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CN115605392A - 具有与加速度相关的转向转矩反馈的线控转向系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制道路车辆的线控转向系统(1)的方法，其中，所述线控转向系统(1)包括用于转动可转向车轮(4)的车轮致动器(5)，用于向方向盘(3)施加反馈转矩的方向盘致动器(10)，并且所述方法包括以下步骤：通过修改基本转向转矩来计算所述反馈转矩，所述基本转向转矩作为车辆传感器测量的纵向加速度和/或横向加速度的函数；将计算出的反馈转矩发送到方向盘致动器(10)，以便在方向盘(3)上向驾驶员提供反馈。

Description

具有与加速度相关的转向转矩反馈的线控转向系统
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序的用于控制道路车辆的线控转向系统的方法，并涉及根据权利要求12的前序的用于道路车辆的线控转向系统。
背景技术
线控转向系统是传统汽车电动助力转向系统的继承者。在线控转向系统中，方向盘、转向齿条以及可转向轮之间没有机械连接。这种系统主要由两个元件组成：用于设置车轮角度的车轮致动器以及用于提供转向力的方向盘致动器，又称为反馈致动器。
在车辆加速过程中，重量向后轮转移。相反，在制动时，重量会向汽车前部转移。
在传统的机电转向系统中，重量转移导致齿轮齿条转向器上的负载变化。因此，重量转移影响了转向感觉，这能被驾驶员感觉到。
由于缺少转向柱以及由方向盘致动器提供的方向盘上的间接反馈转矩，导致在纵向加速和减速以及部分横向加速的过程中，缺少车辆重量转移的额外反馈转矩，因为这些运动只影响车轮致动器。与电动助力转向系统相比，驾驶员在驾驶感觉上会体验到明显的、不受欢迎的差异。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于控制道路车辆的线控转向系统的方法以及线控转向系统本身，所述线控转向系统产生类似于电动助力转向系统那样的转向感觉。
这一目的是通过一种具有权利要求1的特征的用于控制道路车辆的线控转向系统的方法以及具有权利要求12的特征的道路车辆的线控转向系统来实现的。
因此，提供了一种用于控制道路车辆的线控转向系统的方法，其中，所述线控转向系统包括用于转动可转向车轮的车轮致动器、用于向方向盘施加反馈转矩的方向盘致动器，并且所述方法包括以下步骤：
通过修改基本转向转矩来计算所述反馈转矩，所述基本转向转矩作为车辆传感器测量的纵向加速度和/或横向加速度的函数；
将计算出的反馈转矩发送到方向盘致动器，以便在方向盘上向驾驶员提供反馈。
这样，车辆的重量转移和车轮致动器上的负载变化就在反馈转矩中得以再现。这改善了对电动助力转向系统的转向感觉的模仿。
优选地，所述修改包括横向重量转移转矩，这是一个系数，该系数取决于绝对横向加速度。这个系数乘以基本转向转矩，以考虑到横向重量转移。
如果横向重量转移系数与车速有关，则是有利的。
所述修改也可包括纵向重量转移转矩，这是一个系数，该系数取决于纵向加速度。这个系数乘以基本转向转矩，以考虑到纵向重量转移。
如果纵向重量转移系数与车速有关，则是有利的。
在优选实施方案中，所述基本转向转矩是用基本反馈函数计算的，其中所述基本反馈函数具有多个输入和相关关系。
取代基于系数的修改方法，其中一个输入可表示前轮轴上的负载，所述输入可以是基于车辆状态和/或反馈致动器状态的计算值或测量值。优选地，负载输入的这个表示被纵向加速度相关值所抵消，从而产生修改的基本转向转矩，所述修改的基本转向转矩中包括纵向负载转移的影响。
如果基于系数的修改方法不用于横向加速度，则负载输入的表示可以被绝对横向加速度相关值所抵消，从而产生横向重量转移转矩。
优选地，抵消值与车速有关。
此外，提供了一种用于道路车辆的线控转向系统，所述线控转向系统被设计为执行上述方法。
附图说明
本发明的优选实施方案将参照附图进行描述。
图1是道路车辆的线控转向系统的示意图；
图2示出了车辆纵向加速度与时间的关系图；以及
图3示出了纵向重量转移系数与时间的关系图。
图1是线控转向系统1的示意图，所述线控转向系统1设有与转向装置3连接的转向轴2。所述转向装置3和所述车轮4之间没有机械连接。车轮致动器5通过齿条齿轮装置7操作齿条6，所述齿条是前轮轴8的一部分。所述前轮轴8具有两个用于车轮4的拉杆9，其中只勾画出一个车轮4。
具体实施方式
当驾驶员操作方向盘3时，转向轴2旋转，这由轴传感器检测，所述轴传感器未在图中示出。控制单元从轴传感器检测到的信号中计算出用于车轮致动器5的操作信号。通过用所述操作信号操作齿条6，前轮轴8侧向移动，车轮4转动。同时，从车轮4引入轮轴8的力被另一个未在附图中示出的传感器识别，并计算出反馈信号，所述反馈信号通过方向盘致动器10(也称为反馈致动器)施加到转向轴2上，由此操作人员即可识别方向盘3的反馈。
所述方向盘致动器10的反馈转矩被修改，以模仿电动助力转向系统的驾驶感觉。所述修改取决于车辆的纵向加速度和/或由车辆传感器测量的横向加速度。
如果车轮致动器5位于前轮轴8，在纵向加速过程中，由于重量转移，车轮致动器5上的负载将比恒定速度时减少。相反，在纵向减速过程中，与恒定速度时的负载相比，车轮致动器5上的负载会更大。为了考虑重量转移，与零纵向减速/加速(恒定纵向速度)相比，在加速的情况下，所述修改将减少反馈转矩，在减速的情况下，所述修改将增加反馈转矩。
在车辆横向加速的情况下，与绝对横向加速度为零的情况相比，反馈转矩的方向独立性更高。
针对不同情况，反馈转矩修改的增量或减量率优选地是可调整的。
为了实现所述修改，基本转向转矩被修改为由车辆传感器测量的纵向加速度和/或横向加速度的函数。由此产生的反馈转矩被发送到方向盘致动器，以向驾驶员提供反馈。
基本转向转矩是根据车辆状态和/或反馈致动器状态的多个输入信号来确定的。所述函数被称为基本反馈函数。因此，基本转向转矩产生了基本转向感觉。
在第一个实施方案中，纵向重量转移系数取决于纵向加速度信号值。纵向重量转移系数与基本转向转矩相乘，以考虑到重量转移。纵向重量转移系数进一步取决于车速。
图2和图3示出了纵向重量转移系数修改的示例。在图2中，绘制了纵向加速度与时间的关系。起初，纵向加速度上升到大约3m/s2，保持稳定一段时间，然后下降到零。此后，车辆以高达5m/s2的速度减速。因此，图3中示出的纵向重量转移系数随时间变化。起初，纵向重量转移系数从1下降到0.7。在所示的示例中，0.7的纵向重量转移系数考虑了约为3m/s2的加速度。然后，纵向重量转移系数增加到1，随着车辆的减速，所述纵向重量转移系数进一步增加到约1.4。
横向重量转移系数取决于横向加速度信号值。横向重量转移系数与基本转向转矩相乘，以考虑到重量转移。横向重量转移系数取决于车速。横向加速度信号值代表车辆的横向加速度传感器的绝对值。换言之，横向重量转移系数与横向加速度/减速度的方向无关。
由此产生的反馈转矩被发送到方向盘致动器上。
在第二个实施方案中，所述修改是一个抵消量。
基本反馈函数的其中一个输入可以代表前轮轴上的负载，所述输入可以是基于车辆状态和/或反馈致动器状态的计算值或测量值。所述输入是负载输入的所谓表示。所述输入被纵向加速度相关值所抵消，从而修改所产生的反馈转矩。纵向加速度相关值与车速有关。
基本反馈函数的负载输入的表示可被(绝对)横向加速度相关值进一步抵消。横向加速度相关值与车速有关。
纵向重量转移系数的增减率以及与纵向加速度有关的偏移值是可调整的，并取决于横向加速度，以避免在例如急刹车和转弯的情况下，反馈转矩的令人不快的突然变化。

