确定用于机动车辆应用的转向角的制作方法

本申请依据35u.s.c.§119(a)-(d)享有于2017年7月5日提交的德国申请102017211428.2的外国优先权，在此通过引用将其全部内容并入本申请。

本公开涉及一种用于自适应灯控制和估算机动车辆的转向角的方法及装置。

背景技术：

在用于机动车辆的各种应用的情况下，例如在自适应转向灯应用的情况下，有必要对作为输入变量的机动车辆的相应转向角进行了解。在已知的自适应转向灯应用中，例如确定绝对转向角的传感器被用来将自适应转向灯——即驾驶转弯时前照灯的光——定位于驾驶员所期望的方向上。检测绝对转向角的传感器在机动车启动之后立即提供方向盘的角度，从而一旦车辆开始移动，自适应转向灯就可供驾驶员使用。

确定绝对转向角的传感器成本高，因此使用已经存在于具有动力转向或电动转向或epas(“电动助力转向”)转向的所有车辆中的相对转向角传感器会更经济。在以相对转向角传感器的先前使用的概念中，只有在一旦已经确定了转向中心偏移量后，才能从相对转向角度值导出绝对转向角值。转向中心偏移量表示方向盘的0°位置与车轮的直线前进位置之间的偏移量。

确定转向中心偏移量只能在车辆开始移动时开始，并且需要一些时间来执行足够数量的测量，这些测量对于执行偏移的校准或转向中心偏移量的计算是有必要的。在偏移校准周期内，没有可用于其它应用——例如用于自适应前照灯控制——的计算出的绝对转向角。

在文献us9,193,386b2中，例如，在关闭机动车辆之前最后检测到的绝对转向角被存储并在下一次车辆起动期间用于临时绝对转向角的计算。在us6,466,848b2中，基于相对转向角和转向角中心点来计算绝对转向角。在us9,096,256b2中，使用了测量绝对转向角和相对转向角的设备。us2009/0125187a1中公开了类似的过程。

技术实现要素：

在此背景下，即使在已经启动机动车辆后不立即需要绝对转向角传感器，技术上也希望能够具有或确定用于其它应用的可靠转向角。

因此，本公开的目的是提供一种操作机动车辆的有利方法和一种估算机动车辆的转向角的设备，该设备特别地及时提供可靠转向角以完成转向中心偏移量的校准。

根据本公开的用于操作机动车辆的方法涉及包含多个车轮的机动车辆。根据本公开的方法的特征在于，转向角δ是基于单辙模型使用横摆率或横摆速度ω、至少一个车轮的转速、轴距l和车辆的特征速度vch来估算的(例如，计算的)。基于估算的(例如计算出的)转向角，实施需要知道机动车转向角的应用。这可以是例如用于自适应灯控制或自适应前照灯控制的方法。在有利的方案中，如果额外需要，则使用转向传动比估算或计算转向角δ。

根据本公开的方法具有以下优点：在启动车辆移动和校准过程——特别是转向中心偏移量的校准过程——结束之间的时间间隙内存在估算或计算绝对转向角值的时机。因此，尽管仅使用一个相对转向角传感器，但是在启动车辆移动之后立即可以向驾驶员提供需要知晓绝对转向角的应用，例如自适应前照灯控制。通过本公开，可以节省相关成本。

转向角δ优选地使用横摆率ω、选择的挡位i、轴距l，速度v和车辆的特征速度vch根据以下公式来估算或计算：

在这种情况下，特征速度vch被确定为自动转向梯度(self-steeringgradient)的函数。横摆率描述机动车辆绕其z轴——即围绕垂直轴线——的旋转运动的速度。根据所述公式的计算具有容易确定的优点，并且使用在车辆启动之后立即可以获取的参数和输入变量。

在有利的方案中，确定(例如计算)转向中心和使用相对转向角和转向中心偏移量来确定(例如计算)绝对转向角。通过上述方法的步骤，可以确定用于其它应用的可靠转向角并且使其可以在确定转向中心或校准转向中心偏移量之前获取。在成功确定转向中心或完成转向中心偏移量的校准之后，可以使用相对转向角和转向中心偏移量来确定绝对转向角。在确定转向中心之前和之后确定绝对转向角的不同方法的所述组合使可靠转向角从启动机动车辆移动的时间点立即可以持续获取。

