CN110536824A - 包括电动助力转向的用于机动车辆的组件 - Google Patents

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CN110536824A CN201880025870.0A CN201880025870A CN110536824A CN 110536824 A CN110536824 A CN 110536824A CN 201880025870 A CN201880025870 A CN 201880025870A CN 110536824 A CN110536824 A CN 110536824A
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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的组件(100)，该组件包括：‑转向单元(10)，该转向单元包括齿条(11)；‑转向柱(20)，该转向柱包括：用于向该齿条施加小齿轮转矩(Cp)的小齿轮(23)、附接到该转向柱的上端(24)以便向该转向柱施加方向盘转矩(Cv)的方向盘(22)、用于测量该转向柱的旋转角度(αv)的第一测量装置(34)、用于测量该小齿轮转矩的第二测量装置(35)；‑电动助力转向(40)，该电动助力转向用于将动力转向电流强度(Ia)转换为要施加到该齿条的动力转向转矩(Ca)或动力转向力；‑用于调节该小齿轮转矩与该方向盘转矩之间的关系的至少一个设备，该方向盘转矩等于通过至少一个调节项校正的小齿轮转矩，该至少一个调节项至少可根据该转向柱的旋转角度而变化；‑控制设备(50)，该控制设备用于从至少根据该测得的小齿轮转矩和该调节项计算出的方向盘转矩来确定要递送到该电动助力转向的动力转向电流的强度。

Description

包括电动助力转向的用于机动车辆的组件
技术领域
本发明涉及一种包括电动助力转向的用于机动车辆的组件以及一种包括这种组件的电动车辆。本发明还涉及一种用于控制这种组件的电动助力转向的方法。
背景技术
常规地，机动车辆具有转向单元，该转向单元包括齿条，该齿条链接至机动车辆的车轮并且被设计成用于在横向于所述机动车辆的纵向方向的方向上相对于机动车辆平移移动以使车轮转向。机动车辆还具有转向柱，该转向柱包括转向轴、经由该转向轴的上端驱动该转向轴绕第一旋转轴线旋转的方向盘、以及被限制为与转向轴的下端一起旋转的小齿轮。当方向盘驱动转向轴绕第一旋转轴线旋转时，小齿轮绕第二旋转轴线枢转，并且还向齿条施加小齿轮转矩以驱动齿条在横向方向上平移。机动车辆还可以具有电动助力转向，该电动助力转向包括电动机，该电动机接收辅助电流并且根据如此递送的辅助电流的强度向转向单元的齿条施加辅助转矩比如用于辅助小齿轮。
已知使用测得的小齿轮转矩来确定要递送到电动助力转向的辅助电流的强度，并从而确定要施加到齿条的辅助转矩。这使得能够使用如下辅助规则：当机动车辆以低速行驶或停止并且车轮转向时，换句话说，当需要供应很大的总转矩以使车轮转向时，比如当执行驻车操纵或在街角转弯时，倾向于在小齿轮转矩全局恒定的情况下使辅助转矩快速增加。
然而，如果借助于简单的万向节将转向轴分成至少两个铰接部分——沿着第一旋转轴线并形成上端的上部部分(也称为方向盘轴)和沿着第二旋转轴线并形成下端的下部部分(也称为小齿轮轴)，这可能产生问题。这个方向盘轴和这个小齿轮轴通常通过在其端部具有简单的万向节的第三轴(也称为中间轴)链接在一起。
简单的万向节具有不等速的缺点。因此，当彼此形成一定角度的两个部分通过简单的万向节联接时，从动部分的旋转速度需要相对于驱动部分进行周期性调节。
因此，如果不可能使方向盘轴与中间轴之间形成的角度同中间轴与小齿轮轴形成的角度(这些角度称为操作角度)非常相似，例如如果这些操作角度之间的差大于3°，在小齿轮转矩全局恒定的情况下，这些调节被传递到方向盘，并从而被驾驶员感受到。如果不可能将这两个万向节绕中间轴的轴线相对于彼此以等于或小于阈值偏移角度的偏移角度成角度地偏移(该阈值偏移角度等于最佳偏移角度增大5°，该最佳偏移角度消去了由所述万向节引起的调节)，则情况也是如此。
这对于驾驶员而言可能特别不舒服，因其在转动方向盘时会感觉到一系列的硬点和软点，从而给驾驶员留下车轮的转动不规则的印象。
发明内容
本发明旨在特别是通过提出一种用于机动车辆的组件来克服上述缺点，在该组件中，使用测得的方向盘的旋转角度和测得的小齿轮转矩来确定递送到电动助力转向的电流的强度。
更具体地，本发明涉及一种用于机动车辆的组件，该组件沿着纵向方向布置并且包括：
-转向单元，该转向单元包括齿条，该齿条沿着横向方向布置并且被设计成链接到机动车辆的车轮，
-转向柱，该转向柱包括：
o小齿轮，该小齿轮被设计成用于向所述齿条施加小齿轮转矩以驱动齿条沿着横向方向平移，
o方向盘，该方向盘被设计成用于向转向柱施加方向盘转矩，
