[发明专利]用于测定车辆中转向装置的齿条力的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测定车辆中转向装置的齿条力的方法。

本发明也涉及一种车辆中的转向系统。此外，本发明还涉及一种车辆中转向装置的控制和/或调节装置以及一种计算机程序，该计算机程序可在控制和/或调节装置上运行。

背景技术

在现代的转向装置、例如电动助力转向（EPS）或所谓的线控（SbW）转向系统中确定作用在转向器、例如方向盘上的额定转向力矩，以便辅助驾驶员施加的力或抑制驾驶员施加的力。

目前所使用的EPS转向体统基于当前齿条力生成一个EPS马达力矩，以便为驾驶员提供相应的转向辅助。齿条力主要受当前侧向滑动力影响。因此当前齿条力的主要部分相当于横向加速度。但齿条力不仅由驶过弯道时出现的侧向力决定，而且当前行驶情况的多个其它参数也对齿条力有影响、例如路面情况（不平度、车辙、摩擦系数）。

此外，其它功能也可参与到额定转向力矩的产生中，以便使驾驶员获得希望且舒适的转向感觉，在此，一方面不希望的干扰不应影响额定转向力矩，另一方面应将与安全有关的信息、尤其是有关路面的当前情况通过转向力矩告知驾驶员。

但与液压转向系统相比，这种EPS转向系统在反馈行驶状态方面显示出缺点。在已知的EPS转向系统中基于EPS执行器相对大的惯性而仅有限地通过可察觉的转向力矩向驾驶员反映尤其是在公路摩擦系数不同时或在行驶动力学极限范围中、例如在转向不足或过度转向时的特性。

已知，借助一个设置在齿条上的力矩传感器或通过借助基于转向系统模型的所谓的观察器确定当前齿条力。这种方法例如由DE10332023A1公开。在该文献中，为了确定用于车辆转向的转向力矩，根据第一种实施例根据出现在被转向车轮上的侧向力来确定转向力矩，并且根据另一种实施例，根据实际转向力矩来确定转向力矩。该已知的方法规定，借助传感器或基于车辆转向模型根据横向加速度、转向角和车辆速度中至少一个参数估算或模拟侧向力。

借助已知方法确定的齿条力根据其品质反映实际出现在车辆前轴或齿条上的力情况。当该力被用作基础来产生所谓的希望转向力矩时，驾驶员获得关于车辆特性或路面情况很好的反馈。

基于当前齿条力产生的驾驶员希望转向力矩不仅包括本来所需的水平而且也包括具有不同表现的各种干扰。这些干扰例如与轴的结构方式或车辆的基本结构有关。干扰在此可理解为多种路面条件、例如不平度、凹陷轮迹或侧倾。其它干扰可基于被转向前轴上的纵向动力学事件产生，例如前轮驱动车辆中驱动轴的不同长度、主动驱动部件例如全轮驱动装置或用于将驱动力矩可变分配到前轮上的部件。另一并且必要时也被认为是干扰的影响可通过装载车辆产生并且通常尤其是基于前轴负荷。简单而言，作用于转向装置的齿条力随着前轴负荷的增加而增大。车轮的轮胎也额外影响齿条力或额定转向力矩。

发明内容

本发明的任务在于，为设有电动助力转向（EPS）的车辆的转向装置生成一个齿条力，该齿条力一方面构成特别好的基础用来产生驾驶员希望力矩并且另一方面尽可能没有干扰。

该任务通过开头所提类型的方法以下述方式来解决：根据多个模型确定齿条力，其中借助第一模型产生齿条力涉及行驶过程的分量并且借助第二模型产生齿条力涉及停车过程的分量。

该任务也通过车辆中这样的转向装置来解决，即，该转向装置包括用于实施根据本发明方法的手段。该手段例如被实现为在控制和/或调节装置中运行的计算机程序的形式。控制和/或调节装置中在下文中又称为“控制器”。

本发明有利的扩展方案由从属权利要求给出，这些特征无论单独还是在不同的组合中都可对本发明是重要的，且对此不再明确指出。

本发明的优点在于：即使在不同的行驶情况或运行条件下始终可为车辆的驾驶员提供尽可能可靠的关于车辆特性或路面情况的信息，其方式是，根据用于相应行驶情况的优化的模型形成用于产生驾驶员希望转向力矩的齿条力，其中，借助模型并且根据当前行驶情况产生齿条力或齿条力的各个分量。

根据本发明，用借助多个模型模拟的齿条力来代替用于待生成额定转向力矩的齿条力。这以下述方式实现：用于多个行驶情况和运行状态的模拟的齿条力可与实际齿条力比拟。