用于在自动发动机启动过程中减少转向柱急动的系统的制作方法

本发明涉及一种用于减少在机动车辆的内燃发动机一经重启时在转向柱上产生的急动的系统，该机动车辆装配有电动或电动液压转向并且装配有自动发动机停机/重启系统。

本发明更具体地涉及用于在自动发动机停机/重启序列中的自动停机之后的内燃发动机自动启动阶段的转向辅助策略。

本发明还涉及装配有内燃发动机并且装配有发动机停机/重启系统的机动车辆。

背景技术：

为了减少来自机动车辆的内燃发动机或热力发动机的汽车污染以及气体排放物，在所述车辆中安装了消耗优化系统。这些系统中最有名且最有效的一者是当车辆例如在红灯临时停车时用于使发动机自动停机/重启的系统。因此，当车辆接近停止阶段并且其速度下降并降至低于约10km/h的量级的限定阈值时，该自动停机/重启(或“停机-及-启动”)系统自动使发动机停止运行。此后，一旦有来自驾驶者的诸如在加速器踏板或离合器踏板上的压力的输入，则发动机无需来自点火钥匙或点火按钮的输入而自动重启。内燃发动机的所述自动重启是使用启动器来执行的，该启动器请求来自包括电池的电流源的电流涌入。

在本文的其余部分中，发动机的“自动停机”或“自动重启”应理解为是由该自动停机/重启或“停机-及-启动”系统命令的发动机停机/重启序列。

同样，“车载网络”应理解为是通向机动车辆的有线网络的电源。

在自动停机阶段过程中，车辆的某些舒适或安全功能被维持或可以被维持，例如空调或动力转向辅助。

然而，所述转向辅助是由与启动器共享同一电流源的电动机提供的。因此，所述电动机的操作和因此的转向辅助在自动发动机重启过程中可能受到启动器运行的影响。

确切地，当启动器请求电流涌入时，这导致了车载网络可见的电压降，这因此影响了电动动力转向电机，尤其是在对于辅助存在高需求的运行点处。根据图3，所需的转向辅助转矩40根据方向盘角度41而变化。对转向辅助的需求对于接近末端终止点B-、B+的方向盘位置而言更大。

在初始发动机一经启动时同样产生这种现象，由此在与发动机启动相关的转向辅助方面存在不足/降低。然而，在初始启动中，当驾驶者转动点火钥匙或按压启动按钮时，因为预先在发动机停机时没有提供转向辅助，于是驾驶者感觉不到任何后续的所述转向柱的紧固。确切地，转动方向盘所需的努力最初在没有任何动力转向辅助的情况下是高的，然后当发动机启动时由于转向辅助变得可用而使转动方向盘所需的努力降低。

伴随发动机自动停机之后的自动重启的情况是不同的：如果转向辅助在自动发动机停机阶段过程中受到维持，则驾驶者很有可能经历两种不同类型的负面感受：

-转向柱在自动重启阶段过程中的紧固，

-方向盘在自动重启过程中的急动。这是因为，当发动机启动时，转向系统被设计成摆正车轮，这意味着将这些车轮与车辆的车身对齐。如果当发动机停机时所述车轮是转向的，则使所述车轮重新对齐的这个阶段可能导致相当猛烈的急动。

用于使转向柱的紧固感受最小化的一种解决方案是减少在自动发动机停机阶段过程中的辅助。

公开号JP-A1 2010173417因此披露了在自动停机阶段过程中通过给转向辅助施加增益系数使转向辅助减小。

一个缺点在于，该增益是恒定的并且无论方向盘在停止时的转向条件如何以及车辆的环境如何都会被施加。

在热力发动机重启过程中方向盘急动的感受公认地较弱，但感受的减少并非最佳。确切地，当在自动发动机停机过程中减小转向辅助时存在若干参数需要被纳入考虑，这些参数尤其包括车轮的转向角，这在限定辅助的最佳水平方面是关键参数。与车辆环境相关的其他参数也需要给予考虑。

