[发明专利]线控转向系统中齿条力的预测

说明书

本发明涉及用于确定机动车辆的线控转向系统(1)的齿条力(F_{r,预测齿条合力})的方法，其中，齿条力(F_{r,预测齿条合力})由两个分量确定，其中，在基于车辆模型预测齿条力的模块(15)中，借助于车辆模型产生齿条力的第一分量(F_{r,预测车辆})，并且在基于转向机构模型预测齿条力的模块(16)中，借助于转向机构模型产生齿条力的第二分量(F_{r,预测齿条})。

技术领域

本发明涉及用于确定机动车辆的线控转向系统的齿条力的方法，并且本发明涉及用于控制线控转向系统的方法，以及线控转向系统。

背景技术

在线控转向系统中，转向车轮的位置不直接联接至例如方向盘的转向输入装置。在方向盘与转向车轮之间借助于电信号而存在连接。驾驶员转向要求通过转向角度传感器来拾取，并且转向车轮的位置以取决于驾驶员转向要求的方式借助于转向致动器来控制。没有提供与车轮的机械连接，使得在方向盘致动之后，没有直接的力反馈传递至驾驶员。然而，在适应于车辆反应的转向力矩被期望作为力反馈的情况下，例如在停车期间或在向前直线行驶期间提供对应的适应性反馈，其中，该转向力矩根据车辆制造商而不同。在转弯期间，反作用力用作转向齿轮上的横向力，所述反作用力以与转向方向相反的力矩的形式被反馈致动器复制。因此，驾驶员体验到可预先确定的转向感。在线控转向系统中，为了在方向盘上模拟道路的反作用效果，必须在方向盘或转向柱上设置反馈致动器(FBA)，反馈致动器以根据期望的反作用效果的方式将转向感给予转向手柄。

转向系统的反馈特性通常由齿条力确定，该齿条力通过横拉杆施加在齿条上，所述横拉杆经由行走机构附接至车轮。齿条力主要受当前转向力的影响。因此，当前齿条力的主要部分与横向加速度相对应。然而，齿条力不仅由在绕拐角行驶时产生的横向力确定，而且在某种程度上是当前行驶状况的多个其他变量对齿条力具有影响的情况。这些变量的一个示例是道路状况(不平坦、车道凹槽、摩擦系数)。

在电动伺服转向系统(EPS)的情况下，已知的是，当前作用的齿条力借助于布置在齿条上的力矩传感器来确定或通过借助于所谓观测器基于转向系统的模型的预测来确定。例如在早期公开的说明书DE 103 320 23A1中公开了这种方法。在所述文献中，对于用于车辆的EPS转向系统的转向力矩的确定而言，转向力矩以根据作用在转向车轮上的横向力的方式来确定或以根据实际转向力矩的方式来确定。已知的方法以根据可变的横向加速度、转向角度和车辆速度中的至少一者的方式借助于传感器或基于车辆的转向系统的模型来提供要预测或建模的横向力。该模型已被证明是不利的，因为该模型没有考虑例如道路条件之类的其他干扰影响，并且因此不具有期望的精度。此外，如果齿轮不是正在移动并且齿条力处于静摩擦的范围内，则不能预测齿条力。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种用于确定机动车辆的线控转向系统的齿条力的方法以及一种用于控制机动车辆的线控转向系统的方法，所述方法允许更准确地确定齿条力并且因此允许改善的转向感，并且同时所述方法设计成产生最小的可能的干扰。此外，试图提出一种允许改善的转向特性的线控转向系统。

所述目的通过一种用于确定用于机动车辆的线控转向系统的齿条力的方法来实现；通过一种用于控制机动车辆的线控转向系统的方法来实现；以及通过一种用于机动车辆的线控转向系统来实现。

因此，提供了一种用于确定用于机动车辆的线控转向系统的齿条力的方法，其中，齿条力由两个分量确定，其中，在基于车辆模型预测齿条力的模块中，齿条力的第一分量借助于车辆模型产生，并且在基于转向机构模型预测齿条力的模块中，齿条力的第二分量借助于转向机构模型产生。以这种方式，相当大地改善了从道路至驾驶员的反馈的质量，并且因此相当大地改善了根据本发明设计的线控转向系统的转向感，因为单个方法的缺点可以借助于相应的其他方法得到补偿。通过两种预测模型的组合，总体上可以确保对当前齿条力的更准确的预测，并且因此对于车辆驾驶员而言在转向输入装置处设置有改进的且更稳定的反馈。此外，即使当机构处于静止状态时或者在机构处于静摩擦内的小运动期间，也可以预测齿条力。