提高車輛方向穩(wěn)定性的方法及相關(guān)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和配備該系統(tǒng)的車輛的制作方法
【專利摘要】一種用于改進(jìn)車輛的方向穩(wěn)定性的方法，該車輛具有帶有主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，具有下列步驟：獲取關(guān)于車輛動(dòng)力學(xué)的數(shù)據(jù)；根據(jù)之前所獲取的車輛的橫向加速度(a_l)提供扭矩值(T_alt)；由所獲取的數(shù)據(jù)識(shí)別方向穩(wěn)定狀態(tài)，其中至少一個(gè)所獲取數(shù)據(jù)的值或由此得出的值在預(yù)設(shè)時(shí)間周期或預(yù)設(shè)距離中處于閾值以下或以上；至少在車輛的方向穩(wěn)定狀態(tài)中測(cè)量存在于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的扭矩(T_bar)；由之前測(cè)量的扭矩(T_bar)減去被提供的扭矩值(T_alt)來計(jì)算扭矩分量(T_f)；根據(jù)之前計(jì)算的扭矩分量(T_f)來計(jì)算初始補(bǔ)償扭矩(T_pd)；由之前計(jì)算的初始補(bǔ)償扭矩(T_pd)和之前提供的扭矩值(T_alt)的總和來計(jì)算最終補(bǔ)償扭矩(T_a)；并且通過最終補(bǔ)償扭矩(T_a)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)(2)以便反補(bǔ)償存在于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中并之前測(cè)量的扭矩(T_bar)。
【專利說明】提高車輛方向穩(wěn)定性的方法及相關(guān)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和配備該系統(tǒng)的車輛

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提高車輛方向穩(wěn)定性的方法。本發(fā)明還涉及一種相關(guān)的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和配備該系統(tǒng)的車輛。

【背景技術(shù)】
[0002]用于車輛，尤其是機(jī)動(dòng)車輛的轉(zhuǎn)向裝置的輔助系統(tǒng)是充分公開了的。其由事實(shí)上已經(jīng)完全建立的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)延伸到獨(dú)立運(yùn)行的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，例如在駐車的狀況下。此外，此種系統(tǒng)同樣越來越多地在行程中主動(dòng)參與轉(zhuǎn)向過程以增加車輛駕乘者的駕駛舒適性和安全性。
[0003]動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在其驅(qū)動(dòng)的形式上有差別。慣常的液壓操作動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(HPS =”液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向”)主要用于提供純粹的動(dòng)力輔助轉(zhuǎn)向。其具有以傳輸扭矩的方式耦接到車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的液壓泵。該液壓泵通過液壓缸提供了連續(xù)的容積流量，該液壓缸帶有活塞，該活塞具有施加到其兩側(cè)的壓力。在方向穩(wěn)定狀態(tài)下，該活塞被實(shí)質(zhì)上保持無壓力。在轉(zhuǎn)向鎖定的情況下，該壓力可以根據(jù)速度按照需要在一側(cè)增加，從而便于轉(zhuǎn)向裝置在必要方向上的運(yùn)動(dòng)。
[0004]相比之下,新穎的系統(tǒng)具有帶有電動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS = “電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向”)。通過省略在其他情況下需要的液壓泵，這些系統(tǒng)提供相應(yīng)的能量?jī)?yōu)勢(shì)。另外，該系統(tǒng)的電動(dòng)泵僅在需要時(shí)被啟動(dòng)，以使車輛發(fā)動(dòng)機(jī)在其運(yùn)行時(shí)不會(huì)有連續(xù)的功率損耗。
[0005]由于EPS系統(tǒng)的使用，存在結(jié)合進(jìn)一步的輔助系統(tǒng)的可能性。以此方式，例如，向駕駛員發(fā)送到由輔助系統(tǒng)檢測(cè)到的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的信號(hào)是可能的。此外，這樣的系統(tǒng)同樣能夠被允許在轉(zhuǎn)向過程中主動(dòng)干預(yù)，以輔助駕駛員和/或減輕駕駛員壓力。這樣的系統(tǒng)同樣在其驅(qū)動(dòng)的類型上有所區(qū)別。除了電動(dòng)液壓操作(EHPS = “電動(dòng)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向”)，純粹的電動(dòng)機(jī)械實(shí)施方式同樣是已知的(EPAS = “電動(dòng)動(dòng)力輔助轉(zhuǎn)向”)。EHPS系統(tǒng)在此保留了液壓輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。然而，相比簡(jiǎn)單的EPS系統(tǒng)，其具有獨(dú)立于車輛發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的電動(dòng)操作的液壓泵。相比之下，憑借具有直接耦接在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上的電動(dòng)馬達(dá)，EPAS系統(tǒng)完全省略了液壓系統(tǒng)。
[0006]專利文獻(xiàn)DE19745733A1在這方面公開了一種用于車輛的轉(zhuǎn)向裝置。該轉(zhuǎn)向裝置具有方向盤和以平移方式驅(qū)動(dòng)至少一條橫拉桿的轉(zhuǎn)向齒輪機(jī)構(gòu)。所述轉(zhuǎn)向齒輪機(jī)構(gòu)通過驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(EPAS)被輔助。此外，提供補(bǔ)償裝置來當(dāng)主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的效果被完全獲得時(shí)補(bǔ)償關(guān)鍵的車輛偏移運(yùn)動(dòng)并增加車輛的靈活性。該補(bǔ)償裝置通過開環(huán)和/或閉環(huán)控制裝置根據(jù)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的電流操縱變量來控制，其結(jié)果為補(bǔ)償扭矩可以通過所述裝置被傳送到方向盤。該補(bǔ)償裝置可以被設(shè)置在轉(zhuǎn)向桿的范圍內(nèi)或轉(zhuǎn)向齒輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輔助系統(tǒng)之中。其確保了操縱車輛的人員不會(huì)在方向盤上感覺到任何由附加轉(zhuǎn)向角導(dǎo)致的轉(zhuǎn)向扭矩。以此方式，該系統(tǒng)功能不會(huì)受到該操縱人員的不利影響。同時(shí)，所述人員同樣以慣常方式獲知車輛和道路之間的抓地狀況。
