CN104443009A - 车辆在动力传动***负扭矩期间的主动扭矩转向补偿 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆在动力传动***负扭矩期间的主动扭矩转向补偿，公开了一种补偿车辆传动系的驱动影响的***和方法，其中车辆具有牵引马达和包括配置用于向车辆转向齿条提供扭矩的伺服马达的助力转向***。该方法包括指令伺服马达向车辆转向齿条施加补偿扭矩。响应于预测的由再生制动扭矩导致的驱动影响而施加补偿扭矩。

Description

车辆在动力传动***负扭矩期间的主动扭矩转向补偿
技术领域
本发明涉及用于补偿电动车辆或混合动力车辆的车辆传动系对其转向***的驱动影响的***和方法，其中车辆具有电动助力转向***。使用集成进机动车并且永久启用的传动系模拟模型来根据发动机和再生制动行为确定扰动变量以针对助力转向***产生抵消扰动变量的补偿扭矩。
背景技术
使用牵引马达来推进的车辆(统称为“电动车辆”，包括插电式电动车辆和混合动力电动车辆)可以利用再生制动。在再生制动期间，控制的负荷在传动系上直接施加与运动方向相反的扭矩并且将动能转换为潜在能量。尽管可能有能向车轮提供负扭矩并存储产生的能量的其它实施方式，但是通常用于再生制动的机构是与电池连接的马达。
当车辆激烈加速时可能监测到由于发动机力使得具有前驱动桥的机动车受到转向影响。当电动车辆中的马达向车辆牵引轮提供再生制动扭矩时可以监测到类似的具有相反方向的转向影响。习惯上，发动机力对车辆转向***施加正的扭矩影响而再生制动对车辆转向***施加负的扭矩影响。总之，正的和负的扭矩影响也可以称为驱动或动力传动***扭矩影响。车辆驾驶员必须主动干预以抵消产生的转向力差异并保持选择的转向。这些转向影响的一些原因包括如果车辆两侧存在不同的弯曲角时来自驱动轴的外部等速万向节的次扭矩；由于差速齿轮机构的摩擦产生的不对称驱动力；或者自锁或者受控制或从惯性力锁定的差速齿轮机构。此外，强烈影响来自前牵引轮相对于道路表面的几何状况，由于此轮胎力的力施加点在变化。
包括发动机影响和再生制动影响的动力传动***影响可能对车辆驾驶员的转向感觉具有不利影响使得机动车的驾驶员在机动车正常控制期间觉得是不可接受的影响。对于全轮驱动车辆，特别是对于前轮驱动，发动机驱动力高度影响转向感觉。这些影响是***设计以及很大程度上取决于前桥设计的它们的强度、外部影响和传动系性能的函数。因为这些感觉到的转向扭矩变化不对应于车辆对特定情况的自然反馈，驾驶员认为它们是扰动。
发明内容
一种补偿车辆传动系的驱动影响的***和方法包括指令伺服马达向车辆转向齿条施加补偿扭矩，其中车辆具有牵引马达和包括配置用于向车辆转向齿条提供扭矩的伺服马达的助力转向***。响应于转向齿条差异量超过由再生制动事件导致的关联阈值而施加补偿扭矩。
在一些实施例中，指令伺服马达进一步响应于车辆行为模型。该车辆行为模型可以基于包括再生制动扭矩、车轮转速、转向齿条力和方向盘转角的变量。在一些实施例中，指令伺服马达以施加具有补偿车辆转向齿条处计算的设定点力(setpoint force)和车辆转向齿条处测量的力之间差异的量的扭矩。在一些实施例中，关联阈值是第一预定阈值，并且该指令进一步响应于动力传动***扭矩量超过第二预定阈值并且车辆加速度超过第三预定阈值。多个实施例还包括响应于转向齿条差异量超过由发动机加速事件导致的第二关联阈值而指令伺服马达向车辆转向齿条施加第二补偿扭矩。
根据本发明的车辆包括配置用于向车辆转向齿条提供扭矩的助力转向***。车辆还包括配置用于向车辆牵引轮施加再生制动扭矩的马达。此外，车辆包括配置用于响应于转向齿条差异量超过由再生制动事件导致的关联阈值而指令助力转向***提供补偿扭矩的控制器。
在一些实施例中，控制器进一步配置用于基于包括再生制动扭矩、车轮转速、转向齿条力和方向盘转角的变量而建立车辆行为的模型。在一些实施例中，控制器配置用于指令助力转向***施加具有补偿车辆转向齿条处计算的设定点力和车辆转向齿条处测量的力之间差异的量的补偿扭矩。在其它实施例中，关联阈值是第一预定阈值，并且控制器进一步配置用于响应于车辆加速度超过第二预定阈值并且动力传动***扭矩量超过第三阈值而指令助力转向***提供补偿扭矩。在其实实施例中，控制器进一步配置用于响应于动力传动***扭矩量超过由发动机加速事件导致的第二关联阈值而提供第二补偿扭矩。
根据本发明的控制车辆助力转向***的方法包括响应于动力传动***扭矩超过第一预定阈值并且转向齿条力差异量超过第二阈值而指令助力转向***提供第一补偿扭矩，其中车辆具有牵引马达。此外，该方法包括响应于动力传动***扭矩下降到第三预定阈值以下并且转向齿条力差异量超过第四预定阈值而指令助力转向***提供第二补偿扭矩。转向齿条力差异是计算的转向齿条设定点力和测量的转向齿条力之间的差异并且第三阈值小于第一阈值。
