本發(fā)明涉及動力轉(zhuǎn)向裝備車輛的一般領(lǐng)域，并且特別地涉及機(jī)動車輛以及用于管理此類動力轉(zhuǎn)向的方法。

背景技術(shù)：

以已知方式，動力轉(zhuǎn)向具有通過將由輔助馬達(dá)提供的助力與由駕駛員一般地借助于方向盤(steering wheel)而在方向上手動地施加的駕駛員力進(jìn)行組合來幫助駕駛員轉(zhuǎn)動車輛的轉(zhuǎn)向輪(steered wheel)的主要功能。

駕駛員力與助力的組合形成致動力，其允許對抗由車輛的環(huán)境對轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)施加的抵抗力，其中，所述抵抗力本質(zhì)上由輪胎與道路之間的接觸而引起。

被帶到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的端點、亦即由轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)形成的系統(tǒng)的端點的此抵抗力組成被稱為《拉桿力》(或《拉桿上的力》)的力。

在實踐中，在普通定向行走齒輪內(nèi)，所述拉桿力事實上對應(yīng)于一方面由將齒條連接到左轉(zhuǎn)向輪的左轉(zhuǎn)向拉桿且另一方面由將齒條連接到右轉(zhuǎn)向輪的右轉(zhuǎn)向拉桿施加于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)且更特別地轉(zhuǎn)向齒條上的力的代數(shù)和(所述拉桿中的一個在所考慮時刻正以牽引方式工作，而另一個正在以壓縮方式工作)。

其如此發(fā)生使得拉桿力的值組成用以表征和管理動力轉(zhuǎn)向的特別有用且甚至基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)，這是因為許多問題直接地取決于此值。舉例來說，可以特別地引征輔助馬達(dá)的尺寸確定問題。

然而，在實踐中難以準(zhǔn)確地估計此拉桿力。

公認(rèn)地，可以出于此目的而提供力傳感器并例如置于齒條與拉桿之間的結(jié)點處，但是此類解決方案趨向于增加動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的總尺寸、重量和復(fù)雜性以及其成本。

根據(jù)另一方面，可能可以通過將一方面的可以例如借助于設(shè)置在方向盤與轉(zhuǎn)向柱之間的扭矩傳感器來測量的駕駛員力與另一方面的可以例如借助于施加于輔助馬達(dá)的設(shè)定點來測量的助力求和并通過將拉桿力同化到因此獲得的和、亦即通過考慮拉桿力等于施加于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的致動力而在第一近似中進(jìn)行拉桿力的估計。

然而，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)此類近似是相對粗糙的，并且可能與拉桿力的真實值具有顯著差異。

特別地，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些差異在一開始施加致動力時就出現(xiàn)，并且趨向于當(dāng)所述致動力增加時突出，使得在實踐中，當(dāng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)很少或者甚至未被操作時上述近似僅在直線附近是真實有效的。

相反地，驅(qū)動力與真實拉桿力之間的差異特別高，并且因此在轉(zhuǎn)向回正期間，亦即當(dāng)車輛的駕駛員(故意地)以以下改變他致動方向盤的方向時，近似是特別不準(zhǔn)確的，此改變具有從其中駕駛員施加將方向盤向左拉動的力的左轉(zhuǎn)彎的轉(zhuǎn)向情況變成其中駕駛員施加將方向盤向右拉的力的右轉(zhuǎn)彎的轉(zhuǎn)向情況或者相反地從右轉(zhuǎn)彎的轉(zhuǎn)向情況至左轉(zhuǎn)彎的轉(zhuǎn)向情況的目的和效果。

此外，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)致動力與真實拉桿力之間的差可能對轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的操作條件、特別是對溫度條件以及所述機(jī)構(gòu)的磨損狀態(tài)特別敏感。

在實踐中，所有這些限制因此可能大大地降低評估拉桿力的功能的有效可用性，或者甚至使得評估拉桿力相對不確定。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的因此旨在克服上述缺點并提出一種用于確定拉桿力的新方法，其允許可靠地且準(zhǔn)確地、在任何時間、在車輛的壽命的每種情況下確定被施加于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的拉桿力。

一種借由用于確定稱為《拉桿力》的力的方法來實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述《拉桿力》表示在所考慮時刻由車輛的環(huán)境在裝備所述車輛且至少被輔助馬達(dá)操縱的動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上施加的力，所述方法包括：

—確定致動力的步驟(a)，在其期間確定在所考慮時刻施加于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的致動力，使得從由輔助馬達(dá)施加于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的助力和/或由車輛的駕駛員施加于所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的駕駛員力引起所述致動力，

