[发明专利]转向扭矩管理器及包括其的控制模块、驾驶员辅助系统、车辆及其中的方法

说明书

本公开涉及一种用于道路车辆(2)的高级驾驶员辅助系统(ADAS)(26)的转向扭矩管理器(STM)(1)及用于其的方法。驾驶员在环功能(13)确定何时将控制移交至驾驶员。车辆角度控制器(14)使用ADAS(26)车轮转角请求(3)来提供待添加到来自电动助力转向的扭矩请求(7)的叠加扭矩请求(17)。STM(1)还设置为接收辅助扭矩相关信号(6)。当由ADAS(26)提供驾驶员辅助时，STM(1)设置为向前馈送前馈信号(21)并从叠加扭矩请求(17)减去前馈信号，前馈信号通过使用处于范围[0,1]中的缩放因子而缩放为辅助扭矩相关信号(6)的缩放版本，如果驾驶员行为的度量(22)指示高驾驶员行为则采用低值而如果驾驶员行为的度量(22)指示低驾驶员行为则采用较高值。

技术领域

本申请涉及用于具有电动助力转向的道路车辆的高级驾驶员辅助系统的转向扭矩管理器以及这种转向扭矩管理器中的方法。

背景技术

已知在道路车辆中使用动力转向，例如是在诸如汽车、货车、公共汽车或卡车的道路车辆中的电动助力转向(通常缩写为EPAS)，其中，电机通过例如向道路车辆的转向柱或转向齿条添加辅助扭矩来辅助道路车辆的驾驶员。

还已知使用诸如车道保持辅助系统(通常缩写为LKA系统)的高级驾驶员辅助系统(通常缩写为ADAS)，以帮助道路车辆驾驶员将道路车辆保持在期望的车道中。对于LKA或使用EPAS的车道对中系统而言，方向盘扭矩叠加，即加之于通过EPAS的基本辅助而已获得的方向盘扭矩上的额外方向盘扭矩被用于横向位置控制。

然而，对更高级的自主转向功能的需求已经对当前的转向安全概念提出了新的要求。其中的一个例子通常被称为辅助驾驶(通常缩写为PA)，该辅助驾驶帮助驾驶员在道路车道内驾驶车辆，同时与前方车辆维持预先选定的时间间隔。

当前用于例如PA功能的驾驶员辅助功能的安全机制通常依靠驾驶员始终将他或她的手握持在方向盘上。通过握持方向盘，驾驶员将通过扭矩干扰影响车轮转角控制器。当驾驶员将他或她的手放在方向盘上时，扭矩干扰取决于驾驶员的生物识别以及不同的驾驶员可能握持方向盘的多种不同方式。

转向扭矩管理器(Steer Torque Manager，通常缩写为STM)是包括驾驶员在环(Driver In the Loop，通常缩写为DIL)功能以及车轮转角控制器的组件。DIL功能通常依靠扭力杆扭矩传感器来决定何时以及如何将控制从辅助驾驶功能或车道保持辅助功能移交至驾驶员并决定何时将驾驶员视为需要通过车轮转角控制器进行抑制的干扰。DIL功能通过限制车轮转角控制器的扭矩输出，例如通过缩放输出或通过减小可允许的最大或最小叠加扭矩而将控制移交给驾驶员。STM通常位于EPAS供方节点，该EPAS供方节点在此被称为动力转向控制模块(Power Steering Control Module，通常缩写为PSCM)。

由于需要驾驶员将他或她的手保持在方向盘上，PA功能的整体舒适度和客户价值在很大程度上由DIL功能决定，这需要处理两个部分矛盾的要求。首先，DIL功能和车轮转角控制器必须能够跟踪来自PA路径的车轮转角请求同时抑制来自将他或她的手放在方向盘上的驾驶员的扭矩干扰。其次，当驾驶员期望控制车辆时，DIL功能必须舒适地将控制移交至驾驶员，从而确保驾驶员不会经受方向盘中的高扭矩。

这两个要求是矛盾的，因为第一个要求依赖于能够抑制方向盘扭矩干扰，而第二个要求意味着驾驶员永远不会经受来自车轮转角控制器的较大反作用扭矩。

当驾驶员将他或她的手放在方向盘上，同时肩膀和手臂休息，并且同时诸如PA的高级驾驶员辅助系统处于激活状态时，驾驶员可能无意中导致大小为0.5-1.5Nm的方向盘扭矩。来自驾驶员的这种无意干扰通常会导致方向盘的微小移动，而该微小移动又会随着车轮转角控制器试图补偿干扰而由STM中的车轮转角控制器来抵消这种无意干扰时引起短暂的扭矩脉动。在一些情况下，由于这也可能在道路车辆的转向系统的电机控制器处引起例如高达约0.15Nm的扭矩干扰，所以驾驶员也会感觉到产生的横向运动。