在所描述的方法的情况下，可以使用检测横摆率或横摆速度的传感器；附加地或可选地，可以使用检测至少一个车轮的转速的传感器。进一步地，可以使用检测相对转向角的传感器。所述传感器的使用使必要的参数能够可靠地检测转向角。

根据本公开的用于机动车辆的自适应灯控制的方法的特征在于，基于根据已经描述的方法估算的转向角来执行灯光——优选地为前照灯的灯光——的定向。特别地，可以基于上述输入变量并且基于所述计算公式来估算——并且可能是计算——转向角。

根据本发明的用于估算机动车辆的转向角——特别是用于计算转向角——的设备包含确定横摆率的传感器和确定机动车辆至少一个车轮的转速的设备。该设备被设计为执行上述的方法。有利的是，该设备还包含配置为确定相对转向角的设备和/或配置为确定转向中心偏移量的装置。该设备尤其可以包含用于计算转向中心的装置。

根据本公开的用于自适应灯控制的设备包含上面描述的用于估算转向角的装置。根据本公开的机动车辆包含之前描述的设备中的一个。机动车辆可以是例如乘用车辆，卡车或任何其它机动车辆。

附图说明

图1以流程图的形式示意性地示出了根据本公开的逻辑；

图2示意性地示出了根据本公开的用于估算机动车辆的转向角的装置；以及

图3示意性地示出了根据本公开的机动车辆。

具体实施方式

根据需要，在此公开了本公开的详细实施例，然而，应当理解的是，公开的实施例仅仅是本公开的示例，其可以以各种替代形式实施。附图不一定是等比例的，一些附图可以被放大或缩小以显示特定组件的细节。因此，这里公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅是作为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本公开的典型依据。

图1以流程图的形式示意性地示出了用于根据本公开的方法或装置的逻辑。在步骤10中，车辆开始移动。在步骤11中，检查是否可以获取转向中心。如果在11处不能获取转向中心，则一方面在步骤12中开始转向中心的计算或校准。在步骤13中，基于单辙模型来确定或计算转向角。为此，用于横摆率ω和至少一个车轮的转速的输入值的传感器15可用于在步骤14中计算转向中心。此外，在步骤14中，提供作为车辆特定值16的轴距l、特征速度vch(优选作为自动转向梯度的函数)和转向传动比(如果有必要)用于转向中心的计算。

在步骤14中计算转向中心的情况下，可以根据以下公式计算转向角δ：

δ＝[ω*i*l*(1+v²/vch²)]/v。

其中，i表示选择的挡位，并且v表示车辆的速度。速度v可以例如由转速导出。

基于在步骤14中根据转向中心的计算确定的绝对转向角，在步骤17中基于转向角的应用被启动并执行。这可以是例如自适应灯方向控制或前照灯控制。

如果在步骤11可以获取转向中心，或者在计算转向中心之后从步骤12返回到步骤11之后可以获取，则在步骤18中计算绝对转向角值。为此，相对转向角和转向中心偏移量被用作输入数据19。基于在步骤18中如此计算的绝对转向角，已经描述的用于自适应灯或前照灯控制的应用可以开始并在步骤17中执行或继续。

图2示意性地示出了用于估算机动车辆30的转向角的根据本公开的设备20。设备20包含确定横摆率的传感器21和确定机动车辆30的至少一个车轮的转速的装置22。所述装置被设计为执行上面描述的方法，特别是结合图1描述的方法。为此，图2中示出的设备20包括估算或计算转向角的装置26。

设备20可以选择性地包括确定相对转向角的装置23和/或确定转向中心偏移量的装置24和/或计算转向中心的装置25。根据本公开的装置20优选为用于自适应灯控制或灯光方向控制的设备。

图3示意性地示出了根据本公开的机动车辆。根据本发明的机动车辆30包括多个车轮31、转向机构32、前照灯33和根据上述公开内容的设备20。设备20被设计用于执行所描述的方法，优选结合图1的逻辑描述的方法。机动车辆优选地包含自适应前照灯控制，其可以通过使用所描述的方法和图1中所示的逻辑来应用。

尽管以上描述了示例性实施例，但这些实施例并不旨在描述本公开的所有可能的形式。相反，说明书中使用的词语是描述性的词语而并非限制性的词语，并且应当理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以进行各种改变。另外，各种实现实施例的特征可以被组合以形成本公开进一步的实施例。