o第一测量装置，该第一测量装置被设计成用于测量转向柱相对于参考角度位置的旋转角度，该参考角度位置与方向盘的或小齿轮的零旋转角度相对应，并且在该参考角度位置处机动车辆沿着直线行驶，
o第二测量装置，该第二测量装置被设计成用于测量小齿轮转矩，
-电动助力转向，该电动助力转向包括电动机，该电动机被设计成用于将递送到电动机的电流的强度，称为辅助电流强度，转换为要施加到齿条的辅助转矩或辅助力，
-用于控制该动力转向的设备，该设备被设计成用于至少根据测得的小齿轮转矩来确定要递送到该电动助力转向的电动机的辅助电流强度，
-用于调节小齿轮转矩与方向盘转矩之间的关系的至少一个设备，方向盘转矩等于通过至少一个调节项校正的小齿轮转矩，该至少一个调节项至少可根据转向柱的旋转角度而变化。
根据本发明，使用至少根据测得的小齿轮转矩和调节项计算出的方向盘转矩来确定辅助电流强度。
根据本发明的不同实施例，这些实施例可以被单独或组合地采用：
-转向柱的旋转角度是方向盘的旋转角度或小齿轮的旋转角度。
-转向柱的旋转角度是小齿轮的旋转角度，
-辅助电流强度被确定为使得方向盘转矩等于或小于预定极限，
-转向柱包括转向轴，该转向轴被分成至少三个铰接部分，所述部分借助于简单的万向节联接，上部部分沿着第一旋转轴线布置并且方向盘被附接至该上部部分，下部部分沿着第二旋转轴线布置并且该下部部分与小齿轮一起被限制为绕第二旋转轴线旋转，并且中间部分沿着第三旋转轴线布置，该中间部分在其每个端部处借助于简单的万向节链接到该上部部分和该下部部分，
并且
-一方面在上部部分与中间部分之间形成，另一方面在中间部分与下部部分之间形成的被称为操作角度的角度彼此处于3°以内，
和/或
这些万向节绕第三旋转轴线相对于彼此成角度地偏移，以便在其之间形成等于或小于阈值偏移角度的偏移角度，该阈值偏移角度等于最佳偏移角度增大5°，该最佳偏移角度是在这些万向节之间绕第三旋转轴线形成的偏移角度，从而消去对由万向节引起的小齿轮转矩和该方向盘转矩之间的关系的调节，
并且
-转向柱还具有校正装置，该校正装置被设计成用于绕第一旋转轴线向上轴部分施加校正转矩，该校正转矩的强度根据转向柱的旋转角度而变化，
并且
-控制设备被设计成用于：
o计算方向盘转矩，使得：Cv(αv)＝Cp+M(αv)，其中，Cp是测得的小齿轮转矩，M为调节项，并且αv是转向柱的旋转角度，
M等于校正转矩，该校正转矩是转向柱的旋转角度的预定函数，
o根据如此计算出的方向盘转矩来确定要施加到电动助力转向的电动机的辅助电流强度，
-调节项M被定义成使得其中，A是第一预定非零调节常数，并且是第二预定调节常数，
-调节项M被定义成使得其中，是第一预定调节常数，并且是第二预定调节常数，
-转向柱包括转向轴，该转向轴被分成至少三个铰接部分，所述部分借助于简单的万向节联接，上部部分沿着第一旋转轴线布置并且方向盘被附接至该上部部分，下部部分沿着第二旋转轴线布置并且该下部部分与小齿轮一起被限制为绕第二旋转轴线旋转，并且中间部分沿着第三旋转轴线布置，该中间部分在其每个端部处借助于简单的万向节链接到该上部部分和该下部部分，
并且
-一方面在上部部分与中间部分之间形成，并且另一方面在中间部分与下部部分之间形成的被称为操作角度的角度彼此不处于3°以内，
和/或
这些万向节绕第三旋转轴线相对于彼此成角度地偏移，以便在其之间形成大于阈值偏移角度的偏移角度，该阈值偏移角度等于最佳偏移角度增大5°，该最佳偏移角度是在这些万向节之间绕第三旋转轴线形成的偏移角度，从而消去对由万向节引起的小齿轮转矩和该方向盘转矩之间的关系的调节，
并且
-控制设备被设计成用于：
o计算方向盘转矩，使得：Cv(αv)＝Cp×M(αv)，其中，Cp是测得的小齿轮转矩，M是调节项，并且αv是转向柱的旋转角度，
M是转向柱的旋转角度的周期函数，该周期函数的周期是方向盘的一个半圈，
o根据如此计算出的方向盘转矩来确定要施加到电动助力转向的电动机的辅助电流强度，
-转向柱包括转向轴，该转向轴被分成至少三个铰接部分，所述部分借助于简单的万向节联接，上部部分沿着第一旋转轴线布置并且方向盘被附接至该上部部分，下部部分沿着第二旋转轴线布置并且该下部部分与小齿轮一起被限制为绕第二旋转轴线旋转，并且中间部分沿着第三旋转轴线布置，该中间部分在其每个端部处借助于简单的万向节链接到该上部部分和该下部部分，
并且
-一方面在上部部分与中间部分之间形成，并且另一方面在中间部分与下部部分之间形成的被称为操作角度的角度彼此不处于3°以内，
和/或
这些万向节绕第三旋转轴线相对于彼此成角度地偏移，以便在其之间形成大于阈值偏移角度的偏移角度，该阈值偏移角度等于最佳偏移角度增大5°，该最佳偏移角度是在这些万向节之间绕第三旋转轴线形成的偏移角度，从而消去对由万向节引起的小齿轮转矩和该方向盘转矩之间的关系的调节，
并且
-转向柱还具有校正装置，该校正装置被设计成用于绕第一旋转轴线向上部部分施加校正转矩，该校正转矩的强度根据转向柱的旋转角度而变化，
并且
-控制设备被设计成用于：
o计算方向盘转矩，使得：Cv(αv)＝Cp×M1(αv)+M2(αv)，其中，Cp是测得的小齿轮转矩，M1是第一调节项，M2是第二调节项，并且αv是转向柱的旋转角度，
