操作机动车辆的电动转向辅助系统的方法以及电动转向辅助系统和具有相应装备的机动车辆的制作方法
【专利说明】操作机动车辆的电动转向辅助系统的方法以及电动转向辅助系统和具有相应装备的机动车辆
[0001]本发明涉及一种用于操作具有启停系统的机动车辆的电动转向辅助系统的方法。本发明进一步涉及如权利要求7的前序部分所述的机动车辆的相关的电动转向辅助系统，并且还涉及如权利要求10所述的具有相应装备的机动车辆。
[0002]作用于机动车辆的转向装置上的启停系统以及支持和辅助系统已被充分了解。后者的范围从动力转向系统一一其与此同时已被完全建立起来一一到自动运转的转向系统；例如在停车的情况下。此外，在行驶中，这样的系统也越来越主动地介入到转向过程中，以便增加乘员的驾驶舒适性和安全性。相比之下，启停系统寻求通过关闭被制动的机动车辆的内燃机一一尤其是制动直到静止一一来减少CO2的排放。在该停止阶段结束时，内燃机在之后被重新启动以便允许继续行驶。
[0003]动力转向系统依据其驱动方式各不相同。传统的液压式动力转向系统主要用于纯粹的转向力辅助。相比之下，新的系统具有电动马达(EHPS =电控液压助力转向)。电控液压操作因此有可能，其中，通过电动马达建立必要的液压。由于省略了在其他方式下通过内燃机驱动的液压泵，这些系统已在能量方面提供了优势。此外，所述系统的电动马达仅当需要时打开，这样，也不再有运转的内燃机的连续的能量损耗。相比之下，其他转向系统提供了纯电动执行(EPS =电动转向或EPAS =电动助力转向)。这些系统完全免除了液压部分，因为其辅助仅恢复到电动马达，电动马达之后直接耦接至转向系统。
[0004]由于EPS系统和启停系统的组合，已经可以获得具有相应的0)2减少的清洁能源的优势。因为内燃机通过由电流操作的起动机启动，以车辆用电池的形式的蓄电池的荷电状态特别需要被监测。关于启动和停止内燃机的决定由此通过启停系统以这种方式执行，即，在停止阶段结束时，蓄电池仍然具有足够的容量以启动内燃机。在这种情况下，关于在停止阶段一一其中，内燃机关闭一一转向辅助系统的操作的问题由此被提出。
[0005]因为EPS系统的电动马达由电流操作，在停止阶段，针对所述电动马达的操作，现有技术通常提供两种可能性。EPS系统可在停止阶段保持工作，其中，内燃机在检测到转向运动的情况下启动。因此，在静止时，车辆电池不负担EPS系统的电动马达的部分上的消耗。另一方面，EPS系统也可在停止阶段转换到静止状态，这样，在静止状态下不提供转向辅助。EPS系统仅在停止阶段内燃机的自动重新启动之后被再次重新激活。
[0006]两种可能性仅允许电动转向辅助系统的不理想的操作。尤其是，通过转向运动的内燃机的重启因此导致了有时只有短暂的停止阶段；由于完全不知情地或无意地发生的可能的转向运动更是如此，例如，当身体运动过程中靠在方向盘上时。由于实际上只是短暂的停止阶段，真正的0)2减排要比预期低得多。相比之下，在静止状态中的EPS系统缺少辅助的另一种可能性的确允许更高的ccy咸排，然而，这是以舒适性为代价的。这尤其通过陌生的感觉表现出来，这必然是在人们驾驶处于停止阶段的车辆时由于转向辅助的突然丧失所带来的。
[0007]在任何情况下，在停止阶段结束时或通过由转向运动引入的内燃机的重新启动会经历转向感的显著变化，其范围最高可至方向盘内的反冲。该反冲归因于起动机需要蓄积的电流以便启动内燃机的事实，其中，通过转向辅助系统的辅助功率在启动时刻被暂时中断。在任何情况下，停止和启动阶段和/或由转向运动引起的内燃机的重新启动之间的经常转换会导致不利的影响。
[0008]鉴于这些不利的影响，仍然有提供一切手段以进一步改进操作具有结合了启停系统的电动马达的转向辅助系统的当前已知的可能性的空间。
[0009]在此基础上，本发明所要解决的问题是改进一种操作具有启停系统的机动车辆的转向辅助系统的方法并且也改进具有启停系统的机动车辆的转向辅助系统以及改进相应的车辆，这样，尽管降低了 CO2的排放，人们驾驶机动车辆的驾驶舒适性还是可以在停止阶段得以提高。
[0010]这一问题关于方法的部分通过具有权利要求1的特征的方法实现。该问题关于对象的部分的解决方案归于具有权利要求7的特征的转向辅助系统和具有权利要求10的特征的机动车辆中。