在一些实施例中，指令助力转向提供第一补偿扭矩进一步响应于车辆加速度超过第五预定阈值并且车速超过第六预定阈值。在这样的实施例中，指令助力转向提供第二补偿扭矩进一步响应于车辆加速度下降到第七预定阈值以下。第七阈值小于第五阈值。
根据本发明的一个实施例，控制器进一步配置用于响应于转向齿条差异量超过由发动机加速事件导致的第二关联阈值而提供第二补偿扭矩。
根据本发明的一个实施例，指令助力转向以提供第一补偿扭矩进一步响应于车辆加速度超过第五预定阈值并且车速超过第六预定阈值并且其中指令助力转向以提供第二补偿扭矩进一步响应于车辆加速下降到第七预定阈值以下，第七阈值小于第五阈值。
根据本发明的实施例可以提供多个优点。例如，本发明提供用于补偿由再生制动扭矩导致的不希望的驱动影响的***和方法。此外，该***和方法可以去除这种驾驶员不希望感受到的驱动影响并且不去除来自车辆牵引轮和道路之间接触的希望的反馈。
结合附图阅读下文对优选实施例的详细描述，本发明的上述和其它优点以及特征将变得显而易见。
附图说明
图1是包括电动齿条助力转向***的电动车辆的示意说明；
图2是说明从发动机或再生制动力计算转向力差异的运转的框图；
图3是说明计算齿条处设定点力的运转的框图；
图4是说明计算用于合成设定点的齿条力的权重值的运转的框图；
图5是显示包括计算的转向力差异、齿条处设定点力和助力转向辅助中合成设定点力的权重值的框图；
图6是说明用于控制助力转向***来补偿正的或负的驱动影响的方法的实施例的流程图；
图7是说明用于控制助力转向***来补偿正的或负的驱动影响的方法的另一个实施例的流程图。
具体实施方式
根据需要，本说明书中公开了本发明的具体实施例；然而，应理解公开的实施例仅为本发明的示例，其可以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。所以，此处所公开的具体结构和功能细节不应解释为限定，而仅为教导本领域技术人员以多种形式实施本发明的代表性基础。
车辆电动助力转向***(EPAS)使用微处理器从而能实现特定的智能运转水平。该智能运转水平可以适配机动车的转向特性与车辆的要求和工况、驾驶员意图或者主动抵消扰动。
现在参考图1，显示了电动车辆2的示意说明。电动车辆2包括具有EPAS的齿条转向***(整体上可以称为转向***)。驾驶员可以施加方向盘操作扭矩Mhand，通过适当的齿轮机构4可以将该转动扭矩转换为齿条的力。齿条6通过拉杆(track rod)支撑于枢轴轴承上并且控制车轮绕虚拟转向轴线10旋转。拉杆8从轮胎/下表面的接触向转向***施加车轮转向扭矩Mrad。伺服马达12在齿条6上运转以施加转向辅助扭矩Mservo。控制器14响应于多个输入而指令伺服马达12向齿条6提供Mservo。在准静态情况下，方向盘操作扭矩Mhand和辅助伺服扭矩Mservo的总和补偿车轮绕虚拟转向轴的扭矩Mrad。电动车辆2还包括配置用于向车辆牵引轮提供扭矩的马达15。
齿条力FZS是方向盘操作扭矩Mhand、伺服马达的辅助扭矩Mservo、惯性和摩擦的函数。可以通过评估包括驱动发动机扭矩、再生制动扭矩和转向扭矩或力的变量来测量FZS和其它力变量。多个传感器(未显示)可以监视这些变量并直接或间接提供输入至控制器14。
通常，车轮转向扭矩Mrad可以分为轮胎接触区域处的力产生的部分和对轮胎接触区域在车轮旋转轴线的投影起作用的驱动力产生的部分。
这些力产生绕虚拟转向轴线的转向扭矩，在每种情况下具有对应的力臂。为了增加驾驶员满意度，在方向盘操作扭矩中应该仅感觉到轮胎接触区域处的力。总之，应该预测到不对称的驱动力并且通过伺服马达消除它们对转向***的影响。
从可以获取的(通常可以从控制器局域网(CAN)总线获取)包括发动机扭矩、发动机转速、再生制动扭矩以及牵引和转向轮的车轮转速的变量计算这些车轮之间驱动力和再生制动力的分配。鉴于已经了解结构上限定的几何形状和动力学关系(同时考虑方向盘转角)，可以确定发动机力和再生制动力对车轮转向扭矩以及对齿条的影响。
图2显示优选的信号流。图2中，参考标号的指示如下：
16是驱动发动机扭矩[Nm]
18是驱动发动机转速[RPM]
20是左侧的牵引车轮转速[圈/秒]
22是右侧的牵引车轮转速[圈/秒]
24是20和22的平均牵引车轮转速
26是基于全部齿轮机构传动比的轴扭矩(axle torque)计算
28是差速齿轮机构/驱动轴的模型
30是动力传动***轴扭矩[Nm]
32是再生制动扭矩[Nm]
34是左侧的车轮驱动力[N]
36是右侧的车轮驱动力[N]
38是方向盘转角[圈]
40是轴动力学/转向动力学的模型
42是从动力传动***力计算的转向力差异
(参考标号24、26、28和40称为模型框而其它的信号)。
