轉(zhuǎn)向角度誤差的校正方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種用于操作機動車輛（1）的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的方法。該方法至少包括下述步驟：確定機動車輛（1）的行駛狀態(tài)；確定機動車輛（1）的方向盤（2）的方向盤角度（3）；確定轉(zhuǎn)向角度；確定瞬時驅(qū)動器角度；確定各自的角度偏差，以及計算用于方向盤角度（3）的校正角度。進一步地，本發(fā)明涉及用于機動車輛（1）的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及具有這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機動車輛（1）。
【專利說明】轉(zhuǎn)向角度誤差的校正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于操作機動車輛的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的方法，特別是用于校正轉(zhuǎn)向角度誤差的方法，還涉及用于機動車輛的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及涉及具有這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機動車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]在機動車輛的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，方向盤的轉(zhuǎn)向角度由機電一體化輔助系統(tǒng)設(shè)置。主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的典型示例是:線控轉(zhuǎn)向(steer-by-wire)系統(tǒng),其中，方向盤和車輪的轉(zhuǎn)向器之間沒有機械連接；以及疊加的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，由駕駛員在方向盤上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向角度在疊加齒輪機構(gòu)(Superimposition gear mechanism)中疊加在由伺服馬達產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向角度上，兩個轉(zhuǎn)向角度的總和被傳送至車輪的轉(zhuǎn)向器。這些轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點其中包括方向盤的角度與實際的轉(zhuǎn)向角度或具體的角度變化的速度的耦合被分解，對轉(zhuǎn)向可以進行干預(yù)而不被駕駛員直接感覺到。特別是，方向盤驅(qū)動角度和轉(zhuǎn)向角度的耦合的消除被用于選擇方向盤和車輪轉(zhuǎn)向器之間的根據(jù)速度的傳動比，這提高了駕駛的舒適度和安全性。
[0003]但是，主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的使用可能產(chǎn)生的問題是，當機動車輛向前直行時，方向盤不一定在中心位置。產(chǎn)生的原因可能是生產(chǎn)偏差、錯誤的方向盤設(shè)置或轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)置、磨損或損壞。也可能是在向兩側(cè)降低的道路上行駛導(dǎo)致了機動車輛的直著向前的方向與方向盤的中心位置之間的偏移。這種偏差會對駕駛舒適度產(chǎn)生消極影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此本發(fā)明引入一種用于操作主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的方法，特別是用于校正機動車輛轉(zhuǎn)向角度的方法。該方法至少包括下述步驟之一。
[0005]-確定機動車輛的行駛狀態(tài)；
[0006]-確定機動車輛方向盤的方向盤角度；
[0007]-確定轉(zhuǎn)向角度；
[0008]-確定瞬時驅(qū)動器角度；
[0009]-確定各自的角度偏差，以及
[0010]-計算用于方向盤角度的校正角度。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的方法使得有可能檢測方向盤角度和實際轉(zhuǎn)向角度之間的偏差或偏移并減少或消除它們。這解決了開始時提到的問題。