技术实现要素：

本发明的目的是减轻这些缺点，并且本发明的主题是用于在自动发动机停机/启动序列中的自动发动机停机阶段过程中减小转向辅助的策略。

本发明的主题更具体地由一种控制机动车辆内燃发动机的动力转向辅助的方法来表征，该机动车辆包括：

-自动发动机停机/重启系统，

-包括控制单元的电动或电动液压动力辅助转向系统，

其特征在于，该方法在自动停机/重启系统的自动发动机停机阶段过程中允许比饱和值小的转向辅助水平，该饱和值小于额定转向辅助值，所述水平被设计成在自动发动机重启阶段过程中受到维持。

额定转向辅助值指的是动力转向需要的辅助量以便根据车辆的速度来提供例如很大程度上充足的电力。

有利地，转向辅助在自动发动机重启之前的发动机停机阶段过程中减小。

一方面，转向辅助被维持成使得驾驶者在所述自动停机阶段过程中不受困扰。

另一方面，在所述自动发动机停机阶段过程中的辅助水平小于饱和值，该饱和值自身小于额定值，允许了在自动重启过程中具有较不频繁产生的网络电压降。

在发动机停机阶段过程中维持转向辅助水平因此可以减少发动机一经自动重启时(尤其是当方向盘角度不为0时)的急动，并且饱和水平可以确保辅助水平在启动阶段过程中的连续性而无视车载网络的电压降。

根据本发明的其他特征：

-该饱和值在自动重启之前的自动发动机停机阶段过程中迭代确定。

有利地，饱和值贯穿自动发动机停机阶段来迭代确定，从而考虑影响转向辅助水平的参数中的变化，从而在发动机的自动重启过程中获得最优的转向辅助值。

用于确定转向辅助转矩的饱和值的计算模型是根据车辆模型及其技术特性以及其包括电池的附件来设想的。所述计算模型在预先的验证和测量活动中进行验证。然后该计算模型被记录在所述车辆的计算单元的存储器中

-该方法允许在低于车辆速度阈值时该转向辅助转矩小于该辅助饱和值。

有利地，当车辆速度低于速度阈值时转向辅助水平被保持低于饱和值。转向辅助水平在自动发动机停机阶段过程中保持低于确定的饱和值，直到车辆达到速度阈值，从而不对驾驶者造成困扰。确切地，即便当发动机停止时，尤其是当车辆在下坡路上时，车辆也可以移动并且获取一定的速度。超过所述速度阈值，则转向辅助水平遵循根据包括车辆速度的不同参数为转向辅助推荐的值。

-转向辅助饱和值是根据方向盘角度来确定的。

有利地，饱和值是根据方向盘角度来确定的。确切地，当方向盘朝其末端终止点转向时，所需要的转向辅助水平非常高，并且在自动重启之后的车轮重新对齐可能伴有猛烈的急动。

-当方向盘朝末端终止点转动时，该饱和值降低。

-当方向盘朝末端终止点转动超过方向盘角度阈值时，饱和值降低。

有利地，当方向盘朝末端终止点转向超过一定的方向盘角度阈值时饱和值降低，并且小于所述饱和值的转向辅助水平相应地降低，使得驾驶者在从所述方向盘角度阈值开始向前转向中感觉到沉重，并且因此在发动机停机的阶段过程中将较少倾向于将方向盘朝末端终止点转向。因此，在自动重启时所需的转向辅助将较小并且如果真的发生的话将一点儿也不受网络电压降的影响。驾驶者在自动停机/重启系统的自动停机和重启阶段过程中将不会感觉到任何不便或急动。

