用于支持車輛的直線行駛的方法和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其車輛的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于支持車輛的直線行駛的方法。本發(fā)明還涉及一種用于車輛的相關(guān)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及合適地裝備的車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]用于車輛，特別是機(jī)動(dòng)車輛的轉(zhuǎn)向裝置的支持系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)是眾所周知的。這些現(xiàn)在遍及幾乎完全建立的動(dòng)力轉(zhuǎn)向至例如在停車情況下的自動(dòng)的主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。而且，甚至當(dāng)行駛時(shí)這樣的系統(tǒng)越來越多地主動(dòng)干預(yù)轉(zhuǎn)向過程，以提高乘員的乘坐舒適性和安全性。
[0003]動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在它們的駕駛形式方面不同。此處液壓(HPS = “液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向”)和電動(dòng)液壓(EHPS= “電動(dòng)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向”)支持的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通常促進(jìn)了由駕駛員施加的手動(dòng)方向盤扭矩，以便能提供更加舒適的轉(zhuǎn)向功能。而且，電動(dòng)機(jī)械支持的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPAS =“電動(dòng)動(dòng)力輔助的轉(zhuǎn)向”)主動(dòng)地施加轉(zhuǎn)向扭矩以便發(fā)揮輔助功能且輔助駕駛員控制車輛。以下所述的本發(fā)明旨在可獨(dú)立于控制系統(tǒng)而施加轉(zhuǎn)向力的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中已知的是已將所述輔助系統(tǒng)用于促進(jìn)維持針對(duì)人轉(zhuǎn)向車輛的車輛的直線行駛。這樣的系統(tǒng)就將要施加的力和在駕駛時(shí)控制如此裝備的車輛而言降低了駕駛員上的負(fù)荷且支持了駕駛員。特別地，改變外部影響在這樣的系統(tǒng)方面仍然存在高需求，以便能夠提供駕駛員和所述輔助系統(tǒng)方面的行動(dòng)和反應(yīng)的連續(xù)適應(yīng)的和補(bǔ)充的互動(dòng)。
[0005]因此，特別是對(duì)于具有EPAS系統(tǒng)的車輛，如果沒有進(jìn)行拉動(dòng)行動(dòng)的額外的自動(dòng)修正和漂移的補(bǔ)償(PDC =“拉動(dòng)漂移補(bǔ)償”)，針對(duì)人轉(zhuǎn)向車輛的需求情況已處于正常直線行駛中。
[0006]本文中將拉動(dòng)行動(dòng)(轉(zhuǎn)向拉動(dòng))理解為能夠提供直線行駛的方向盤上的顯著的保持作用力。漂移意指車輛在脫手(hands-free)行駛期間偏離行駛的直線方向的容易性。因此特別要求轉(zhuǎn)向的人通過方向盤在具有橫向拱形的隆起的路上，且在道路的總體上陡峭的坡的情況下以反向轉(zhuǎn)向的形式施加恒定扭矩。為了降低用于此所需的作用力，已將恰當(dāng)?shù)腜DC系統(tǒng)合并為現(xiàn)代EPAS系統(tǒng)中的功能部件。
[0007]原則上，作出與由轉(zhuǎn)向的人或各自的系統(tǒng)施加的扭矩有關(guān)的長(zhǎng)期和短期修正之間的區(qū)分。長(zhǎng)期修正涉及故障的車輛或退化的車輛設(shè)置固有的不可避免的影響。這些可例如起因于不同的輪胎空氣壓力或轉(zhuǎn)向幾何的位移。短期修正主要是由外部影響一一例如由突然出現(xiàn)的側(cè)風(fēng)或道路隆起或道路坡度導(dǎo)致的。所述影響可影響駕駛動(dòng)態(tài)使得出現(xiàn)車輛漂移。
