在故障情况中的输出级操控的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于在出现故障时实现从起作用的转向辅助向断开的转向辅助过渡的方法，具有如下步骤：确定转向辅助的故障，确定：全部的高端功率开关运行良好（第一情况）或确定：全部的低端功率开关运行良好（第二情况），并且在第一情况中：打开全部的高端功率开关并且PWM式地操控低端功率开关或在第二情况中：打开全部的低端功率开关并且PWM式地操控高端功率开关。
【专利说明】在故障情况中的输出级操控
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于在出现故障时实现从起作用的转向辅助向断开的转向辅助 过渡的方法和一种包括用于车辆的控制单元的转向系统。
【背景技术】
[0002] 在现有技术中已知具有电的驱动马达的助力转向装置。
[0003] 可能有不同的原因导致驱动马达不能提供用于转向辅助的力。一种可能性可能 是，驱动马达的输出级失灵，尤其是输出级的功率开关被短路。
[0004] 如果存在驱动马达或其操控/输出级的失灵，则驱动马达与输出级分离，以便阻 止由于驱动马达锁止转向。然而这样的相分离导致在相关的车辆的方向盘上的手动力矩的 突然增加，由此显著减小行驶舒适性。
【发明内容】
[0005] 因此任务是，提供一种装置和一种方法，其在驱动马达或其输出级的失灵时，确保 从在转向辅助起作用时低的手动力矩向在转向辅助失效时较高的手动力矩的逐渐的过渡。
[0006] 作为本发明的第一实施形式，提供一种用于在出现故障时实现从起作用的转向辅 助向断开的转向辅助过渡的方法，包括如下步骤：确定转向辅助的故障，确定：全部的高端 功率开关运行良好(第一情况）或确定：全部的低端功率开关运行良好(第二情况)，并且在 第一情况中：打开全部的高端功率开关并且PWM (脉冲宽度调制)式地操控低端功率开关或 在第二情况中：打开全部的低端功率开关并且PWM式地操控高端功率开关。
[0007] 车辆例如可以是载客汽车、载货车、空运或水运工具或农业的车辆。
[0008] 通过将全部的高端或全部的低端功率开关切换成"断开" /切断，阻止被相关的输 出级操控的驱动马达的能量接收。通过PWM式地操控剩余的功率开关，此外可以实现来自 驱动马达的能量流出。由此阻止转向辅助的突变的断开并且产生从起作用的转向辅助向断 开的转向辅助的逐渐的过渡。在相关的车辆的方向盘上需要的手动力矩由此在故障情况中 不突变地升高并且在故障情况中也可以保证行驶舒适性。
[0009] 作为本发明的第二实施形式，提供包括用于车辆的控制单元的转向系统，其中所 述控制单元具有存储介质，所述存储介质包括存储在其上的计算机程序，所述计算机程序 设计用于实施按照权利要求1或2之一所述的方法。
[0010] 作为本发明的第三实施形式，提供用于执行提供按照权利要求1或2之一所述的 方法的计算机程序。
[0011] 作为本发明的第四实施形式提供一种计算机程序产品，其具有程序编码模块，所 述程序编码模块存储在计算机可读的数据载体上，以便当所述程序编码模块在计算机上运 行时，执行按照权利要求1或2之一所述的方法。
[0012] 示例性的实施形式在从属权利要求中说明。
[0013] 另一种按照本发明的实施形式中提供一种方法，其中在第一情况中不是全部的低 端功率开关和/或在第二情况中不是全部的高端功率开关被PWM式地操控，而是分别将一 个或多个功率开关恒定地接通。
[0014] 通过持久地操控/接通一个或多个功率开关可以实现还更平缓的过渡。
[0015] 可以视为本发明的想法的是，在故障情况中切断输出级的高端或低端功率开关并 且持久或PWM式地操控剩余的功率开关。由此产生转向辅助的逐渐的断开，由此提高在故 障情况中的行驶舒适性。
[0016] 各个特征当然也可以彼此组合，由此部分地也可能产生超过单独作用的总和的有 利的作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 本发明的其他细节和优点借助在附图中描述的实施例清楚得出。附图示出：
[0018] 图1输出级和在其上连接的包括三相u、v、w的驱动马达；
[0019] 图2在现有技术的转向系统中出现失灵/干扰情况/故障情况时手动力矩的变化 过程；
[0020] 图3在按照本发明的转向系统中出现失灵时手动力矩的变化过程；
