[发明专利]与转向系统相关的改进

说明书

技术领域

本发明涉及一种在使用期间诊断车辆的转向系统的状况的方法和适合安装到执行该方法的车辆的诊断系统。本发明还涉及一种能够补偿其状况的某些变化的电力转向系统。

背景技术

车辆的转向系统的正确操作对于它的安全而言是很重要的。在使用中，该系统会损坏或磨损。例如，如果部件被由车辆的轮子从路上弹起的石头击中，则部件可能弯曲。该系统中接头处的轴承或齿条齿轮可能磨损或损坏。磨损或损坏能够使驾驶变得不安全，或者至少使转向感觉不舒服。磨损的轴承能够通过增加在接头处必须克服的摩擦使转向盘更加难以转动。如果磨损或损坏严重，则驾驶员可能注意到这一点并把车辆送至汽车修理厂修理。较轻微的损坏(仍然是安全隐患)不一定被驾驶员注意到。对于由通过蜗杆蜗轮起作用的电动机把扭矩施加于杆的电力辅助转向而言尤其如此。齿条中的磨损可能未被驾驶员觉察，但可能导致辅助系统的过早破坏。车辆的普通维修日程经常仅需要按照规则间隔对转向的视觉检查，这可能无法发现磨损或损坏。

发明内容

根据第一方面，本发明提供了一种监测转向系统的状况的方法，包括下述步骤：

(a)重复测量转向盘的角度位置，

(b)从转向盘位置的测量结果识别转向盘在沿第一方向移离向前位置之后停留在偏心位置的第一时刻，

(c)测量在所述第一时刻施加于转向系统的扭矩，

(d)从转向盘位置的测量结果识别转向盘首次开始沿与第一方向相反的方向移离所述偏心位置的第二时刻，

(e)测量在所述第二时刻施加于转向系统的扭矩，

(f)计算测量的在第一时刻和第二时刻的扭矩之差以提供取决于转向系统中的静摩擦T_friction的静摩擦值，以及

(g)把计算的静摩擦T_friction值与目标静摩擦值进行比较以提供转向系统的状况的指示。

计算的静摩擦值可以是通过计算扭矩值之差的一半获得的静摩擦的实际估计值，或者可以是与静摩擦成比例(实际上为两倍)的纯差值。

该方法可包括下述步骤：确定在第一时刻和第二时刻之间消逝的时间，在该消逝的时间超过目标界限时间的情况下，丢弃静摩擦的估计值。另一方面，如果消逝的时间太多，则可以简单地不计算静摩擦的估计值。这样做的原因在于：消逝的时间太长意味着在该消逝的时间期间转向系统上的负载不太可能是恒定的，从而使得步骤(f)中使用的计算不适合确定可靠的估计值。

在转向系统的连续使用期间可重复该方法的步骤，从而可计算静摩擦的多个估计值。一个或多个先前估计的静摩擦值可用作目标静摩擦值。实际上，这意味着静摩擦随着时间的任何变化将会提供转向状况的指示。

申请人已注意到，损坏或磨损对转向的一个共同影响是静摩擦的程度的变化。这是使转向从静止移动所需的扭矩并且由驾驶盘和(任选地)辅助扭矩的组合提供。静摩擦的大小还取决于系统上的负载(即，如果负载重，则它将会更紧地固定)。

申请人因此已首先认识到，通过采用本发明的第一方面的步骤能够在使用转向系统的同时通过测量这些摩擦程度监测转向的状况。本发明因此能够通过向驾驶员或汽车修理厂警告在例行视觉检查期间可能未发现的转向齿轮中的可能磨损来提供转向系统中的更高程度的安全。

为了理解如何能够在步骤(f)中估计静摩擦，考虑就在停止前后的系统的行为：

向外，当运动停止时：T_tot(out)＝T_load+T_friction(1)

返回，当运动将要开始时：T_tot(rtn)＝T_load-T_friction  (2)

其中，T_tot是施加于转向系统的总扭矩(T_handwheel+T_assistance)，T_load是由车轮施加的负载。

如果系统仅静止短时间，则可以合理假设T_load在每个方程中恒定，因此：T_tot(out)-T_tot(rtn)＝2(T_friction)(3)

这是系统滞后作用或静摩擦的直接测量结果。

把T_friction带入到(1)或(2)中产生也可能关注的T_load。