—評估干摩擦的步驟(b)，在其期間評估在所考慮時刻施加于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的干摩擦力，

—計算拉桿力的步驟(c)，其包括：求和子步驟(c1)，在其期間計算表示拉桿力的表達(dá)式，該表達(dá)式涉及到致動力與干摩擦力的代數(shù)和；以及濾波子步驟(c2)，在其期間應(yīng)用低通濾波器，以便能夠當(dāng)在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向回正時刻計算所述表達(dá)式時對所述表達(dá)式的結(jié)果進(jìn)行平滑化。

有利地，當(dāng)評估拉桿力時將干摩擦考慮在內(nèi)使得可以用比之前更加準(zhǔn)確的方式確定所述拉桿力。

事實上，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)干摩擦可以大體上解釋在致動力與真實拉桿力之間觀察到的差的重要部分(如果不是全部的話)。

因此，通過修正拉桿力的評估從而(再也)不忽視與干摩擦現(xiàn)象有關(guān)的力分量、即可能是致動力與拉桿力之間的顯著差異的原因的分量，在大部分且可能是全部的車輛壽命情況下、特別是在所有機(jī)動情況下(無論相關(guān)機(jī)動的性質(zhì)和強度是什么)且特別是在轉(zhuǎn)向回正期間，改善了所述評估的精度和可靠性。

有利地，將注意的是此準(zhǔn)確度的增益在仍具有實現(xiàn)起來特別簡單且快速的計算公式(表達(dá)式)的同時發(fā)生。

此外，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)用于確定拉桿力的已知方法對操作溫度和磨損條件的敏感性明顯地可歸因于干摩擦對所述溫度和磨損條件的敏感性。

因此，再次地，考慮干摩擦允許增加準(zhǔn)確度。

更特別地，例如通過執(zhí)行摩擦測量或者通過使用隨時間推移而從在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)內(nèi)獲取的經(jīng)驗數(shù)據(jù)而更新的模型來評估在被選擇成計算拉桿力的時刻的此干摩擦的事實使得可以基本上實時地考慮到由于溫度因素和摩擦因素而引起的干摩擦的演進(jìn)，并且因此在任何時間可靠地評估如實地表示實際上施加于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的有效拉桿力的估計拉桿力。

然后，實現(xiàn)低通濾波使得可以考慮到轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的物理動態(tài)且更特別地與當(dāng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)(且特別是方向盤)的移動速度反向時在轉(zhuǎn)向回正時刻處實現(xiàn)干摩擦值的切換所需的持續(xù)時間(即使所述可能是非常小的)(亦即執(zhí)行所述摩擦值的符號的反向所需的持續(xù)時間)有關(guān)的動態(tài)。

事實上，如果以“二進(jìn)制”方式、亦即作為明顯不連續(xù)性而感知干摩擦值的切換，特別是由于管理根據(jù)本發(fā)明的方法的計算器通過采樣而進(jìn)行的事實，則此切換可能在表示拉桿力的表達(dá)式的計算的即時執(zhí)行期間如期地引起散度(divergence)。

在不存在濾波器的情況下，此類散度然后可以使得出現(xiàn)峰值型偽像，其將使拉桿力的評估完全失真。

這就是為什么使用低通濾波器(其時間常數(shù)與干摩擦的真實切換持續(xù)時間為相同數(shù)量級)有利地通過平滑化而允許軟化轉(zhuǎn)向回正對拉桿力計算的影響的原因，所述平滑化允許在所有情況下保持表達(dá)式的結(jié)果、亦即計算的拉桿力盡可能接近于真實拉桿力的有效值。

由于改善了拉桿力計算的穩(wěn)定性的低通濾波器，根據(jù)本發(fā)明的方法因此在所有車輛壽命情況下是特別可靠的，包括在轉(zhuǎn)向回正期間及其附近。

附圖說明

在閱讀隨后的描述時以及借助于完全出于說明性且非限制性目的而提供的附圖，本發(fā)明的其它目的、特性和優(yōu)點將更詳細(xì)地出現(xiàn)，在所述附圖中：

圖1在時序圖上圖示出一方面的與助力和駕駛員力的累加相對應(yīng)的致動力和另一方面的根據(jù)本發(fā)明評估的干摩擦力、然后是根據(jù)依照本發(fā)明的方法計算的拉桿力且最后是真實拉桿力的在連續(xù)的轉(zhuǎn)向回正期間的共同演進(jìn)。