M1是转向柱的旋转角度的周期函数，该周期函数的周期是方向盘的一个半圈，
M2等于校正转矩，该校正转矩是转向柱的旋转角度的预定函数，
o根据如此计算出的方向盘转矩来确定要施加到电动助力转向的电动机的辅助电流强度，
-第一调节项M1被定义成使得其中，A是第一预定非零调节常数，并且是第二预定调节常数，
-第一调节项M1被定义成使得 其中，是第一预定调节常数，并且是第二预定调节常数，
-为了计算该方向盘转矩，该校正转矩(C1)是周期为该方向盘(22)的一圈的周期函数，该周期函数由估计校正转矩(C1’)来近似，该估计校正转矩被定义成使得：C1’(αv)＝K×cos(αv)×F1×F2，其中，K是预定非零校正常数，F1是第一非零衰减系数，并且F2是第二非零衰减系数，
-组件包括第三测量装置，该第三测量装置被设计成用于测量机动车辆的速度，该第一衰减系数被定义成随着该机动车辆的速度的增大而从1连续减小到0，
-第一衰减系数(F1)被定义成使得：其中，Vveh/lim是该机动车辆的预定极限速度，并且Vveh是测得的机动车辆的速度，
-该组件包括第四测量装置，该第四测量装置被设计成用于测量机动车辆的车轮的转向速度，第二衰减系数被定义成随着这些车轮的转向速度的增大而从0连续增大到1，
-第二衰减系数(F2)被定义成使得：其中，Vb/lim是车轮的预定转向极限速度，并且Vb是测得的机动车辆的车轮的转向速度。
本发明还涉及一种包括如上所述的组件的机动车辆。
本发明还涉及一种用于控制如上所述的用于机动车辆的组件的电动助力转向的方法，该方法包括以下步骤：
a)测量转向柱的旋转角度和小齿轮转矩，
b)至少根据测得的小齿轮转矩和调节项来计算方向盘转矩，
c)根据如此计算出的方向盘转矩来确定要递送到电动助力转向的电动机的辅助电流强度，
d)考虑转向柱的旋转角度和小齿轮转矩，递送如此确定的辅助电流强度以向齿条施加辅助转矩或辅助力。
本发明还涉及一种包括程序代码指令的计算机程序，这些程序代码指令被设计成用于当程序在计算机上运行时执行如上所述的方法的步骤(a)至(c)。
附图说明
参考示意性附图，可以更好地理解本发明，并且在以下对作为纯说明性和非限制性实例给出的本发明的至少一个实施例的详细描述中更清楚地阐述其附加的目的、细节、特征和优点，在附图中：
-图1是根据本发明的第一实施例的用于机动车辆的组件的示意图，
-图2是根据本发明的第二实施例的用于机动车辆的组件的示意图，
-图3是根据本发明的第三实施例的用于机动车辆的组件的示意图，
-图4是图2所示的组件的动力转向的实例控制设备的示意图，
-图5是用于图1至图3所示的组件之一的电动助力转向的控制方法的流程图，
-图6是示出了驾驶员通过图1至图3所示的组件之一的方向盘感受到的方向盘转矩的实例趋势的曲线图，该方向盘转矩根据所述方向盘的旋转角度而变化，
-图7a和图7b是图2和图3所示的组件之一的转向柱的第一变型实施例的示意图，
-图8a和图8b是图2和图3所示的组件之一的转向柱的第二变型实施例的示意图。
具体实施方式
图1至图3分别示出了根据本发明的第一、第二和第三实施例的用于机动车辆(未示出)的组件100。
提供了一种正交坐标系，该正交坐标系包括机动车辆沿着的主纵向方向X、横向方向Y和竖直方向Z。纵向方向X和横向方向Y是水平的。
组件100包括转向单元10、转向柱20、电动助力转向40和用于动力转向的控制设备50。
转向单元10包括齿条11，该齿条被布置在横向方向Y上并且被设计成特别是借助于致动每个转向节上的臂的连杆(未示出)而链接至机动车辆的车轮R。
齿条11被设计成相对于机动车辆在横向方向Y上平移移动，从而使车轮转向。
转向柱20包括转向轴21、方向盘22和小齿轮23。
转向轴21包括上端24和相对的下端25。因此，转向轴21具有沿着第一旋转轴线27的上部部分26和沿着第二旋转轴线29的下部部分28。上部部分26包括转向轴21的上端24，而下部部分28包括转向轴21的下端25。
第一旋转轴线27和第二旋转轴线29可以例如重合。在这种情况下，转向轴21是一体式部件或被一体地制成。
根据另一实例，转向轴21被分成至少三个铰接部分。然后，轴部分例如通过简单的万向节联接在一起。
转向轴21可以例如包括沿着第三旋转轴线31的中间部分30，该中间部分30在其每个端部处借助于简单的万向节32、33链接到第一部分(例如上部部分26)和第二部分(例如下部部分28)。第三旋转轴线30与第一旋转轴线27或第二旋转轴线29例如既不平行也不重合。
第一旋转轴线27和第二旋转轴线29例如是平行的(图3)。第一旋转轴线27和第二旋转轴线29也可以既不平行也不重合(图1和图2)。
方向盘22附接到转向柱20的上端24。
更具体地，方向盘22附接到转向轴21的上端24。
方向盘22被设计成用于向转向柱20的上端24施加方向盘转矩Cv。
更具体地，方向盘22被设计成相对于机动车辆绕第一旋转轴线27枢转，并且用于驱动转向轴21的上部部分26绕第一旋转轴线27旋转。方向盘22还被设计成用于绕第一旋转轴线27向转向轴21施加方向盘转矩Cv。
