[发明专利]用于基于双向补偿架构向冗余系统分配扭矩的方法

说明书

公开了用于基于双向补偿架构向冗余系统分配扭矩的方法，特别是一种用于对控制电机进行控制的方法，该控制电机包括并联布置的第一发动机和第二发动机，所述方法实施：分配步骤，根据目标扭矩确定第一分配扭矩和第二分配扭矩；将第一补偿请求添加到第一分配扭矩以便确定目标电机扭矩的步骤；将第二补偿请求添加到第二分配扭矩以便确定目标电机扭矩的步骤；发动机根据目标电机扭矩施加电机扭矩的生产步骤；发动机根据目标电机扭矩施加第二电机扭矩的步骤；控制方法还包括许可步骤，该许可步骤被配置为限制或分别授权发动机的扰动或故障的补偿请求、和/或发动机的扰动或故障的补偿请求。

技术领域

本发明涉及用于控制冗余机电系统(即包括至少两个不同发动机)、特别是动力转向系统的控制电机的方法领域。

背景技术

车辆动力转向系统的目的是允许驾驶员或在自主驾驶车辆的情况下允许计算机通过改变车辆车轮的取向的角度来控制车辆轨迹。

为此，电动力转向系统包括功能链，该功能链包含在单个齿条上或者在齿条以及方向盘上施加扭矩的至少一个控制电机。

一般而言，控制电机是称为“无刷电机”的电动机。控制电极接收要施加的目标扭矩，也就是扭矩设定点作为输入，并施加对应于齿条上的或方向盘上的物理扭矩的施加的扭矩。

在说明书的其余部分，并且为了便于阅读，术语“扭矩”被理解为扭矩设定点值。只有术语“施加的扭矩”和“电机扭矩”表示物理扭矩或所述物理扭矩的值。

至少一个控制电机是动力转向系统的功能链的一部分，其允许动力转向系统被激活以确保遵循车辆的轨迹。因此，车辆的乘员的安全与控制电机的正确操作相关。

为了满足自动驾驶车辆的转向系统的安全要求，需要集成配备有两个不同发动机的控制电机，即，第一发动机和分离的第二发动机，这两个发动机是自动的并且并联布置，每个发动机具有其自己的电源以保证独立性，接收要施加的目标电机扭矩作为输入(该要施加的目标电极扭矩对应于目标扭矩的一部分)，并且施加电机扭矩。发动机可以独立地、和/或同时地操作。

因此，这两个发动机具有冗余操作。换句话说，两个发动机的冗余旨在确保施加目标扭矩以便保证轨迹遵循性能的能力。

例如，在两个发动机中的一个被判断为安全性永久劣化的情况下，也就是说，引起转向系统的安全性问题的显著劣化(例如两个发动机中的一个完全故障)，第二发动机将接收等于目标扭矩的目标电机扭矩作为输入，以便保持施加目标扭矩所需的最小可用性。同样地，控制电机的简单故障或扰动(其不会导致两个发动机中的一个完全失效)可能导致自动车辆的轨迹遵循性能和可控性方面的劣化。

当两个发动机被认为是正常起作用时，通过在两个发动机上分配目标扭矩，在能量消耗和振动最小化两方面保证了控制电机的优化操作。两个发动机接收目标扭矩的一部分作为输入。然后，两个发动机同时操作，使得它们的全局行为与单个发动机相当。两个发动机各自提供其总和等于所施加的扭矩并且基本上对应于目标扭矩的电机扭矩。

一般而言，在正常操作中，电机扭矩基本上等于目标电机扭矩。然而，由所讨论的发动机产生的电机扭矩可能表现出与所请求的目标电机扭矩的偏差。这种偏差可能是能够由所述发动机施加的最大可用电机扭矩(即，由发动机能够最大程度地施加而没有与目标电机扭矩相关的限制的可用电机扭矩)的限制的原因。这种偏差还会使得在自动车辆水平上请求的轨迹遵循性能劣化。

这种偏差有几个根源。它可以是静态偏差和/或动态偏差。

静态偏差是与所请求的目标电机扭矩相比导致发动机的电机扭矩的更多或更少的变化的偏差。因此，所考虑的发动机将提供比所期望的目标电机扭矩更高或更低的电机扭矩。静态偏差可能源于发动机外部的元素(诸如温度或电源的故障)、或发动机内部、不可预测的元素(诸如发动机固有的扰动或故障)。