圖2示出了圖1的一部分的放大詳圖。

圖3在作為表示助力的變量(作為橫坐標(biāo))的函數(shù)且更特別地作為與由馬達(dá)輸送的助力和由駕駛員在方向盤上施加的手動力的累加相對應(yīng)的總致動力的函數(shù)來表達(dá)摩擦(作為縱坐標(biāo))的圖上圖示出從隨時間推移而測量的表征點的散點圖獲得的干摩擦的經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷氖纠约跋鄳?yīng)的相關(guān)定律。

圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的方法在車輛內(nèi)的實現(xiàn)。

具體實施方式

本發(fā)明涉及一種用于確定在裝備車輛(特別是汽車)的動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1內(nèi)施加的力(稱為《拉桿力《)F_tie-rod的方法。

如圖4中所示，所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1被至少一個輔助馬達(dá)2操縱，其能夠出于此目的而輸送施加于所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1上的助力F_assist。

可以無關(guān)緊要地將其視為任何類型的輔助馬達(dá)2，并且特別地是可以在兩個相反方向中的一個或另一個上操作的任何類型的輔助馬達(dá)。

特別地，可以向本發(fā)明應(yīng)用于意圖施加扭矩類型的助力F_assist的旋轉(zhuǎn)輔助馬達(dá)2以及意圖施加牽引或壓縮類型的助力F_assist的線性輔助馬達(dá)2。

此外，所述輔助馬達(dá)2可以是例如液壓或者優(yōu)選地電動的(電馬達(dá)的使用特別地使得植入和實現(xiàn)所述馬達(dá)以及生成并管理有用信號更加容易)。

特別優(yōu)選地，輔助馬達(dá)2將是例如《無刷》類型的旋轉(zhuǎn)電馬達(dá)。

此外，如圖4中所示，動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1優(yōu)選地以本身已知的方式包括方向盤3，車輛的駕駛員用該方向盤3可以可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動轉(zhuǎn)向柱4，轉(zhuǎn)向柱4借助于小齒輪5而嚙合在被可滑動地安裝于轉(zhuǎn)向罩殼中的轉(zhuǎn)向齒條6，該轉(zhuǎn)向罩殼被固定到車輛的底盤車架。

轉(zhuǎn)向齒條6的末端優(yōu)選地每個借助于轉(zhuǎn)向拉桿7、8而以這樣的方式連接到可偏航取向轉(zhuǎn)向節(jié)(其上安裝車輛的轉(zhuǎn)向輪9、10(其優(yōu)選地也是驅(qū)動輪))，即齒條6在轉(zhuǎn)向罩殼中的平移的移動引起所述轉(zhuǎn)向輪9、10的轉(zhuǎn)向角的改變(即偏航取向的改變)。

輔助馬達(dá)2可以例如借助于渦輪和蝸桿減速器而卡合轉(zhuǎn)向柱4或者通過滾珠絲杠型的驅(qū)動機(jī)構(gòu)或經(jīng)由不同于轉(zhuǎn)向柱的小齒輪5的馬達(dá)小齒輪11而直接卡合轉(zhuǎn)向齒條6(從而例如形成稱為《雙小齒輪》機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，如圖4中或圖式化的)。

施加于輔助馬達(dá)2使得所述馬達(dá)幫助駕駛員操縱轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1的力設(shè)定點(或者更優(yōu)選地扭矩設(shè)定點，在圖4中標(biāo)記為F_assist)取決于存儲在計算器(在本文中為用于應(yīng)用輔助定律12的模塊)的非易失性存儲器中的預(yù)定輔助定律，所述輔助定律能夠作為各種參數(shù)的函數(shù)來調(diào)整所述力設(shè)定點，所述各種參數(shù)諸如由駕駛員在方向盤3上施加的方向盤力(扭矩)F_cond、車輛的(縱向)速度v_vehic、方向盤3的角位置θ_{steeringwheel}等。

僅僅為了描述，將認(rèn)為施加于輔助馬達(dá)2的力設(shè)定點如實地反映由輔助馬達(dá)輸送的助力F_assist，使得可以將兩個量同化到另一個。

根據(jù)本發(fā)明，拉桿力F_tie-rod對應(yīng)于在所考慮時刻t由車輛的環(huán)境20(通常亦即所述車輛正在其上面行駛的道路20)在裝備所述車輛的動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1上所施加的力。