小齿轮23被限制为与转向柱20的下端25一起旋转。
更具体地，小齿轮23被限制为与转向轴21的下端25一起旋转，使得转向轴21驱动小齿轮23绕第二旋转轴线29旋转。
小齿轮23还被设计成用于向所述齿条11施加小齿轮转矩Cp，以驱动齿条11在横向方向Y上平移。
小齿轮23例如绕第二旋转轴线29向齿条11施加小齿轮转矩Cp。特别地，小齿轮23向齿条施加来自小齿轮转矩Cp的横向力。
转向柱20还具有第一测量装置34，该第一测量装置被设计成用于测量该转向柱相对于参考角度位置的旋转角度，该参考角度位置与该方向盘的或小齿轮的零旋转角度相对应，并且在该参考角度位置处机动车辆沿着直线行驶。
转向柱的旋转角度是例如方向盘的旋转角度αv。第一测量装置34例如被设计成用于测量方向盘绕第一旋转轴线27的所述旋转角度αv。于是，参考角度位置是方向盘的零旋转角度，在该参考角度位置处机动车辆沿着直线行驶。
在变型中，转向柱的旋转角度是小齿轮的旋转角度。第一测量装置34例如被设计成用于测量小齿轮绕第二旋转轴线29的所述旋转角度。于是，参考角度位置是小齿轮的零旋转角度，在该参考角度位置处机动车辆沿着直线行驶。
转向柱20还具有第二测量装置35，该第二测量装置被设计成用于测量小齿轮转矩Cp。第二测量装置35是例如转矩传感器，该转矩传感器安装在面向小齿轮23的下部部分28上、特别是在转向柱上位于小齿轮23与万向节33之间的某一点处。
电动助力转向40包括电动机41，该电动机被设计成用于将递送到电动机41的电流的强度Ia，称为辅助电流强度，转换为要施加的辅助转矩Ca。
电动机41例如被设计成用于经由小齿轮43或任何其他装置绕第四旋转轴线42向齿条11施加辅助转矩Ca，以驱动齿条11在横向方向Y上平移，从而辅助小齿轮23。
组件100还具有用于调节小齿轮转矩Cp与方向盘转矩Cv之间的关系的至少一个设备，方向盘转矩Cv等于通过至少一个调节项校正的小齿轮转矩，该至少一个调节项至少可根据转向柱的旋转角度、特别是至少是方向盘的旋转角度αv或至少是小齿轮的旋转角度而变化。
调节设备可以例如包括上部部分26、中间部分30、下部部分28和万向节32、33。在这种情况下，这些元件的几何布置可以调节小齿轮转矩Cp与方向盘转矩Cv之间的关系。
定义了一方面在上部部分26与中间部分30之间形成，另一方面在该中间部分30与下部部分28之间形成的角度(称为操作角度)。换句话说，这些操作角度一方面在第一旋转轴线27与第三旋转轴线31之间形成，另一方面在第三旋转轴线31与第二旋转轴线29之间形成。这些操作角度由万向节32、33产生。例如在图1和图2中示出了组件100,在这些组件中的转向柱20的几何布置调节小齿轮转矩Cp与方向盘转矩Cv之间的关系。
由于简单的万向节32、33是不等速的，因此如果两个相邻部分之间的操作角度不为零，则转向轴21的从动部分(例如下部部分28和/或中间部分30)的旋转速度具有相对于转向轴21的驱动部分(例如中间部分30和/或上部部分26)的周期性调节。
因此，如果在上部部分26与中间部分30之间以及在中间部分30与下部部分28之间形成的操作角度基本上不等，即，彼此不处于3°以内，并且优选地彼此不处于2°以内，或者，如果这些角度之间的差大于3°，并且优选地2°，则这些周期性调节将不会被补偿，并且旋转运动也不等速。
这些周期性调节至少根据转向柱的旋转角度、特别是至少根据方向盘的旋转角度αv或至少根据小齿轮的旋转角度而变化。在下面的说明书中详细描述了这些周期性调节。
附加地或作为变型，第一旋转轴线27很少与第二旋转轴线29共面，并且因此，万向节32、33也可以绕第三旋转轴线31相对于彼此成角度地偏移，以在其之间形成大于阈值偏移角度的偏移角度。阈值偏移角度等于最佳偏移角度增大5°，优选地增大4°，最佳偏移角度被定义为在万向节32、33之间绕第三旋转轴线31形成的偏移角度，从而抵消对由万向节32、33引起的小齿轮转矩Cp与方向盘转矩Cv之间的关系的调节。最佳偏移角度严格为正。
如上所述，当万向节32、33被安装在中间部分30上以在其之间绕第三旋转轴线31形成大于阈值偏移角度的偏移角度时，由万向节32、33在转向轴21的部分26、30、28之间引起的周期性调节不会被补偿，并且旋转运动是不等速的。
这些周期性调节还至少根据转向柱的旋转角度、特别是至少根据方向盘的旋转角度αv或至少根据小齿轮的旋转角度而变化。在下面的说明书中详细描述了这些周期性调节。
作为上述实例实施例的补充或替代方案，调节设备可以包括校正装置36，该校正装置被设计成用于绕第一旋转轴线27向转向轴21的上部部分26施加校正转矩C1，校正转矩C1的强度根据转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv或小齿轮的旋转角度而变化。因此，校正转矩C1调节小齿轮转矩Cp与方向盘转矩Cv之间的关系。包括校正装置36的组件100例如在图2和图3中示出。