[0007]專利文獻(xiàn)FR2801270A1描述了一種用于自動(dòng)修正車輛行駛方向的方法。其包括帶有電動(dòng)輔助馬達(dá)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPAS)，以及用于消除由道路狀況造成的干擾變量以便能夠?qū)嵤┸囕喌男拚D(zhuǎn)向鎖定的系統(tǒng)。此外，附加的系統(tǒng)被提供來消除修正轉(zhuǎn)向鎖定的檢查造成的方向盤中的錯(cuò)誤，其包括測(cè)量計(jì)算單元。后者用來依據(jù)轉(zhuǎn)向鎖定、車輪的角度修正以及車輛的速度測(cè)量車輪的轉(zhuǎn)向角。此外，按照存儲(chǔ)設(shè)置的映射，該計(jì)算單元依據(jù)車輪的轉(zhuǎn)向角和速度執(zhí)行轉(zhuǎn)向扭矩的測(cè)量，以及通過考慮了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來修正車輪的轉(zhuǎn)向鎖定從而執(zhí)行轉(zhuǎn)向扭矩中的變化的測(cè)量。地面的不平坦、道路的傾斜以及側(cè)風(fēng)或使車輛經(jīng)歷由于操縱人員一方的修正導(dǎo)致的意外偏移的非正常的需求，這些被作為要被修正的錯(cuò)誤。
[0008]專利文獻(xiàn)US5481457A公開了一種用于車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其包括用于手動(dòng)操縱車輪的方向盤以及用于向轉(zhuǎn)向車輪施加轉(zhuǎn)向扭矩的驅(qū)動(dòng)裝置(EPAS)。車輛的橫向動(dòng)態(tài)特性受到轉(zhuǎn)向扭矩的影響，該轉(zhuǎn)向扭矩可以通過驅(qū)動(dòng)裝置根據(jù)一數(shù)值來施加。該通過驅(qū)動(dòng)裝置施加的轉(zhuǎn)向扭矩在此通過控制裝置來監(jiān)測(cè)以便控制與外部影響相比的車輛的橫向動(dòng)態(tài)特性。該橫向動(dòng)態(tài)特性包括至少一個(gè)偏航角速度和車輛的橫向加速度。該通過驅(qū)動(dòng)裝置施加的轉(zhuǎn)向扭矩可以通過數(shù)學(xué)函數(shù)產(chǎn)生，該函數(shù)包括第一項(xiàng)和第二項(xiàng)的總和。該第一項(xiàng)在此由橫向動(dòng)態(tài)特性的數(shù)值和第一系數(shù)的乘積組成。該第二項(xiàng)由方向盤的角速度和第二系數(shù)的乘積組成。
[0009]專利文獻(xiàn)US5，528，497A同樣公開了一種用于車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及產(chǎn)生第二驅(qū)動(dòng)扭矩的主動(dòng)裝置(EPAS)的組合，該動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)輔助操縱人員的轉(zhuǎn)向動(dòng)作并具有產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)扭矩的目的。所述裝置通過檢測(cè)橫向運(yùn)動(dòng)的傳感裝置被驅(qū)動(dòng)以便控制車輛的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在行程中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通過第一和第二驅(qū)動(dòng)扭矩的總和來調(diào)節(jié)。
[0010]專利文獻(xiàn)US5，774，819A公開了按照車輛的實(shí)際橫向動(dòng)態(tài)從參考橫向動(dòng)態(tài)的偏差確定第二驅(qū)動(dòng)扭矩。該參考的橫向動(dòng)態(tài)針對(duì)每個(gè)給定的轉(zhuǎn)向鎖定來計(jì)算。另外，提供裝置以用于從此偏差感測(cè)轉(zhuǎn)向不足狀態(tài)，結(jié)果是，如果存在穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向不足狀態(tài)，第二驅(qū)動(dòng)扭矩被抑制。而且，此系統(tǒng)同樣為EPAS系統(tǒng)。
[0011]專利文獻(xiàn)US5，828，972A描述了一種用于機(jī)動(dòng)車輛的EPAS轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其包括偏航傳感器和橫向加速傳感器。后者用于檢測(cè)機(jī)動(dòng)車輛的偏航速度和橫向加速度。被檢測(cè)到的偏航加速度和橫向加速度按照預(yù)先設(shè)定的函數(shù)來處理，以便限定接著被送至用于旋轉(zhuǎn)方向盤的馬達(dá)的控制信號(hào)。該轉(zhuǎn)向車輪接著通過轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)在一個(gè)方向上轉(zhuǎn)向，這具有抑制由偏航速度和橫向加速度導(dǎo)致的不正確的機(jī)動(dòng)車輛動(dòng)作的效果。
[0012]專利文獻(xiàn)US6，098，296A以及專利文獻(xiàn)EP1006338A2公開了一種用于校準(zhǔn)車輛轉(zhuǎn)向車輪的方法。該車輛為此目裝配有線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。因此在方向盤和轉(zhuǎn)向車輪之間存在純粹的電氣連接，已經(jīng)消除了轉(zhuǎn)向桿形式的機(jī)械連接。該方法包括測(cè)量車輛車輪的準(zhǔn)確角位置和感測(cè)車輪角位置的步驟。此外，校準(zhǔn)偏移的值被確定為測(cè)量的實(shí)際角位置和所需的車輪角位置之間的差值。進(jìn)一步的方法步驟提供了依據(jù)校準(zhǔn)偏移的值來設(shè)置車輛車輪的角位置。
[0013]專利文獻(xiàn)US5, 864, 493A指向一種用于產(chǎn)生表不輸入信號(hào)的估算平均值的輸出信號(hào)的方法和系統(tǒng)。為此目的，傳感器針對(duì)N輸入信號(hào)樣本提取輸入信號(hào)并確定單個(gè)輸入信號(hào)樣本的當(dāng)前雙倍平均值。各自的雙倍平均值與兩個(gè)部分總和的一半相符合。該第一部分是前一個(gè)N/2輸入信號(hào)樣本的平均值的雙倍，同時(shí)第二部分與后一 N/2輸入信號(hào)樣本的平均值的兩倍相符合。隨后，傳感器將當(dāng)前的雙倍平均值與在先的雙倍平均值相比較。該傳感器接著將當(dāng)前的雙倍平均值作為在先雙倍平均值，增加基數(shù)2到數(shù)字N，提取針對(duì)隨后的N/2輸入樣本的輸入信號(hào)樣本，確定被增加的第N個(gè)輸入信號(hào)樣本的當(dāng)前雙倍平均值并將當(dāng)前的雙倍平均值與在先的雙倍平均值比較直到當(dāng)前雙倍平均值對(duì)于一系列所述數(shù)值來說重復(fù)處于在先雙倍平均值的預(yù)設(shè)容差內(nèi)。隨后，傳感器產(chǎn)生代表輸入信號(hào)估算的平均值的輸出信號(hào)。該估算的平均值相當(dāng)于當(dāng)前雙倍平均值的一半。
[0014]從現(xiàn)有技術(shù)中已知并在上文被公開的方法和系統(tǒng)在所要施加的力方面緩解并輔助了駕駛員，同時(shí)在行程中監(jiān)測(cè)以此方式裝配的車輛。特別地，交替的外部影響繼續(xù)制造此種系統(tǒng)的迫切需求以便于駕駛員一方的動(dòng)作和反應(yīng)以及所述的輔助系統(tǒng)之間允許完全適應(yīng)的互補(bǔ)的相互作用。
[0015]具體地，在車輛帶有EPAS系統(tǒng)的情況下，如果沒有實(shí)施對(duì)牽引效應(yīng)的自動(dòng)修正或?qū)ζ频难a(bǔ)償(PDC =牽引漂移補(bǔ)償)，則對(duì)于操縱車輛人員的要求較高的狀況在正常的方向穩(wěn)定狀態(tài)下已經(jīng)產(chǎn)生是可能的。該牽引效應(yīng)在此被理解為在保持方向盤以能夠維持方向穩(wěn)定性方面的不可接受的作用力的等級(jí)。漂移意味著當(dāng)雙手離開來駕駛時(shí)車輛容易過于迅速地運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)離行駛的直線方向。特別是在側(cè)面降低的凸形道路上，并且當(dāng)存在道路總體上的嚴(yán)重傾斜時(shí)，該駕駛員因此被迫通過方向盤以相反轉(zhuǎn)向的形式施加恒定的扭矩。為了減少其所需要的力，相應(yīng)的PDC系統(tǒng)被包含成為現(xiàn)代EPAS系統(tǒng)的特性。