[0011]进一步地，本发明的特别有利的实施例通过各个从属权利要求公开。
[0012]应该注意的是，在以下说明书中单独指定的特征可以以任何技术上有利的方式彼此结合并给出本发明的进一步的实施例。说明书一一尤其是与附图结合一一附加地表征和具体说明了本发明。
[0013]根据本发明的方法旨在用于操作具有启停系统的机动车辆的转向辅助系统。在此，启停系统配置为在停止阶段的开始暂时关闭机动车辆的正在运行的内燃机。而且，启停系统保证了内燃机在停止阶段结束时、在相应的启动阶段中重新启动。转向辅助系统在此通过蓄积的电流操纵，尤其是在停止阶段中。所述蓄积的电流在此优选由蓄电池提供，其以车辆用蓄电池的形式被额外地携带。
[0014]根据本发明的方法在此包含以下步骤:
[0015]-在停止阶段通过蓄积的电流操作电动马达；
[0016]-在停止阶段开始时，监测由转向辅助系统的电动马达引起的蓄积的电流的消耗；
[0017]-基于蓄积的电流的之前的消耗估计电动马达对蓄积的电流的未来消耗；
[0018]-在停止阶段以如下方式管理转向辅助，S卩，基于估计的所述电动马达对蓄积的电流的未来消耗的需要，调节蓄积的电流向电动马达的供给。
[0019]由EPS系统的电动马达引起的蓄积的电流的消耗的监测一一其发生在停止阶段一一在此优选由马达电流监测器执行。
[0020]根据本发明的方法的特别优势在此首先在于这样的事实，S卩，转向辅助系统的电动马达传递了有效的辅助，即使是在停止阶段。以这种方式，人们驾驶机动车辆的驾驶舒适性在停止阶段大大增加。在停止阶段进行的转向运动因此也由电动马达辅助，这样，可保留至少近似不变的转向感。在任何情况下，这意味着在停止阶段没有由转向辅助系统的辅助功率造成不良的影响，其在其他方式下不存在于停止阶段之外。相反，驾驶车辆的人在行驶和停止阶段中都能发现基本连续的辅助功率，并且所述辅助功率不会导致任何舒适性的丧失。
[0021]即使在可能的转向运动的情况下，内燃机也不会自动启动，并且因此，本发明尽管增加了转向舒适性也使CO2排放特别有利的减少成为可能。其结果是，机动车辆在其操作过程中的静止期间可因此特别用于引入相应的停止阶段。以这种方式，可利用所述静止期间以便关闭内燃机并仅在停止阶段结束时在启动阶段重新启动内燃机。
[0022]由于由转向辅助系统的电动马达引起的蓄积的电流的消耗的监测，现在有可能提供一种针对所述电流的未来消耗的预测。基于之前监测提供的电动马达对蓄积的电流的预计未来消耗的估计现允许对在停止阶段中转向辅助的管理。在此，转向辅助的管理意味着根据需要调节蓄积的电流向电动马达的供给。换言之，举例来说，基于车用蓄电池的荷电状态和电动马达对蓄积的电流的预计未来消耗来执行调节。
[0023]该调节以这样一种方式影响蓄积的电流对电动马达的供给，S卩，所述电动马达获得用于提供一一无论最大程度与否一一相应辅助所要求的安培数。在停止阶段的转向辅助的操作过程中，不同水平的安培数可通过电动马达请求。这些都特别依赖于转向角和转向速度以及相应的阻力。如果进行的估计预测了较高的未来消耗，可一一例如，通过阈值一一限制电动马达的最大可能安培数。换言之，通过电动马达的辅助功率将在需要超过阈值的安培数的情况下更低。
[0024]在此，无固定的随时间的推移的阈值优选用于调节蓄电池电流向电动马达的供给，并因此也允许请求的辅助功率中的任何峰值。这可根据本发明实现，通过降低整体所需的供给，以便能够匹配预计的消耗。除了电动马达对蓄积的电流的可能的消耗的估计，关于停止阶段的可能的持续时间的预测也可特别优选地进行。转向辅助的非常精确的管理可基于关于可能的消耗及其持续时间的两个估计变量执行。为此，马达电流观测器也可具有学习效应，其例如是基于通常的驾驶行为。尤其当车辆总是在相同的范围并在相同的路径移动时，所做的评估因此可被改进。在此，在交通信号灯处或处于车龙中的典型的停止的持续时间在之后尤其会产生影响。
[0025]根据基本的发明构思的有利发展，仅在一旦之前的监测周期已经过去时启动蓄积的电流向电动马达的供给的调节。在此，所述监