在實踐中，參考圖4的示例，所述拉桿力F_tie-rod事實上對應(yīng)于一方面由事實上向齒條6(諸如用力F_7/6圖示化的)傳送由道路20施加于左轉(zhuǎn)向輪9上的抵抗力的左轉(zhuǎn)向拉桿7和另一方面由向同一齒條6(如用力F_8/6圖示化的)傳送由道路20施加于右轉(zhuǎn)向輪10上的抵抗力的右轉(zhuǎn)向拉桿8在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上(在本文中在齒條6的端點處)施加的力F_7/6和F_8/6的代數(shù)和(其中，所述拉桿7、8中的一個在所考慮時刻正在以牽引方式工作，而另一個正在以壓縮方式工作)。

將注意到的是根據(jù)本發(fā)明的方法有利地允許基本上實時地估計拉桿力F_tie-rod，并且因此準(zhǔn)確地在任何時刻量化公路20對定向行走齒輪的作用，其中，所述定向行走齒輪此外優(yōu)選地對應(yīng)于車輛的前軸。

根據(jù)本發(fā)明，所述方法包括確定致動力F_action的步驟(a)，在其期間，確定在所考慮時刻施加于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1上的(總)致動力F_action，使得從由輔助馬達(dá)2施加于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1上的助力F_assist和/或由車輛的駕駛員(手動地)施加于所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1上(在本文中經(jīng)由方向盤3)的駕駛員力F_cond得到所述致動力。

將注意的是在實踐中致動力F_action可以在輔助馬達(dá)2不活動的情況下可以等于(僅有的)駕駛員力F_cond。

相反地，如果駕駛員力F_cond是零，則致動力F_action可以等于僅有的助力F_assist，這是因為駕駛員已經(jīng)釋放方向盤3，例如由輔助馬達(dá)執(zhí)行的方向的自動機(jī)動(諸如泊車輔助機(jī)動)期間，或者這是因為轉(zhuǎn)向輪3僅僅充當(dāng)航向指示器而并未機(jī)械連接到齒條6，使得獨有地由輔助馬達(dá)2確保轉(zhuǎn)向機(jī)動所需的力。

然而，為了描述，并且關(guān)于圖4中所示的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1的示例，在下面將認(rèn)為致動力F_action(其對應(yīng)于故意地施加于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1上以改變所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向角或?qū)⑺偎褭C(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向角保持到選定值的不同操縱力的合力)等于駕駛員力F_cond和助力F_assist的各自貢獻(xiàn)的(代數(shù))和。

當(dāng)然，可以用任何適當(dāng)手段來評估駕駛員力F_cond和助力F_assist。

優(yōu)選地，可以通過測量施加于輔助馬達(dá)2的扭矩設(shè)定點(例如作為輔助定律12的應(yīng)用模塊的輸出)或通過借助于放置在輔助馬達(dá)2的軸13上的馬達(dá)扭矩傳感器來測量由所述輔助馬達(dá)實際上輸送的助力，來評估助力F_assist。

可以進(jìn)而由適當(dāng)?shù)姆较虮P扭矩傳感器14(諸如測量被放置在方向盤3與轉(zhuǎn)向柱4之間的扭桿的彈性變形的磁矩傳感器)來測量由駕駛員在方向盤3上施加的駕駛員力F_cond或《方向盤扭矩》。

根據(jù)本發(fā)明，所述方法還包括評估干摩擦的步驟(b)，在其期間評估在所考慮時刻t施加于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1上的干摩擦力F_dry、R_dry。

與取決于機(jī)構(gòu)的移動速度(與之成比例)的粘性摩擦相反，用《干摩擦》意指并非取決于滑動速度的摩擦，其是如用庫侖定律描述的由于兩個固體之間的表面接觸(無論是否潤滑)而引起的，并且其可以用以下形式來表示：其中，R_dry是所述干摩擦的值，并且其中，表示轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1的移動速度的符號。

優(yōu)選地，從致動力F_action的下降H開始評估干摩擦力F_dry、R_dry，使得在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1的轉(zhuǎn)向回正15期間觀察到此下降H，如特別地在圖1和2中所示。

所述落差H基本上對應(yīng)于一方面的致動力F_action剛好在轉(zhuǎn)向回正15之前所達(dá)到的極值(最大值，稱為《高值》)與另一方面的緊接著在轉(zhuǎn)向回正15之后此相同致動力F_action所采取的值(稱為《低值》)之間的差，其中，所述轉(zhuǎn)向回正15特別地引起機(jī)構(gòu)1(和因此的方向盤3)經(jīng)過零速度