[0016]基本上，當(dāng)扭矩不得不通過操縱人員或相應(yīng)系統(tǒng)施加時(shí)，有必要在長(zhǎng)期和短期修正之間做出區(qū)分。長(zhǎng)期修正涉及車輛固有的、車輛的錯(cuò)誤調(diào)整或變?yōu)殄e(cuò)誤的調(diào)整的無法避免的效應(yīng)。這些效應(yīng)來自于，例如，不同的胎壓或轉(zhuǎn)向幾何結(jié)構(gòu)的調(diào)整。短期修正通常由外部影響引起，諸如，舉例來說，忽然出現(xiàn)的側(cè)風(fēng)或道路的弧形或傾斜。這些影響會(huì)以使車輛漂移的方式作用在車輛動(dòng)力學(xué)上。
[0017]在此背景下，專利文獻(xiàn)US2003/0055543A1公開了一種用于車輛系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其具有方向盤和用于提供動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助的電動(dòng)馬達(dá)。該系統(tǒng)是一種EPAS系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)包括以下步驟:接收由施加在方向盤上的扭矩造成的信號(hào)，提供輔助扭矩的指令到電動(dòng)馬達(dá)以回應(yīng)之前接收到的信號(hào)，感測(cè)使能信號(hào)，量化轉(zhuǎn)向力狀況以作為對(duì)之前接收和獲取到的信號(hào)的回應(yīng)，并且通過與定量的轉(zhuǎn)向力狀況相應(yīng)的補(bǔ)償來調(diào)整到馬達(dá)的輔助扭矩的指令。
[0018]專利文獻(xiàn)US6，574，539B1和GB2370260A描述了一種用于轉(zhuǎn)向裝置的純粹的傳感系統(tǒng)以便于標(biāo)示對(duì)車輛的誤調(diào)。其包括存儲(chǔ)/邏輯電路和用于感測(cè)車輛的速度、方向盤扭矩、轉(zhuǎn)向角度、橫向加速度以及偏航角速度的多個(gè)傳感器。通過傳感器產(chǎn)生的信號(hào)被緩沖。如果與所期望的方向穩(wěn)定狀態(tài)相比的偏離被檢測(cè)到，則執(zhí)行檢驗(yàn)以確定操縱車輛的人員是否啟動(dòng)了任何的應(yīng)對(duì)措施。盡管方向穩(wěn)定狀態(tài)已經(jīng)完成，如果相應(yīng)的修正出現(xiàn)并且其超過了預(yù)先設(shè)定的閾值，則認(rèn)定對(duì)車輛的誤調(diào)。對(duì)應(yīng)的人員隨后會(huì)被告知該誤調(diào)。
[0019]專利文獻(xiàn)US2005/0182542A1公開了一種在帶有電動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPAS)的車輛中提供動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助的方法。在此，轉(zhuǎn)向車輪被耦接到控制裝置，其可以由操縱人員通過電動(dòng)伺服馬達(dá)來影響。該控制裝置包括用于傳感速度、轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)向角的速度以及馬達(dá)動(dòng)力輔助的傳感器。該方法包括以下步驟:確定轉(zhuǎn)向角和/或馬達(dá)動(dòng)力輔助，通過伺服馬達(dá)獲取輔助角和/或馬達(dá)動(dòng)力輔助，并通過用于長(zhǎng)期修正的長(zhǎng)期修正值和/或通過用于短期修正的短期修正值來形成輔助角和/或馬達(dá)輔助。此外，該方法包括以下步驟:確定轉(zhuǎn)向角和方向穩(wěn)定狀態(tài)之間的微分角度，而且依據(jù)微分角度確定相應(yīng)的修正角度。長(zhǎng)期修正和/或短期修正可以依據(jù)行駛狀態(tài)開啟或關(guān)閉，其中各自的行駛狀態(tài)在計(jì)算單元中通過考慮轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)向角速度和/或車輛速度來確定。
[0020]專利文獻(xiàn)US6，250，421B1公開了一種用于具有可轉(zhuǎn)向前部充氣輪胎車輛的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)同樣為EPAS系統(tǒng)，該動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括用于通過操縱人員手動(dòng)輸入控制車輛的慣常的轉(zhuǎn)向元件。一系列部件傳遞轉(zhuǎn)向元件和前部充氣輪胎之間的力有關(guān)的信號(hào)。作為對(duì)通過轉(zhuǎn)向元件的轉(zhuǎn)向輸入的回應(yīng)，馬達(dá)被驅(qū)動(dòng)以便于輔助控制充氣輪胎必要的轉(zhuǎn)向力。此外，至少一個(gè)輪胎壓力傳感器被提供，其監(jiān)測(cè)至少一個(gè)前部充氣輪胎的輪胎壓力。作為對(duì)檢測(cè)氣壓的回應(yīng)，控制系統(tǒng)確定并控制作用在可轉(zhuǎn)向的前部充氣輪胎上的相應(yīng)的補(bǔ)償轉(zhuǎn)向力。其目標(biāo)是減弱轉(zhuǎn)向充氣輪胎中產(chǎn)生的力的程度，該力因?yàn)閴毫顟B(tài)被傳遞給轉(zhuǎn)向部件并由此傳遞給駕駛員。
[0021]專利文獻(xiàn)EP0822130A1公開了一種用于帶有動(dòng)力輔助系統(tǒng)的車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，該動(dòng)力輔助系統(tǒng)通過液壓系統(tǒng)(HPS)進(jìn)行操作。為了克服在方向盤中牽引效應(yīng)的傾向和/或在正常的方向穩(wěn)定狀態(tài)中的車輛漂移，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的控制連桿被提出。
[0022]專利文獻(xiàn)EP1247723A1公開了一種用于機(jī)動(dòng)車輛的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置(HPS)，該裝置包括用于抵消由于外部影響造成的側(cè)面牽引的補(bǔ)償裝置。此外，一種用于補(bǔ)償側(cè)面牽引的方法被公開。該動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置具有液壓激勵(lì)器，其安裝在液壓回路中并通過動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來控制。其特征為在液壓回路中引起對(duì)抗液體流動(dòng)的阻力，在流體流動(dòng)方向上的所述阻力大于其反方向的阻力。結(jié)果，產(chǎn)生了用于補(bǔ)償側(cè)面牽引的力以及由此對(duì)牽引效應(yīng)的修正。
[0023]專利文獻(xiàn)US6，073，065A公開了一種用于限定運(yùn)動(dòng)中的車輛的傾斜角的方法。為此目的，首先提供與車輛的橫向加速度相對(duì)應(yīng)的第一信號(hào)。該第一信號(hào)被用來從其計(jì)算從屬傾斜角估算。此外，與車輛的偏航角速度對(duì)應(yīng)的第二信號(hào)被提供。根據(jù)第二信號(hào)，從屬傾斜角的估算同樣被計(jì)算。
[0024]另外，該第一和第二信號(hào)被用來由二者一起計(jì)算第三從屬傾斜角估算。該已作出的第三傾斜角估算隨后被用于傾斜角預(yù)加載估算的計(jì)算基礎(chǔ)，其中最終傾斜角估算依據(jù)第三傾斜角估算和預(yù)加載的傾斜角估算來計(jì)算。
