转向角度误差的校正方法.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103921841 A (43)申请公布日 2014.07.16 C N 1 0 3 9 2 1 8 4 1 A (21)申请号 201410018142.0 (22)申请日 2014.01.15 102013200451.6 2013.01.15 DE B62D 6/00(2006.01) B62D 101/00(2006.01) B62D 113/00(2006.01) B62D 137/00(2006.01) B62D 5/04(2006.01) (71)申请人福特全球技术公司 地址美国密歇根州迪尔伯恩市中心大道 330号800室 (72)发明人阿提拉贝纳克 塞

2、尔吉奥考德纳苏 洛德韦克维基佛斯 安德鲁布朗 米格尔巴赫纳 达雷尔艾伦雷克 (74)专利代理机构北京连和连知识产权代理有 限公司 11278 代理人李钦鹏 (54) 发明名称 转向角度误差的校正方法 (57) 摘要 本发明提出一种用于操作机动车辆（1）的主 动转向系统的方法。该方法至少包括下述步骤： 确定机动车辆（1）的行驶状态；确定机动车辆（1） 的方向盘（2）的方向盘角度（3）；确定转向角度； 确定瞬时驱动器角度；确定各自的角度偏差，以 及计算用于方向盘角度（3）的校正角度。进一步 地，本发明涉及用于机动车辆（1）的主动转向系 统以及具有这种转向系统的机动车辆（1）。 (30)优先权数据

3、(51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103921841 A CN 103921841 A 1/1页 2 1.用于操作机动车辆（1）的主动转向系统的方法，其特征在于，包括步骤： -确定机动车辆（1）的行驶状态； -确定机动车辆（1）方向盘（2）的方向盘角度（3）； -确定转向角度； -确定瞬时驱动器角度； -确定各自的角度偏差，以及 -计算用于方向盘角度（3）的校正角度。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，机动车辆（1）的运动方向通过比较机

4、动车 辆（1）的多个车轮（9-1，9-2，9-3，9-4）各自的车轮速度来确定。 3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，机动车辆（1）的运动方向通过传感器 （13）确定，该传感器（13）设计为确定运动方向并输出含有具体运动方向信息的传感器信 号。 4.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，转向角度通过读出转向齿 轮（8）的驱动角度来确定。 5.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，已补偿的转向角度被考虑 在内。 6.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，具体方向盘角度（3）的偏 差在一段时间内被减少或突然被减少。 7.根据上述权利要求中的任一项所述的

5、方法，其特征在于，具体方向盘角度（3）的偏 差的减少通过应用附加的转向角度至主动转向系统来实现。 8.用于机动车辆（1）的主动转向系统，其特征在于，主动转向系统包括：用于确定机动 车辆（1）的定向运动的装置（11，13），用于确定方向盘角度的装置（10），以及连接至所述装 置并设计为实现上述权利要求中的任一项所述的方法的控制单元（12）。 9.机动车辆（1），其特征在于，具有上述权利要求所述的主动转向系统。 权 利 要 求 书CN 103921841 A 1/3页 3 转向角度误差的校正方法 技术领域 0001 本发明涉及用于操作机动车辆的主动转向系统的方法，特别是用于校正转向角度 误差的方法

6、，还涉及用于机动车辆的主动转向系统以及涉及具有这种转向系统的机动车 辆。 背景技术 0002 在机动车辆的主动转向系统中，方向盘的转向角度由机电一体化辅助系统设置。 主动转向系统的典型示例是：线控转向（steer-by-wire）系统，其中，方向盘和车轮的转向 器之间没有机械连接；以及叠加的转向系统，其中，由驾驶员在方向盘上产生的转向角度在 叠加齿轮机构（Superimposition gear mechanism）中叠加在由伺服马达产生的转向角度 上，两个转向角度的总和被传送至车轮的转向器。这些转向系统的优点其中包括方向盘的 角度与实际的转向角度或具体的角度变化的速度的耦合被分解，对转向可以

7、进行干预而不 被驾驶员直接感觉到。特别是，方向盘驱动角度和转向角度的耦合的消除被用于选择方向 盘和车轮转向器之间的根据速度的传动比，这提高了驾驶的舒适度和安全性。 0003 但是，主动转向系统的使用可能产生的问题是，当机动车辆向前直行时，方向盘不 一定在中心位置。产生的原因可能是生产偏差、错误的方向盘设置或转向系统设置、磨损或 损坏。也可能是在向两侧降低的道路上行驶导致了机动车辆的直着向前的方向与方向盘的 中心位置之间的偏移。这种偏差会对驾驶舒适度产生消极影响。 发明内容 0004 因此本发明引入一种用于操作主动转向系统的方法，特别是用于校正机动车辆转 向角度的方法。该方法至少包括下述步骤之一

8、。 0005 -确定机动车辆的行驶状态； 0006 -确定机动车辆方向盘的方向盘角度； 0007 -确定转向角度； 0008 -确定瞬时驱动器角度； 0009 -确定各自的角度偏差，以及 0010 -计算用于方向盘角度的校正角度。 0011 根据本发明的方法使得有可能检测方向盘角度和实际转向角度之间的偏差或偏 移并减少或消除它们。这解决了开始时提到的问题。 0012 机动车辆的运动方向优选通过相互比较机动车辆的多个车轮各自的车轮速度确 定。被比较车轮速度的车轮通常是设置在同一轮轴优选沿转向轮轴上的机动车辆 相对侧的车轮。在本发明范围内通常优选的前轮轴转向的情况下，即，左侧和右侧前轮（主 动前轮