更特別地，干摩擦R_dry的值將有利地對應(yīng)于半落差H/2。

在實踐中，可以例如通過計算表示致動力F_action的信號(或者以實質(zhì)等價的方式，表示助力F_assist的信號)的一階時間導(dǎo)數(shù)并通過檢測峰值通過此導(dǎo)數(shù)(以穿過(導(dǎo)數(shù)振幅的)預(yù)定閾值為特征)來檢測連續(xù)轉(zhuǎn)向回正15。

可以在位于轉(zhuǎn)向回正的任一側(cè)且分別地對應(yīng)于在稱為《峰值開始時刻》的時刻(其表征導(dǎo)數(shù)通過到閾值以上)之前預(yù)定持續(xù)時間的第一參考時刻和在稱為《峰值結(jié)束時刻》的時刻(其表征其中導(dǎo)數(shù)下降到所述閾值以下的時刻)之后預(yù)定持續(xù)時間的第二參考時刻的時間極限(位于所述圖1和2中的橫坐標(biāo)上)處計算界定(如圖1和2中的縱坐標(biāo))并表征落差H的致動力F_action的信號的高值和低值。以替換且基本上等價的方式，第一參考時刻和第二參考時刻可以對應(yīng)于分別地在發(fā)生轉(zhuǎn)向回正時的平均時刻(亦即對應(yīng)于導(dǎo)數(shù)峰值的(時間)中心的時刻)之前和之后每個達(dá)預(yù)定持續(xù)時間的時刻。

此外，優(yōu)選地從通過測量隨著且當(dāng)使用轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1時(例如(且優(yōu)選地)在每次轉(zhuǎn)向回正15時)被連續(xù)操作的干摩擦力R_{mes_1}、R_{mes_2}…R_{mes_n}而構(gòu)造并隨時間推移而刷新的經(jīng)驗?zāi)Σ聊Ｐ?1中執(zhí)行評估干摩擦F_dry、R_dry的步驟(b)。

有利地，因此在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1的使用過程中且更全局地在車輛的(當(dāng)前)使用過程中自動地更新用于評估摩擦的模型21，使得所述模型21永久性再適應(yīng)于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1在其中操作的條件的演進(jìn)且特別是溫度或老化(磨損)條件的演進(jìn)。

通過這樣使用被周期性地更新的演進(jìn)摩擦模型21而不是將通過在工廠中執(zhí)行的單次原始校準(zhǔn)而獲得的常數(shù)或不變曲線圖，本發(fā)明允許在任何給定時刻t評估干摩擦以如實地反映轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1中的摩擦的真實(固有地非恒定)狀態(tài)，無論所述摩擦狀態(tài)是什么。

因此增加了本方法的準(zhǔn)確度。

優(yōu)選地，評估干摩擦的步驟(b)包括獲取一系列表征點的子步驟(b1)，在其期間針對致動力F_action在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的操作期間連續(xù)地采取的多個不同值測量相應(yīng)摩擦值，以便憑經(jīng)驗獲得一系列有區(qū)別的表征點P₁、P₂、...P_n，其每個將干摩擦的測量值R_{mes_1}、R_{mes_2}…R_{mes_n}關(guān)聯(lián)到表示致動力F_{action_1}、F_{action_2}、...F_{action_n}的測量值，然后是構(gòu)造經(jīng)驗?zāi)Σ聊Ｐ?1的子步驟(b2)，在其期間，根據(jù)由所述一系列所述表征點形成的散點圖而在組成所述一系列表征點的表征點P₁、P₂、...P_n之間建立相關(guān)定律L。

如上文所指示的，可以在轉(zhuǎn)向回正15期間有利地獲取表征點。

有利地，通過根據(jù)在致動力的不同(有區(qū)別)值下獲取的點的散點圖而不是基于單個校準(zhǔn)點來創(chuàng)建摩擦模型21，獲得模型21，其憑經(jīng)驗地覆蓋寬操作范圍，并且其因此而如實地給出在給定時刻t的與每個所考慮致動力(每個致動扭矩)F_action(t)相對應(yīng)的干摩擦F_dry的水平的信息，無論所述所考慮的致動力的強度是什么。

特別地，在干摩擦的評估中，因此將可以考慮到這樣的事實，即干摩擦R_dry的值在實踐中是致動力(致動扭矩)F_action的遞增函數(shù)。

在這里再次地，本發(fā)明因此使得可以在確定干摩擦?xí)r且因此從而在確定拉桿力時增加準(zhǔn)確度。

有利地，可以以這樣的方式在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1的操作期間迭代地刷新獲取表征點的步驟(b1)和構(gòu)造模型21的步驟(b2)，即，使得能夠構(gòu)造模型的學(xué)習(xí)過程是進(jìn)行中過程，其使得因此可以使所述模型隨時間推移而以滾動的方式演進(jìn)(其中，新獲取的表征點逐漸地替換最舊的表征點，并且因此修改相應(yīng)的相關(guān)定律L)。