[0025]專利文獻(xiàn)US6，351，694B1同樣公開了一種用于限定運(yùn)動(dòng)中車輛的傾斜角的方法。按照此方法，如前所述的兩個(gè)信號(hào)同樣被需要并且在此對(duì)應(yīng)于車輛的橫向加速度和偏航角速度。所述信號(hào)被用于計(jì)算傾斜角的估算。第三傾斜角的估算同樣依據(jù)兩個(gè)已獲得的信號(hào)來計(jì)算。動(dòng)態(tài)補(bǔ)償系數(shù)隨后依據(jù)第一、第二和第三傾斜角的估算來計(jì)算。在此背景下，第三傾斜角估算被分解為多個(gè)通過倍增系數(shù)歸約的第三傾斜角頻率層。該倍增系數(shù)構(gòu)成了動(dòng)態(tài)補(bǔ)償系數(shù)的函數(shù)以便于獲取多個(gè)歸約的第三傾斜角。最后，傾斜角估算的最終方位被計(jì)算，所述方位是根據(jù)歸約的第三傾斜角的總和。
[0026]專利文獻(xiàn)US7，725，227B2公開了一種用于改進(jìn)必要的反轉(zhuǎn)向補(bǔ)償?shù)姆椒āＫ龇椒ㄓ糜谘a(bǔ)償在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的方向盤中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向牽引。該方法包括以此方式監(jiān)測(cè)車輛，即，猶如該車輛在特定時(shí)間內(nèi)處于沿基本線性路徑的方向穩(wěn)定狀態(tài)中。在這種情況下，該方向盤扭矩被測(cè)量并作為扭矩信號(hào)被獲取。結(jié)果，出現(xiàn)在方向盤上的轉(zhuǎn)向牽引的程度被確定。此夕卜，該方法同樣包括產(chǎn)生輔助扭矩作為對(duì)所獲取的扭矩信號(hào)的回應(yīng)。為此目的，抵償信號(hào)被計(jì)算以便于將在其他方式中所需的反轉(zhuǎn)向減少到實(shí)質(zhì)為零。
[0027]另外，該方法包括產(chǎn)生用于輔助扭矩的修正信號(hào)，該信號(hào)通過增加抵償信號(hào)至扭矩信號(hào)來產(chǎn)生，并由此可以傳遞給車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
[0028]專利文獻(xiàn)DE102006022663B4公開了一種用于改進(jìn)車輛的方向穩(wěn)定性的方法，該車輛具有帶有主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以為，例如，EPAS系統(tǒng)或者EHPS系統(tǒng)。各步驟包括獲取關(guān)于車輛動(dòng)力學(xué)的數(shù)據(jù)并由獲取的數(shù)據(jù)識(shí)別方向穩(wěn)定的狀態(tài)。在此背景下，至少一個(gè)獲取到的數(shù)據(jù)的值或來源于數(shù)據(jù)的值在預(yù)設(shè)時(shí)間周期或預(yù)設(shè)距離中落入預(yù)設(shè)閾值以下或者以上。此外，至少一個(gè)出現(xiàn)在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的扭矩在方向穩(wěn)定狀態(tài)下被測(cè)量，并且補(bǔ)償扭矩自之前被測(cè)量的扭矩來計(jì)算。最后，接著利用計(jì)算的補(bǔ)償扭矩驅(qū)動(dòng)主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)，以便獲取出現(xiàn)在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的被測(cè)量扭矩的反補(bǔ)償。當(dāng)所需要的補(bǔ)償扭矩被計(jì)算時(shí)，摩擦力和/或回復(fù)力同樣被考慮在內(nèi)。其以此方式來完成，例如，將摩擦扭矩絕對(duì)值從在方向穩(wěn)定狀態(tài)下被測(cè)量的扭矩絕對(duì)值中減去并且恢復(fù)扭矩被增加。
[0029]被提供用于牽引效應(yīng)的修正和漂移的補(bǔ)償?shù)膔oc實(shí)施方式的缺點(diǎn)在實(shí)踐中證明為所述實(shí)施方式?jīng)]有能力在短時(shí)間內(nèi)對(duì)突然改變的道路狀況作出反應(yīng)。其導(dǎo)致了不對(duì)稱的轉(zhuǎn)向感受，特別是在嚴(yán)重傾斜的道路上進(jìn)行超車操作的情況下。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0030]在此背景下，本發(fā)明是基于如下目的，即改進(jìn)車輛、尤其是機(jī)動(dòng)車輛的轉(zhuǎn)向裝置的帶有PDC系統(tǒng)的EPAS系統(tǒng)的控制方法，以達(dá)到使其對(duì)于對(duì)應(yīng)影響中的變化的反應(yīng)時(shí)間被縮短的效果。
[0031]此外，用于車輛的關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和相應(yīng)車輛都被公開，其具有改進(jìn)的車輛動(dòng)力學(xué)以及對(duì)于操縱車輛的人員的駕駛行為具有改進(jìn)的接受程度。
[0032]通過具有以下技術(shù)特征的方法，該目標(biāo)的方法部分被完成。目標(biāo)的接受程度問題部分的解決方案可以在具有以下技術(shù)特征的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及具有以下技術(shù)特征的車輛中找到。
[0033]本發(fā)明的進(jìn)一步特別有利的改進(jìn)在以下公開。
[0034]應(yīng)當(dāng)注意在以下說明書中被分別說明的技術(shù)特征可以以所期望的技術(shù)上適當(dāng)?shù)娜魏畏绞较嗷ソY(jié)合并公開本發(fā)明的進(jìn)一步的改進(jìn)。特別是結(jié)合附圖，該說明書附加地表征并詳細(xì)說明了本發(fā)明。
[0035]按照本發(fā)明的用于改進(jìn)方向穩(wěn)定性或車道保持的方法涉及具有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛，該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)。其可以為，例如，EPAS系統(tǒng)或者EHPS系統(tǒng)。該方法優(yōu)選地以可以與電動(dòng)機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EHPS)相結(jié)合的方式配置，這是由于，因?yàn)槠湎鄬?duì)廉價(jià)的設(shè)計(jì)，這些系統(tǒng)是普遍的并且可以特別精確地被驅(qū)動(dòng)。在按照本發(fā)明的方法中，車輛動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)被獲取。該數(shù)據(jù)優(yōu)選地描述了車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或荷載狀態(tài)。
[0036]該數(shù)據(jù)甚至更優(yōu)選地選自下列的群組中的單個(gè)或其結(jié)合:
[0037]偏航角速度、橫向加速度、轉(zhuǎn)向角度、車輪的旋轉(zhuǎn)速度、車輛速度、扭力桿扭矩、方向盤設(shè)置角、轉(zhuǎn)向齒條位移以及轉(zhuǎn)向齒條速度。
[0038]最優(yōu)選地，偏航角速度、偏航加速度和方向盤設(shè)置角被用作獲取車輛動(dòng)力學(xué)的數(shù)據(jù)以及用于隨后方向穩(wěn)定狀態(tài)識(shí)別的數(shù)據(jù)。
[0039]該數(shù)據(jù)被盡可能瞬時(shí)地獲取以使依據(jù)本發(fā)明的方法能夠盡可能不經(jīng)任何延遲地檢測(cè)任何車輛動(dòng)力學(xué)中的不希望的改變。
