确定线控转向系统的齿条力的方法、线控转向系统和车辆技术方案

本发明专利技术涉及一种用于确定线控转向系统(1)的齿条力的方法，其中，转向系统(1)包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定线控转向系统的齿条力的方法、线控转向系统和车辆
[0001]本专利技术涉及一种用于确定线控转向系统的齿条力的方法、一种线控转向系统和一种车辆。
[0002]线控转向系统的特征通常在于，与转向手柄连接的输入轴不再具有机械作用，例如至转换转向运动的与车轮耦合的齿条的机械作用。由此，从街道到转向装置到转向手柄的触觉反馈也丢失。因此已知的是，设置用于产生反作用力或相应的反馈力矩的致动器(例如电动机)，其此外根据调节的(车轮)转向角产生反力矩，并且因此在转向手柄上产生反力。在此通常根据齿条位置确定转向角。反作用力致动器此外经常用于，输出位置预设参量(齿条位置预设参量)，以便根据转向手柄操纵来运动齿条，并且由此调节至少一个车轮的转向角。
[0003]此外，为了可以为驾驶员提供尽可能切合实际的关于当前的驾驶或转向情况的反馈而已知的是，确定齿条力，根据齿条力设置转向手柄上的反作用力。这原则上可以通过齿条力的测量进行。然而，由于成本原因，优选的是，例如通过建模并且根据其他的可不太复杂地测量的信号、例如车速或转向手柄方位来确定齿条力。附加地或备选地，可以检测齿条运动和/或偏转率或横向加速度。
[0004]然而证实的是，不能在所有运行情况下都令人满意地确定齿条力，并且据此产生切合实际的反作用力。这尤其与转向系统内的仅难以考虑的摩擦效应相关联。
[0005]从WO 2009/133 534 A2已知了，检测在不同的运动状态中并且尤其在从空挡位置向外的第一次的运动情况下的手动转向力矩，并且据此确定静摩擦值。
[0006]DE 10 2008 021 848 A1公开了用于考虑转向系统中的静和动摩擦的方法和系统，为此建立与速度有关的摩擦模型。
[0007]DE 199 20 975 A1公开了通过评估例如转向转矩探测值来估计和补偿转向系统中的静摩擦。
[0008]本专利技术所要解决的技术问题在于，改善用于线控转向手柄的切合实际的反作用力的产生。
[0009]该技术问题利用根据权利要求1的方法、根据权利要求9的线控转向系统和根据权利要求10的车辆解决。要理解的是，在当前要求保护的解决方案中，也可以单独或以任意的组合设置开头提到的特征。
[0010]根据本专利技术识别的是，尤其当没有发生齿条运动时，发生产生切合实际的反作用力的有问题的情况，因为基于内部的(例如包括齿条的传动装置内的)系统摩擦，实际作用的齿条力没有转换为运动。在这种情况下，迄今为止不能够或至少不能够以令人满意的精度通过设置恰当的反作用力向驾驶员提供切合实际的反馈。
[0011]本专利技术的基本构思因此是，检测状态，在该状态中例如通过转向手柄的转向预设、然而还没有转换齿条运动。在该状态中，根据期望，由车轮致动器根据转向手柄偏转将调节力施加到齿条上，调节力然而基于内部的摩擦没有产生齿条运动。但是，在所述状态下相应于有效的齿条力的该力可以用于设置切合实际的反作用力。为此，例如可以考虑用于产生调节力的控制信号或其他的参量，从所述控制信号或其他的参量可以确定施加的调节力。
[0012]要理解的是，本专利技术主要涉及在实际的车辆运行中并且尤其在调度和/或行驶运行期间的反作用力产生。换言之，本专利技术并不设置用于测试运行或实验室运行，或至少不局限于这样的测试运行或实验室运行。
[0013]详细建议一种用于确定车辆和尤其机动车和优选轿车的线控转向系统的齿条力的方法。转向系统包括：
[0014]‑
转向手柄(尤其方向盘)，利用转向手柄，可以作为转向手柄方位的函数来预设(车轮)转向角；
[0015]‑
车轮致动器(尤其包括功率电子装置和/或伺服电机)，通过施加调节力，车轮致动器被设定用于，通过转向系统的与至少一个车轮耦合的齿条的运动来调节转向角；
[0016]‑
反作用力致动器(尤其电动机)，利用反作用力致动器，可以根据齿条力在转向手柄上产生反作用力；
[0017]并且其中，该方法包括：
[0018]‑
确定如下摩擦运行(尤其静或内部的摩擦运行)，在该摩擦运行中，在转向手柄方位改变时没有发生齿条运动；
[0019]并且当存在摩擦运行时：
[0020]‑
根据车轮致动器的调节力来确定齿条力。
[0021]转向手柄至少在转矩传输的意义中与齿条机械分离。然而，根据转向手柄方位(或其改变)，优选可以产生用于作用于齿条的车轮致动器的电子/数字控制信号。
[0022]车轮致动器通常可以设定用于例如借助被其包括在内的伺服电机来施加转矩，其中，在调节力的意义中，该转矩可以作用于齿条(例如由于传动装置中的变速或者说传动和/或借助伺服电机与齿条之间的机械耦合)。
