CN103991447B - 测定方法和机动车 - Google Patents

Abstract

本发明披露了用于测定对于反扭矩的需求（19）的测定方法（30），该对于反扭矩的需求用于补偿在机动车（10）制动情形中的转向***（11）的噪音变量。在按照本发明的测定方法（30）中，实际的转向扭矩（32）被测定（29），对反扭矩的需求（19）测定（34）为实际转向扭矩（29）与预定义的目标转向扭矩（33）之间的差值。在情形测定方法（31）中，如果从实际的车辆信息（36）中检测出该机动车（10）的制动情形，就产生可以由转向控制单元（41）所实施的对于反扭矩的请求（35）。本发明也披露了具有电动马达推进的转向***（11）、转向控制单元（41）和制动装置（28）的机动车（10），其设计用于实施至少一个实施例中的测定方法（30）。

Description

测定方法和机动车

技术领域

本发明是关于测定机动车制动情形中用于补偿转向装置中的噪音变量对反扭矩（counter torque）的需求的测定方法，以及设计用于实施该测定方法的机动车。

背景技术

有许多已知的设备用于发挥辅助功能以帮助机动车司机。这些设备还包括现有技术中的电动助力转向***。借助于电动马达，通过在司机的转向扭矩上叠加电动马达产生的扭矩来减小司机要应用的转向扭矩。如果这种转向***被设计成主动转向***，扭矩的叠加可以作为依赖额外的状态变量——比如车速——的功能来进行。所述的扭矩叠加受转向控制单元控制。该转向控制单元至少可利用转向扭矩传感器的值和转向角传感器的值，这些传感器通常置于转向***的转向轴上。

主动转向***也能够补偿作用在机动车上的噪音变量。这样的过程来自DE102008042666B4。然而，DE102008042666B4的方法没有提供对于机动车制动情形中的补偿。

发明内容

本发明的目的是提供一种尤其是用于机动车制动情形的测定方法，也提供了设计用于实施所述方法的机动车。

这一目的通过以下所述的测定方法以及以下所述的机动车来实现。本发明的优选实施例在说明书中进行描述。

按照本发明，在测定制动情形中的用于补偿机动车转向***的噪音变量对反扭矩的需求的测定方法中，测定实际的转向扭矩，对反扭矩需求被测定为实际转向扭矩与预定义目标转向扭矩之间的差值。假定从情形测定方法中的当前的车辆信息中识别到机动车的制动情形，则产生可以通过转向控制单元满足的对反扭矩的请求。

按照本发明，所有本发明中所提到的转向***中的扭矩也可以替换为作用在转向***中内置的齿条上的力。

按照本发明，如果将机械能从行驶中的机动车中抽离，或者如果机动车的机械能被转化为其它形式的能量，就发生制动情形。机械及/或电/磁制动能作用于机动车上。然后力及/或扭矩被施加于可转向的车轮上，使得在水平路段的行驶速度被减小，或者如果在下坡行驶，使得行驶的速度不按照坡度增加，或者当上坡行驶时，与单独由坡度造成的减少相比，行驶速度被更强烈地减少。所述的力和扭矩因此能够通过任何已知的车辆制动***所产生。

在本发明的意义上，每一个车辆制动***都是制动装置。该制动装置尤其是指摩擦制动器、液力或电动减速器、产生阻力矩的驱动马达、回收***、发电机或者甚至空气制动器。按照本发明的至少一项当前的车辆信息可以是关于所述车辆制动***的信息，因此即是关于制动装置的信息，或者甚至是关于可以从中识别出制动情形的其它车辆***的信息。其它车辆***例如可以是防抱死制动***或者电子稳定***，其传感器测定车轮旋转速率及/或速度及/或机动车加速度。

使用根据本发明的测定方法，可以方便地测定对于反扭矩的需求，该反扭矩可以在机动车的制动情形中经由转向控制单元补偿转向***中的制动阻力。如果使用本方法，所述的方法会帮助机动车实现增加的行驶舒适度和更大的安全性，因为机动车司机再也不会感觉到转向***中的阻力，机动车也不会从其期望轨迹偏离。本发明的测定方法尤其是还可以用于具有后轮驱动的机动车。

