对应于总辅助力需求(30)的所递送的两个辅助力的总和，其特征在于，所述方法包括：‑评估电动单元具有最小电源电压值的通道的步骤；定义主通道功能和从通道功能的步骤，主通道功能递送总辅助力需求的初始部分，从通道功能递送辅助力的可变补充部分，其对应于实际递送的力的初始部分(32)与总辅助力需求(30)之间的差；以及将主通道功能与电动单元具有最小电源电压值的通道配对、并将从通道功能与电动单元具有最大电源电压值的通道配对的步骤。

技术领域

本发明涉及一种用于控制机动车辆转向系统的方法，以及一种包括实现这种控制方法的装置的转向系统。

背景技术

机动车辆通常具有转向系统，该转向系统包括递送用于车辆转向的辅助力的动力单元(motorization)，所述辅助力对应于所请求的总辅助力需求，所请求的总辅助力需求取决于由驾驶员意图传感器(intention sensor)测量的为了提供车轮枢转所需的力的一部分而由驾驶员施加的力矩。方向盘力矩在下文中将被称为由驾驶员在方向盘上施加的力矩。

转向系统中使用的动力单元通常是“无刷”型的电动单元(electricmotorization)。这些动力单元尤其具有快速的动态响应、显著的效率、缓慢的磨损和低的噪声水平。此外，已知的是，在给定的电源电压和温度下，这些动力单元的特征在于空载速度和制动转子操作力矩，在它们之间限定动力单元的可能的操作点。电源电压的下降会导致空载速度降低，从而导致动力单元操作点改变。

“无刷”型电动单元具有第一操作模式：“电动机”模式，也就是说，对于给定的电源电压和温度，当电动单元的转速低于空载速度时，电动单元对齿条型的转向构件提供驱动力。

“无刷”型电动单元具有第二操作模式：“发电机”模式，也就是说，对于给定的电源电压和温度，当电动单元的转速大于空载速度时，电动单元施加制动力矩，并因此对齿条型转向构件施加制动力。

此外，汽车制造商现在正在开发自动驾驶功能，允许或多或少地使某些运行模式自动化，例如自动停车的功能、在交通堵塞情况下驾驶的功能、跟随前车的功能、甚至全自动驾驶的功能。这些不同的功能使用转向系统来执行车轮的枢转，驾驶员在该方向上不再施加力。

因此，对于手动驾驶辅助和自动驾驶功能来说，转向系统的操作安全性都非常重要。

为了满足转向系统的安全性和可用性要求，习惯上实现两个并行设置的动力单元，每个动力单元包括带有自身电源的电动单元，电动单元均可以施加用于转向的总辅助力需求的一部分。特别地，实现了动力系统的完全冗余，包括并行设置的两个等价的独立通道，每个通道包括带有电源的动力单元和不同的功能，诸如接收来自车辆的信号、对系统进行控制和对动力单元进行控制。因此，所述动力单元可以独立地和/或同时地操作。

当动力单元同时操作时，处于正常操作模式的两个辅助通道各自确保递送相同的辅助力，两个通道被连接到相同的驱动轴，即动力单元的旋转轴。也就是说，每个通道递送所请求的总辅助力需求的一部分。在正常操作模式下，确保了动力系统的冗余。

但是，在配备有两个独立电源网络的车辆中，其各自的操作条件会是可变的，并且会影响两个通道的电源，这两个通道于是在辅助动力的递送方面具有不同的能力。这种差异会导致一个通道相对于另一个通道的操作干扰。更具体地，具有最低电源电压那个通道的空载速度降低。

因此，由电源电压最高的通道的动力单元对电源电压最低的通道的动力单元施加的转速会大于所述动力单元的空载速度，从而导致由所述动力单元产生制动力矩。所述动力单元然后以发电机模式操作。

制动力矩随着方向盘转速的增加而增加，从而在方向盘上产生不希望的、甚至是令人不安的感觉，并降低了动力单元的整体效率。然后，这两个通道处于降级的操作模式。