專利名稱：用于車輛的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
用于車輛的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車輛的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。

圖1所示為組成機(jī)動(dòng)車輛的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)例如電動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要元件。這種 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一方面包括機(jī)械部件，該機(jī)械部件具有方向盤2，為了轉(zhuǎn)動(dòng)，方向盤2被連接到轉(zhuǎn) 向柱3，轉(zhuǎn)向柱3的相對(duì)于方向盤2的最遠(yuǎn)端安裝有與齒條4嚙合的轉(zhuǎn)向小齒輪，齒條4滑 動(dòng)地安裝在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)箱5內(nèi)。齒條4的兩個(gè)相對(duì)端部通過連桿6和7分別與車輛的左(未 示出)和右轉(zhuǎn)向車輪相連。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括雙向轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向電馬達(dá)8,用于對(duì)車輛駕駛員 施加給方向盤2的手動(dòng)力提供輔助。動(dòng)力轉(zhuǎn)向馬達(dá)的輸出軸經(jīng)由減速器9(主要是蝸桿和 蝸輪的形式或者齒輪系的形式)連接到轉(zhuǎn)向柱3，或者直接連接到轉(zhuǎn)向小齒輪或齒條4，以 便將驅(qū)動(dòng)扭矩(還可以有阻力扭矩)傳遞到這些元件。動(dòng)力轉(zhuǎn)向電馬達(dá)8通過接收和處理 由各傳感器發(fā)送的多種信號(hào)的車載電子計(jì)算機(jī)10來驅(qū)動(dòng)。在傳統(tǒng)方案中，電子計(jì)算機(jī)10主要接收來自于扭矩傳感器11和車輛速度傳感器 12的電信號(hào),該扭矩傳感器11定位在轉(zhuǎn)向柱3上并因此測量由駕駛員施加到方向盤2上的 扭矩。利用這些多種信息,通過隨時(shí)定出可以放大或補(bǔ)償駕駛員施加到方向盤2的力的 動(dòng)力轉(zhuǎn)向扭矩或力，電子計(jì)算機(jī)10就可按照預(yù)定的“動(dòng)力輔助規(guī)則”來驅(qū)動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向電馬 達(dá)8。應(yīng)該注意到,預(yù)先限定的“動(dòng)力輔助規(guī)則”沒有考慮動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以外的影響車輛 的動(dòng)態(tài)性能的參數(shù)，例如車輛輪胎的類型和狀態(tài)(磨損、充氣度、老化)?，F(xiàn)在，應(yīng)該注意到對(duì)于同一駕駛狀況(相同的拐角、相同的速度、相同的天氣狀 況)，車輛駕駛員的感覺(也就是駕駛員施加到方向盤上使之轉(zhuǎn)動(dòng)的扭矩)會(huì)按照所述的外 部參數(shù)而不同。這意味著，由于這些外部參數(shù)的影響,駕駛員的感覺可能會(huì)與駕駛狀況不相--致。因此希望的是使得“動(dòng)力輔助規(guī)則”考慮準(zhǔn)確反映駕駛狀況和運(yùn)動(dòng)車輛狀態(tài)的其 他參數(shù)。這些參數(shù)結(jié)合起來絕不會(huì)以驅(qū)動(dòng)動(dòng)力輔助馬達(dá)的方式導(dǎo)致危害車輛駕駛員和乘 客安全的任何不穩(wěn)定。因此，本發(fā)明克服的技術(shù)問題在于提供一種能夠保持車輛的駕駛員的感覺的動(dòng)力 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該車輛裝備有所述動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與車輛的動(dòng)態(tài)性能相一致，并同 時(shí)不危害車輛駕駛員的安全。為此,本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車輛的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),其包括-扭矩測量裝置，用于測量駕駛員施加到機(jī)動(dòng)車輛的方向盤上的扭矩；-速度測量裝置,用于測量機(jī)動(dòng)車輛的縱向速度；-動(dòng)力輔助裝置,用于對(duì)車輛駕駛員施加給方向盤(23)的手動(dòng)力提供輔助；-處理裝置,用于驅(qū)動(dòng)動(dòng)力輔助裝置；其特征在于處理裝置包括用于確定用來驅(qū)動(dòng)動(dòng)力輔助裝置的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的確定裝置，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)取決于O第一控制信號(hào)，根據(jù)對(duì)駕駛員施加到方向盤的扭矩的測量值再施加以取決于車輛縱向速度的增益來確定的；O第二修正信號(hào)，該信號(hào)取決于 駕駛員施加到方向盤的扭矩的測量值；以及參取決于至少一個(gè)車輛的側(cè)向動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)的設(shè)定值；用于確定驅(qū)動(dòng)動(dòng)力輔助裝置的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的確定裝置在對(duì)第二修正信號(hào)考慮在內(nèi) 的程度加以限制，以將驅(qū)動(dòng)信號(hào)保持在第一控制信號(hào)的數(shù)值上下的確定區(qū)間之內(nèi)。