在本发明的测定方法的一个优选实施例中，该情形测定方法通过将当前的车辆信息与预定义的阈值进行比较，如果阈值被超过，则识别为制动情形。

预定义阈值可以通过例如计算或者甚至机动车测试阶段的测试来测定，并被置于机动车的存储器中，尤其是置于转向控制单元本身中。制动情形可以通过比较以简单的方式得以测定。

在本发明的测定方法的另外一个优选实施例中，摩擦制动器的操作特性的值被用作车辆信息。

摩擦制动器是当前使用最为广泛的机动车制动器。摩擦制动器的操作特性的值在此例如可以是制动压力值或者制动踏板操作传感器或者开关的信号。摩擦制动器的活动引起制动情形。在这种情况下的制动情形可以以尤其简单的方式决定。尤其是，制动踏板操作传感器通常早已应用于机动车制动灯的开关上。本发明的方法应用于当前的车辆车型中尤其简单。

在本发明的测定方法的另外一个优选实施例中，减速器的操作特性的值被用作车辆信息。

减速器尤其用于卡车中作为减速制动器。它们可以是液力或者电动地操作的。减速器的操作特性值例如可以是它的转子的旋转速率值或者甚至减速器操作传感器或者开关的信号。除了汽车以外，本发明的方法因此还可以用在卡车上。

在本发明的测定方法的另外一个优选实施例中，发电机的操作特性的值被用作车辆信息。

发电机被越来越多地用于机动车的能量再生。发电机的操作特性的值例如可以是其转子的旋转速率或者电流的幅值。本发明的方法因此也可以用于发电机所产生的制动情形中。

在本发明的测定方法的另外一个优选实施例中，发动机阻力矩的值被用作车辆信息。

发动机阻力矩尤其是由机动车的驱动马达所产生的。发动机阻力矩作用于机动车的前车轮上。其尤其常与内燃机一起使用，以用于机动车轻微制动。在对机动车的日常操作中，所述的情形发生得非常频繁。本发明的测定方法因此可以非常经常地提供改善的行驶舒适度。

在本发明的测定方法的又一优选实施例中，此外，在情形测定方法中，将对于反扭矩的需求与预定义扭矩限度进行比较。如果对于反扭矩的请求也超出扭矩限度的话，就产生对于反扭矩的请求。

对于反扭矩的请求因此只在限定水平的对于反扭矩的需求之后做出。因此可以避免令人烦恼的规则。此外，在不同的驾驶状态中可能会有不同的反应。

因此，在本发明的测定方法的又一优选实施例中，如果备用轮被安装到机动车上，阈值及/或扭矩限度就被改变了。

因为备用轮的原因，相对于标准车轮来说，备用轮有更小的直径，不同的车轮偏移，更窄的宽度和较差的性能；更容易产生引起制动阻力的不对称的状态。通过减小阈值及/或扭矩限度，会更容易遇到制动阻力。相反，增加阈值及/或扭矩限度能够确保所安装的备用轮在司机的感知中保持得更好，司机更可能采用与备用轮性能相适应的驾驶风格。

按照本发明的机动车被设计为使得它能够实施本发明的至少一个实施例中的测定方法。为此目的，该机动车包含电动助力转向***、转向控制单元和制动装置。

使用按照本发明的机动车，提供了一个可以实施本发明的方法的机动车。本发明的方法的优势因此使得该机动车受益。机动车司机再也不会感觉到制动阻力，舒适度提高了，安全性加强了。

在按照本发明的机动车的又一优选实施例中，该制动装置具有与该转向控制单元的信号连接。

这使得制动装置本身所测定的参数可以用于对情形的评估，并因此用于控制/调节机电转向***。因此按照本发明的转向控制单元能够具有尤其是到摩擦制动器及/或减速器及/或发电机及/或空气制动器的信号连接。

在按照本发明的机动车的又一优选实施例中，机动车包含检测制动装置的起动的操作传感器。为此目的，该操作传感器具有与该转向控制单元的信号连接。

与制动装置的起动有关的信号因此可以以简单的方式被用作操作参数，该信号不需要从制动装置本身产生。传统机动车的许多***中已经存在有操作传感器或者开关。因此，按照本发明的机动车可以不用大量额外成本即可生产。

在按照本发明的机动车的又一优选实施例中，该机动车包含辅助***，其具有与转向控制单元的信号连接。

按照本发明，辅助***例如可以是防抱死制动***、电子稳定***或者甚至速度调节***。这使得所述***的传感器可以用于按照本发明的测定方法。因此，比如，车轮旋转速率值及/或机动车的减速度值可以被传送到转向控制单元。

