用于车辆的转向系统技术方案

在用于车辆的线控转向式转向系统中，控制单元(16)控制转向致动器的操作以使车轮的被转向角与转向角成规定关系，并且控制包括一对反作用力马达(14)的反作用力致动器(15)的操作以使反作用力成为与车轮的被转向状态相对应的值(Tt)，其中，控制单元设置有故障检测单元(36)，该故障检测单元检测反作用力马达的故障，并且在检测到反作用力马达中的一方的故障时，将另一方的反作用力马达的输出(Tta)逐渐减小到规定极限值(TL)。减小到规定极限值(TL)。减小到规定极限值(TL)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于车辆的转向系统


[0001]本专利技术涉及一种用于车辆的线控转向式转向系统。

技术介绍

[0002]已知一种用于车辆的线控转向式转向系统，其包括：转向构件，该转向构件例如是被配置成由驾驶员操作的方向盘；以及转向机构，该转向机构与转向构件机械地分离并且被配置成改变车轮的被转向角。转向机构由产生驱动力的转向致动器驱动以改变车轮的被转向角。反作用力致动器响应于转向操作向转向构件施加反作用力。
[0003]在这样的线控转向式转向系统中，已知在转向机构的不同位置处设置一对转向马达，即使任一个转向马达发生故障，也防止转向力变得不可用(专利文献1)。在该转向系统中，在正常操作条件下，控制单元通过以预定比率在两个转向马达之间分配所需的转向力来确定两个转向马达的目标输出值。当其中一个转向马达发生故障时，控制单元改变分配比，从而禁止发生故障的转向马达的输出，并且增加另一个转向马达或健康转向马达的输出。结果，仅通过健康转向马达来执行转向操作。
[0004]引用文献列表
[0005]专利文献
[0006][专利文献1]JPH10－218000A