[0040]在此背景下，本領(lǐng)域技術(shù)人員的責(zé)任在于對(duì)于所針對(duì)的扭矩補(bǔ)償相應(yīng)調(diào)整數(shù)據(jù)采集的采樣率。依據(jù)一個(gè)特別的改進(jìn)，該感測(cè)以相對(duì)高的采樣率來進(jìn)行，例如，1ms到100ms，以便于例如在方向穩(wěn)定狀態(tài)中依次確定多個(gè)補(bǔ)償扭矩。以此方式，如下所述的短期補(bǔ)償被引發(fā)。
[0041]此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)置適合的采樣率。當(dāng)然，采樣率的設(shè)定同樣可以依據(jù)車輛的速度來進(jìn)行。按照一個(gè)進(jìn)一步的改進(jìn)，該數(shù)據(jù)可以通過已知并通常出現(xiàn)在車輛中的設(shè)備來確定。舉例來說,偏航角速度和橫向加速度通過已經(jīng)出現(xiàn)在車輛中并具有電子穩(wěn)定程序ESP的系統(tǒng)來確定和輸出，以便于通過依據(jù)本發(fā)明的方法來使用。這樣的穩(wěn)定程序也稱為縮寫ESC或DSC。
[0042]在依據(jù)本發(fā)明的方法中，該車輛的方向穩(wěn)定性的狀態(tài)自獲取的數(shù)據(jù)被首先識(shí)別。該狀態(tài)基于被獲取的數(shù)據(jù)被識(shí)別，特別是在于所獲取數(shù)據(jù)的至少一個(gè)數(shù)值或來源于數(shù)據(jù)的數(shù)值在預(yù)設(shè)時(shí)間周期或預(yù)設(shè)距離中落入預(yù)設(shè)閾值以下或者以上。舉例來說，該時(shí)間周期或距離可以依據(jù)速度被預(yù)設(shè)。
[0043]在方向穩(wěn)定的狀態(tài)下，出現(xiàn)或要施加在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上的扭矩被測(cè)量，所述扭矩通過操縱車輛的人員被實(shí)施以便維持車輛的方向穩(wěn)定狀態(tài)。相應(yīng)的扭矩可以由此被測(cè)量，例如，在轉(zhuǎn)向操作中的扭力桿上或在相關(guān)聯(lián)的控制小齒輪中。
[0044]最終的補(bǔ)償扭矩自被測(cè)量的扭矩來計(jì)算。利用最終補(bǔ)償扭矩驅(qū)動(dòng)主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)，以便反補(bǔ)償出現(xiàn)在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中并被預(yù)先測(cè)量的扭矩，以便輔助操縱人員維持方向穩(wěn)定性。其確保了車輛動(dòng)力學(xué)并且——如果適當(dāng)?shù)脑挕倏v車輛的人員主觀的駕駛感受會(huì)被改善。該正面的駕駛感受本質(zhì)上基于如下事實(shí)，即為了維持車輛的方向穩(wěn)定狀態(tài)，不需要操縱人員施加任何轉(zhuǎn)向。此外，由于車輛按照操縱人員視覺上可察覺的預(yù)期來運(yùn)轉(zhuǎn)，所以其提升了行車安全。
[0045]按照本發(fā)明，為了改進(jìn)方向穩(wěn)定性，提供基于被感測(cè)的車輛的橫向加速度的扭矩值。該值被用于計(jì)算扭矩分量，由于在通過操縱人員施加的被測(cè)量扭矩中減去該扭矩值。該發(fā)明在此背景下首先通過PDC系統(tǒng)提供了初始補(bǔ)償扭矩的生成。其以此方式被計(jì)算:除了預(yù)先獲取和測(cè)量的數(shù)據(jù)，該預(yù)先被計(jì)算的扭矩分量被用于此。
[0046]換句話說，按照本發(fā)明的構(gòu)思，通過操縱人員施加的扭矩被線性過濾，同時(shí)從此扭矩中減去基于橫向加速度獲取的扭矩值。為此目的，已經(jīng)存在的穩(wěn)定性程序(ESP)被特別優(yōu)選地使用，其感測(cè)橫向加速度的分量更精確。該標(biāo)準(zhǔn)的PDC算法由此能夠被用于補(bǔ)償或修正車輛的錯(cuò)誤設(shè)置并用于牽引/漂移的干擾。在此背景下，以此方式計(jì)算的該扭矩分量代表了要通過PDC系統(tǒng)來補(bǔ)償或修正的干擾。
[0047]因此，通過操縱人員被施加并測(cè)量的扭矩并非直接輸入到通過PDC系統(tǒng)進(jìn)行的最終補(bǔ)償扭矩的計(jì)算，而是首先從所述系統(tǒng)中移除基于橫向加速度獲取的扭矩值。輸送至roc系統(tǒng)的余下的扭矩分量在此仍舊包括要被修正或補(bǔ)償?shù)牟⒂绍囕v的不正確位置和牽引以及漂移狀態(tài)導(dǎo)致的這些分量。
[0048]該P(yáng)DC系統(tǒng)由此基于預(yù)先計(jì)算的扭矩分量計(jì)算初始補(bǔ)償扭矩。因此其由所施加的扭矩和從橫向加速度被減去的施加扭矩值組成。接著為了獲取最終的補(bǔ)償扭矩，初始的補(bǔ)償扭矩和自被測(cè)量的橫向加速度獲取的扭矩值被彼此相加。僅所述的最終補(bǔ)償扭矩最終被用于驅(qū)動(dòng)主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPAS或EHPS)以便于對(duì)出現(xiàn)在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中并通過操縱人員施加的扭矩進(jìn)行反補(bǔ)償。
[0049]按照本發(fā)明的方案因此有利地使用來自被測(cè)量的車輛橫向加速度的信號(hào)來區(qū)分長(zhǎng)期牽引與例如由路面傾斜所導(dǎo)致的短期牽引。以此方式，因?yàn)橄到y(tǒng)可以對(duì)變化的情況實(shí)時(shí)作出反應(yīng)，所以其反應(yīng)時(shí)間顯著增加。為了補(bǔ)償被檢測(cè)的PDC系統(tǒng)的缺點(diǎn)，本發(fā)明因此提供了一種車輛動(dòng)力學(xué)和通過PDC系統(tǒng)計(jì)算的補(bǔ)償扭矩之間的緊密聯(lián)系。結(jié)果，在此意義上，動(dòng)態(tài)牽引/漂移補(bǔ)償或修正系統(tǒng)被建立(Droc =”動(dòng)態(tài)牽引漂移補(bǔ)償”)以便在穩(wěn)定駕駛狀態(tài)下應(yīng)對(duì)道路狀況的變化和車輛的誤調(diào)。作為使用已經(jīng)存在于車輛中的ESP系統(tǒng)的結(jié)果，或其中用于車輛橫向加速度的傳感器，該按照本發(fā)明的方案不需要任何附加的部件。
[0050]被提供的扭矩值優(yōu)選地包括抑制因數(shù)。當(dāng)車輛在超車道上進(jìn)行超車時(shí)，其對(duì)于在凸形道路上的車道變換是必要的，以便于當(dāng)并回到原來車道時(shí)避免轉(zhuǎn)向行為中的不對(duì)稱。
[0051]按照一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，該被獲取的數(shù)據(jù)經(jīng)受低通濾波以便消減高頻干擾。
[0052]在一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施例的范圍中，規(guī)定了主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)不會(huì)被驅(qū)動(dòng)直到被計(jì)算的補(bǔ)償扭矩高于被設(shè)定的閾值和/或主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)被限制在極限值。在一個(gè)改進(jìn)中提供該極限值，即，被計(jì)算的補(bǔ)償扭矩的最大值，以便于防止過度補(bǔ)償并因此造成轉(zhuǎn)向幾何結(jié)構(gòu)的過度破壞。過度補(bǔ)償會(huì)導(dǎo)致，例如，在轉(zhuǎn)向行為中的過度不對(duì)稱，造成對(duì)彎道中的轉(zhuǎn)向行為的不利影響。按照一個(gè)進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例，規(guī)定了在被計(jì)算的補(bǔ)償扭矩達(dá)到或超過了極限值的情況下，故障和/或聽覺的和/或視覺的警告信息被輸出。結(jié)果，操縱人員或例如維修人員可以在進(jìn)行車輛維護(hù)時(shí)被警示。
