[發(fā)明專利]轉(zhuǎn)向扭矩管理器及包括其的控制模塊、駕駛員輔助系統(tǒng)、車輛及其中的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810111460.X
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108622182B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: L·J·莫德;M·黑格隆德
• 申請（專利權(quán)）人: 沃爾沃汽車公司
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡洪貴

本公開涉及一種用于道路車輛(2)的高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)(26)的轉(zhuǎn)向扭矩管理器(STM)(1)及用于其的方法。駕駛員在環(huán)功能(13)確定何時將控制移交至駕駛員。車輛角度控制器(14)使用ADAS(26)車輪轉(zhuǎn)角請求(3)來提供待添加到來自電動助力轉(zhuǎn)向的扭矩請求(7)的疊加扭矩請求(17)。STM(1)還設(shè)置為接收輔助扭矩相關(guān)信號(6)。當(dāng)由ADAS(26)提供駕駛員輔助時，STM(1)設(shè)置為向前饋送前饋信號(21)并從疊加扭矩請求(17)減去前饋信號，前饋信號通過使用處于范圍[0,1]中的縮放因子而縮放為輔助扭矩相關(guān)信號(6)的縮放版本，如果駕駛員行為的度量(22)指示高駕駛員行為則采用低值而如果駕駛員行為的度量(22)指示低駕駛員行為則采用較高值。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及用于具有電動助力轉(zhuǎn)向的道路車輛的高級駕駛員輔助系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向扭矩管理器以及這種轉(zhuǎn)向扭矩管理器中的方法。

背景技術(shù)

已知在道路車輛中使用動力轉(zhuǎn)向，例如是在諸如汽車、貨車、公共汽車或卡車的道路車輛中的電動助力轉(zhuǎn)向(通常縮寫為EPAS)，其中，電機(jī)通過例如向道路車輛的轉(zhuǎn)向柱或轉(zhuǎn)向齒條添加輔助扭矩來輔助道路車輛的駕駛員。

還已知使用諸如車道保持輔助系統(tǒng)(通常縮寫為LKA系統(tǒng))的高級駕駛員輔助系統(tǒng)(通常縮寫為ADAS)，以幫助道路車輛駕駛員將道路車輛保持在期望的車道中。對于LKA或使用EPAS的車道對中系統(tǒng)而言，方向盤扭矩疊加，即加之于通過EPAS的基本輔助而已獲得的方向盤扭矩上的額外方向盤扭矩被用于橫向位置控制。

然而，對更高級的自主轉(zhuǎn)向功能的需求已經(jīng)對當(dāng)前的轉(zhuǎn)向安全概念提出了新的要求。其中的一個例子通常被稱為輔助駕駛(通常縮寫為PA)，該輔助駕駛幫助駕駛員在道路車道內(nèi)駕駛車輛，同時與前方車輛維持預(yù)先選定的時間間隔。

當(dāng)前用于例如PA功能的駕駛員輔助功能的安全機(jī)制通常依靠駕駛員始終將他或她的手握持在方向盤上。通過握持方向盤，駕駛員將通過扭矩干擾影響車輪轉(zhuǎn)角控制器。當(dāng)駕駛員將他或她的手放在方向盤上時，扭矩干擾取決于駕駛員的生物識別以及不同的駕駛員可能握持方向盤的多種不同方式。

轉(zhuǎn)向扭矩管理器(Steer Torque Manager，通常縮寫為STM)是包括駕駛員在環(huán)(Driver In the Loop，通常縮寫為DIL)功能以及車輪轉(zhuǎn)角控制器的組件。DIL功能通常依靠扭力桿扭矩傳感器來決定何時以及如何將控制從輔助駕駛功能或車道保持輔助功能移交至駕駛員并決定何時將駕駛員視為需要通過車輪轉(zhuǎn)角控制器進(jìn)行抑制的干擾。DIL功能通過限制車輪轉(zhuǎn)角控制器的扭矩輸出，例如通過縮放輸出或通過減小可允許的最大或最小疊加扭矩而將控制移交給駕駛員。STM通常位于EPAS供方節(jié)點，該EPAS供方節(jié)點在此被稱為動力轉(zhuǎn)向控制模塊(Power Steering Control Module，通常縮寫為PSCM)。

由于需要駕駛員將他或她的手保持在方向盤上，PA功能的整體舒適度和客戶價值在很大程度上由DIL功能決定，這需要處理兩個部分矛盾的要求。首先，DIL功能和車輪轉(zhuǎn)角控制器必須能夠跟蹤來自PA路徑的車輪轉(zhuǎn)角請求同時抑制來自將他或她的手放在方向盤上的駕駛員的扭矩干擾。其次，當(dāng)駕駛員期望控制車輛時，DIL功能必須舒適地將控制移交至駕駛員，從而確保駕駛員不會經(jīng)受方向盤中的高扭矩。

這兩個要求是矛盾的，因為第一個要求依賴于能夠抑制方向盤扭矩干擾，而第二個要求意味著駕駛員永遠(yuǎn)不會經(jīng)受來自車輪轉(zhuǎn)角控制器的較大反作用扭矩。

當(dāng)駕駛員將他或她的手放在方向盤上，同時肩膀和手臂休息，并且同時諸如PA的高級駕駛員輔助系統(tǒng)處于激活狀態(tài)時，駕駛員可能無意中導(dǎo)致大小為0.5-1.5Nm的方向盤扭矩。來自駕駛員的這種無意干擾通常會導(dǎo)致方向盤的微小移動，而該微小移動又會隨著車輪轉(zhuǎn)角控制器試圖補(bǔ)償干擾而由STM中的車輪轉(zhuǎn)角控制器來抵消這種無意干擾時引起短暫的扭矩脈動。在一些情況下，由于這也可能在道路車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電機(jī)控制器處引起例如高達(dá)約0.15Nm的扭矩干擾，所以駕駛員也會感覺到產(chǎn)生的橫向運動。