9、转向，AFS）。但是，在机动车辆的定向运动的确定中，也可能包括机动车辆其他车轮 的车轮速度。车轮速度的确定简单易行并通常也由于其他原因已经实现，为了这些原因，根 据本发明的方法的本实施例可能在无特别额外支出的情况下被实施。所需的传感器和可能 说 明 书CN 103921841 A 2/3页 4 需要的用于传感器获得的数据的处理软件通常在机动车辆中是现有的，例如以ABS传感器 和相关联的ABS控制软件的形式。 0013 可供选择地或附加地，机动车辆的运动方向可由传感器和相应的传感器信号的处 理软件确定。这里使用传感器确定运动方向并输出含有具体运动方向信息的传感器信号。 传感器的使用必然伴有增加的

10、结构复杂性，但提供的优点是，测量值独立于由于不同的轮 胎压力或不同的磨损程度造成的车轮圆周的偏差。除了估计车轮速度之外，也可以想到使 用传感器以便例如实现机动车辆的定向运动的确定上的增加的准确性或数值相对彼此的 真实性检查。 0014 定向运动的确定可被用于计算补偿的转向角度。在本发明中，例如，实际的转向角 度被以校正值改变，所述校正值反映从实际的定向运动的转向角度偏差，并且例如可以在 上述一种或两种方法的基础上计算。此补偿的转向角度可被用作参考值来计算方向盘角度 和定向运动之间的偏差。 0015 偏差的减少可能是在相对长的时间内逐渐发生，或者，这里的时间可能包含几秒， 或甚至几小时或几天。但

11、是，减少也可能是突然或忽然地发生。 0016 本发明的第二方面提出了用于机动车辆的主动转向系统。主动转向系统具有用于 确定机动车辆的定向运动的装置，用于确定方向盘角度/转向角度的装置，用于确定驱动 器角度的装置，以及连接至所述装置的控制单元。控制单元设计为实现本发明第一方面所 述的方法。 0017 进一步地，本发明涉及包括这样的主动转向系统的机动车辆。 附图说明 0018 参照示例性实施例附图，对本发明进行下述详细说明。在附图中： 0019 图1示出具有根据本发明的主动转向系统的机动车辆，以及 0020 图2示出根据本发明的方法的流程图。 0021 附图标记列表： 0022 1 机动车辆 00

12、23 2 方向盘 0024 3 转向角度 0025 4 叠加齿轮机构 0026 5 马达 0027 6 叠加角度 0028 7 总驱动角度 0029 8 转向齿轮机构 0030 9-1 车轮 0031 9-2 车轮 0032 9-3 车轮 0033 9-4 车轮 0034 10 用于确定方向盘角度的装置 0035 11 用于确定定向运动的装置 说 明 书CN 103921841 A 3/3页 5 0036 12 控制单元 0037 13 传感器 具体实施方式 0038 图1所示为包括根据本发明的主动转向系统的机动车辆1。机动车辆1的驾驶员 通过方向盘2控制机动车辆1，并在这种情况下使方向盘2转

13、向方向盘角度3。在叠加齿轮 机构4中，由通常为电动的马达5提供的叠加角度6叠加在方向盘角度3上。在具有前车 轮9-1和9-2的前轮轴转向装置的机动车辆中，所产生的总驱动角度7使转向齿轮8运动， 转向齿轮8的运动产生所预期的、车轮9-1至9-4中的两个在位置上的变化。图1中的主 动转向系统具有用于确定方向盘角度3的装置10，其检测方向盘角度3并传送该角度3至 控制单元12。进一步地，示例性实施例的主动转向系统包括用于确定机动车辆定向运动的 装置11，在此该装置11被设计为读出转向齿轮8的驱动角度或补偿转向角度，并将读出的 角度传送至控制单元12。进一步地，图1中的机动车辆1包括传感器13，传感器

14、13可体现 为例如加速度传感器，并且被设计为确定机动车辆1的运动方向。控制单元12被设计为实 现根据本发明的方法。为了实施主动转向系统已有的功能，控制单元12也可根据方向盘角 度3控制马达5。 0039 图2示出根据本发明的方法的流程图。当车辆启动时，例如由于机动车辆1的点 火装置被启动，本方法开始。在步骤S1，根据方向盘角度3、已补偿的方向盘角度、瞬时驱动 器角度以及最后确定的校正角度，实现转向角度偏差的连续确定。在步骤S2，车辆的状态 被确定。为此，例如车辆速度、转向速度以及横摆角速度（yaw rate）被用到。已补偿的方 向盘角度也可包括在内。在步骤S3，确定驾驶状态是否必须被校正。如果

15、车辆1的驾驶状 态在校正窗口内，程序继续进行到步骤S4。如果车辆1的驾驶状态在校正窗口外，程序转 至步骤S6。在步骤S4，响应于车辆1的驾驶状态在校正窗口内的确定，启动转向角度的偏 差的减少。在步骤S5，校正角度相应地更新。如果车辆1的驾驶状态在校正窗口之外，在 步骤S6，转向角度偏差的减少被禁止。从而，在步骤S7，之前的校正角度被保持不变。在步 骤S8，S5和S7的结果相结合，相应适当的校正角度被在S9中被应用。例如，当车辆1熄火 时，方法结束。 说 明 书CN 103921841 A 1/2页 6 图1 说 明 书 附 图CN 103921841 A 2/2页 7 图2 说 明 书 附 图CN 103921841 A