[0053]按照本發(fā)明的方法的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，規(guī)定了在計(jì)算補(bǔ)償扭矩的步驟中將任何回復(fù)力考慮在內(nèi)。結(jié)果，一方面，該車輛動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)和操作車輛的人員的主觀駕駛行為可以被改善到特定的程度。另一方面，其因此確保該方法被大大加快和/或變得更加精確。被實(shí)際施加的補(bǔ)償扭矩一即在無駕駛員干預(yù)的情況下引起車輛的方向穩(wěn)定狀態(tài)的補(bǔ)償扭矩——因此以相對(duì)高的精確度被完成。另外，當(dāng)補(bǔ)償扭矩以多個(gè)步驟被確定時(shí)，例如在以下所描述的平均值的形成過程中，該方法被大大加快。以此方式，只需更少的步驟來獲取實(shí)際要被施加的補(bǔ)償扭矩，即所針對(duì)的補(bǔ)償扭矩。
[0054]用于計(jì)算補(bǔ)償扭矩的任何摩擦力在本發(fā)明的范圍內(nèi)依舊被忽略。
[0055]使用至少一個(gè)橫向加速度傳感器的橫向加速度的感測(cè)因此在此被用來使PDC算法對(duì)于例如路面傾斜的突然改變較不敏感。結(jié)果，總體更穩(wěn)定的駕駛行為變得可能，其中動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助以對(duì)于實(shí)時(shí)狀況和影響的改進(jìn)的方式來定向。觀察模塊在此被優(yōu)選地提供，通過加速計(jì)獲得的車輛的任何橫向加速度值被信號(hào)傳遞到該模塊。該觀察模塊被設(shè)計(jì)用于從這些值中導(dǎo)出隨后可以被包括在動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助的計(jì)算中的相應(yīng)的扭矩值。該觀察模塊可以使用作為計(jì)算基礎(chǔ)的任何所需要的復(fù)雜度的橫向加速度函數(shù)。按照其實(shí)施方式，該觀察模塊可以例如被實(shí)施為濾波器，尤其是作為FIR(有限脈沖響應(yīng))濾波器。
[0056]在一個(gè)實(shí)施例中，通過主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)施加的輔助扭矩和被考慮在內(nèi)的任何回復(fù)扭矩都在以下進(jìn)行描述。
[0057]在本實(shí)施例中要被施加在轉(zhuǎn)向齒條上的補(bǔ)償力Fs依據(jù)以下公式來確定:
[0058]F5 = Frd+Fa+Frst
[0059]將其轉(zhuǎn)換為相關(guān)聯(lián)的扭矩，對(duì)應(yīng)為:
[0060]T5 = Trd+Ta+Trst-Talt (I)
[0061]相應(yīng)地，補(bǔ)償扭矩Ts如下所述:
[0062]測(cè)量出現(xiàn)在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)——例如，在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向齒條——中的力Fri或可選地在扭力桿中出現(xiàn)的扭矩，并且出現(xiàn)在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中的扭矩Tri由此被估算。如下將要說明的，相應(yīng)的扭矩可以可選地通過主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)和輸出來測(cè)量；在此情況下，所指定的Ttb隨后被選擇并且其在上述公式(I)中的表述被相應(yīng)地替換。此外，為維持方向穩(wěn)定狀態(tài)而通過主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)被施加的輔助扭矩Ta被確定。
[0063]在一個(gè)改進(jìn)中，通過主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)施加的輔助扭矩Ta基于電動(dòng)操作的主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)的馬達(dá)中的當(dāng)前存在來確定。在進(jìn)一步的改進(jìn)中，在不經(jīng)過附加的扭矩測(cè)量的情況下，基于主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)的升壓曲線，饋送進(jìn)主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)中的扭矩Ta使用之前測(cè)量和估算的存在于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)——例如轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向齒條——中的扭矩Tri以及車輛的瞬時(shí)速度被估算，并被增加到先前提到的Tri中。另外，基于橫向加速度的扭矩Talt被減去，并且基于車輪的回復(fù)力的扭矩Tret被增加。以此方式被獲取的補(bǔ)償扭矩Ts在時(shí)間上順序的計(jì)算中被饋送進(jìn)入主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)，以便不受駕駛員干預(yù)地強(qiáng)制引起車輛的方向穩(wěn)定狀態(tài)。
[0064]回復(fù)力的值例如在車輛的行駛狀態(tài)中被測(cè)量或自被測(cè)量值進(jìn)行估算或可以由駕駛員固定預(yù)設(shè)。該回復(fù)力基于，例如，車輪懸架的機(jī)械構(gòu)造以及輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)性能。
[0065]在按照本發(fā)明的方法的進(jìn)一步地實(shí)施例中，該被計(jì)算的補(bǔ)償扭矩被存儲(chǔ)。舉例來說，該存儲(chǔ)的補(bǔ)償扭矩可以在存儲(chǔ)器中由更新的值覆蓋。
[0066]例如同樣有用于要重設(shè)的被計(jì)算的補(bǔ)償扭矩的規(guī)定。如果欠佳的方向穩(wěn)定性起因于車輛固有的故障，例如轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的錯(cuò)誤調(diào)整，則在車輛方面的故障被糾正后重設(shè)補(bǔ)償扭矩的存儲(chǔ)值是有益的，該值可以被設(shè)置為零或一些其他的預(yù)設(shè)值。
[0067]在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例中，多個(gè)補(bǔ)償扭矩在多個(gè)方向穩(wěn)定狀態(tài)中或在方向穩(wěn)定狀態(tài)的多個(gè)時(shí)間上被平均，以便于獲取平均的長(zhǎng)期補(bǔ)償扭矩。不同統(tǒng)計(jì)方法可以被用于平均值的形成。平均值的形成防止了臨時(shí)的短期效應(yīng)過于嚴(yán)重地影響補(bǔ)償扭矩的計(jì)算。優(yōu)選地形成滑動(dòng)平均值。按照下列的公式形成平均值已特別證明其特別有利:
「00681 — ^ Zt- + X"丨 τ ι?\
Z1 ~ I 1 aU κ }
[0069]其中Xk為瞬時(shí)值(Ts+舊的補(bǔ)償值)，U前述的平均值，k為當(dāng)前指數(shù)，k_ I為在前的指數(shù)并且/k為獲取到的新的平均值。
[0070]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，除了多個(gè)方向穩(wěn)定狀態(tài)中的各自的平均長(zhǎng)期補(bǔ)償扭矩，僅僅一種形式的補(bǔ)償扭矩在一個(gè)方向穩(wěn)定狀態(tài)中被計(jì)算，所述用于瞬時(shí)補(bǔ)償?shù)牡难a(bǔ)償扭矩如同被稱為的短期補(bǔ)償扭矩。其在方向穩(wěn)定狀態(tài)下通過使用短期補(bǔ)償扭矩驅(qū)動(dòng)主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)來額外地用于補(bǔ)償短期的錯(cuò)誤，特別是非車輛固有的錯(cuò)誤。