驱动发动机扭矩16、驱动发动机转速18、平均牵引车轮转速24和再生制动扭矩32输入至扭矩计算26。扭矩计算26计算动力传动***轴扭矩30。动力传动***轴扭矩30是信号值。换句话说，轴扭矩30如果由发动机扭矩主导则可以为正或者如果由再生制动扭矩主导则为负。动力传动***轴扭矩30提供至模型28。模型28对应于传动系永久启用的模拟模型。牵引车轮转速20和22也分别提供至模型28。模型28分别产生左侧和右侧的车轮驱动力34和36，该车轮驱动力提供至模型40。方向盘转角38也提供至模型40。模型40产生转向力差异42。在知道这些示例影响的情况下，通过伺服马达抵消由于发动机力和再生制动力产生的干预转向扭矩并且驾驶员在方向盘操作扭矩中不会感觉到。
除通常的情况之外，可以发现对于特定的运转点和配置，图2说明的框图的差速齿轮机构/驱动轴模型28中的计算不可靠。这特别是在车轮转速20和22之间的差异较小下会发生。这种情况下，假设左侧和右侧的车轮驱动力是相同大小的。
此外，在轮胎和下面的表面之间的接触中可能出现不规律的几何学(比如车辙)并且可能对转向扭矩具有数学上不可预测的影响。对于这些情况，如图3所示，在开发的算法中从(比如CAN总线)可以获取的变量计算齿条处的设定点力。
在图3中，参考标号的指示如下：
44为车速[km/h]
46为侧向加速度[m/s2]
48为横摆率[圈/分]
50为方向盘转速[圈/分]
52为具有校正功能的齿条力合成设定点值计算-多维特征图
54为齿条的设定点力[N]。
车速44、侧身加速度46、横摆率48和方向盘转速50提供至计算齿条的设定点力54的设定点值计算模块(means)52。为此，开发了由车辆数据组成的特征图并将这些特性输入至框52。还可以从代替该特性图的具有相同输入变量的适当数学方程式形成齿条处的设定点力。横摆加速度可以代替横摆率作为输入变量。
如果齿条处的设定点力当前不同于已经校正过转向力差异的实际出现的力，并且如果在行驶情境中给定了进一步的先决条件(比如较高的轴驱动扭矩或当转弯时牵引车轮之间较低的差速转速)，设定点力也可以包括在补偿扭矩的计算中。伺服辅助随后施加对应于在设定点力和实际出现的力之间的齿条力的方向盘补偿扭矩。
无论是从监测模型、从转向柱处的扭矩传感器还是通过其它方法来计算经由齿条力实现的伺服辅助，驾驶员感觉到的方向盘操作扭矩的原理是基于齿条力。优选地可以假设从监测器模型来产生经由齿条力实现的伺服辅助。该界面可以对应地适用于其它情况。
现在参考图4，说明在对应于设置的齿条力54的方向盘操作扭矩和已经校正过转向力差异的实际齿轮力56或中间值之间平顺地转变的切换函数58。切换函数58输出从0到1变化的权重值60。如下文结合图5描述的，权重值60可以用于修改齿条力校正因子。权重值60等于0对应于没有施加齿条力校正，而权重值60等于1对应于完全合成产生的方向盘操作扭矩，该操作扭矩不允许轮胎/下表面接触的任何反馈但是也没有任何扰动影响。
在一个实施例中，切换函数58通常调校为输出为0的权重值60以精确反馈轮胎和下表面之间的接触关系。仅在预期来自驱动力的干预转向影响并且实际齿条力偏离设定点力的情况下切换函数58增加权重值60。这种情况下，切换函数58随着偏离而逐渐增加权重值60。通常，随着驱动轴扭矩或再生制动扭矩的量的增加，作用在转向***上的驱动影响的概率变得越大，并且从而将权重值设置为更偏向合成的设定点力。随着车速增加，可以减小权重值以接近实际的齿条力，并且这适用于较高的侧向加速度。如果方向盘转角和侧身加速度在标记上相反，可以假设出现反向转向(countersteering)以及高度动态的驾驶操作。这种情况下，出于反馈的目的传递实际的齿条力。
现在参考图5，显示了说明计算补偿扭矩的示意图。方向盘操作扭矩64和EPAS伺服扭矩66输入至框68，在框68中计算实际的齿条力56。在操作70处从齿条设定点力54减去实际的齿条力56以输出设定点力差异72。
转向力差异42、权重值60和设定点力差异72输入至齿条力校正操作62。如上文讨论的，权重值60可以从0变到1，为0时没有应用校正，为1时应用基于合成设置值的完全校正。校正操作62输出补偿信号74。补偿信号74随后转换为补偿扭矩76。通过EPAS伺服马达应用补偿扭矩76。返回至该操作，在操作78处补偿扭矩76与之前的EPAS伺服扭矩66求和。
出于清楚的原因，分别彼此独立说明图2至5，并且也可以将框图组合成一个。图2至4说明怎样产生用于框62的输入变量。
现在参考图6，显示了说明转向控制逻辑的替代实施例的流程图。在操作100处，确定是否动力传动***扭矩超过预定阈值X1、车辆加速度超过预定阈值Y1、齿条力差异量超过预定阈值Z1以及当前车速超过预定阈值Vspd1。如上文讨论的，动力传动***扭矩是标记的变量。根据习惯，发动机扭矩导致的动力传动***扭矩影响为正，而再生制动导致的动力传动***扭矩影响为负。类似的，加速度是标记变量。