-饱和值是根据车辆温度来确定的。

有利地，转向辅助饱和值是根据车辆温度来确定的，所述温度是在从包括电池的电源系统可用的电压中的重要因素。可用电压直接影响转向辅助饱和值。

-饱和值是根据在列表中所包括的各种参数来确定的，该列表包括电池的大小和在前车桥组件上的负载。

有利地，饱和值是通过考虑在列表中的各种参数来精确地确定的，该列表包括电池的大小和在车辆的前车桥组件上的质量。某些参数来源于测量并且合并到控制单元的存储器中。

饱和值是根据包括电池电量和前车桥组件上的负载的这些车辆参数来计算的，从而使驾驶者在自动发动机重启过程中的感觉最小化。因此，电池电量越高，饱和值越接近额定转向辅助值、或者甚至比所述额定值高。如果在前车桥组件上的负载将会很高，则还重要的是提供更大的转向辅助。

-该方法包括以下步骤：

-考虑运行参数的值，这些值来源于测量，

-根据包括车辆温度的测量参数值以及写到存储器的参数值来确定该转向辅助饱和值。

-确定该额定转向辅助。

-在该转向辅助的饱和值与额定值之间进行比较并且考虑将这两个值中的较小者作为该饱和值。

-确定该转向辅助值。

-在直到自动重启的自动停机阶段过程中并且直至达到该车辆运转速度阈值为止，将转向辅助维持小于饱和值。

附图说明

图1是在包括自动停机/重启系统和动力转向辅助系统的机动车辆的纵向截面中的示意图。

图2是表明根据本发明的方法的各个步骤的流程图。

图3是表明根据方向盘角度所需的转向辅助的曲线。

图4是表明根据温度可用的电流电压的曲线。

具体实施方式

以下说明涉及纵向轴线X。

为了有助于理解阅读部分，相同的物体或具有相同功能且标记在不同附图中的物体保持相同的参考号。

如在图1中所描绘的，机动车辆100包括在顶端处由方向盘21控制的转向柱20，该方向盘由驾驶者(未描绘)握持。所述转向柱连接至动力转向辅助，该动力转向辅助包括由控制单元11控制的电动或电动液压动力转向电机12。所述动力转向电机可以安排在柱20上或转向柱的齿条15上、或者在电动泵单元的情况下远距离定位。

机动车辆100包括内燃发动机或热力发动机13以及旨在减少污染物气体和燃料消耗的自动停机和重启或“停机-及-启动”系统。因此，例如，当车辆临时停车时或者当所述车辆减速以停车并且低于速度阈值时，该自动停车和重启系统可以允许热力发动机根据特定的自动停机条件来自动停机。然后该自动停车和重启系统可以允许在所述停机之后例如由于车辆驾驶者作出的输入而允许发动机自动重启，所述输入被包括在动作列表中，该动作列表包括在加速器踏板或在车辆具有手动变速器的情况下在离合器踏板上的压力。

控制单元11连接至测量装置，这些测量装置包括用于感测电池19的充电的装置22、用于感测车辆的发动机13及控制单元11自身的温度的装置23、感测所述发动机的运行的装置24、测量所述车辆的速度的装置16、还以及感测方向盘角度的装置17。使用各种不同的测量，所述控制单元11能够将命令递送至动力转向电机12以便修改转向辅助。

为了不在发动机的自动停机过程中对驾驶者造成困扰，转向辅助维持贯穿热力发动机13的自动停机阶段，直到自动重启。确切地，转向辅助的缺失结合热力发动机的切断可能使驾驶者不能理解车辆如何行为表现。

然而，由于由启动器18对电流涌入的请求，在自动重启时，在车辆车载网络中感知到电压降。动力转向电机12不再具有足够的可用能量，可能不能供应额定辅助来避免转向柱20的紧固或车轮返回至中性或摆正对齐位置的可能急动。驾驶者则可能感觉到不愉悦的感受。

为了减轻由于由动力转向电机12所经历的电压降而导致的转向柱紧固，解决方案可以是指定电池或结合特定的电源部件；因此，所述解决方案对于它们所提供的舒适度而言是昂贵的。