[0071]例如此處在車輛上存在短期外部效應(yīng)，諸如側(cè)風(fēng)、道路表面的弧形或傾斜。
[0072]在進(jìn)一步的優(yōu)選的改進(jìn)中，短期補(bǔ)償扭矩獨(dú)立于長(zhǎng)期補(bǔ)償扭矩來計(jì)算，例如在中間步驟中，以使長(zhǎng)期補(bǔ)償獨(dú)立于短期補(bǔ)償進(jìn)行。
[0073]在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例中，在步驟d)或h)中的附加的中間步驟中，判定所確定的短期補(bǔ)償扭矩如何和/或是否被包括在平均的長(zhǎng)期補(bǔ)償扭矩的計(jì)算中。例如，依據(jù)用于被測(cè)量扭矩的預(yù)設(shè)極限值或用于長(zhǎng)期補(bǔ)償?shù)哪壳捌骄岛投唐谘a(bǔ)償之間的偏差的極限值，判定是否目前確定的值被包括在長(zhǎng)期補(bǔ)償中。
[0074]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，依據(jù)該偏差，確定被判定值的哪一部分包含在平均值的判定中，即，在長(zhǎng)期補(bǔ)償中，和確定哪一部分被用于附加短期補(bǔ)償。這些測(cè)量確保在車道保持中的并非車輛固有的短期故障不會(huì)被包括在長(zhǎng)期補(bǔ)償扭矩的判定中。
[0075]在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例中，被饋送進(jìn)入動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)中的扭矩在主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)中以時(shí)間依賴的方式被增加到被計(jì)算的補(bǔ)償扭矩中。其確保向駕駛員提供對(duì)于由補(bǔ)償引起的駕駛感受的適應(yīng)階段。對(duì)于改變的轉(zhuǎn)向性能駕駛員不會(huì)過于驚慌。扭矩到被計(jì)算的補(bǔ)償扭矩的調(diào)整——即增加——的持續(xù)時(shí)間會(huì)以速度依賴的方式或依據(jù)之前的補(bǔ)償扭矩和新計(jì)算的補(bǔ)償扭矩之間的絕對(duì)值的差值來進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施例中，該調(diào)整會(huì)在平均值的形成過程中進(jìn)行，其憑借被確定的補(bǔ)償扭矩乘以小于I的因子，其結(jié)果為補(bǔ)償扭矩在平均值形成的進(jìn)程中逐步增加。
[0076]本發(fā)明同樣涉及一種用于實(shí)施該方法的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該方法用于依據(jù)在先所述的實(shí)施例之一改進(jìn)車輛的方向穩(wěn)定性，以及還涉及相關(guān)聯(lián)的車輛。
[0077]該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括:
[0078]主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)；用于獲取關(guān)于車輛動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)的裝置；用于由被獲取的數(shù)據(jù)識(shí)別方向穩(wěn)定性狀態(tài)的裝置；用于至少在方向穩(wěn)定狀態(tài)下測(cè)量存在于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的扭矩的裝置；用于在方向穩(wěn)定狀態(tài)下的平衡力的情況下通過測(cè)量的扭矩計(jì)算初始補(bǔ)償扭矩或必須的最終補(bǔ)償扭矩的裝置；用于通過最終補(bǔ)償扭矩驅(qū)動(dòng)主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)以便于反補(bǔ)償存在于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的被測(cè)量的扭矩的裝置，以及用于存儲(chǔ)和/或獲取關(guān)于在補(bǔ)償扭矩的計(jì)算中納入考慮的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的回復(fù)力的數(shù)據(jù)的裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0079]本發(fā)明進(jìn)一步有利的細(xì)節(jié)和效果參考在下圖中示出的示例性的實(shí)施例在下文中詳細(xì)說明。
[0080]圖1為在具體的實(shí)施例中依照本發(fā)明的方法的序列示意圖。后者包括PDC系統(tǒng)1，其用于依據(jù)獲取的和測(cè)量的輸入信號(hào)和輸入數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)2。在此，主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)2為EPAS系統(tǒng)。
[0081]附圖標(biāo)記
[0082]I PDC 系統(tǒng)
[0083]2主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)(EPAS系統(tǒng))
[0084]3觀察模塊
[0085]4加速計(jì)
[0086]5操縱人員(男性/女性駕駛員)
[0087]a_l橫向加速度
[0088]EPAS電動(dòng)動(dòng)力輔助轉(zhuǎn)向
[0089]PDC牽引漂移補(bǔ)償
[0090]T_a最終補(bǔ)償扭矩
[0091]T_al扭矩值
[0092]T_bar扭矩
[0093]T_f扭矩分量
[0094]T_pd初始補(bǔ)償扭矩

【具體實(shí)施方式】
[0095]可以清楚地看到，仍然存在觀察模塊3，通過加速計(jì)4將車輛的橫向加速度a_l的任何值以信號(hào)傳遞至該觀察模塊3。依據(jù)橫向加速度a_l，扭矩值T_alt通過觀察模塊3被提供。
[0096]通過操縱車輛的人員5——更確切地說是男性或女性駕駛員——施加在方向盤上的力同樣被記錄。存在于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的產(chǎn)生的扭矩T_bar被測(cè)量并與被提供的扭矩值T_alt結(jié)合。為此目的，自扭矩T_bar減去扭矩值T_alt,由此計(jì)算計(jì)算扭矩分量T_f。該扭矩分量T_f被饋送到PDC系統(tǒng)I中。
[0097]依據(jù)扭矩分量T_f和任何進(jìn)一步的輸入信號(hào)或輸入數(shù)據(jù)，初始的補(bǔ)償扭矩T_pd通過PDC系統(tǒng)I來計(jì)算，然而，所述的初始的補(bǔ)償扭矩T_pd尚未用于驅(qū)動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)
2(EPAS)。替代地，初始補(bǔ)償扭矩T_pd與在先提供的扭矩值T_al通過相加來結(jié)合，以形成最終補(bǔ)償扭矩T_a。
[0098]僅此最終補(bǔ)償扭矩T_a被用來驅(qū)動(dòng)EPAS系統(tǒng)形式的主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)2。
