[發明專利]用于控制車輛電動助力轉向裝置的方法及控制裝置

有效

• 申請號: 201310509359.7
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN103770835B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 托斯滕·克盧格
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: B62D6/00
• 分類號: B62D6/00;B62D113/00;B62D117/00
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司11278
• 代理人: 楊帆

技術領域

本發明涉及一種用于控制車輛、尤其是機動車輛電動助力轉向裝置的方法，以及用于控制車輛電動助力轉向裝置的裝置。

背景技術

電動助力轉向裝置、在此也稱為EPAS(電動助力轉向)系統在現有技術中是充分已知的。具有例如齒條和小齒輪轉向齒輪機構的EPAS系統借助電動機提供動力轉向力，該電動機向連接到齒條和小齒輪轉向齒輪機構的轉向小齒輪的轉向軸施加旋轉力，或者向轉向齒條施加線性力。在這樣的系統中，電動機通常至少根據由車輛駕駛員施加到方向盤的輸入扭矩以及確定的車輛速度被控制。

關于上面的敘述，大體上已經構建了兩種方法，其中一種確定由電動機借助靜態增加曲線(static boosting curve)、也被稱為穩態上升曲線施加的動力轉向力。增加曲線定義由駕駛員施加的輸入扭矩和由電動機產生的動力轉向力或輔助扭矩之間的靜態關系。為了轉向裝置的操作，增加曲線可以呈現為能夠被計算的函數或者預先存儲的特征曲線圖表，該函數和圖表都至少包含作為輸入變量的上述參數。借助靜態增加曲線的控制的主要優點是增加曲線或這一控制易于調整。然而，缺點是此類型的控制不能將轉向裝置的動態行為考慮在內，因為該控制本身是靜態的并且不能動態地起作用。

借助增加曲線的靜態控制的一個改進是形成動態調節EPAS系統，該系統在現有技術中也是已知的。在此借助主動動態控制單元、例如借助PID控制單元來調節電動助力轉向裝置，其中控制單元是定點值控制(setpoint-value-controlled)的并且控制裝置通常包含定點信號值變送器。

例如在歐洲專利說明書EP1 431 160B1中，動力轉向力的主動動態控制是已知的。所述文件描述了一種車輛電動助力轉向裝置，動力轉向力或轉向輔助扭矩借助電動機施加到該裝置。具體地，公開了用于控制由駕駛員體驗的轉向特征和傳輸給駕駛員的來自道路的相反作用的絕對值的系統，在該系統中，獨立于道路相反作用的傳輸控制地決定并控制轉向特征。該系統包含用于計算由車輛駕駛員感知的定點方向盤扭矩的定點信號值變送器，以及第一控制單元及與第一控制單元平行起作用的第二控制單元。通過與第二控制單元協作，第一控制單元控制電動機控制單元，該電動機控制單元反過來控制電動機。第二控制單元阻抑不希望的來自道路的相反作用，因此所述相反作用不會傳輸給駕駛員。

盡管動態控制比借助增加曲線的靜態控制具有顯著進步，目前已知的動態控制EPAS系統仍然由借助轉向裝置傳遞給駕駛員的、關于車輛主要駕駛狀態——例如來源于車輛轉向車輪的腳輪(caster)或車輛側向加速度的轉向扭矩——的相對較差的反饋限定，因為由車輛底盤傳輸給轉向裝置的信息通常由控制裝置解釋為噪音或被抵消。這導致主動動態控制的EPAS系統的轉向感常常被駕駛員感知為合成的。

通過歐洲專利申請EP2 397 390 A1公開的車輛電動助力轉向裝置的動態控制實現了這一方面的改進。將定點值饋送給轉向裝置控制單元的定點信號值變送器包含具有多個獨立元件的轉向裝置的前向模型或結構映射，因此結構映射可以借助易懂的參數來描述，例如，摩擦、剛性、阻尼或道路特性反饋的絕對值，并且通過這種方式實際轉向裝置的行為可以適應結構映射的行為。

發明內容

針對該背景，本發明的目的是確定一種用于控制車輛、尤其是機動車輛電動助力轉向裝置的方法，以及用于控制車輛電動助力轉向裝置的裝置，該方法和裝置給駕駛員提供改進的轉向感，特別地，該轉向感在關于車輛主要駕駛狀態的反饋方面更加真實。在本發明中車輛的主要駕駛狀態尤其是應當理解為由車輛底盤傳輸給轉向裝置的信息，例如由轉向車輛車輪的腳輪或車輛的側向加速度引起的車輛駕駛特征，并且該車輛駕駛特征旨在向駕駛員傳遞期望的駕駛感或轉向感。此外，該目的通過可能的最簡單的方式實現。

這些目的通過具有以下特征的用于控制車輛電動助力轉向裝置的方法及具有以下特征的用于控制車輛電動助力轉向裝置的裝置來實現。另外，以下還公開了本發明特別有利的改進。

應該注意的是，在下面的說明書中單獨描述的特征能夠以任何期望的技術上適當的方式彼此結合，并且顯示出本發明的更多改進。該說明書另外特別結合附圖限定并且具體描述了本發明。

用于控制車輛、尤其是機動車輛的電動助力轉向裝置的方法，至少具有以下步驟：

-由主動動態控制單元提供控制信息，

-向轉向裝置饋送控制信息，

-由定點信號值變送器提供定點值信息，

-由轉向裝置提供實際值信息，

-向定點信號值變送器饋送實際值信息，