Claims (12)

1.用于控制道路车辆的线控转向系统(1)的方法，其中，所述线控转向系统(1)包括用于转动可转向车轮(4)的车轮致动器(5)，用于向方向盘(3)施加反馈转矩的方向盘致动器(10)，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
通过修改基本转向转矩来计算所述反馈扭矩，所述基本转向转矩作为车辆传感器测量的纵向加速度和/或横向加速度的函数；
将计算出的反馈转矩发送到方向盘致动器(10)，以便在方向盘(3)上向驾驶员提供反馈。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述修改包括：
将所述基本转向转矩乘以横向重量转移转矩系数，所述系数取决于绝对横向加速度。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述修改包括：
将所述基本转向转矩乘以纵向重量转移转矩系数，所述系数取决于纵向加速度。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述纵向重量转移转矩系数和/或所述横向重量转移转矩系数与车速有关。
5.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述基本转向转矩是用基本反馈函数计算的，其中，所述基本反馈函数具有多个输入和依赖关系。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述输入包括所述负载输入的表示。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述负载输入的表示被纵向加速度相关值所抵消，从而产生修改的基本转向转矩，所述修改的基本转向转矩包括所述纵向负载转移的影响。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述负载输入的表示可以被绝对横向加速度相关值所抵消，从而产生修改的基本转向转矩，所述修改的基本转向转矩包括横向负载转移的影响。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，抵消值与车速有关。
10.根据前述权利要求2至4之一所述的方法，其特征在于，所述纵向重量转移转矩系数和/或横向重量转移转矩系数的增量和/或减量率是可调整的，并取决于于横向加速度，以避免反馈转矩的令人不快的突然变化。
11.根据前述权利要求7至9之一所述的方法，其特征在于，所述偏移值的增量和/或减量率是可调整的，并取决于所述横向加速度，以避免反馈转矩的令人不快的突然变化。
12.用于道路车辆的线控转向系统，所述线控转向系统被设计成执行根据前述权利要求之一所述的方法。
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