单个车轮旋转速率的值也使对所安装的备用轮的检测能够实现。这进而可以被用于改变按照本发明的测定方法的扭矩限度。

附图说明

使用附图和下面的说明对本发明的示例性实施例进行更详细的解释。图中：

图1显示了按照本发明的机动车，

图2显示了按照本发明的机动车的转向***，

图3显示了按照本发明的测定方法，及

图4显示了按照本发明的测定方法中的情形测定方法。

附图标记对照清单

10 机动车

11 转向***

12 车轮

13 制动力

14 方向盘

15 横拉杆

16 转向轴

17 转向齿轮箱

18 干扰扭矩

19 对于反扭矩的需求

20 制动阻力

21 中线

22 作用线

23 齿条

24 电动马达

25 齿轮箱

26 距离

27 马达扭矩

28 制动装置

29 实际的转向扭矩测定方法

30 测定方法

31 情形测定方法

32 实际的转向扭矩

33 目标转向扭矩

34 对于反扭矩的需求的测定

35 对反扭矩的请求

36 车辆信息

37 扭矩限度

38 对反扭矩的需求（19）与扭矩限度（37）的比较

39 阈值

40 车辆信息（36）与阈值（39）的比较

41 转向控制单元

42 扭矩传感器

具体实施方式

在图1中，通过概略图中的例子，示出了按照本发明的机动车10。机动车10优选为照常包含四个车轮12，其中，两个前车轮12配置为可转向的。在图1中，前车轮显示为处于笔直向前的位置。机动车10还包含用于转向前车轮12的转向***11。转向***11代表了机动车10和机动车10的司机之间的一个连接元素。使用转向***11，司机决定机动车打算运动的方向。

机动车10还包含至少能对机动车10的前车轮12进行制动的制动装置28。在本发明的意义上，制动装置28可以是车内能够对机动车10施加制动力的任何装置。制动装置28可以是摩擦制动器、液力或者电动减速器、产生阻力矩的驱动马达、回收***，发电机或者甚至空气制动器。制动装置28可以具有与转向***11的信号连接。

在图2中，以示例方式通过功能概略图示出了在运用按照本发明的测定方法30的过程中的本发明的机动车10的转向***11。与图1相比较，图2在平面视图中显示了转向***11的详细表示。

转向***11提供有例如电动马达24形式的轴平行转向助力器。电动马达24经由齿轮箱25——比如，带有滚珠循环机构的齿带式齿轮箱——联接到齿条23。齿条23的左边和右边连接到横拉杆15，经由该横拉杆对车轮12进行转向。齿条23也经由转向齿轮箱17连接到转向轴16。转向轴16进而连接到方向盘14。而且，转向***11包含电子转向控制单元41，其用控制算法来控制电动马达24的转向力推进。转向***11还包含安置在转向轴16上的、测量司机施加在方向盘14上的操作力度的扭矩传感器42。

在图2中，机动车10处于示例性的制动情形中。在这里，制动力13作用在车轮12中的每一个上。在所示的制动情形中，在每一个情况下，制动力13作用在从车轮12的中线21移位一距离26的作用线22上。这产生制动阻力20。制动阻力20也被称为制动拉力。所述的制动阻力20旨在通过使用按照本发明的测定方法30被补偿。

在图2中示出的情形，只是造成制动阻力20的许多可能原因之一。除了图2中所示的制动力13在其中不对称地作用于车轮12的情形以外，造成制动阻力20的原因还可以是，相对于右前车轮12的制动力13，左前车轮上的制动力13的不同大小，比如，产生于路面的不同磨蹭系数，或者机动车10的制动装置28的制动作用的不同强度。左右轮胎的不同空气压力也能造成制动阻力20；同样地，不同型面的左右轮胎也能造成制动阻力20。

制动阻力20经由横拉杆15、齿条23和转向轴16作用在方向盘14上。制动阻力20可以被司机感知为在方向盘14内的干扰扭矩18。

运用按照本发明的方法30，有可能通过电动马达24产生的马达扭矩27来产生反扭矩，其在大小和方向上与按照本发明的测定方法30所测定的对于反扭矩的需求19相对应，该反扭矩抵消干扰扭矩18。干扰扭矩18就再也不会被机动车司机感觉到了，或者至少不那么容易感觉到了。同时，机动车10的行驶方向也不受按照本发明的测定方法30所影响。