[0008]由于DE 10 2006 022 663 B4號(hào)專利文獻(xiàn)，用于改善包含具有主動(dòng)轉(zhuǎn)向輔助的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛的直線行駛的一種方法已為人知。此可為例如電動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)(EPAS)。該方法包括記錄駕駛動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)分辨直線行駛的狀態(tài)。在此記錄的數(shù)據(jù)的至少一個(gè)值或來源于該數(shù)據(jù)的值落到低于或超過指定的閾值一段指定的時(shí)間或指定的距離。此夕卜，施加于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的至少一個(gè)實(shí)際扭矩的測(cè)量發(fā)生在直線行駛期間且從預(yù)先測(cè)量的實(shí)際扭矩發(fā)生補(bǔ)償扭矩的計(jì)算。最終，采用計(jì)算的補(bǔ)償扭矩發(fā)生主動(dòng)轉(zhuǎn)向輔助的控制，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)施加于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的測(cè)量的扭矩的補(bǔ)償。在所需的補(bǔ)償扭矩的計(jì)算期間，也考慮摩擦力和/或回復(fù)力。這發(fā)生使得例如從在直線行駛期間測(cè)量的扭矩的量減去由于摩擦的扭矩的量且加上回復(fù)扭矩。
[0009]從US 6，965，820 B2號(hào)專利文獻(xiàn)顯而易見的是一種用于車輛系統(tǒng)的控制裝置。這包含轉(zhuǎn)向輔助和具有用于方向盤上的拉動(dòng)的濾過器的補(bǔ)償器。轉(zhuǎn)向輔助和濾過器均受表明至轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向輸入的輸入信號(hào)的影響。然后，向提供輔助扭矩的電動(dòng)機(jī)輸出指令。與此不同，補(bǔ)償器僅經(jīng)受表明有效的分辨過程的分辨信號(hào)。這能夠提供針對(duì)通過對(duì)應(yīng)于記錄的方向盤上的拉動(dòng)的補(bǔ)償將要修正的電動(dòng)機(jī)的輔助扭矩的準(zhǔn)備的指令。
[0010]通過US 7，725，227 B2號(hào)專利文獻(xiàn)知曉一種用于車輛的補(bǔ)償方法。使用此以補(bǔ)償在行駛期間出現(xiàn)的在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)向方面，特別是方向盤上的拉動(dòng)。該方法包含監(jiān)控車輛以確定該車輛當(dāng)前是否沿本質(zhì)上線性的路徑直線行駛。在此情況下測(cè)量通過人轉(zhuǎn)向該車輛施加于方向盤的扭矩且將其記錄為扭矩信號(hào)。測(cè)量的扭矩信號(hào)給出了在方向盤上的現(xiàn)有轉(zhuǎn)向拉動(dòng)的當(dāng)前量級(jí)的信息。而且，該方法還包含響應(yīng)于記錄的扭矩信號(hào)的支持人的扭矩的產(chǎn)生。對(duì)于此，計(jì)算偏置信號(hào)以使另外必要的反向轉(zhuǎn)向本質(zhì)上下降至零。此外，所述方法包括通過向扭矩信號(hào)添加偏置信號(hào)發(fā)生的用于扭矩輔助的修正的信號(hào)的產(chǎn)生，且修正的信號(hào)可傳輸至車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
[0011]在US 2009/0030575 Al號(hào)專利文獻(xiàn)中公開了一種在必要的反向轉(zhuǎn)向期間用于提供轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方面的拉動(dòng)的補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)。該系統(tǒng)包含用于拉動(dòng)補(bǔ)償?shù)男盘?hào)發(fā)生器及用于動(dòng)力轉(zhuǎn)向和過程的支持電機(jī)。該過程包括通過作為拉動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)的函數(shù)的通過誤差和邊界邏輯的支持發(fā)動(dòng)機(jī)的控制。
[0012]DE 198 24 914 C2號(hào)專利文獻(xiàn)公開了一種用于機(jī)動(dòng)車輛的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該機(jī)動(dòng)車輛包含具有此情況下的轉(zhuǎn)向輔助的轉(zhuǎn)向裝置。例如由于橫向加速、側(cè)風(fēng)和/或橫向坡度，通過人轉(zhuǎn)向該機(jī)動(dòng)車輛，控制該轉(zhuǎn)向輔助以補(bǔ)償施加于方向盤的扭矩。使用記錄的涉及當(dāng)處于運(yùn)動(dòng)時(shí)的該機(jī)動(dòng)車輛的駕駛動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)，用于控制轉(zhuǎn)向輔助。
