[发明专利]用于控制车辆电动助力转向装置的方法及控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制车辆、尤其是机动车辆电动助力转向装置的方法，以及用于控制车辆电动助力转向装置的装置。

背景技术

电动助力转向装置、在此也称为EPAS(电动助力转向)系统在现有技术中是充分已知的。具有例如齿条和小齿轮转向齿轮机构的EPAS系统借助电动机提供动力转向力，该电动机向连接到齿条和小齿轮转向齿轮机构的转向小齿轮的转向轴施加旋转力，或者向转向齿条施加线性力。在这样的系统中，电动机通常至少根据由车辆驾驶员施加到方向盘的输入扭矩以及确定的车辆速度被控制。

关于上面的叙述，大体上已经构建了两种方法，其中一种确定由电动机借助静态增加曲线(static boosting curve)、也被称为稳态上升曲线施加的动力转向力。增加曲线定义由驾驶员施加的输入扭矩和由电动机产生的动力转向力或辅助扭矩之间的静态关系。为了转向装置的操作，增加曲线可以呈现为能够被计算的函数或者预先存储的特征曲线图表，该函数和图表都至少包含作为输入变量的上述参数。借助静态增加曲线的控制的主要优点是增加曲线或这一控制易于调整。然而，缺点是此类型的控制不能将转向装置的动态行为考虑在内，因为该控制本身是静态的并且不能动态地起作用。

借助增加曲线的静态控制的一个改进是形成动态调节EPAS系统，该系统在现有技术中也是已知的。在此借助主动动态控制单元、例如借助PID控制单元来调节电动助力转向装置，其中控制单元是定点值控制(setpoint-value-controlled)的并且控制装置通常包含定点信号值变送器。

例如在欧洲专利说明书EP1 431 160B1中，动力转向力的主动动态控制是已知的。所述文件描述了一种车辆电动助力转向装置，动力转向力或转向辅助扭矩借助电动机施加到该装置。具体地，公开了用于控制由驾驶员体验的转向特征和传输给驾驶员的来自道路的相反作用的绝对值的系统，在该系统中，独立于道路相反作用的传输控制地决定并控制转向特征。该系统包含用于计算由车辆驾驶员感知的定点方向盘扭矩的定点信号值变送器，以及第一控制单元及与第一控制单元平行起作用的第二控制单元。通过与第二控制单元协作，第一控制单元控制电动机控制单元，该电动机控制单元反过来控制电动机。第二控制单元阻抑不希望的来自道路的相反作用，因此所述相反作用不会传输给驾驶员。

尽管动态控制比借助增加曲线的静态控制具有显著进步，目前已知的动态控制EPAS系统仍然由借助转向装置传递给驾驶员的、关于车辆主要驾驶状态——例如来源于车辆转向车轮的脚轮(caster)或车辆侧向加速度的转向扭矩——的相对较差的反馈限定，因为由车辆底盘传输给转向装置的信息通常由控制装置解释为噪音或被抵消。这导致主动动态控制的EPAS系统的转向感常常被驾驶员感知为合成的。

通过欧洲专利申请EP2 397 390 A1公开的车辆电动助力转向装置的动态控制实现了这一方面的改进。将定点值馈送给转向装置控制单元的定点信号值变送器包含具有多个独立元件的转向装置的前向模型或结构映射，因此结构映射可以借助易懂的参数来描述，例如，摩擦、刚性、阻尼或道路特性反馈的绝对值，并且通过这种方式实际转向装置的行为可以适应结构映射的行为。

发明内容

针对该背景，本发明的目的是确定一种用于控制车辆、尤其是机动车辆电动助力转向装置的方法，以及用于控制车辆电动助力转向装置的装置，该方法和装置给驾驶员提供改进的转向感，特别地，该转向感在关于车辆主要驾驶状态的反馈方面更加真实。在本发明中车辆的主要驾驶状态尤其是应当理解为由车辆底盘传输给转向装置的信息，例如由转向车辆车轮的脚轮或车辆的侧向加速度引起的车辆驾驶特征，并且该车辆驾驶特征旨在向驾驶员传递期望的驾驶感或转向感。此外，该目的通过可能的最简单的方式实现。

这些目的通过具有以下特征的用于控制车辆电动助力转向装置的方法及具有以下特征的用于控制车辆电动助力转向装置的装置来实现。另外，以下还公开了本发明特别有利的改进。

应该注意的是，在下面的说明书中单独描述的特征能够以任何期望的技术上适当的方式彼此结合，并且显示出本发明的更多改进。该说明书另外特别结合附图限定并且具体描述了本发明。

用于控制车辆、尤其是机动车辆的电动助力转向装置的方法，至少具有以下步骤：

-由主动动态控制单元提供控制信息，

-向转向装置馈送控制信息，

-由定点信号值变送器提供定点值信息，

-由转向装置提供实际值信息，

-向定点信号值变送器馈送实际值信息，