专利名称：用于车辆的动力转向装置的制作方法
用于车辆的动力转向装置
本发明涉及一种用于机动车辆的动力转向装置。
图1所示为组成机动车辆的动力转向系统例如电动力转向系统的主要元件。这种 转向系统一方面包括机械部件，该机械部件具有方向盘2，为了转动，方向盘2被连接到转 向柱3，转向柱3的相对于方向盘2的最远端安装有与齿条4啮合的转向小齿轮，齿条4滑 动地安装在转向机构箱5内。齿条4的两个相对端部通过连杆6和7分别与车辆的左(未 示出)和右转向车轮相连。转向机构包括双向转动的动力转向电马达8,用于对车辆驾驶员 施加给方向盘2的手动力提供辅助。动力转向马达的输出轴经由减速器9(主要是蜗杆和 蜗轮的形式或者齿轮系的形式)连接到转向柱3，或者直接连接到转向小齿轮或齿条4，以 便将驱动扭矩(还可以有阻力扭矩)传递到这些元件。动力转向电马达8通过接收和处理 由各传感器发送的多种信号的车载电子计算机10来驱动。在传统方案中，电子计算机10主要接收来自于扭矩传感器11和车辆速度传感器 12的电信号,该扭矩传感器11定位在转向柱3上并因此测量由驾驶员施加到方向盘2上的 扭矩。利用这些多种信息,通过随时定出可以放大或补偿驾驶员施加到方向盘2的力的 动力转向扭矩或力，电子计算机10就可按照预定的“动力辅助规则”来驱动动力转向电马 达8。应该注意到,预先限定的“动力辅助规则”没有考虑动力转向系统以外的影响车辆 的动态性能的参数，例如车辆轮胎的类型和状态(磨损、充气度、老化)。现在，应该注意到对于同一驾驶状况(相同的拐角、相同的速度、相同的天气状 况)，车辆驾驶员的感觉(也就是驾驶员施加到方向盘上使之转动的扭矩)会按照所述的外 部参数而不同。这意味着，由于这些外部参数的影响,驾驶员的感觉可能会与驾驶状况不相--致。因此希望的是使得“动力辅助规则”考虑准确反映驾驶状况和运动车辆状态的其 他参数。这些参数结合起来绝不会以驱动动力辅助马达的方式导致危害车辆驾驶员和乘 客安全的任何不稳定。因此，本发明克服的技术问题在于提供一种能够保持车辆的驾驶员的感觉的动力 转向系统，该车辆装备有所述动力转向系统,所述转向系统与车辆的动态性能相一致，并同 时不危害车辆驾驶员的安全。为此,本发明涉及一种用于机动车辆的动力转向系统,其包括-扭矩测量装置，用于测量驾驶员施加到机动车辆的方向盘上的扭矩；-速度测量装置,用于测量机动车辆的纵向速度；-动力辅助装置,用于对车辆驾驶员施加给方向盘(23)的手动力提供辅助；-处理装置,用于驱动动力辅助装置；其特征在于处理装置包括用于确定用来驱动动力辅助装置的驱动信号的确定装置，所述驱动信号取决于O第一控制信号，根据对驾驶员施加到方向盘的扭矩的测量值再施加以取决于车辆纵向速度的增益来确定的；O第二修正信号，该信号取决于 驾驶员施加到方向盘的扭矩的测量值；以及參取决于至少一个车辆的侧向动力学特征参数的设定值；用于确定驱动动力辅助装置的驱动信号的确定装置在对第二修正信号考虑在内 的程度加以限制，以将驱动信号保持在第一控制信号的数值上下的确定区间之内。主要根据设定值来确定动力辅助装置的驱动信号,使得动力辅助力以如下方式被 控制，即使得驾驶员的感觉趋向于与例如驾驶员在车辆的动态环境下所通常希望的感觉相 对应的设定值。本发明还使得动力辅助力以如下方式得以调整，即根据车辆的侧向动态状态来控 制驾驶员的感觉。这种方法使得例如轮胎的类型和状态的外部参数的变化得到考虑，这是 由于这些参数改变了车辆的动态性能。对控制信号和修正信号加以考虑意味着不仅能享有与动态状况相对应的感觉，并 且能保持体现安全操作模式的参考控制信号,确定装置可以按照驾驶状况以及所建议的设 定值与该驾驶状况的--致性来选择或组合第--和第二信号。另外，用于确定驱动动力辅助装置的驱动信号的确定装置对第二修正信号的结合 方面加以限制，以将驱动信号保持在第一控制信号的数值上下的确定区间之内，这意味着 可以限制设定值的结合,而这种结合会造成动力辅助装置的驱动过程中的不稳定性,从而 容易危害车辆驾驶员和乘客的安全。有利的是，区间的宽度被确定为第一控制信号的百分比。按照本发明的一个实施例,第二修正信号取决于驾驶员施加到方向盘的扭矩测量 值和设定值之间的差,设定值则取决于至少一个车辆的侧向动力学特征参数。按照本发明的另--实施例，该系统包括用于确定设定值的部件,该设定值则取决 于至少一个车辆的侧向动力学特征参数。按照本发明的又一实施例，该设定值进一步取决于至少一个车辆的垂直和/或纵 向动力学特征参数。无论如何,参考所附的示意附图，在下面的说明书的帮助下,将清楚理解本发明， 附图通过非限定实例描述了电动力辅助转向系统的一个实施例。图1是传统转向柱上的电动力转向系统的示意立体图；图2是本发明的电动力转向系统的示意局部图；图2代表机动车辆的电动力转向系统21,其包括-扭矩测量传感器22，用于测量驾驶员施加到机动车辆的方向盘23上的扭矩；-速度测量传感器24，用于测量机动车辆的纵向速度；-电动力转向马达25，用于对驾驶员施加给方向盘23的手动力提供辅助；-处理单元26,用于驱动电动力转向马达；-部件27，用于根据至少一个车辆的侧向动力学特征参数来确定设定值；处理单元26包括