以指示的方式，可以在一方面的至少5個表征點或者甚至至少10個表征點P₁、P₂、...P_n與另一方面的50或甚至100個表征點之間包括所述一系列表征點P₁、P₂、...P_n的尺寸。

表征點的樣本因此將具有足夠顯著的尺寸以創(chuàng)建可靠且典型的模型21，即使在準(zhǔn)時地發(fā)生錯誤測量的情況下。

如上文詳述的，優(yōu)選地在轉(zhuǎn)向回正15期間獲取表征點P₁、P₂、…P_n，表征點P₁、P₂、…P_n處的摩擦值R_{mes_1}、R_{mes_2}…R_{mes_n}的測量結(jié)果是從表示致動力F_action的信號的落差H(且更特別地從半落差H/2)獲得的。

優(yōu)選地，以相對于所述一系列表征點P₁、P₂、…P_n的內(nèi)插(例如多項式)曲線或回歸曲線的形式來建立相關(guān)定律L。.

特別優(yōu)選地，如圖3中所示，例如用最小二乘法通過對所述一系列表征點P₁、P₂、…P_n的線性回歸來獲得相關(guān)定律L。

因此可以快速地且通過僅調(diào)用適度的計算能力而獲得特別地表示干摩擦的真實行為的模型21。

此外，將注意到的是使用連續(xù)相關(guān)定律L(其定義和有效性范圍通過外推而擴(kuò)展超過在模型21的構(gòu)造中使用的單獨表征點)有利地使得可以將干摩擦值R_dry的估計與在時刻t測量(或計算)的致動力F_action(t)的任何值相關(guān)聯(lián)，并且這包括當(dāng)致動力的所述值位于所述單獨表征點所覆蓋的范圍之外時。

根據(jù)本發(fā)明，所述方法包括計算拉桿力F_tie-rod的步驟(c)，其包括：在其期間計算表示拉桿的表達(dá)式22的求和子步驟(c1)，其中，所述表達(dá)式涉及致動力F_action和干摩擦力F_dry的代數(shù)和：F_action+F_dry＝F_cond+F_assist+F_dry；以及濾波的子步驟(c2)，在其期間應(yīng)用低通濾波器23，以便能夠(至少)當(dāng)在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向回正15的時刻計算所述表達(dá)式時使所述表達(dá)式22的結(jié)果平滑化。

事實上，由于在真實固體之間的接觸時存在并非無窮大的結(jié)合硬度，然后實際干摩擦在轉(zhuǎn)向回正15期間并未不連續(xù)地演進(jìn)，亦即所述實際干摩擦并未瞬時地從正值變成相反的負(fù)值(或者反之亦然)，而是相反地順從公認(rèn)地快速但仍然連續(xù)的過渡的動態(tài)。

現(xiàn)在，在這里用與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1的移動速度的符號成比例的表達(dá)式來對所述干摩擦F_dry進(jìn)行建模。

在實踐中，非常準(zhǔn)確地已知的輔助馬達(dá)2的速度、亦即所述輔助馬達(dá)2的軸13的旋轉(zhuǎn)角速度可以視為表示移動速度的值。

測量轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的移動速度的符號(并因此實際上反映輔助馬達(dá)的軸13的旋轉(zhuǎn)方向)的信號本質(zhì)上是二元的(速度的符號是正的或負(fù)的)。

結(jié)果，如果通過離散采樣而以數(shù)值形式大致上獲得或處理所述信號則將以所述信號的二元值的瞬時切換的形式來感知轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1的移動速度的符號變化，其中，所述切換因此將在其中速度通過零的時刻之后立即在刷新信號的時刻瞬時地發(fā)生。

有利地，此類瞬時切換將具有在摩擦的評估中且因此從而在拉桿力的計算中引入不連續(xù)性(峰值)的效果。

在這里，有利地，添加低通濾波器23使得可以在測量轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的移動速度的符號的信號中人為地引入動態(tài)限制，其中，所述動態(tài)限制作用于符號變化的二元感知(并因此作為對其的補充)從而當(dāng)符號改變時在因此被濾波的所述信號中產(chǎn)生連續(xù)過渡，其中，所述連續(xù)過渡再現(xiàn)回正現(xiàn)象的真實物理動態(tài)。