校正装置36也可以被设计成用于在机动车辆沿着直线行驶时，绕第一旋转轴线27向上部部分26施加非零校正转矩C1。因此，校正转矩C1使得能够校正由道路的横向坡度引起的机动车辆与直线的偏差。因此，当机动车辆沿着直线行驶时，校正转矩C1特别有利，因为驾驶员不需要向方向盘22施加转矩即可沿着直线行驶。相反，当驾驶员需要将方向盘22转动较大角度时，校正转矩C1变得很麻烦。例如在低速时，当需要很大的转矩使车轮R转向、特别是在驻车操纵期间或在街角转弯时，就是这种情况。实际上，当转动方向盘22时，驾驶员于是感受到交替的硬点和软点。
在说明书的其余部分中解释了实例校正装置36。
用于动力转向的控制设备50被设计成用于：
-至少根据测得的小齿轮转矩Cp和调节项来计算方向盘转矩Cv，
-根据如此计算出的方向盘转矩Cv来确定要递送到电动助力转向40的电动机41的辅助电流强度Ia，
-将如此确定的辅助电流强度Ia递送到电动助力转向40的电动机41。
因此，电动助力转向装置40的电动机41除了测得的小齿轮转矩Cp以外，还考虑转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv或小齿轮的旋转角度，经由被施加以计算方向盘转矩Cv的调节项来向齿条11施加辅助转矩Ca或辅助力。因此，组件100使得能够根据方向盘转矩Cv而不是像现有技术中那样根据小齿轮转矩Cp来控制辅助转矩Ca。换句话说，除了测得的小齿轮转矩Cp之外，还通过引入调节项来确定要供应给齿条11的辅助转矩Ca，组件100使得能够根据方向盘22而不是小齿轮转矩Cp来控制驾驶员感受到的方向盘转矩Cv。小齿轮转矩Cp的调节会被辅助转矩Ca补偿。
辅助电流强度Ia例如被确定为使得方向盘转矩Cv不超过给定的上限S。给定的极限S通常远低于车轮处所需要的转矩。因此，辅助转矩Ca仅仅在转向柱的较小的旋转角度之后、特别是仅仅在方向盘的较小旋转角度αv或小齿轮的较小旋转角度之后生成。这使得辅助转矩Ca能够补偿小齿轮转矩Cp在其整个幅度上的调节，而不会对方向盘转矩Cv造成任何影响。
图6示出了如此获得的方向盘转矩Cv随着转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv变化的实例趋势。该图示出了随着驾驶员转动方向盘，驾驶员感受到的方向盘转矩Cv如何逐渐增加。然后，一旦方向盘转矩Cv达到其上限，辅助转矩Ca就会介入，使得当驾驶员转动方向盘22时，辅助转矩Cv保持等于上限S。在现有技术中，相反地，遵循这种趋势的是小齿轮转矩Cp。
除了测得的小齿轮转矩Cp、调节项、并因此转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv或者小齿轮的旋转角度之外，这种趋势还作为实施辅助规则的结果而获得。因此，作为辅助规则的结果，辅助转矩Ca不仅由小齿轮转矩Cp还由方向盘转矩Cv控制，从而使得可以调节小齿轮转矩Cp以在方向盘转矩一旦达到其上限S时获得基本上恒定的方向盘转矩Cv。
如果机动车辆以低速行驶或停止并且驾驶员使车轮R转向，换句话说，当需要向齿条11供应非常高的总转矩来使车轮R转向并且驾驶员需要将方向盘22转动较大的角度范围(例如大于180°)时，这特别有利。例如当在停车场中操纵机动车辆或在街角转弯时就是这种情况。实际上，由于在这些状况下方向盘转矩Cv是基本上恒定的，所以驾驶员将经由方向盘22感知到车轮R的规则转向。“低速”应意味着速度在0km/h到15km/h之间，特别地，在0km/h到10km/h之间。
图4示出了根据本发明的实施例的实例控制设备50。
控制设备50包括：链接到第一测量装置14和第二测量装置15的输入接口51、链接到电动助力转向40的输出接口52、数据存储器53、程序存储器54、处理器55和将所述元件链接在一起的至少一根通信总线56。
转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv或小齿轮的旋转角度，以及小齿轮转矩Cp例如在由第一测量装置34和第二测量装置35测得后被保存在数据存储器53中。辅助电流强度Ia例如在由控制设备50确定之后被保存在数据存储器53中。方向盘转矩Cv例如在由控制设备50计算出之后被保存在控制设备50的数据存储器53中。方向盘转矩Cv的上限S例如被预先保存在数据存储器53中。
由控制设备50实施的步骤例如被预先保存在程序存储器44中，并且例如由处理器55运行。
第一实施例：小齿轮转矩Cp与方向盘转矩Cv之间的调节仅由转向柱20的几何布置 引起，而与校正装置36无关。
根据本发明的第一实施例，在上部部分26与中间部分30之间和在中间部分30与下部部分28之间形成的操作角度基本上不等(即，彼此不处于3°，或优选地2°以内，或彼此相差大于3°或优选地2°)，和/或万向节32、33绕第三旋转轴线31相对于彼此成角度地偏移以形成大于阈值偏移角度的偏移角度。
第一实施例例如在图1中示出。
控制设备50被设计成用于：