如果确定满足操作100的所有条件，那么在框102处启用扭矩转向控制加速模式。在该模式中，指令车辆EPAS中的伺服马达提供扭矩来补偿动力传动***的正扭矩影响。
如果确定不满足操作100的所有状况，那么操作前进至操作104。在操作104处，确定是否当前动力传动***扭矩下降到预定阈值X2以下、车辆加速度下降到预定阈值Y2以下以及齿条力差异的量超过预定阈值量Z2。阈值X2小于阈值X1并且阈值Y2小于阈值Y1。
如果确定满足操作104的所有条件，那么在框106处启用扭矩转向控制减速模式。在该模式中，指令车辆EPAS中的伺服马达提供扭矩以补偿动力传动***的负扭矩影响。
如果确定不满足操作104的所有条件，那么操作在框108处结束。
现在参考图7，显示了说明转向控制逻辑的另一个实施例的流程图。如操作110处说明的，确定是否启用扭矩转向控制功能。该确定包括加速和减速模式两者。如果确定不启用扭矩转向控制，那么如框118处说明的操作结束。如果确定启用扭矩转向控制，那么如操作112处说明的确定是否启用扭矩转向控制加速模式。如果为是，如框114说明的那么选择加速转向模式调校。当启用该调校模式时，可以控制车辆助力转向***以补偿由车辆发动机导致的动力传动***扭矩影响。如框118处说明的，该操作随后结束。返回至操作112，如果确定扭矩转向控制不是加速模式，那么如框116处说明的选择减速转向模式调校。当启用该调校模式时，可以控制车辆助力转向***以补偿由再生制动导致的动力传动***扭矩影响。如框118处说明的，该操作随后结束。
从多个实施例可以看出，特定***和方法去除了由再生制动扭矩导致的驾驶员感觉上不希望的驱动影响且不去除来自车辆牵引轮和道路之间接触的希望的反馈。
尽管上文描述了示例性实施例，并非意味着这些实施例说明并描述了本发明的所有可能形式。相反，说明书中使用的词语为描述性词语而非限定，并且应理解不脱离本发明的精神和范围可以作出各种改变。此外，可组合各种执行实施例的特征以形成本发明进一步的实施例。

Claims (10)

1.一种补偿配备用于再生制动并且具有助力转向***的车辆传动系中驱动影响的方法，所述助力转向***包括配置用于向车辆转向齿条提供扭矩的伺服马达，所述方法包含：
响应于转向齿条差异量超过由再生制动事件导致的关联阈值而指令伺服马达向车辆转向齿条施加补偿扭矩。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，指令所述伺服马达施加补偿扭矩包括指令所述伺服马达施加具有补偿所述车辆转向齿条处计算的设定点力和所述车辆转向齿条处测量的力之间差异的量的扭矩。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指令所述伺服马达进一步响应于至少基于再生制动扭矩、车轮转速、转向齿条力和方向盘转角的预测车辆行为的模型。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述关联阈值是第一预定阈值并且所述指令所述伺服马达进一步响应于动力传动***扭矩量超过第二预定阈值并且车辆加速度超过第三预定阈值。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包含响应于所述转向齿条差异量超过由发动机加速事件导致的第二关联阈值而指令所述伺服马达以向所述车辆转向齿条施加第二补偿扭矩。
6.一种车辆，包括：
配置用于向车辆转向齿条提供扭矩的助力转向***；
配置用于向车辆牵引轮施加再生制动扭矩的马达；以及
配置用于响应于转向齿条差异量超过由再生制动事件导致的关联阈值而指令所述助力转向***提供补偿扭矩的控制器。
7.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于，所述控制器进一步配置以至少基于再生制动扭矩、车轮转速、转向齿条力和方向盘转角预测性地建立车辆行为的模型。
8.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于，所述控制器配置用于指令所述助力转向***施加具有补偿所述车辆转向齿条处计算的设定点力和所述车辆转向齿条处测量的力之间差异的量的补偿扭矩。
9.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于，所述关联阈值是第一预定阈值并且所述控制器进一步配置用于响应于车辆加速度超过第二预定阈值并且动力传动***扭矩量超过第三预定阈值而指令所述助力转向***提供补偿扭矩。
10.一种控制车辆中助力转向***的方法，所述车辆具有配置用于向车辆牵引轮提供再生制动扭矩的马达，所述方法包含：