主要根據(jù)設(shè)定值來確定動(dòng)力輔助裝置的驅(qū)動(dòng)信號(hào),使得動(dòng)力輔助力以如下方式被 控制，即使得駕駛員的感覺趨向于與例如駕駛員在車輛的動(dòng)態(tài)環(huán)境下所通常希望的感覺相 對(duì)應(yīng)的設(shè)定值。本發(fā)明還使得動(dòng)力輔助力以如下方式得以調(diào)整，即根據(jù)車輛的側(cè)向動(dòng)態(tài)狀態(tài)來控 制駕駛員的感覺。這種方法使得例如輪胎的類型和狀態(tài)的外部參數(shù)的變化得到考慮，這是 由于這些參數(shù)改變了車輛的動(dòng)態(tài)性能。對(duì)控制信號(hào)和修正信號(hào)加以考慮意味著不僅能享有與動(dòng)態(tài)狀況相對(duì)應(yīng)的感覺，并 且能保持體現(xiàn)安全操作模式的參考控制信號(hào),確定裝置可以按照駕駛狀況以及所建議的設(shè) 定值與該駕駛狀況的--致性來選擇或組合第--和第二信號(hào)。另外，用于確定驅(qū)動(dòng)動(dòng)力輔助裝置的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的確定裝置對(duì)第二修正信號(hào)的結(jié)合 方面加以限制，以將驅(qū)動(dòng)信號(hào)保持在第一控制信號(hào)的數(shù)值上下的確定區(qū)間之內(nèi)，這意味著 可以限制設(shè)定值的結(jié)合,而這種結(jié)合會(huì)造成動(dòng)力輔助裝置的驅(qū)動(dòng)過程中的不穩(wěn)定性,從而 容易危害車輛駕駛員和乘客的安全。有利的是，區(qū)間的寬度被確定為第一控制信號(hào)的百分比。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,第二修正信號(hào)取決于駕駛員施加到方向盤的扭矩測量 值和設(shè)定值之間的差,設(shè)定值則取決于至少一個(gè)車輛的側(cè)向動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)。按照本發(fā)明的另--實(shí)施例，該系統(tǒng)包括用于確定設(shè)定值的部件,該設(shè)定值則取決 于至少一個(gè)車輛的側(cè)向動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)。按照本發(fā)明的又一實(shí)施例，該設(shè)定值進(jìn)一步取決于至少一個(gè)車輛的垂直和/或縱 向動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)。無論如何,參考所附的示意附圖，在下面的說明書的幫助下,將清楚理解本發(fā)明， 附圖通過非限定實(shí)例描述了電動(dòng)力輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。圖1是傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向柱上的電動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的示意立體圖；圖2是本發(fā)明的電動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的示意局部圖；圖2代表機(jī)動(dòng)車輛的電動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)21,其包括-扭矩測量傳感器22，用于測量駕駛員施加到機(jī)動(dòng)車輛的方向盤23上的扭矩；-速度測量傳感器24，用于測量機(jī)動(dòng)車輛的縱向速度；-電動(dòng)力轉(zhuǎn)向馬達(dá)25，用于對(duì)駕駛員施加給方向盤23的手動(dòng)力提供輔助；-處理單元26,用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)力轉(zhuǎn)向馬達(dá)；-部件27，用于根據(jù)至少一個(gè)車輛的側(cè)向動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)來確定設(shè)定值；處理單元26包括
-第一計(jì)算裝置28,它用于計(jì)算第一控制信號(hào)Si,該信號(hào)是根據(jù)對(duì)駕駛員施加到 方向盤23上的扭矩的測量值再施加以取決于車輛縱向速度的增益來確定的；-第二計(jì)算裝置29，用于計(jì)算第二修正信號(hào)S2,第二修正信號(hào)S2取決于駕駛員施 加到方向盤的扭矩測量值和設(shè)定值之間的差,該設(shè)定值則取決于至少一個(gè)車輛的側(cè)向動(dòng)力 學(xué)特征參數(shù)；-確定裝置30，用于根據(jù)第一控制信號(hào)和第二修正信號(hào)來確定驅(qū)動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向馬達(dá) 的驅(qū)動(dòng)信號(hào)S3。確定驅(qū)動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向馬達(dá)25的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的裝置對(duì)將第二修正信號(hào)考慮在內(nèi)的程度 加以限制，以將驅(qū)動(dòng)信號(hào)保持在第一控制信號(hào)的數(shù)值上下的確定區(qū)間之內(nèi)。區(qū)間的寬度可被確定為例如第一控制信號(hào)的數(shù)值的一個(gè)百分比。必須注意到,所述車輛的側(cè)向動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)可以是側(cè)向速度、側(cè)向加速度、側(cè)向 加速度的導(dǎo)數(shù),或者最終使得側(cè)向速度、側(cè)向加速度和側(cè)向加速度的導(dǎo)數(shù)得以確定的任何 其它的特征。