-计算方向盘转矩(Cv)，使得：Cv(αv)＝Cp×M(αv)，其中，Cp是测得的小齿轮转矩，并且M是调节项，
M是转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv或小齿轮的旋转角度的周期函数，该周期函数的周期是方向盘22的一个半圈。例如，调节项M被定义成使得：其中，A是第一预定非零调节常数，并且是第二预定调节常数，
-根据如此计算出的方向盘转矩Cv来确定要施加到电动助力转向40的电动机41的辅助电流强度Ia。
因此，辅助规则考虑了由转向轴21、特别是由安装在所述转向轴21的部分26、28、30之间的简单的万向节引起的调节。
第一调节常数A和第二调节常数例如特别是以表格的形式预先保存在控制设备50的数据存储器53中。
第一调节常数A和第二调节常数例如根据转向柱20的设置被预先确定。特别地，可以考虑柱的高度设置，其可以改变由万向节32和33产生的操作角度。柱的高度对应于在第一旋转轴线27与水平线之间形成的角度。如果柱的高度是机动车辆的可用数据点，则这是特别可能的。
优选地，第一调节常数A严格小于0.2。这有助于改善调节项M的近似。
在变型中，调节项M被定义成使得： 其中，是第一预定调节常数，并且是第二预定调节常数。
当调节率较高时，调节项M的这种近似有助于更好地补偿由万向节32、33引起的调节。
第一调节常数和第二调节常数例如可以被预先保存在控制设备50的数据存储器53中。
第二实施例：小齿轮转矩Cp与方向盘转矩Cv之间的调节是由转向柱20的几何布置 和校正装置36引起的。
根据本发明的第二实施例：
在上部部分26与中间部分30之间和在中间部分30与下部部分28之间形成的操作角度基本上不等(即，彼此不处于3°，或优选地2°以内，或彼此相差大于3°或优选地2°)，和/或万向节32、33绕第三旋转轴线31相对于彼此成角度地偏移以形成大于阈值偏移角度的偏移角度，并且
-转向柱20包括校正装置36，该校正装置被设计成用于绕第一旋转轴线27向转向轴21的上部部分26施加校正转矩C1，校正转矩C1的强度根据转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv或小齿轮的旋转角度而变化。在说明书的其余部分中解释了实例校正装置36。
第二实施例例如在图2中示出。
控制设备50被设计成用于：
-计算方向盘转矩(Cv)，使得：Cv(αv)＝Cp×M1(αv)+M2(αv)，其中，Cp是测得的小齿轮转矩，M1是第一调节项，M2是第二调节项，
M1是转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv或小齿轮的旋转角度的周期函数，该周期函数的周期是方向盘22的一个半圈，第一调节项M1例如被定义成使得：其中，A是第一预定非零调节常数，并且是第二预定调节常数，
M2等于校正转矩C1，该校正转矩是转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv或小齿轮的旋转角度的预定函数，
-根据如此计算出的方向盘转矩Cv来确定要施加到电动助力转向40的电动机41的辅助电流强度Ia。
因此，辅助规则考虑了由转向轴21、特别是由安装在所述转向轴21的部分26、28、30之间的简单的万向节引起的调节，以及由校正装置36引起的调节。
第一调节常数A和第二调节常数例如被预先保存在控制设备50的数据存储器53中。
第一调节常数A和第二调节常数例如根据转向柱20的设置被预先确定。特别地，可以考虑柱的高度设置，其可以改变由万向节32和33产生的操作角度。柱的高度对应于在第一旋转轴线27与水平线之间形成的角度。如果柱的高度是机动车辆的可用数据点，则这是特别可能的。
优选地，第一调节常数A严格小于0.2。这有助于改善第一调节项M1的近似。
在变型中，第一调节项M1被定义成使得： 其中，是第一预定调节常数，并且是第二预定调节常数。
当调节率较高时，第一调节项M1的这种近似有助于更好地补偿由万向节32、33引起的调节。
第一调节常数和第二调节常数例如可以被预先保存在控制设备50的数据存储器53中。
为了计算该方向盘转矩Cv，该校正转矩C1是周期为方向盘22的一圈的周期函数。校正转矩C1例如由估计校正转矩C1’来近似，该估计校正转矩被定义如下：C1’(αv)＝K×cos(αv)×F1×F2，其中，K是预定非零校正常数，F1是第一非零衰减系数，并且F2是第二非零衰减系数。换句话说，在这种情况下，第二调节项M2被定义成使得：M2(αv)＝K×cos(αv)×F1×F2。
例如，校正常数K例如使用表格预先保存在控制设备50的数据存储器53中。
在第一实例中，第一衰减系数F1和第二衰减系数F2等于1。
在第二实例中，组件100还包括第三测量装置60，该第三测量装置被设计成用于测量机动车辆的速度Vveh。第一衰减系数F1被定义为随着车辆的速度Vveh的增大而从1连续减小到0。可以用以下形式来提供这样一种函数：其中，Vveh/lim是机动车辆的预定极限速度。