[0012]機動車輛的運動方向優(yōu)選通過相互比較機動車輛的多個車輪各自的車輪速度確定。被比較車輪速度的車輪通常是設(shè)置在同一輪軸——優(yōu)選沿轉(zhuǎn)向輪軸——上的機動車輛相對側(cè)的車輪。在本發(fā)明范圍內(nèi)通常優(yōu)選的前輪軸轉(zhuǎn)向的情況下，即，左側(cè)和右側(cè)前輪(主動前輪轉(zhuǎn)向，AFS)。但是，在機動車輛的定向運動的確定中，也可能包括機動車輛其他車輪的車輪速度。車輪速度的確定簡單易行并通常也由于其他原因已經(jīng)實現(xiàn)，為了這些原因，根據(jù)本發(fā)明的方法的本實施例可能在無特別額外支出的情況下被實施。所需的傳感器和可能需要的用于傳感器獲得的數(shù)據(jù)的處理軟件通常在機動車輛中是現(xiàn)有的，例如以ABS傳感器和相關(guān)聯(lián)的ABS控制軟件的形式。
[0013]可供選擇地或附加地，機動車輛的運動方向可由傳感器和相應(yīng)的傳感器信號的處理軟件確定。這里使用傳感器確定運動方向并輸出含有具體運動方向信息的傳感器信號。傳感器的使用必然伴有增加的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，但提供的優(yōu)點是，測量值獨立于由于不同的輪胎壓力或不同的磨損程度造成的車輪圓周的偏差。除了估計車輪速度之外，也可以想到使用傳感器以便例如實現(xiàn)機動車輛的定向運動的確定上的增加的準確性或數(shù)值相對彼此的真實性檢查。
[0014]定向運動的確定可被用于計算補償?shù)霓D(zhuǎn)向角度。在本發(fā)明中，例如，實際的轉(zhuǎn)向角度被以校正值改變，所述校正值反映從實際的定向運動的轉(zhuǎn)向角度偏差，并且例如可以在上述一種或兩種方法的基礎(chǔ)上計算。此補償?shù)霓D(zhuǎn)向角度可被用作參考值來計算方向盤角度和定向運動之間的偏差。
[0015]偏差的減少可能是在相對長的時間內(nèi)逐漸發(fā)生，或者，這里的時間可能包含幾秒，或甚至幾小時或幾天。但是，減少也可能是突然或忽然地發(fā)生。
[0016]本發(fā)明的第二方面提出了用于機動車輛的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有用于確定機動車輛的定向運動的裝置，用于確定方向盤角度/轉(zhuǎn)向角度的裝置，用于確定驅(qū)動器角度的裝置，以及連接至所述裝置的控制單元。控制單元設(shè)計為實現(xiàn)本發(fā)明第一方面所述的方法。
[0017]進一步地,本發(fā)明涉及包括這樣的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機動車輛。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]參照示例性實施例附圖，對本發(fā)明進行下述詳細說明。在附圖中:
[0019]圖1示出具有根據(jù)本發(fā)明的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機動車輛，以及
[0020]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。
[0021]附圖標記列表:
[0022]I 機動車輛
[0023]2 方向盤
[0024]3 轉(zhuǎn)向角度
[0025]4 疊加齒輪機構(gòu)
[0026]5 馬達
[0027]6 疊加角度
[0028]7 總驅(qū)動角度
[0029]8 轉(zhuǎn)向齒輪機構(gòu)
[0030]9-1 車輪
[0031]9-2 車輪
[0032]9-3 車輪
[0033]9-4 車輪
[0034]10 用于確定方向盤角度的裝置
[0035]11 用于確定定向運動的裝置[0036]12 控制單元
[0037]13 傳感器
【具體實施方式】
[0038]圖1所示為包括根據(jù)本發(fā)明的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機動車輛I。機動車輛I的駕駛員通過方向盤2控制機動車輛1，并在這種情況下使方向盤2轉(zhuǎn)向方向盤角度3。在疊加齒輪機構(gòu)4中，由通常為電動的馬達5提供的疊加角度6疊加在方向盤角度3上。在具有前車輪9-1和9-2的前輪軸轉(zhuǎn)向裝置的機動車輛中，所產(chǎn)生的總驅(qū)動角度7使轉(zhuǎn)向齒輪8運動，轉(zhuǎn)向齒輪8的運動產(chǎn)生所預(yù)期的、車輪9-1至9-4中的兩個在位置上的變化。圖1中的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有用于確定方向盤角度3的裝置10，其檢測方向盤角度3并傳送該角度3至控制單元12。進一步地，示例性實施例的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括用于確定機動車輛定向運動的裝置11，在此該裝置11被設(shè)計為讀出轉(zhuǎn)向齒輪8的驅(qū)動角度或補償轉(zhuǎn)向角度，并將讀出的角度傳送至控制單元12。進一步地，圖1中的機動車輛I包括傳感器13，傳感器13可體現(xiàn)為例如加速度傳感器，并且被設(shè)計為確定機動車輛I的運動方向。控制單元12被設(shè)計為實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法。為了實施主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已有的功能，控制單元12也可根據(jù)方向盤角度3控制馬達5。
