转向角度误差的校正方法
【专利摘要】本发明提出一种用于操作机动车辆（1）的主动转向系统的方法。该方法至少包括下述步骤：确定机动车辆（1）的行驶状态；确定机动车辆（1）的方向盘（2）的方向盘角度（3）；确定转向角度；确定瞬时驱动器角度；确定各自的角度偏差，以及计算用于方向盘角度（3）的校正角度。进一步地，本发明涉及用于机动车辆（1）的主动转向系统以及具有这种转向系统的机动车辆（1）。
【专利说明】转向角度误差的校正方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于操作机动车辆的主动转向系统的方法，特别是用于校正转向角度误差的方法，还涉及用于机动车辆的主动转向系统以及涉及具有这种转向系统的机动车辆。
【背景技术】
[0002]在机动车辆的主动转向系统中，方向盘的转向角度由机电一体化辅助系统设置。主动转向系统的典型示例是:线控转向(steer-by-wire)系统,其中，方向盘和车轮的转向器之间没有机械连接；以及叠加的转向系统，其中，由驾驶员在方向盘上产生的转向角度在叠加齿轮机构(Superimposition gear mechanism)中叠加在由伺服马达产生的转向角度上，两个转向角度的总和被传送至车轮的转向器。这些转向系统的优点其中包括方向盘的角度与实际的转向角度或具体的角度变化的速度的耦合被分解，对转向可以进行干预而不被驾驶员直接感觉到。特别是，方向盘驱动角度和转向角度的耦合的消除被用于选择方向盘和车轮转向器之间的根据速度的传动比，这提高了驾驶的舒适度和安全性。
[0003]但是，主动转向系统的使用可能产生的问题是，当机动车辆向前直行时，方向盘不一定在中心位置。产生的原因可能是生产偏差、错误的方向盘设置或转向系统设置、磨损或损坏。也可能是在向两侧降低的道路上行驶导致了机动车辆的直着向前的方向与方向盘的中心位置之间的偏移。这种偏差会对驾驶舒适度产生消极影响。
【发明内容】
[0004]因此本发明引入一种用于操作主动转向系统的方法，特别是用于校正机动车辆转向角度的方法。该方法至少包括下述步骤之一。
[0005]-确定机动车辆的行驶状态；
[0006]-确定机动车辆方向盘的方向盘角度；
[0007]-确定转向角度；
[0008]-确定瞬时驱动器角度；
[0009]-确定各自的角度偏差，以及
[0010]-计算用于方向盘角度的校正角度。
[0011]根据本发明的方法使得有可能检测方向盘角度和实际转向角度之间的偏差或偏移并减少或消除它们。这解决了开始时提到的问题。
[0012]机动车辆的运动方向优选通过相互比较机动车辆的多个车轮各自的车轮速度确定。被比较车轮速度的车轮通常是设置在同一轮轴——优选沿转向轮轴——上的机动车辆相对侧的车轮。在本发明范围内通常优选的前轮轴转向的情况下，即，左侧和右侧前轮(主动前轮转向，AFS)。但是，在机动车辆的定向运动的确定中，也可能包括机动车辆其他车轮的车轮速度。车轮速度的确定简单易行并通常也由于其他原因已经实现，为了这些原因，根据本发明的方法的本实施例可能在无特别额外支出的情况下被实施。所需的传感器和可能需要的用于传感器获得的数据的处理软件通常在机动车辆中是现有的，例如以ABS传感器和相关联的ABS控制软件的形式。
[0013]可供选择地或附加地，机动车辆的运动方向可由传感器和相应的传感器信号的处理软件确定。这里使用传感器确定运动方向并输出含有具体运动方向信息的传感器信号。传感器的使用必然伴有增加的结构复杂性，但提供的优点是，测量值独立于由于不同的轮胎压力或不同的磨损程度造成的车轮圆周的偏差。除了估计车轮速度之外，也可以想到使用传感器以便例如实现机动车辆的定向运动的确定上的增加的准确性或数值相对彼此的真实性检查。
[0014]定向运动的确定可被用于计算补偿的转向角度。在本发明中，例如，实际的转向角度被以校正值改变，所述校正值反映从实际的定向运动的转向角度偏差，并且例如可以在上述一种或两种方法的基础上计算。此补偿的转向角度可被用作参考值来计算方向盘角度和定向运动之间的偏差。
[0015]偏差的减少可能是在相对长的时间内逐渐发生，或者，这里的时间可能包含几秒，或甚至几小时或几天。但是，减少也可能是突然或忽然地发生。
[0016]本发明的第二方面提出了用于机动车辆的主动转向系统。主动转向系统具有用于确定机动车辆的定向运动的装置，用于确定方向盘角度/转向角度的装置，用于确定驱动器角度的装置，以及连接至所述装置的控制单元。控制单元设计为实现本发明第一方面所述的方法。
[0017]进一步地,本发明涉及包括这样的主动转向系统的机动车辆。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]参照示例性实施例附图，对本发明进行下述详细说明。在附图中:
[0019]图1示出具有根据本发明的主动转向系统的机动车辆，以及
[0020]图2示出根据本发明的方法的流程图。
[0021]附图标记列表:
[0022]I 机动车辆
[0023]2 方向盘