因此，随着机动车辆的速度Vveh增大到超过机动车辆的极限速度Vveh/lim时，第一衰减系数F1趋于0。相反，随着机动车辆的速度Vveh减小到低于机动车辆的极限速度Vveh/lim时，第一衰减系数F1趋于1。换句话说，仅在为了获得在低速时(即，在需要提供很大的总转矩来使车轮R转向，并且因此驾驶员需要将方向盘22转动较大角度的情况下)的辅助规则而考虑校正转矩C1相对于转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv或小齿轮的旋转角度的变化。相反，在高速下，需要提供相对更小的总转矩来使车轮R转向，并且因此驾驶员必须将方向盘22转动较小角度，从而感受到校正转矩C1相对于转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv或小齿轮的旋转角度的变化的可能性较低。
这具有降低能量消耗的附加优点，因为电动助力转向40仅在低速时(当驾驶员特别可能感受到校正转矩C1相对于转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv或小齿轮的旋转角度的变化时)考虑调节项。
机动车辆的速度Vveh例如在被第三测量装置60测得之后被保存在控制设备50的数据存储器53中。
机动车辆的极限速度Vveh/lim例如在5km/h与30km/h之间。机动车辆的极限速度Vveh/lim例如为10km/h。
机动车辆的极限速度Vveh/lim例如被预先保存在控制设备50的数据存储器53中。
第二衰减系数F2例如是1。
在第三实例中，组件还包括第四测量装置70，该第四测量装置被设计成用于测量机动车辆的车轮的转向速度Vb，即，车轮的角枢转速度。第二衰减系数被定义为随着车轮的转向速度Vb的增大而从0连续增大到1。可以用以下形式来提供这样一种函数：其中，Vb/lim是车轮的预定极限转向速度。
因此，随着车轮的转向速度Vb增大到超过车轮的极限转向速度Vb/lim时，第二衰减系数F2趋于1。相反，随着车轮的转向速度Vb下降到低于车轮的极限转向速度Vb/lim时，第二衰减系数F2趋于0。换句话说，仅在为了获得车轮R正在转向时(即，当驾驶员可能感受到校正转矩C1相对于转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv或小齿轮的旋转角度的变化时)的辅助规则而考虑校正转矩C1相对于转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv或小齿轮的旋转角度的变化。
这具有降低能量消耗的附加优点，因为电动助力转向40仅在高车轮转向速度时(当驾驶员特别可能感受到校正转矩C1相对于转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv或小齿轮的旋转角度的变化时)考虑调节项。
车轮的转向速度Vb例如在被第四测量装置70测得之后被保存在控制设备50的数据存储器53中。
车轮的极限转向速度Vb/lim例如在20°/s与10°/s之间。车轮的极限转向速度Vb/lim为例如50°/s。
车轮的极限转向速度Vb/lim例如被预先保存在控制设备50的数据存储器53中。
第一衰减系数F1例如是1。在变型中，可以如第二实例中那样定义第一衰减系数F1。
第三实施例：小齿轮转矩Cp与方向盘转矩Cv之间的调节仅由校正装置36引起，转向 柱20的几何布置本身不在小齿轮转矩Cp与方向盘转矩Cv之间提供任何调节。
根据本发明的第三实施例：
在上部部分26与中间部分30之间和在中间部分30与下部部分28之间形成的操作角度基本上相等(即，彼此处于3°，或优选地2°以内，或彼此相差不大于3°或优选地2°)，并且万向节32、33绕第三旋转轴线31相对于彼此成角度地偏移以形成等于或小于阈值偏移角度的偏移角度，
并且
-转向柱20包括校正装置36，该校正装置被设计成用于绕第一旋转轴线27向转向轴21的上部部分26施加校正转矩C1，校正转矩C1的强度根据转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv或小齿轮的旋转角度而变化。在说明书的其余部分中解释了实例校正装置36。
第三实施例例如在图3中示出。
控制设备50被设计成用于：
-计算方向盘转矩Cv，该方向盘转矩被确定为使得：Cv(αv)＝Cp+M(αv)，其中，Cp是测得的小齿轮转矩，并且M是调节项，
M等于校正转矩C1，该校正转矩是转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv或小齿轮的旋转角度的预定函数，
-根据如此计算出的方向盘转矩Cv来确定要施加到电动助力转向40的电动机41的辅助电流强度Ia。
因此，辅助规则考虑了由校正装置36引起的调节。