技术实现思路

[0007]技术问题
[0008]然而，专利文献1所公开的转向系统仅设置有一个反作用力马达作为反作用力致动器。因此，当反作用力马达发生故障时，施加到转向构件的转向反作用力可能突然降低。在这种情况下，驾驶员倾向于过度转动转向构件，使得车辆的转向可能超过驾驶员的预期。
[0009]在此，能够想到将专利文献1所记载的转向致动器使用两个电动马达的概念应用于反作用力致动器。在这种情况下，如果一个反作用力马达发生故障，则另一个反作用力马达的输出将增加以弥补发生故障的反作用力马达的损失。结果，驾驶员能够利用剩余反作用力马达操作车辆而没有任何不便。然而，如果剩余反作用力马达也可能在转弯时由于反作用力的突然损失或减小而发生故障，则驾驶员可能转动方向盘，使得车辆的转向可能超过驾驶员的预期。
[0010]基于这样的背景，本专利技术的主要目的在于，在线控转向式转向系统的反作用力马达发生故障的情况下，防止转向构件过度操作，从而防止车辆的转向超过驾驶员的预期。
[0011]问题的解决方案
[0012]为了实现该目的，本专利技术提供一种用于车辆(2)的转向系统(1)，所述用于车辆的转向系统包括：转向构件(10)，所述转向构件被配置成接收转向操作；转向机构(11)，所述转向机构与所述转向构件机械地分离并且被配置成使车轮(3)转向；转向角传感器(21)，所述转向角传感器检测所述转向构件的转向角(β)；被转向角传感器(32)，所述被转向角传感
器检测所述车轮的被转向角(α)；转向致动器(13)，所述转向致动器被配置成向所述转向机构提供驱动力；反作用力致动器(13)，所述反作用力致动器包括至少两个反作用力马达并且被配置成响应于所述转向操作而向所述转向构件施加反作用力；以及控制单元(16)，所述控制单元控制所述转向致动器的操作以使所述被转向角与所述转向角成规定关系，并且控制所述反作用力致动器的操作以使所述反作用力成为与所述车轮的被转向状态相对应的值(Tt)，其中，所述控制单元设置有故障检测单元(36)，所述故障检测单元被配置成检测所述反作用力马达的故障，并且在检测到除了一个反作用力马达之外的所有反作用力马达的故障时，将剩余反作用力马达的输出(Tta)逐渐减小到规定极限值(TL)。
[0013]由此，即使在一个反作用力马达发生故障之后在转弯期间剩余反作用力马达也会发生故障，由于另一个反作用力马达的输出逐渐降低到规定极限值，因此能够避免转向反作用力的突然损失，从而防止驾驶员以过度的方式操作转向构件。
[0014]优选地，在所述反作用力致动器的正常操作期间，所述控制单元控制所述反作用力马达以预定分配比共享所述反作用力致动器的输出。
[0015]因此，不考虑哪个反作用力马达发生故障，所导致的反作用力的减小是相同的，并且可以最小化此时反作用力的下降。
[0016]优选地，所述规定极限值等于或大于当没有外力施加到所述转向构件时允许所述转向构件由所述反作用力致动器驱动的值(例如1Nm)。
[0017]因此，反作用力致动器能够通过未发生故障的剩余反作用力马达的输出来驱动转向构件。因此，当驾驶员在转弯期间释放转向构件时，控制单元驱动反作用力马达，使得转向构件返回到中性位置，这与当车轮和转向构件通过自对准扭矩返回到中性位置时类似。一旦转向角和被转向角都变为零，驾驶员就可以容易地认识到车辆正从位于中性位置的转向构件向前直行。
[0018]优选地，所述转向构件包括能围绕转向轴(18)的轴线旋转的方向盘(19)，并且所述规定极限值小于消除与放置在所述方向盘上的驾驶员的手臂的重量的负载相对应的扭矩(例如6.35Nm)所需的值。
[0019]由此，在控制单元将剩余反作用力马达的输出减小到规定极限值之后，如果驾驶员仅将与一个手臂的重量相对应的负载施加到方向盘，则方向盘在施加负载的方向上旋转。由于手臂的重量足以使方向盘旋转，因此要求驾驶员对手臂施加一些力以保持方向盘静止。因此，为了保持方向盘静止，要求驾驶员用双手抓握方向盘，或者在仅用一只手抓握方向盘的情况下，对手抓握方向盘进行一些努力。由此，即使在另一个反作用力马达的输出下降到规定极限值之后另一个反作用力马达发生故障，并且反作用力完全消失，也能够防止驾驶员过度转动方向盘。
[0020]优选地，所述控制单元以随着车速(V)增加而变小的减小率(R)逐渐减小所述剩余反作用力马达的输出。
[0021]由于在高车速行驶状态下反作用力马达的输出的减小率变得比在低速行驶状态下小，所以防止了转向构件以驾驶员不期望的方式操作。因此，能够提高车辆直行的能力。
[0022]优选地，所述控制单元以在所述车辆转弯时比在所述车辆直行时大的减小率逐渐减小所述剩余反作用力马达的输出。
[0023]当车辆转弯时，驾驶员向转向构件施加操作力。因此，当转向反作用力在转弯期间
快速减小时，由驾驶员施加的转向力与转向反作用力之间的平衡被打破，使得转向构件可能被过快地操作。然而，根据该布置，由于在转弯期间反作用力马达的输出的减小率小，驾驶员可能有时间熟悉转向反作用力的减小，从而可避免转向构件的无意的快速运动。
[0024]优选地，所述控制单元仅在所述转向角的绝对值(|β|)大于预定值(βth)时，逐渐减小所述剩余反作用力马达的输出。
[0025]如果车辆直行时减小反作用力马达的输出，并且之后车辆进行转弯(转向角增加超过预定值)，则由于转向反作用力小于驾驶员所期望的，驾驶员可能过度操作转向构件。根据该布置，由于当车辆直行时反作用力马达的输出基本上不减小，所以防止了转向构件在随后的转弯期间过度操作。
[0026]优选地，所述用于车辆的转向系统还包括用于使所述转向构件振动的振动装置(15)，其中，所述控制单元被配置成控制所述振动装置的操作，使得当所述车辆直行并且所述剩余反作用力马达的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于车辆的转向系统，所述用于车辆的转向系统包括：转向构件，所述转向构件被配置成接收转向操作；转向机构，所述转向机构与所述转向构件机械地分离并且被配置成使车轮转向；转向角传感器，所述转向角传感器检测所述转向构件的转向角；被转向角传感器，所述被转向角传感器检测所述车轮的被转向角；转向致动器，所述转向致动器被配置成向所述转向机构提供驱动力；反作用力致动器，所述反作用力致动器包括至少两个反作用力马达并且被配置成响应于所述转向操作而向所述转向构件施加反作用力；以及控制单元，所述控制单元控制所述转向致动器的操作以使所述被转向角与所述转向角成规定关系，并且控制所述反作用力致动器的操作以使所述反作用力成为与所述车轮的被转向状态相对应的值，其中，所述控制单元设置有故障检测单元，所述故障检测单元被配置成检测所述反作用力马达的故障，并且在检测到除了一个反作用力马达之外的所有反作用力马达的故障时，将剩余反作用力马达的输出逐渐减小到规定极限值。2.根据权利要求1所述的用于车辆的转向系统，其中，在所述反作用力致动器的正常操作期间，所述控制单元控制所述反作用力马达以预定分配比共享所述反作用力致动器的输出。3.根据权利要求1所述的用于车辆的转向系统，其中，所述规定极限值等于或大于当没有外力施加到所述转向构件时允许所述转向构件由所述反...

【专利技术属性】
技术研发人员：小岛洋介，判治宗嗣，D，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯普利斯坦股份公司，
类型：发明
国别省市：