[0039]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。當車輛啟動時，例如由于機動車輛I的點火裝置被啟動，本方法開始。在步驟SI，根據(jù)方向盤角度3、已補償?shù)姆较虮P角度、瞬時驅(qū)動器角度以及最后確定的校正角度，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向角度偏差的連續(xù)確定。在步驟S2，車輛的狀態(tài)被確定。為此，例如車輛速度、轉(zhuǎn)向速度以及橫擺角速度(yaw rate)被用到。已補償?shù)姆较虮P角度也可包括在內(nèi)。在步驟S3，確定駕駛狀態(tài)是否必須被校正。如果車輛I的駕駛狀態(tài)在校正窗口內(nèi)，程序繼續(xù)進行到步驟S4。如果車輛I的駕駛狀態(tài)在校正窗口外，程序轉(zhuǎn)至步驟S6。在步驟S4,響應(yīng)于車輛I的駕駛狀態(tài)在校正窗口內(nèi)的確定，啟動轉(zhuǎn)向角度的偏差的減少。在步驟S5，校正角度相應(yīng)地更新。如果車輛I的駕駛狀態(tài)在校正窗口之外，在步驟S6，轉(zhuǎn)向角度偏差的減少被禁止。從而，在步驟S7，之前的校正角度被保持不變。在步驟S8，S5和S7的結(jié)果相結(jié)合，相應(yīng)適當?shù)男Ｕ嵌缺辉赟9中被應(yīng)用。例如，當車輛I熄火時，方法結(jié)束。
【權(quán)利要求】
1.用于操作機動車輛(I)的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的方法，其特征在于，包括步驟: -確定機動車輛(I)的行駛狀態(tài)； -確定機動車輛(I)方向盤(2)的方向盤角度(3)； -確定轉(zhuǎn)向角度； -確定瞬時驅(qū)動器角度； -確定各自的角度偏差，以及 -計算用于方向盤角度(3)的校正角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，機動車輛(I)的運動方向通過比較機動車輛(I)的多個車輪(9-1，9-2，9-3，9-4)各自的車輪速度來確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，機動車輛(I)的運動方向通過傳感器(13)確定,該傳感器(13)設(shè)計為確定運動方向并輸出含有具體運動方向信息的傳感器信號。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，轉(zhuǎn)向角度通過讀出轉(zhuǎn)向齒輪(8)的驅(qū)動角度來確定。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，已補償?shù)霓D(zhuǎn)向角度被考慮在內(nèi)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，具體方向盤角度(3)的偏差在一段時間內(nèi)被減少或突然被減少。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，具體方向盤角度(3)的偏差的減少通過應(yīng)用附加的轉(zhuǎn)向角度至主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來實現(xiàn)。
8.用于機動車輛(I)的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括:用于確定機動車輛(I)的定向運動的裝置(11，13)，用于確定方向盤角度的裝置(10)，以及連接至所述裝置并設(shè)計為實現(xiàn)上述權(quán)利要求中的任一項所述的方法的控制單元(12)。
9.機動車輛(I)，其特征在于，具有上述權(quán)利要求所述的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
【文檔編號】B62D101/00GK103921841SQ201410018142
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月15日
【發(fā)明者】阿提拉·貝納克, 塞爾吉奧·考德納蘇, 洛德韋克·維基佛斯, 安德魯·布朗, 米格爾·巴赫納, 達雷爾·艾倫·雷克 申請人:福特全球技術(shù)公司