当方向盘21朝末端终止点转向时，对于动力转向辅助的需求更大。确切地，图3在纵坐标轴上表明了根据横坐标轴上的方向盘角度41所要求的转向辅助转矩40；所述辅助转矩快速地且基本上抛物线地从对应于0°的方向盘角度的中性位置朝转向角度末端终止点B-、B+增加。所述转向辅助转矩与用于使所述车轮从转向位置朝中性位置返回的车轮返回力相关联。所述力基本上取决于车辆的前车桥组件的架构、在所述前车桥组件30上的质量以及前车轮31的转向角。

在自动重启时在转向柱中的猛烈急动因此易于被驾驶者感觉到，尤其是当车轮在所述自动发动机停机阶段过程中大程度转向时。确切地，在重启时，车轮自然地从转向位置返回至中性位置，从而引起方向盘在相同方向上返回。车轮朝末端终止点B-或B+转向得越远，则车轮的这种运动就更猛烈。使车轮返回至中性位置所需的努力表现为方向盘21处的急动，这由驾驶者感觉得到。

为了减轻所述方向盘返回急动，一种解决方案是锁定转向柱。然而，这种解决方案如果没有满足所有条件则可能引起潜在的转向锁定，并且这与转向柱的功能安全性的需求不兼容。

本发明的目的因此是在自动发动机停机阶段过程中尤其在极端的转向锁定点处将转向辅助的水平减少至最佳水平。转向辅助贯穿自动发动机停机阶段保持可用，但是保持低于饱和值。所述饱和值被限定成使得在自动重启时的电压降在自动停机阶段过程中提供的转向辅助的水平上具有很少的影响或没有影响，从而减轻易于由驾驶者感觉到的可能的转向紧固或转向急动。

为了维持最大的驾驶者舒适度，所述饱和值在不同的运行点处不同。所述饱和值因此在需要高辅助转矩的点处减小，这是当车轮尤其朝末端终止点高度转向时的情况。

所述饱和值小于额定转向辅助值，并且因此驾驶者在发动机停机时随着使方向盘朝末端终止点转向时易于感觉到渐增的紧固。因此当发动机自动停机时，所述驾驶者被鼓励不要使车轮过量转向。当发动机自动重启时用于抗衡急动所需的动力转向辅助电流消耗将因此减少。车载网络的电压降因此不太有可能引起驾驶者任何的不愉悦的感受。

如图3中所表明的，当方向盘转向达到所述末端终止点B-、B+时，转向辅助40可以从方向盘角度阈值35减小至达到例如所需的转向辅助的60％。根据其他实施例，转向辅助还可以从接近方向盘角度0°点的点均匀地减小直到所述末端终止点、或者可以恒定并等于从所述方向盘角度阈值开始向前的最大辅助值。

当发动机自动重启时，其中车轮没有转动至完全锁定，由前车轮31重新对齐引起的方向盘急动不太明显，并且将转向辅助保持在饱和水平因此可以更进一步地减少所述方向盘急动的水平。

所述转向辅助饱和值是通过考虑车辆参数和来源于瞬时测量的值来修改的。

用于确定饱和值的计算模型是根据车辆类型来设想的，考虑了所述车辆的技术特性及其附件(包括电池19和电力线路25)以及所述车辆的运行参数。最佳辅助水平是通过以下考虑来评估的：

-对车辆特定的多个参数，这些参数来自列表，该列表至少包括：在车辆的前车桥组件30上的质量、作为方向盘21的角度的函数的在前车桥组件30上的负载和启动器18的特性、底盘的元件的内部摩擦的特性，这些元件包括车桥组件、转向柱20和转向齿条15，

-来源于与车辆有关的瞬时测量的多个参数，这些参数来自列表，该列表包括与车辆相关的参数，包括车辆温度，

-以及与车辆的运行相关联的多个参数，这些参数来自列表，该列表包括车辆速度、前车桥组件的转向角以及直接影响转向辅助的运行的参数，例如，电池19的充电，尤其是在电池与动力转向电机12之间的线路25的老化。电池充电以及所述电池19和电力线路25的寿命可以直接影响动力转向电机的运行并且因此影响转向辅助所维持的水平。因为可用电功率中的一些被分配用于这种维持，电池或线路老化得越多，则维持的辅助水平将越低，从而为启动器保留最少的可获得功率值。