[0099]以上所描述的用于改進(jìn)具有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛的方向穩(wěn)定性的本發(fā)明的方法和依據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及依據(jù)本發(fā)明的車輛并不限制為在此公開的方法和實(shí)施例，而是當(dāng)然地還包括起類似作用的進(jìn)一步的方法和實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種用于改進(jìn)車輛的方向穩(wěn)定性的方法，該車輛具有帶有主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)(2)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，所述方法具有下列步驟: a)獲取關(guān)于車輛動(dòng)力學(xué)的數(shù)據(jù)； b)由所獲取的數(shù)據(jù)識(shí)別方向穩(wěn)定狀態(tài)，其中至少一個(gè)所獲取數(shù)據(jù)的值或由此得出的值在預(yù)設(shè)時(shí)間周期或預(yù)設(shè)距離中處于閾值以下或以上； c)至少在車輛的方向穩(wěn)定狀態(tài)中測(cè)量存在于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的扭矩(T_bar)； d)計(jì)算最終補(bǔ)償扭矩(T_a)； e)通過最終補(bǔ)償扭矩(T_a)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)(2)，以便于反補(bǔ)償存在于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中并在步驟c)中被測(cè)量的扭矩(T_bar)， 其特征在于，所述方法至少包括下列步驟: f)依據(jù)在步驟a)中獲取的車輛的橫向加速度(a_l)來提供扭矩值(T_alt)； g)由在步驟c)中被測(cè)量的扭矩(T_bar)減去在步驟f)中提供的扭矩值(T_alt)計(jì)算扭矩分量(T_f)； h)依據(jù)之前在步驟g)中計(jì)算的扭矩分量(T_f)來計(jì)算初始補(bǔ)償扭矩(T_pd);并且 i)由在步驟h)中計(jì)算的初始補(bǔ)償扭矩(T_pd)和步驟f)中提供的扭矩值(T_alt)的總和來在步驟d)中計(jì)算最終的補(bǔ)償扭矩(T_a)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于改進(jìn)車輛的方向穩(wěn)定性的方法，其特征在于， 在步驟d)或h)中將回復(fù)力納入考慮，例如通過增加回復(fù)扭矩絕對(duì)值到在方向穩(wěn)定期間測(cè)量的扭矩絕對(duì)值。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于改進(jìn)車輛的方向穩(wěn)定性的方法，其特征在于， 回復(fù)力在車輛的行駛狀態(tài)下被測(cè)量或估算。
4.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的用于改進(jìn)車輛的方向穩(wěn)定性的方法,其特征在于,在步驟d)或h)中將通過主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)(2)施加的輔助扭矩納入考慮。
5.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的用于改進(jìn)車輛的方向穩(wěn)定性的方法,其特征在于,在步驟d)中的最終的補(bǔ)償扭矩(T_a)和/或在步驟h)中的初始補(bǔ)償扭矩(T_pd)由在多個(gè)方向穩(wěn)定狀態(tài)中或在方向穩(wěn)定期間多個(gè)時(shí)間被測(cè)量的扭矩來計(jì)算，并被平均以便獲取平均的長(zhǎng)期補(bǔ)償扭矩。
6.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的用于改進(jìn)車輛的方向穩(wěn)定性的方法,其特征在于，在步驟d)或h)中，除了平均的長(zhǎng)期補(bǔ)償扭矩以外，在每種情況下，補(bǔ)償扭矩在方向穩(wěn)定狀態(tài)期間計(jì)算以便于獲取短期補(bǔ)償扭矩。
7.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的用于改進(jìn)車輛的方向穩(wěn)定性的方法,其特征在于，在步驟d)或h)中的附加的中間步驟中，確定如何和/或是否將確定的短期補(bǔ)償扭矩包括在平均的長(zhǎng)期補(bǔ)償扭矩的計(jì)算中。
8.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的用于改進(jìn)車輛的方向穩(wěn)定性的方法，其特征在于，在步驟a)中，來自于由偏航角速度、橫向加速度(a_l)、轉(zhuǎn)向角、車輪旋轉(zhuǎn)速度、車輛速度、扭力桿扭矩、方向盤設(shè)置角度、轉(zhuǎn)向齒條位移以及轉(zhuǎn)向齒條速度組成的群組中的數(shù)據(jù)被單獨(dú)地或組合地選擇。
9.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的用于改進(jìn)車輛的方向穩(wěn)定性的方法,其特征在于，在步驟b)中，憑借獲取的數(shù)據(jù)在預(yù)定時(shí)間周期或預(yù)定距離中處于預(yù)設(shè)閾值以下的事實(shí)來確定方向穩(wěn)定狀態(tài)。
10.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的用于改進(jìn)車輛的方向穩(wěn)定性的方法，其特征在于，在步驟e)主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)(2)的驅(qū)動(dòng)中，該驅(qū)動(dòng)被逐步增加到對(duì)應(yīng)計(jì)算的最終補(bǔ)償扭矩(T_a)。
11.一種用于執(zhí)行如上述任一項(xiàng)方法權(quán)利要求所述的用于改進(jìn)車輛的方向穩(wěn)定性的方法的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括:主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)(2);用于獲取關(guān)于車輛動(dòng)力學(xué)的數(shù)據(jù)的裝置；用于由所獲取的數(shù)據(jù)識(shí)別方向穩(wěn)定狀態(tài)的裝置；用于測(cè)量存在于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的扭矩的裝置；用于至少在方向穩(wěn)定狀態(tài)中存在的力平衡情況下通過被測(cè)量的扭矩來計(jì)算初始補(bǔ)償扭矩(T_pd)或最終補(bǔ)償扭矩(T_a)的裝置；用于通過最終補(bǔ)償扭矩(T_a)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)(2)以便于反補(bǔ)償存在于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的被測(cè)量扭矩(T_bar)的裝置，其特征在于，還包括用于估算和/或獲取關(guān)于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的回復(fù)力的數(shù)據(jù)的裝置，該數(shù)據(jù)被考慮進(jìn)最終補(bǔ)償扭矩(T_a)的計(jì)算中。
12.—種具有特別是如權(quán)利要求11所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛。
【文檔編號(hào)】B62D137/00GK104149850SQ201410201895
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月14日
【發(fā)明者】索斯藤·威廉·海絲特邁爾, 魯?shù)婪颉た? 塞吉奧·特林博利 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司