[发明专利]用于对轮胎的扭转弹性释放建模以确定横拉杆力从而管理驻车和驾驶之间的过渡的方法

说明书

本发明涉及一种用于估计在车辆(2)装备有的动力转向系统(1)中施加在横拉杆(3)上的横拉杆力(Fb)的方法，所述横拉杆属于将比如转向盘(5)或动力转向马达(6)等致动器连接至转向轮(7)的转向机构(4)，该转向轮能在偏转方向上定向并且支承轮胎(8)，轮胎的胎面(8BR)与地面(9)接触，通过对轮胎(8)的弹性扭转的释放进行建模的力分量(F2)根据车辆的纵向速度(V_vehic)来校正估计的横拉杆力(Fb)的值，以便当车辆从车辆的纵向速度(V_vehic)为零的驻车状况过渡到车辆的纵向速度(V_vehic)非零的驾驶状况时就绝对值而言根据车辆的纵向速度(V_vehic)降低估计的横拉杆力(Fb)。

技术领域

本发明涉及动力转向系统，并且更具体地涉及允许评估称为“横拉杆处的力”的力的方法，该力表示由运转齿轮经由转向横拉杆传递到转向齿条的力。

背景技术

实际上，驾驶员和转向动力辅助系统必须克服该“横拉杆处的力”才能改变转向轮的偏转定向。

有一些方法允许通过车辆的横向动力学的量值特性、例如根据车辆的横向加速度或偏转率来估计横拉杆处的力。

然而，这种方法依赖于仅在行驶状况下有效的模型，并且从车辆的显著纵向速度、典型地从50km/h开始。

要不然当车辆静止时，可以估计驻车状况下横拉杆处的力。

尽管如此，一旦车辆开始运动，用于估计停止时横拉杆处的力的模型就不再适用。

然而，随着动力转向系统越来越复杂，并且特别是随着宣布扩展称为“线控转向”的转向系统(该线控转向不再包括转向盘和致动所述轮的转向机构之间的机械传动)，有必要在所有情况下、特别是在低速度范围内、典型地在0km/h 和30km/h之间可靠地评估横拉杆处的力，以便通过转向盘返回给驾驶员对道路和车辆行为的可靠感知。

发明内容

因此，分配给本发明的目的在于：克服已知方法的缺点，并且提出一种用于评估横拉杆处的力的新方法，该方法允许可靠地评估低速度中并且更具体地在驻车状况和行驶状况之间的过渡期间(或反之亦然)横拉杆处的力。

分配给本发明的目的通过一种力估计方法来实现，该力估计方法用于估计在装备车辆的动力转向系统中施加在传动构件、比如转向横拉杆上的称为“横拉杆处的力”的致动力的值，该传动构件属于将致动器、比如转向盘或动力辅助马达连接至转向轮的转向机构，该转向轮能偏转地定向并且承载轮胎，该轮胎的胎面与地面接触，所述方法的特征在于，根据所述车辆的纵向速度来校正所述横拉杆处的力的估计值，以便当所述车辆从车辆的纵向速度为零的驻车状况改变到车辆的纵向速度非零的行驶状况时，根据所述车辆的纵向速度在绝对值上降低估计的所述横拉杆处的力。

有利地，根据本发明使用车辆的纵向速度作为使横拉杆处的力的估计值衰减的参数允许对由轮胎施加在轮和横拉杆上的偏转扭转力进行建模，并因此考虑到该偏转扭转力(该偏转扭转力是因为轮胎的胎面在地面上的抵抗轮的定向移动的摩擦而产生)，并且特别是允许建模和考虑所述扭转力的逐渐松弛，这发生在从零速度的驻车状况到非零速度的行驶状况的过渡期间。

实际上发明人已经发现：当停止时，由于地面和轮胎胎面之间存在静摩擦 (其倾向于保持所述胎面抵抗轮辋的偏转位移)，齿条的位移以及因此连接至所述齿条的横拉杆和轮的刚性轮辋的位移导致轮胎在偏转时的弹性扭转变形。

由于将轮辋连接至胎面的轮胎侧壁的弹性变形，因此在偏转时出现角度偏移，即一方面轮辋和另一方面与地面接触的轮胎胎面之间的位置偏差。

更具体而言，当停止时，当转动转向盘以增加转向系统的转向角度时，胎面的转向角度(偏转角度)小于轮辋的转向角度(偏转角度)，这由齿条的位置确定。

然而一旦车辆开始行驶，轮的旋转就具有导致轮胎逐渐弹性回复的效果、也就是说偏转扭转的弹性松弛，使得轮胎的胎面倾向于与轮辋对齐，从而大致“捕获”所述轮辋的偏转角度。