換言之，低通濾波器23允許恢復(fù)摩擦的回正的累進(jìn)性，使得此回正可以被管理根據(jù)本發(fā)明的方法的計算器感知到，因此避免了處理方法從其本身產(chǎn)生會在沒有任何真實材料原因的情況下在摩擦的峰值中(且因此在拉桿力的峰值中)錯誤地反映出的不連續(xù)性。

具體地，如在圖2中可以清楚地看到的，盡管低通濾波23并不是絕對完美的，因為所述濾波可能在計算出的拉桿力F_tie-rod中留下輕微的殘余干擾24(阻尼峰值)，但是在轉(zhuǎn)向回正15的時刻，所述低通濾波23仍然使得能夠保持所述殘余干擾24的振幅很好地處于真實拉桿力與致動力F_action之間的觀察到的差以下，亦即所述低通濾波使得能夠以圖形方式永久地保持計算出的拉桿力曲線(在圖2中以點線方式出現(xiàn))比表示致動力F_action的曲線(在圖2中用混合線方式示出)更多地接近于真實拉桿力曲線(在同一圖2中用實線方式示出)。

相反地，將注意到的是在不存在濾波的情況下，計算出的拉桿力曲線在轉(zhuǎn)向回正15的時刻可能具有峰值，其將所述曲線比表示致動力的曲線更遠(yuǎn)地遠(yuǎn)離真實拉桿力曲線移動，這意味著在這種情況下計算出的拉桿力值F_tie-rod將(暫時地)甚至比在簡單地認(rèn)為所述拉桿力值等于致動力值F_action的情況下更不那么可靠。

因此可以觀察到的是根據(jù)本發(fā)明使用低通濾波器23允許在所有情況下以比先前已知的方法可以實現(xiàn)的高得多的準(zhǔn)確度來確定計算出的拉桿力F_tie-rod，并且這包括在轉(zhuǎn)向回正15的臨界時刻。

更全局地，值得注意的是根據(jù)本發(fā)明將一方面的干摩擦的考慮在內(nèi)與另一方面的低通(峰值阻尼)濾波器23的使用進(jìn)行組合的事實使得能夠可以使通過計算而估計的拉桿力盡可能接近于真實拉桿力，并且在所有情況下保持此接近度(曲線之間的此內(nèi)聚)，包括(特別是)在轉(zhuǎn)向回正區(qū)域15(在其中濾波器允許顯著地衰減反應(yīng)移動速度的符號的原始信號的不連續(xù)性的效果)的附近。

優(yōu)選地，如圖4中所示，低通濾波將在表達(dá)式22的計算(c1)的上游且甚至在干摩擦F_dry的計算(其在于將速度的符號乘以干摩擦值R_dry)的上游對表示轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1的移動速度的符號的信號進(jìn)行干預(yù)，因此特別地允許直接地在相關(guān)信號(速度的符號)中“在源頭處”恢復(fù)連續(xù)過渡的動態(tài)，作為表達(dá)式22的《輸入》。

然而，還可以進(jìn)一步在下游操作此低通濾波23，例如針對從乘積導(dǎo)出的干摩擦信號F_dry且甚至可能針對表達(dá)式22，在后者的計算(c1)之后，亦即作為所述表達(dá)式22的《輸出》。

優(yōu)選地，包括在0.05s與0.5s之間、并且優(yōu)選地在0.1s(100毫秒)與0.3s(300毫秒)之間、例如基本上等于0.15s(150毫秒)的低通濾波器23的時間常數(shù)。

有利地，這些數(shù)量級基本上對應(yīng)于干摩擦的真實切換動態(tài)的特性持續(xù)時間，亦即如在轉(zhuǎn)向回正15期間觀察到的所述干摩擦的連續(xù)過渡的特性持續(xù)時間。

低通濾波器23因此將能夠再現(xiàn)逼真的人為動態(tài)，接近于真實的過渡動態(tài)。

此外，在計算拉桿力的步驟(c)期間，優(yōu)選地還可以考慮到粘性摩擦力F_visq，其影響轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1的移動，并且其與所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的移動速度成比例。

雖然此項粘性摩擦F_visq的貢獻(xiàn)相對于致動力F_action和干摩擦F_dry的貢獻(xiàn)而言并不突出，而是相反地是相當(dāng)輔助性的，但其考慮仍然允許進(jìn)一步改善拉桿力F_tie-rod的計算準(zhǔn)確度。

具體地，可以以形式來表示此粘性摩擦，其中，R_visq是粘性摩擦系數(shù)，并且其中，表示轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的移動速度。