响应于动力传动***扭矩超过第一预定阈值并且转向齿条力差异量超过第二阈值而指令所述助力转向***提供第一补偿扭矩，以及
响应于所述动力传动***扭矩下降到第三预定阈值以下并且所述转向齿条力差异量超过第四预定阈值而指令所述助力转向***提供第二补偿扭矩，其中所述转向齿条力差异是计算的转向齿条设定点力和测量的转向齿条力之间的差异并且其中所述第三阈值小于所述第一阈值。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106864590A (zh) * 2015-12-10 2017-06-20 株式会社万都 辅助转向控制装置
CN107225979A (zh) * 2017-06-15 2017-10-03 清华大学 一种用于电动汽车的制动控制装置及控制方法
CN110509979A (zh) * 2018-05-21 2019-11-29 通用汽车环球科技运作有限责任公司 利用转向扭矩叠加的牵引转向补偿
CN110536824A (zh) * 2017-04-18 2019-12-03 雷诺两合公司 包括电动助力转向的用于机动车辆的组件
CN111655566A (zh) * 2018-01-10 2020-09-11 捷太格特欧洲公司 在制动时通过动力转向进行轨迹偏移补偿的方法
CN114715263A (zh) * 2021-01-07 2022-07-08 大众汽车股份公司 用于补偿机动车的转向装置的偏斜牵引行为的方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101534985B1 (ko) * 2013-12-27 2015-07-07 현대자동차주식회사 전동식 조향 장치의 프릭션 조절 방법 및 프릭션 조절 장치
DE102015112360B4 (de) * 2014-07-30 2020-07-09 Steering Solutions IP Holding Corp. Modul zur radunwuchtabweisung
US9845109B2 (en) * 2015-03-25 2017-12-19 Steering Solutions Ip Holding Corporation Continuous estimation of surface friction coefficient based on EPS and vehicle models
DE102016113454B4 (de) * 2015-07-22 2021-04-01 Steering Solutions Ip Holding Corporation Lenkungssystem zum Bereitstellen einer Dämpfung im Gelände
US10399597B2 (en) 2015-10-09 2019-09-03 Steering Solutions Ip Holding Corporation Payload estimation using electric power steering signals
JP6811062B2 (ja) * 2016-09-15 2021-01-13 矢崎総業株式会社 回生制御装置
US10435072B2 (en) * 2017-03-17 2019-10-08 Ford Global Technologies, Llc Road camber compensation
US11498613B2 (en) 2019-02-14 2022-11-15 Steering Solutions Ip Holding Corporation Road friction coefficient estimation using steering system signals
US11511790B2 (en) 2019-02-14 2022-11-29 Steering Solutions Ip Holding Corporation Road friction coefficient estimation using steering system signals

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020036429A1 (en) * 2000-09-27 2002-03-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus and method of vehicle braking and driving force
US20050228564A1 (en) * 2004-04-09 2005-10-13 Toyoda Koki Kabushiki Kaisha Vehicle steering apparatus