-第一计算装置28,它用于计算第一控制信号Si,该信号是根据对驾驶员施加到 方向盘23上的扭矩的测量值再施加以取决于车辆纵向速度的增益来确定的；-第二计算装置29，用于计算第二修正信号S2,第二修正信号S2取决于驾驶员施 加到方向盘的扭矩测量值和设定值之间的差,该设定值则取决于至少一个车辆的侧向动力 学特征参数；-确定装置30，用于根据第一控制信号和第二修正信号来确定驱动动力转向马达 的驱动信号S3。确定驱动动力转向马达25的驱动信号的装置对将第二修正信号考虑在内的程度 加以限制，以将驱动信号保持在第一控制信号的数值上下的确定区间之内。区间的宽度可被确定为例如第一控制信号的数值的一个百分比。必须注意到,所述车辆的侧向动力学特征参数可以是侧向速度、侧向加速度、侧向 加速度的导数,或者最终使得侧向速度、侧向加速度和侧向加速度的导数得以确定的任何 其它的特征。
还应该注意到，体现车辆的纵向动态性能的特征的参数可以是纵向速度、纵向加 速度、纵向加速度的导数，或者最终使得纵向速度、纵向加速度和纵向加速度的导数得以确 定的任何其它的特征。应该明确的是,体现车辆的垂直动态性能的特征的参数可以是垂直速度、垂直加 速度、垂直加速度的导数，或者最终使得垂直速度、垂直加速度和垂直加速度的导数得以确 定的任何其它的特征。所述侧向、纵向和垂直动力学特征参数还可以是车辆的方向盘转角、转向速度、转 向加速度、偏航角速度和偏航加速度、车辆发动机所提供的扭矩。按照本发明的一个实施例，第一和第二计算装置以及确定装置可包括安装在同一 处理器内或不同处理器内的电子功能或软件功能。勿庸置疑的是,本发明不只局限于这里通过实例说明的这种动力转向系统的一个 实施例,相反还包括该实施例的所有变型形式。因此,特别是,动力转向系统可以是电控液 压式动力转向系统或者受控液压的动力转向系统。
权利要求
一种用于机动车辆的动力转向系统(21)，包括-扭矩测量装置(22)，用于测量驾驶员施加到机动车辆的方向盘(23)上的扭距；-速度测量装置(24)，用于测量机动车辆的纵向速度；-动力辅助装置(25)，用于对车辆驾驶员施加给方向盘(23)的手动力提供辅助；-处理装置(26)，用于驱动动力辅助装置；其特征在于所述处理装置(26)包括用于确定用来驱动动力辅助装置的驱动信号(S3)的确定装置(30)，所述驱动信号(S3)取决于○第一控制信号(S1)，该信号是根据对驾驶员施加到方向盘的扭矩的测量值再施加以取决于车辆纵向速度的增益来确定的；○第二修正信号(S2)，该信号取决于●驾驶员施加到方向盘的扭矩的测量值；以及●取决于至少一个车辆的侧向动力学特征参数的设定值；用于确定驱动动力辅助装置(25)的驱动信号的所述确定装置(30)对将所述第二修正信号(S2)考虑在内的程度加以限制，以将所述驱动信号(S3)保持在所述第一控制信号(S1)的数值上下的确定区间之内。
2.如权利要求1所述的系统,其中所述区间的宽度被确定为所述第一控制信号(S1)的 数值的一个百分比。
3.如上述权利要求中的任一项所述的系统，其中所述第二修正信号(S2)取决于驾驶 员施加到方向盘的扭矩测量值和设定值之间的差，所述设定值则取决于至少一个车辆的侧 向动力学特征参数。
4.如上述权利要求中的任--项所述的系统,其中该系统包括用于根据至少一个车辆的 侧向动力学特征参数来确定所述设定值的部件(27)。
5.如上述权利要求中的任一项所述的系统，其中所述设定值进一步根据至少一个车辆 的垂直和/或纵向动力学特征参数来确定。
全文摘要
本发明的转向系统包括处理装置(26)，处理装置包括根据如下参数确定动力装置(30)的驱动信号(S3)的装置(30)根据对驾驶员施加到方向盘的扭矩的测量值再施加以取决于车辆纵向速度的增益来确定的第一控制信号(S1)；以及由驾驶员施加到方向盘的扭矩的测量值和取决于至少一个车辆的侧向动力学特征参数的设定值来确定的第二修正信号(S2)。
文档编号B62D6/00GK101827742SQ200880100244
公开日2010年9月8日 申请日期2008年7月10日 优先权日2007年7月23日
发明者斯特凡·卡萨尔, 让·马克·卡斯巴里昂 申请人:捷太格特欧洲公司