根据图2，根据所述计算模型的计算是在自动发动机停机阶段过程中执行的，以便确定转向辅助饱和值和因此可用于发动机自动重启的转向辅助。这种计算贯穿自动发动机停机阶段通过对所述参数的新的测量来迭代地重复。

用于控制转向辅助的系统因此包括：

-感测方向盘角度的装置17，

出于优选，如在图3中表明的，转向辅助需求根据方向盘角度基本上抛物线地变化。方向盘朝末端终止点B-、B+转向得越远，则转向辅助就需要越高。根据本发明，所述转向辅助保持小于饱和值，并且所述饱和值随方向盘角度的增加而降低。所述饱和值可以从方向盘角度0点或从方向盘角度阈值开始向前均匀降低。在到达末端终止点时，在辅助中的减小例如可以达到对于转向辅助的需要的40％。

-感测车辆速度的装置16，

-感测电池19的充电的装置22，

-感测和确定车辆温度的装置23，

-以及感测发动机的运行的装置24。

来源于测量的值被发送至计算单元11以便确定转向辅助饱和值。

车辆温度来源于估算，该估算考虑了来自发动机13和控制单元11的温度测量。为此，感测装置23优选地包括被安排在发动机13处和控制单元11中的温度传感器，并且还需要发动机运行传感器24。所测量的温度值然后被发送至控制单元11以便合并到用于确定温度的模型中，该模型的结果是车辆温度值，所述值被需要温度值的所有车辆系统纳入考虑。

预先执行了验证活动，以便将来源于根据运行参数的列表的计算模型的结果联系起来并且以便确定：

-多个点，在自动发动机重启之时方向盘急动一旦超过这些点就被认为不可接受。根据给定的方向盘角度，发动机的重启使车轮31重新对齐，并且所述重新对齐力的水平可以因此在方向盘处进行测量。通过与用于表征动力转向控制法则相同的方式，根据不同的转向角来测量用于使前车轮返回至中性或摆正对齐位置的负载。这些测量的值可以根据不同的方向盘角度来确定防止急动的转向辅助最小水平，该急动在发动机的自动重启过程中对于驾驶者而言是可接受的。所考虑的参数包括方向盘角度、方向盘转矩、车辆温度、以及车辆在前车桥组件上的质量。

-可用于电池19的模型的最小电压的值。所述最小可用电压值根据车辆的前车桥组件的质量、底盘元件(例如转向柱和转向齿条)的内部摩擦、车辆温度、方向盘角度以及驾驶者转矩来确定辅助转矩的最小水平。

在验证过程中考虑的参数列表包括在前车桥组件上的质量、车辆温度、方向盘角度和电池电压值。

因此，例如，为了评估车辆模型的前车桥组件30的质量参数的影响，将考虑在前车桥组件上具有最小负载的相同模型的车辆。然后通过添加以50kg为一级的附加负载来使前车桥组件上的质量增加，例如直到该质量达到在车辆的那种模型类型中使用的最重传动系的前车桥组件的质量，从而使得计算模型可以对于车辆的那个模型的整个范围进行验证。

为了将根据温度参数的计算模型的结果联系起来，总体上在三个温度点处执行验证活动：

--40℃的最小温度，其中车辆设置在冷室中。

-外部为23℃的额定温度。

-+40℃的最大温度，其中车辆设置在热风道中。

控制单元11内部估算的温度优选地由访问计算机的内部变量的计算机工具读取。

车辆温度在动力转向系统的运行中是重要参数。例如，根据图4，该图表明了根据车辆温度42在电池19的端子处可用的电流电压43，所述电压从在-40℃的量级的负温度下的最小值直线地增加直至对于在40℃的量级的正温度下的电压最大值Vmax，并且保持恒定并等于所述最大值。所述最小可用电压值是在确定可用的最小转向辅助转矩时的一个因素。动力转向电机12因此能够提供根据温度以相同比例变化的转向辅助转矩。