[0023]优选不直接、而是例如通过与齿条至少间接共同作用的传感器测量齿条力。应变仪例如可以安装在与齿条耦合的转向横拉杆上，并且形成相应的用于确定齿条力的测量结果的差。替代地，优选例如根据转向系统的其他的参量间接确定或计算齿条力。这尤其涉及正常运行，在正常运行中实际上发生作为对转向手柄操纵的回应的期望的齿条运动。为了确定运动，尤其可以确定齿条位置或其改变，其中，可以借助车轮致动器的伺服电机的转子位置传感器计算出齿条位置。
[0024]反作用力尤其可以在摩擦运行中被调节，使得反作用力相应于齿条力，或相对于其具有预先确定的比(例如借助与速度有关的因子相对于齿条力被减弱或增强)。
[0025]此外，根据本专利技术，齿条力的确定或反作用力的基于齿条力的调节可以在摩擦运行期间并且尤其在整个摩擦运行期间的任意的时间点进行，即不仅在摩擦运行与齿条运动之间的过渡中进行。这能够实现在整个摩擦运行期间的切合实际的反作用力调节，其此外以当前存在的而不仅仅是提前确定的并且例如基于模型的情况为基础，因为考虑到当前存在的调节力。
[0026]优选地，在存在摩擦运行时，齿条力等于车轮致动器的调节力。换言之，车轮致动器的调节力在(尤其整个)摩擦运行期间优选被选择为齿条力，并且反作用力的产生以调节力为基础。一旦存在齿条力的运动，那么然而可以推断出摩擦运行的结束，并且根据已知的变型方案、尤其根据基于模型地确定齿条力来调节反作用力。
[0027]根据扩展方案，如提到的那样，在存在摩擦运行时，使齿条力等于车轮致动器的调
节力。附加地或备选地，调节力可以通过(或作为)调节装置的调节参量被预设。调节装置可以是用于齿条的调节装置，尤其以便调节齿条位置，用于实现期望的转向角。调节装置可以被转向控制装置包括，或者实现为这种转向控制装置。调节装置可以产生调节参量，调节参量例如由车轮致动器转换为期望的调节力。
[0028]调节装置可以尤其关于齿条位置进行额定
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实际比较。尤其可以规定，调节装置作为额定参量来考虑转向手柄方位或据此产生的参量，并且作为实际参量来考虑齿条位置或据此产生的参量。在此要理解的是，转向手柄方位或据此产生的参量给出期望的(额定)齿条位置，或可以换算为这种齿条位置。
[0029]附加地或备选地，调节本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定线控转向系统(1)的齿条力的方法，其中，所述转向系统(1)包括：
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转向手柄(2)，利用所述转向手柄，能够作为转向手柄方位的函数来预设转向角；
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车轮致动器(11)，通过施加调节力(F)，所述车轮致动器被设定用于，通过转向系统(1)的与至少一个车轮耦合的齿条(9)的运动，来调节转向角；
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反作用力致动器(5)，利用所述反作用力致动器，能够根据齿条力在所述转向手柄(2)上产生反作用力；并且其中，所述方法包括：
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确定如下摩擦运行，在所述摩擦运行中，在所述转向手柄方位改变时没有发生齿条运动；并且当存在所述摩擦运行时：
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根据所述车轮致动器(11)的所述调节力(F)来确定所述齿条力。2.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在存在所述摩擦运行时，使所述齿条力等于所述车轮致动器(11)的所述调节力(F)。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过调节装置(6)的调节参量(S)来预设所述调节力(F)。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述调节装置(6)作为额定参量来考虑所述转向手柄方位或据此产生的参量，并且作为实际参量来考虑齿条位置或据此产生的参量。5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述调节参量(S)是用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：JM谢弗，
申请(专利权)人：大众汽车股份公司，
类型：发明
国别省市：