[0021] 图4在出现转向辅助失灵时按照本发明的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0022] 图1示出转向辅助的驱动马达的输出级，所述转向辅助包括高端功率开关：L1、 L2、L3,低端功率开关：L4、L5、L6,用于驱动马达Μ的相分离的断路器ΤΙ、T2、T3。所述功率 开关LI、L2、L3、L4、L5、L6可以是功率场效应晶体管（Power-Mosfet)或绝缘栅双极型晶体 管（IGBT)。断路器T1、T2、T3可以作为场效应晶体管或双极的晶体管构成。如果出现失灵 /干扰情况/故障情况，则首先检查，是否全部的高端功率开关LI、L2、L3和/或全部的低 端功率开关L4、L5、L6运行良好。如果例如全部的高端功率开关LI、L2、L3运行良好，则这 些高端功率开关切换成断开/切断/高阻抗接通并且将低端功率开关L4、L5、L6PWM式地操 控或者说非常快速地切换，由此可以快速减少在驱动马达Μ内的能量，而不会导致锁止驱 动马达Μ。如果全部的低端功率开关L4、L5、L6运行良好，则将全部的低端功率开关切换成 断开并且对高端功率开关LI、L2、L3进行PWM式的操控，以便实现驱动马达Μ的能量的减 少。通过按照本发明的方法产生在具有转向辅助的转向系统中所需要的手动力矩向在具有 失效的转向辅助的转向系统中所述需要的手动力矩的逐渐的、而不是突变的过渡。可以同 样被避免否则成尖峰形的过渡，由此附加地提高行驶舒适性。
[0023] 图2示出在具有转向辅助的车辆的方向盘上需要的手动力矩的过渡，其中具有起 作用的转向辅助的手动力矩11表征为"主动"并且具有切断的转向辅助的手动力矩2描述 为"被动"。在现有技术的转向系统中，在基于故障出现4从主动范围向被动范围的过渡中 产生所需要的手动力矩的过高(尖峰）3。由此可能至少暂时地达到或甚至超过手动力矩的 危及安全的值1。
[0024] 图3示出按照本发明的转向系统从起作用的转向辅助向切断的转向辅助的过渡。 该过渡没有示出过高(尖峰)。而是产生逐渐的过渡，由此提高在故障情况中的行驶舒适性。
[0025] 图4示出按照本发明的过程的流程图，包括询问是否存在转向系统的故障5,所述 故障使得需要切断转向辅助。如果是的话，则可以检查，是否全部的高端功率开关工作良好 6。如果是的话，则将所述高端功率开关全部切断，亦即置于"打开"状态。按照本发明PWM 式地操控低端功率开关，从而可以减少在驱动马达中的能量并且阻止驱动马达的锁止7。由 此产生转向辅助的逐渐切断，由此实现从具有转向辅助（主动）的状态向没有转向辅助(被 动)的状态的平缓的过渡。如果全部的低端功率开关功能正常，则可以替代地切断全部的低 端功率开关并且PWM式地操控高端功率开关8。在一种替代的实施形式中，不是全部的、而 是除去一个或少数几个后全部的高端或低端功率开关PWM式地被操控7、8("替选")。所述 一个或少数几个例外功率开关可以持久/恒定地接通/接合。由此产生较快速的能量减少 和从主动范围到被动范围中的还更平缓地构成的过渡。
[0026] 要指出，术语"具有"不排除其他的元件或方法步骤，同样地术语"一个"不排除多 个元件和步骤。
[0027] 使用的附图标记仅用于提高可读性并且绝不应该看作为限制，其中本发明的保护 范围通过权利要求再次给出。
[0028] 附图标记列表
[0029] 1关键的手动力矩
[0030] 2没有转向辅助(被动）的手动力矩
[0031] 3 尖峰
[0032] 4失灵/故障/干扰情况的出现
[0033] 5询问转向辅助的故障：是/否
[0034] 6询问全部的高端功率开关工作良好：是/否
[0035] 7低端功率开关的快速的切换的过程链
[0036] 8高端功率开关的快速的切换的过程链
[0037] 11具有转向辅助（主动）的手动力矩
[0038] LI 1?端功率开关
[0039] L2 1?端功率开关
[0040] L3 1?端功率开关
[0041] L4低端功率开关
[0042] L5低端功率开关
[0043] L6低端功率开关
[0044] T1断路器相U
[0045] T2断路器相V
[0046] T3断路器相W
[0047] Μ驱动马达
【权利要求】
1. 一种用于在出现故障时实现从起作用的转向辅助向断开的转向辅助过渡的方法，包 括如下步骤： 确定转向辅助（5)的故障， 确定：全部的高端功率开关运行良好(第一情况）（6)或确定：全部的低端功率开关运 行良好(第二情况)，并且 在第一情况中：打开全部的高端功率开关并且PWM式操控低端功率开关（7)，或在第二 情况中：打开全部的低端功率开关并且PWM式操控高端功率开关（8)。
2. 按照权利要求2所述的方法，其特征在于，在第一情况中不是全部的低端功率开关 或在第二情况中不是全部的高端功率开关被PWM式操控，而是分别一个或多个功率开关恒 定地接通。
3. -种包括用于车辆的控制单元的转向系统，其中所述控制单元具有存储介质，所述 存储介质包括存储在其上的计算机程序，所述计算机程序设计用于实施按照权利要求1或 2之一所述的方法。
4. 一种用于实施按照权利要求1或2之一所述的方法的计算机程序。
5. -种计算机程序产品，其具有程序编码模块，所述程序编码模块存储在计算机可读 的数据载体上，以便当所述程序编码模块在计算机上运行时，执行按照权利要求1或2之一 所述的方法。
【文档编号】B60W50/029GK104097684SQ201410145514
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2013年4月12日
【发明者】M·韦伯 申请人:Zf操作系统有限公司