计算模型考虑了根据方向盘角度和前车桥组件上的质量而在转向辅助需求方面的变化。验证步骤包括测试，该测试包括锁定对锁定操作，从而考虑在末端终止点之间的方向盘角度的整个范围，车辆被放置在已知或最大抓握的表面上，例如干燥地面或具有石英填充硬沥青的地面上。驾驶者转矩通过合并到动力转向中的转矩传感器来测量。

饱和值A是通过计算模型来确定的。转向辅助转矩值是根据图2中表明的方法来确定的；所述方法包括以下步骤：

-通过在车辆中的测量装置来考虑运行参数的值，这些值来源于测量(17e、16e、24e、23e)，这些测量装置包括：

-感测方向盘负载的装置(未描绘)，

-测量车辆速度V的装置16，

-感测发动机的运行的装置24，

-感测车辆周围的温度的装置23。

方向盘负载、车辆速度、发动机运行状态和外部温度的测量值于是被发送至控制单元11。

-根据测量参数的值以及写入到存储器40的参数的值(例如车辆的前车桥组件的质量)来确定30转向辅助饱和值A。

-确定31额定转向辅助值B。

-将车辆速度V与速度阈值S进行比较32。

-在转向辅助的饱和值A与额定值B之间进行比较33并且考虑将这两个值中的较小者作为饱和值。因此，如果饱和值A的计算值低于额定辅助值B，则转向辅助转矩将不超过饱和值A。在替代方案中，转向辅助转矩将不超过额定转向辅助值B。

-在低于车辆运转速度阈值S时，确定34在自动停机阶段过程中的转向辅助转矩的值小于饱和值。高于速度阈值S时，转向辅助转矩可以超过饱和值而保持低于额定转向辅助值。

确切地，当发动机停机时，车辆然而能够运转，尤其是当车辆在下坡路上时并且能够获得一定的速度V。超过所述速度阈值S，则认为车辆处于运转阶段中，并且转向辅助的水平返回至根据包括车辆速度和转向柱转矩的参数的测量来计算的辅助转矩的额定水平。发动机停机时车辆运转的速度然而相对较低，并且当车辆速度V超过阈值S时，出于驾驶者安全的原因，优选地使转向辅助的水平返回至额定值。

对于车辆速度V低于所述阈值S，转向辅助的水平保持低于饱和水平，并且在这个阶段过程中将不鼓励驾驶者使车轮转向。该速度阈值有利地被设置相对较低，例如为5km/h。以此方式，驾驶者不太有可能在任何潜在的低速车辆操作中经受任何障碍。该方法仅在自动停机中变得激活。超过所述速度阈值S，辅助水平返回至最佳的辅助水平。

对所述速度阈值的验证例如是通过在下坡路上而没有启动热力发动机的车辆来进行的。确切地，该车辆能够获得速度，并且进行检查以确保在0km/h时限定的饱和值在所述速度阈值保持有效，从而执行必要的操作。5km/h的阈值因此被验证用于应用饱和值。

实现了本发明的目的：贯穿自动发动机停机阶段维持了转向辅助，并且本方法防止了在发动机自动重启时可能影响转向辅助的任何电功率不足(其可能导致方向盘急动)。

本发明不限于以上阐述的实施例，并且本领域技术人员因此将知道如何进行与本发明结合使用所必须的修改。

例如，对于某些类型的机动车辆，转向辅助在自动发动机停机阶段过程中可能低于饱和值，所述饱和值根据由验证测试的装置限定的曲线来降低并且独立于来自列表的值中的至少一者，该列表包括通过例如根据图4考虑在动力转向电机的端子处可用的最小电压值的车辆温度、方向盘角度和前车桥组件上的质量。这种解决方案于是可以减小控制单元中的计算存储器的大小以及所述控制单元上的计算负担。