US20060055240A1 (en) * 2004-09-10 2006-03-16 Nissan Motor Co., Ltd. Regenerative braking system for motor vehicles
US20090078494A1 (en) * 2006-09-20 2009-03-26 Jens Dornhege Method for Compensating for Drive Influences on the Steering System of a Vehicle Using an Electric Power Steering System
US20100252355A1 (en) * 2009-04-07 2010-10-07 Honda Motor Co., Ltd. Vehicle steering system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7532966B2 (en) * 2004-08-20 2009-05-12 General Motors Corporation Torque steer compensation algorithm

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020036429A1 (en) * 2000-09-27 2002-03-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus and method of vehicle braking and driving force
US20050228564A1 (en) * 2004-04-09 2005-10-13 Toyoda Koki Kabushiki Kaisha Vehicle steering apparatus
US20060055240A1 (en) * 2004-09-10 2006-03-16 Nissan Motor Co., Ltd. Regenerative braking system for motor vehicles
US20090078494A1 (en) * 2006-09-20 2009-03-26 Jens Dornhege Method for Compensating for Drive Influences on the Steering System of a Vehicle Using an Electric Power Steering System
US20100252355A1 (en) * 2009-04-07 2010-10-07 Honda Motor Co., Ltd. Vehicle steering system

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106864590A (zh) * 2015-12-10 2017-06-20 株式会社万都 辅助转向控制装置
CN106864590B (zh) * 2015-12-10 2019-06-14 株式会社万都 辅助转向控制装置
CN110536824A (zh) * 2017-04-18 2019-12-03 雷诺两合公司 包括电动助力转向的用于机动车辆的组件
CN110536824B (zh) * 2017-04-18 2022-06-24 雷诺两合公司 包括电动助力转向的用于机动车辆的组件
CN107225979A (zh) * 2017-06-15 2017-10-03 清华大学 一种用于电动汽车的制动控制装置及控制方法
CN107225979B (zh) * 2017-06-15 2018-11-30 清华大学 一种用于电动汽车的制动控制装置及控制方法
WO2018227885A1 (zh) * 2017-06-15 2018-12-20 清华大学 一种用于电动汽车的制动控制装置及控制方法
CN111655566A (zh) * 2018-01-10 2020-09-11 捷太格特欧洲公司 在制动时通过动力转向进行轨迹偏移补偿的方法
CN110509979A (zh) * 2018-05-21 2019-11-29 通用汽车环球科技运作有限责任公司 利用转向扭矩叠加的牵引转向补偿
CN114715263A (zh) * 2021-01-07 2022-07-08 大众汽车股份公司 用于补偿机动车的转向装置的偏斜牵引行为的方法

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