還應(yīng)該注意到，體現(xiàn)車輛的縱向動(dòng)態(tài)性能的特征的參數(shù)可以是縱向速度、縱向加 速度、縱向加速度的導(dǎo)數(shù)，或者最終使得縱向速度、縱向加速度和縱向加速度的導(dǎo)數(shù)得以確 定的任何其它的特征。應(yīng)該明確的是,體現(xiàn)車輛的垂直動(dòng)態(tài)性能的特征的參數(shù)可以是垂直速度、垂直加 速度、垂直加速度的導(dǎo)數(shù)，或者最終使得垂直速度、垂直加速度和垂直加速度的導(dǎo)數(shù)得以確 定的任何其它的特征。所述側(cè)向、縱向和垂直動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)還可以是車輛的方向盤轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)向速度、轉(zhuǎn) 向加速度、偏航角速度和偏航加速度、車輛發(fā)動(dòng)機(jī)所提供的扭矩。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第一和第二計(jì)算裝置以及確定裝置可包括安裝在同一 處理器內(nèi)或不同處理器內(nèi)的電子功能或軟件功能。勿庸置疑的是,本發(fā)明不只局限于這里通過實(shí)例說明的這種動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一個(gè) 實(shí)施例,相反還包括該實(shí)施例的所有變型形式。因此,特別是,動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以是電控液 壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或者受控液壓的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
權(quán)利要求
一種用于機(jī)動(dòng)車輛的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(21)，包括-扭矩測量裝置(22)，用于測量駕駛員施加到機(jī)動(dòng)車輛的方向盤(23)上的扭距；-速度測量裝置(24)，用于測量機(jī)動(dòng)車輛的縱向速度；-動(dòng)力輔助裝置(25)，用于對(duì)車輛駕駛員施加給方向盤(23)的手動(dòng)力提供輔助；-處理裝置(26)，用于驅(qū)動(dòng)動(dòng)力輔助裝置；其特征在于所述處理裝置(26)包括用于確定用來驅(qū)動(dòng)動(dòng)力輔助裝置的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(S3)的確定裝置(30)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)(S3)取決于○第一控制信號(hào)(S1)，該信號(hào)是根據(jù)對(duì)駕駛員施加到方向盤的扭矩的測量值再施加以取決于車輛縱向速度的增益來確定的；○第二修正信號(hào)(S2)，該信號(hào)取決于●駕駛員施加到方向盤的扭矩的測量值；以及●取決于至少一個(gè)車輛的側(cè)向動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)的設(shè)定值；用于確定驅(qū)動(dòng)動(dòng)力輔助裝置(25)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的所述確定裝置(30)對(duì)將所述第二修正信號(hào)(S2)考慮在內(nèi)的程度加以限制，以將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)(S3)保持在所述第一控制信號(hào)(S1)的數(shù)值上下的確定區(qū)間之內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中所述區(qū)間的寬度被確定為所述第一控制信號(hào)(S1)的 數(shù)值的一個(gè)百分比。
3.如上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述第二修正信號(hào)(S2)取決于駕駛 員施加到方向盤的扭矩測量值和設(shè)定值之間的差，所述設(shè)定值則取決于至少一個(gè)車輛的側(cè) 向動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)。
4.如上述權(quán)利要求中的任--項(xiàng)所述的系統(tǒng),其中該系統(tǒng)包括用于根據(jù)至少一個(gè)車輛的 側(cè)向動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)來確定所述設(shè)定值的部件(27)。
5.如上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述設(shè)定值進(jìn)一步根據(jù)至少一個(gè)車輛 的垂直和/或縱向動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)來確定。
全文摘要
本發(fā)明的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括處理裝置(26)，處理裝置包括根據(jù)如下參數(shù)確定動(dòng)力裝置(30)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(S3)的裝置(30)根據(jù)對(duì)駕駛員施加到方向盤的扭矩的測量值再施加以取決于車輛縱向速度的增益來確定的第一控制信號(hào)(S1)；以及由駕駛員施加到方向盤的扭矩的測量值和取決于至少一個(gè)車輛的側(cè)向動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)的設(shè)定值來確定的第二修正信號(hào)(S2)。
文檔編號(hào)B62D6/00GK101827742SQ200880100244
公開日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2008年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月23日
發(fā)明者斯特凡·卡薩爾, 讓·馬克·卡斯巴里昂 申請(qǐng)人:捷太格特歐洲公司