粘性摩擦系數(shù)R_visq可以通過測試活動而預(yù)定并以圖表形式存儲在管理本方法的計算器的非易失性存儲器中。

例如，可以通過時間導(dǎo)數(shù)計算從能夠測量方向盤3的角位置、齒條6的線性位置或輔助馬達(dá)的軸13的角位置的位置傳感器來計算移動速度。

以類似方式，在計算拉桿力的步驟(c)期間，還將可以考慮到施加于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1的慣性力

在這里再次地，雖然這是其貢獻(xiàn)相對于致動力F_action和干摩擦F_dry的貢獻(xiàn)而言大體上相當(dāng)輔助性的項，但其考慮仍將允許進(jìn)一步改善拉桿力F_tie-rod的計算準(zhǔn)確度。

具體地，可以通過產(chǎn)生轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的已知(可移動)質(zhì)量M與所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的瞬時加速度的乘積來計算所述慣性力，其中，可以例如通過計算速度的導(dǎo)數(shù)來獲得所述加速度。

在實踐中，由于輔助馬達(dá)2的慣性比轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1的其它活動構(gòu)件(諸如齒條6)的慣性大得多，所以作為第一(逼真)近似將可以僅考慮輔助馬達(dá)2的軸13的質(zhì)量和加速度以便評估慣性力

最終，將優(yōu)選地由：給定表示拉桿力的表達(dá)式22，其中：

—F_tie-rod，拉桿力

—F_cond駕駛員力，

—F_assist助力，

—F_dry干摩擦，其中其中，R_dry是干摩擦的值，并且其中表示轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的移動速度的符號，

—F_visq粘性摩擦，其中其中，R_visq是粘性摩擦系數(shù)，并且其中，表示轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的移動速度。

-慣性力，其取決于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的活動質(zhì)量M和所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的瞬時加速度

如上文所指示的，優(yōu)選地從模型21獲得干摩擦值R_dry，并且其優(yōu)選地是致動力的遞增函數(shù)(其通常遵循上述回歸線L)：

將注意到的是上述表示拉桿力的表達(dá)式對應(yīng)于動態(tài)的基本原理到轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1的端點的應(yīng)用。

還應(yīng)注意的是此表達(dá)式22的突出項(因此其自己足以獲得表示真實拉桿力的結(jié)果(作為第一近似)是致動力(F_assist+F_cond)和干摩擦力F_dry。

當(dāng)然，分配給根據(jù)本發(fā)明的方法的功能可以由適當(dāng)?shù)挠嬎隳K且更特別地由輔助定律12應(yīng)用模塊、(表征點的)獲取模塊16、模型構(gòu)造模塊(相關(guān)定律L的計算模塊)17以及摩擦評估模塊18(應(yīng)用因此定義的相關(guān)定律L在任何時刻且針對致動力C_action(t)的任何值來估計相應(yīng)摩擦值R_dry(t))、拉桿力F_tie-rod計算單元19以及低通濾波(或《濾波器》)模塊23執(zhí)行。

上述模塊中的每一個可以由電子電路、電子卡、計算器(計算機(jī))、可編程邏輯控制器或優(yōu)選地被布置成以(離散)數(shù)字形式處理本方法所需的信號的任何其它等價裝置形成。

每個上述模塊可以呈現(xiàn)由其電子組件的線路布置定義的物理控制機(jī)構(gòu)和/或優(yōu)選地通過計算機(jī)編程定義的虛擬控制機(jī)構(gòu)。

當(dāng)然，本發(fā)明還同樣地涉及任何數(shù)據(jù)介質(zhì)，其可被計算機(jī)讀取且包含當(dāng)所述介質(zhì)被計算機(jī)讀取時允許執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的計算機(jī)程序代碼元件。

其還涉及一種動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括由包括上述模塊中的全部或一部分的管理模塊控制的動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1，并且因此能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法。

其還涉及裝配有此類動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的汽車，特別地具有轉(zhuǎn)向輪9、10，其可能也是驅(qū)動輪。

最后，應(yīng)注意的是可以容易地將利用一般地在動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)內(nèi)可用的信號的根據(jù)本發(fā)明的方法廣義化至任何動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括通過改裝許多現(xiàn)有動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(通過其計算器的僅僅重編程)。

當(dāng)然，本發(fā)明絕不局僅限于上文所述的實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員特別地能夠?qū)⑸鲜鎏匦灾械娜我粋€隔離或自由地組合在一起或者用其等價物代替。