[0024]3 转向角度
[0025]4 叠加齿轮机构
[0026]5 马达
[0027]6 叠加角度
[0028]7 总驱动角度
[0029]8 转向齿轮机构
[0030]9-1 车轮
[0031]9-2 车轮
[0032]9-3 车轮
[0033]9-4 车轮
[0034]10 用于确定方向盘角度的装置
[0035]11 用于确定定向运动的装置[0036]12 控制单元
[0037]13 传感器
【具体实施方式】
[0038]图1所示为包括根据本发明的主动转向系统的机动车辆I。机动车辆I的驾驶员通过方向盘2控制机动车辆1，并在这种情况下使方向盘2转向方向盘角度3。在叠加齿轮机构4中，由通常为电动的马达5提供的叠加角度6叠加在方向盘角度3上。在具有前车轮9-1和9-2的前轮轴转向装置的机动车辆中，所产生的总驱动角度7使转向齿轮8运动，转向齿轮8的运动产生所预期的、车轮9-1至9-4中的两个在位置上的变化。图1中的主动转向系统具有用于确定方向盘角度3的装置10，其检测方向盘角度3并传送该角度3至控制单元12。进一步地，示例性实施例的主动转向系统包括用于确定机动车辆定向运动的装置11，在此该装置11被设计为读出转向齿轮8的驱动角度或补偿转向角度，并将读出的角度传送至控制单元12。进一步地，图1中的机动车辆I包括传感器13，传感器13可体现为例如加速度传感器，并且被设计为确定机动车辆I的运动方向。控制单元12被设计为实现根据本发明的方法。为了实施主动转向系统已有的功能，控制单元12也可根据方向盘角度3控制马达5。
[0039]图2示出根据本发明的方法的流程图。当车辆启动时，例如由于机动车辆I的点火装置被启动，本方法开始。在步骤SI，根据方向盘角度3、已补偿的方向盘角度、瞬时驱动器角度以及最后确定的校正角度，实现转向角度偏差的连续确定。在步骤S2，车辆的状态被确定。为此，例如车辆速度、转向速度以及横摆角速度(yaw rate)被用到。已补偿的方向盘角度也可包括在内。在步骤S3，确定驾驶状态是否必须被校正。如果车辆I的驾驶状态在校正窗口内，程序继续进行到步骤S4。如果车辆I的驾驶状态在校正窗口外，程序转至步骤S6。在步骤S4,响应于车辆I的驾驶状态在校正窗口内的确定，启动转向角度的偏差的减少。在步骤S5，校正角度相应地更新。如果车辆I的驾驶状态在校正窗口之外，在步骤S6，转向角度偏差的减少被禁止。从而，在步骤S7，之前的校正角度被保持不变。在步骤S8，S5和S7的结果相结合，相应适当的校正角度被在S9中被应用。例如，当车辆I熄火时，方法结束。
【权利要求】
1.用于操作机动车辆(I)的主动转向系统的方法，其特征在于，包括步骤: -确定机动车辆(I)的行驶状态； -确定机动车辆(I)方向盘(2)的方向盘角度(3)； -确定转向角度； -确定瞬时驱动器角度； -确定各自的角度偏差，以及 -计算用于方向盘角度(3)的校正角度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，机动车辆(I)的运动方向通过比较机动车辆(I)的多个车轮(9-1，9-2，9-3，9-4)各自的车轮速度来确定。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，机动车辆(I)的运动方向通过传感器(13)确定,该传感器(13)设计为确定运动方向并输出含有具体运动方向信息的传感器信号。
4.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，转向角度通过读出转向齿轮(8)的驱动角度来确定。
5.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，已补偿的转向角度被考虑在内。
6.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，具体方向盘角度(3)的偏差在一段时间内被减少或突然被减少。
7.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，具体方向盘角度(3)的偏差的减少通过应用附加的转向角度至主动转向系统来实现。
8.用于机动车辆(I)的主动转向系统，其特征在于，主动转向系统包括:用于确定机动车辆(I)的定向运动的装置(11，13)，用于确定方向盘角度的装置(10)，以及连接至所述装置并设计为实现上述权利要求中的任一项所述的方法的控制单元(12)。
9.机动车辆(I)，其特征在于，具有上述权利要求所述的主动转向系统。
【文档编号】B62D101/00GK103921841SQ201410018142
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2013年1月15日
【发明者】阿提拉·贝纳克, 塞尔吉奥·考德纳苏, 洛德韦克·维基佛斯, 安德鲁·布朗, 米格尔·巴赫纳, 达雷尔·艾伦·雷克 申请人:福特全球技术公司