在图3中，按照本发明的测定方法30以一个示例性实施例概略地示出在示图中。按照本发明的测定方法30尤其是直接在转向控制单元41本身中实施。

在按照本发明的测定方法30中，需求测定方法34和情形测定方法31并行发生。

在需求测定34的过程中，发生实际的转向扭矩的测定29，其中测定了实际的转向扭矩32。使用所述的实际的转向扭矩32和预定义的目标转向扭矩33来测定34对于反扭矩的需求19。对于反扭矩的需求19在大小上与实际转向扭矩32和目标转向扭矩33间的差值相对应。对于反扭矩的需求19的方向与实际转向扭矩32和目标转向扭矩33间的差值相反。

如果机动车10的制动情形在与需求测定34并行发生的情形测定31中被测定，那么，所述的对于反扭矩的需求19就被表达为对于转向控制单元41提出的反扭矩请求35。至少一项车辆信息36被用于制动情形的测定31。

车辆信息36来源于车辆内的装置。这可以是制动装置28本身及/或所述制动装置28的操作传感器或者开关及/或机动车10的辅助***。车辆信息36是制动装置28的操作变量的值。在最简单的情况下，这是一个证实制动装置28的起动的值。操作传感器尤其提供了这种值。它们还可以是能够测定制动功能的制动装置28的值。制动装置28本身的传感器能测量该值。

按照本发明的测定方法30的示例性情形测定方法31概略地用示图表示在图4中。为了测定31是否存在制动情形，检查车辆信息36，尤其是在与阈值39的比较40中。阈值39在这里与车辆信息36的同一类型相对应。如果阈值39与车辆信息具有某种关系，即，如果车辆信息达到或者超过阈值，就存在制动情形。这里所选的公式也包括，对车辆信息36的多个项目还有多个种类连续进行评估，将其与相应的阈值39进行比较，其中，如果车辆信息36的多个项目与多个阈值39具有某种关系，则存在制动情形。

而且，进行对于反扭矩的需求19的水平的检查，尤其是通过比较对于反扭矩的需求19与扭矩限度37。仅在对于反转扭矩的需求19水平超出扭矩限度时，提出反扭矩请求35。

按照本发明对于值37和39的比较也可能视车辆情形而改变。因此，比如，如果备用轮装备到机动车10上，扭矩限度37及/或阈值39可以被改变。

Claims (12)

1.一种用于测定对反扭矩的需求（19）的测定方法（30），其用于补偿机动车（10）的转向***（11）在制动情形中的噪音变量，其特征在于，实际的转向扭矩（32）被测定（29），对反扭矩的需求（19）被测定（34）为实际转向扭矩（29）和预定义目标转向扭矩（33）之间的差值，并且，在情形测定方法（31）中，如果从实际的车辆信息（36）中识别到机动车（10）的制动情形，就产生可以通过转向控制单元（41）实施的反扭矩请求（35）。

2.如权利要求1所述的测定方法（30），其特征在于，情形测定方法（31）通过将实际的车辆信息（36）与预定义的阈值（39）进行关于是否超过阈值（39）的比较（40）来检测制动情形。

3.如权利要求2所述的测定方法（30），其特征在于，摩擦制动器的操作特性值被用作车辆信息（36）。

4.如权利要求2所述的测定方法（30），其特征在于，减速器的操作特性值被用作车辆信息（36）。

5.如权利要求2所述的测定方法（30），其特征在于，发电机的操作特性值被用作车辆信息（36）。

6.如权利要求2所述的测定方法（30），其特征在于，发动机阻力矩的值被用作车辆信息（36）。

7.如权利要求1所述的测定方法（30），其特征在于，在情形测定方法（31）中，额外将对于反扭矩的需求（19）与预定义扭矩限度（37）进行比较（38），如果对于反转扭矩的需求（19）也超过扭矩限度（37），就产生对于反扭矩的请求（35）。

8.如权利要求2到7中任何一项所述的测定方法（30），其特征在于，如果备用轮安装到机动车（10）上，对阈值（39）及/或扭矩限度（37）做出改变。

9.一种带有电动马达助推的转向***（11）、转向控制单元（41）和制动装置（28）的机动车（10），其特征在于，机动车（10）设计用于实施如前述任何一项权利要求所述的测定方法（30）。

10.如权利要求9所述的机动车（10），其特征在于，制动装置（28）具有与转向控制单元（41）的信号连接。

11.如权利要求9所述的机动车（10），其特征在于，机动车（10）包含检测制动装置（28）的起动的操作传感器，所述的操作传感器具有与转向控制单元（41）的信号连接。

12.如权利要求9所述的机动车（10），其特征在于，机动车（10）包含辅助***，辅助***具有与转向控制单元的信号连接。