[发明专利]用于操作转向系统的方法及转向系统

说明书

本发明涉及一种用于操作机动车辆的线控转向转向系统的方法。线控转向转向系统包括方向盘、联接至方向盘的力反馈致动器、联接至可转向车轮的转向致动器、以及控制系统。该方法包括：a)考虑方向盘角度和/或由驾驶员施加在方向盘上的转向力矩确定转向信息；b)考虑转向信息来控制转向致动器，以调节期望车轮转向角度；c)控制力反馈致动器以设定方向盘力矩(ML)；以及d)提供与方向盘力矩(ML)和/或车轮转向力矩(MR)相关联的阈值；e)产生表示或再现方向盘力矩(ML)和/或车轮转向力矩(MR)的力矩值；以及f)如果力矩值达到阈值，则输出过调信号。本发明还提出了一种相应的线控转向转向系统。

技术领域

本发明涉及一种用于操作机动车辆的线控转向转向系统的方法。本发明还涉及一种用于机动车辆的线控转向转向系统。

背景技术

对于线控转向转向系统，方向盘和转向车轮是机械地断开联接的。因此，车轮由转向致动器转向，以便调节期望车轮转向角度，也称为转向角度。与传统转向系统相比，线控转向转向系统不具有在方向盘与转向车轮之间传递转向力或力矩的转向柱。根据目前的理解的传统转向系统是纯机械转向系统和具有或不具有叠加转向的伺服转向系统。在线控转向转向系统中移除转向柱不仅提供了许多新的设计自由度，而且还提供了乘员保护方面的额外优点。

由于消除了通过转向柱的机械联接，驾驶员失去了通过转向力矩(特别是方向盘力矩)的自然力反馈。在传统转向系统中，反作用于驾驶员的方向盘力矩尤其取决于例如横向加速度、转向角度、速度、以及地面的表面条件。因此，方向盘力矩的触觉感知为驾驶员提供了有关行驶情况、车辆状态、以及轮胎-道路相互作用的重要信息。

因此，线控转向转向系统通常包括力反馈致动器，该力反馈致动器将合成的方向盘力矩叠加在方向盘上。合成的方向盘力矩旨在为驾驶员模仿传统转向系统的方向盘力矩，并且因此还以线控转向转向系统产生良好且直观的驾驶感觉。通过合成的方向盘力矩的力反馈增强了驾驶员对情况的意识，并且改善了驾驶员、车辆、以及环境的控制回路。然而，由于要提供的最大力矩和对高动态的要求，用于线控转向转向系统的当前可用的力反馈致动器相对较大、笨重、机械复杂、并且昂贵。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于操作线控转向转向系统的方法和相应的线控转向转向系统，即，使用更小、更轻、更简单、并且/或者更便宜的力反馈致动器，并且仍然为机动车辆的驾驶员创造良好且直观的驾驶体验。

该目的是通过如权利要求1所述的用于操作线控转向转向系统的方法来实现的。线控转向转向系统包括方向盘、至少一个联接至方向盘的力反馈致动器、联接至至少一个可转向车轮的至少一个转向致动器、以及控制系统。所述方法涉及以下步骤：

a)考虑方向盘角度和/或由驾驶员施加在方向盘上的驾驶员的转向力矩来确定转向信息。转向信息可以由控制系统确定。转向信息可以包括表示方向盘角度和/或驾驶员转向力矩的一个或多个值。方向盘角度是从直前线测量的方向盘旋转角度。例如，藉由方向盘角度传感器确定的方向盘角度。例如可以藉由力传感器或力矩传感器来确定驾驶员的转向力矩、即在转向时驾驶员施加在方向盘上的力矩。

b)考虑转向信息来控制转向致动器以便实现可转向车轮的期望车轮转向角度。车轮转向角度是车辆的纵向轴线与对应的转向车轮的车轮中心平面同道路平面的相交线之间的角度。在线性单轨模型的背景中，平均转向角度应理解为零力状态下转向轴的转向角度。例如，转向致动器由控制系统控制。转向致动器可以调节一个或多个可转向车轮的一个或多个车轮转向角度。例如，可以为每个可转向车轮指配其自己的转向致动器，用于单独的车轮转向。另一方面，在阿克曼(Ackermann)转向的情况下，转向致动器还可以藉由横拉杆同时使两个转向车轮转向。可以指配给对应的可转向车轮的多个转向致动器的冗余使用提高了可靠性。除了前车轮之外，后车轮也可以通过后桥转向来转向。