[0013]通過FR 2 843 085 BI號(hào)專利文獻(xiàn)顯而易見的是一種因?yàn)閭?cè)風(fēng)或道路坡度，必要的用于補(bǔ)償車輛中的反向轉(zhuǎn)向的方法。對(duì)于此目的，憑借電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置產(chǎn)生補(bǔ)償扭矩且將其傳輸至車輛的可轉(zhuǎn)向車輪。該方法包含第一分辨框，該框給出了相對(duì)于該車輛的直線行駛的正或負(fù)指示。如果第一分辨框反饋了正信號(hào)，則第一分辨框計(jì)算對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償扭矩。而且，提供了第二計(jì)算框，其基于這樣的情況的典型值加權(quán)預(yù)先計(jì)算的補(bǔ)償扭矩。
[0014]現(xiàn)有技術(shù)中已知的用于PDC支持的方法和系統(tǒng)已對(duì)安全性和舒適性的顯著改善有貢獻(xiàn)。但是，這些并不適合于補(bǔ)償對(duì)車輛設(shè)計(jì)設(shè)置中必要的修正。因此不能使用這些例如代替檢測(cè)任何不正確的車輪位置和它們的修正。盡管如此，在新制造的車輛中這樣的設(shè)置公差已是常見的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]針對(duì)此背景，本發(fā)明的目的是公開一種用于支持車輛的直線行駛的方法及用于此目的的合適的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及具有這樣的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的相應(yīng)的車輛，其中憑借修正扭矩的直線行駛的支持可適應(yīng)于在提高的程度上促進(jìn)車輛控制的支持扭矩。
[0016]通過具有以下技術(shù)特征的方法實(shí)現(xiàn)了此目的的程序部分。通過具有以下技術(shù)特征的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及具有以下技術(shù)特征的車輛實(shí)現(xiàn)了該目的的材料部分的解決方案。
[0017]另外，通過下述技術(shù)方案公開了本發(fā)明的尤其有益的實(shí)施例。
[0018]要注意，可將以下說明書中單獨(dú)描述的功能部件以任何技術(shù)上有意義的方式相互組合且表明本發(fā)明的另外的實(shí)施例。該說明書尤其結(jié)合附圖附加地描述本發(fā)明的特征并詳述本發(fā)明。
[0019]根據(jù)本發(fā)明用于支持直線行駛和方向穩(wěn)定性的方法涉及具有包含主動(dòng)轉(zhuǎn)向輔助的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛，特別是機(jī)動(dòng)車輛。其可為例如EPAS系統(tǒng)。優(yōu)選地，設(shè)計(jì)該方法使得可將其和電動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS= “電力轉(zhuǎn)向”)組合，因?yàn)檫@些系統(tǒng)由于相對(duì)不昂貴的設(shè)計(jì)且因?yàn)樗鼈兛杀惶貏e準(zhǔn)確地控制而被廣泛使用。
[0020]該方法首先提供了所需支持扭矩的計(jì)算。將本發(fā)明的范圍內(nèi)的該支持扭矩理解為主動(dòng)施加于車輛的可控車輪的支持功能的扭矩，其可通過合適的駕駛一一例如以伺服電機(jī)的形式一一產(chǎn)生。因此，憑借該車輛的方向盤的手動(dòng)旋轉(zhuǎn)以典型方式發(fā)起轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，其中通過方向盤的旋轉(zhuǎn)影響上述駕駛。該支持扭矩的量級(jí)尤其取決于車輛的速度，該支持扭矩用于促進(jìn)方向盤上的手動(dòng)扭矩。因此，如果車輛處于運(yùn)動(dòng)中，特別是以較高的速度移動(dòng)，則通過支持扭矩對(duì)所需轉(zhuǎn)向移動(dòng)的貢獻(xiàn)將是更小的。使用所述控制用于駕駛安全性，其中應(yīng)防止尤其潛在的突然轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)，其有害地影響車輛的控制的回旋。相比之下，如果高的轉(zhuǎn)向力是必要的，例如當(dāng)靜止時(shí)或在僅緩慢車輛運(yùn)動(dòng)期間，該支持扭矩的量級(jí)相應(yīng)地較大。
[0021]除所需支持之外，還為了總體上改善直線行駛，不是采用支持扭矩直接控制轉(zhuǎn)向輔助，而是采用計(jì)算的控制扭矩控制轉(zhuǎn)向輔助。控制扭矩自身包括所需支持的量級(jí)和用于轉(zhuǎn)向方面的當(dāng)前存在的漂移和/或拉動(dòng)的補(bǔ)償?shù)娜魏尾糠?。因此，控制轉(zhuǎn)向輔助的控制扭矩由支持扭矩和計(jì)算的修正扭矩組成。此處使用修正扭矩提供所述用于補(bǔ)償?shù)牟糠?。換句話說，控制扭矩最終由支持扭矩和修正扭矩的疊加組成。