为了计算方向盘转矩Cv，校正转矩C1是周期为方向盘22的一圈的周期函数。校正转矩C1可以由估计校正转矩C1’来近似，该估计校正转矩被定义成使得：C1’(αv)＝K×cos(αv)×F1×F2，其中，K是预定非零校正常数，F1是第一非零衰减系数，并且F2是第二非零衰减系数，换句话说，在这种情况下，调节项M被定义成使得：M(αv)＝K×cos(αv)×F1×F2。
例如，校正常数K例如使用表格预先保存在控制设备50的数据存储器53中。
在第一实例中，第一衰减系数F1和第二衰减系数F2等于1。
在第二实例中，组件100还包括第三测量装置60，该第三测量装置被设计成用于测量机动车辆的速度Vveh。第一衰减系数F1被定义为随着车辆的速度Vveh的增大而从1连续减小到0。可以用以下形式来提供这样一种函数：其中，Vveh/lim是机动车辆的预定极限速度。
因此，随着机动车辆的速度Vveh增大到超过机动车辆的极限速度Vveh/lim时，第一衰减系数F1趋于0。相反，随着机动车辆的速度Vveh减小到低于机动车辆的极限速度Vveh/lim时，第一衰减系数F1趋于1。换句话说，仅在为了获得在低速时(即，在需要提供很大的总转矩来使车轮R转向，并且因此驾驶员需要将方向盘22转动较大角度的情况下)的辅助规则时才考虑校正转矩C1相对于转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv或小齿轮的旋转角度的变化。相反，在高速下，需要提供相对更小的总转矩来使车轮R转向，并且因此驾驶员必须将方向盘22转动较小角度，并且因此不太可能感觉到校正转矩C1相对于转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv或小齿轮的旋转角度的变化。
这具有降低能量消耗的附加优点，因为电动助力转向40仅在低速时(当驾驶员特别可能感受到校正转矩C1相对于转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv或小齿轮的旋转角度的变化时)考虑调节项。
机动车辆的速度Vveh例如在被第三测量装置60测得之后被保存在控制设备50的数据存储器53中。
机动车辆的极限速度Vveh/lim例如在5km/h与30km/h之间。机动车辆的极限速度Vveh/lim例如为10km/h。
机动车辆的极限速度Vveh/lim例如被预先保存在控制设备50的数据存储器53中。
第二衰减系数F2例如是1。
在第三实例中，组件还包括第四测量装置70，该第四测量装置被设计成用于测量机动车辆的车轮的转向速度Vb，即，车轮的角枢转速度。第二衰减系数被定义为随着车轮的转向速度Vb的增大而从0连续增大到1。可以用以下形式来提供这样一种函数：其中，Vb/lim是车轮的预定极限转向速度。
因此，随着车轮的转向速度Vb增大到超过车轮的极限转向速度Vb/lim时，第二衰减系数F2趋于1。相反，随着车轮的转向速度Vb下降到低于车轮的极限转向速度Vb/lim时，第二衰减系数F2趋于0。换句话说，仅在为了获得车轮R正在转向时(即，当驾驶员可能感受到校正转矩C1相对于转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv或小齿轮的旋转角度的变化时)的辅助规则而考虑校正转矩C1相对于转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv或小齿轮的旋转角度的变化。
这具有降低能量消耗的附加优点，因为电动助力转向40仅在高车轮转向速度时(当驾驶员特别可能感受到校正转矩C1相对于转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv或小齿轮的旋转角度的变化时)考虑调节项。
车轮的转向速度Vb例如在被第四测量装置70测得之后被保存在控制设备50的数据存储器53中。
车轮的极限转向速度Vb/lim例如在20°/s与10°/s之间。车轮的极限转向速度Vb/lim为例如50°/s。
车轮的极限转向速度Vb/lim例如被预先保存在控制设备50的数据存储器53中。
第一衰减系数F1例如是1。在变型中，可以如第二实例中那样定义第一衰减系数F1。
用于控制电动助力转向40的方法
图5示出了用于控制电动助力转向40的方法200。方法200例如由控制设备50实施。方法200例如被预先保存在控制设备50的程序存储器54中，并且例如由控制设备50的处理器55实施。
方法200包括以下步骤：
-测量201转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv或小齿轮的旋转角度，和小齿轮转矩Cp，
-至少根据测得的小齿轮转矩Cp和调节项来计算202方向盘转矩Cv，
-根据如此计算出的方向盘转矩Cv来确定203要递送到电动助力转向40的电动机41的辅助电流强度Ia，
-考虑转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv或小齿轮的旋转角度，和小齿轮转矩Cp来递送204如此确定的辅助电流强度Ia以向齿条11施加辅助转矩Ca。
辅助电流强度Ia例如被确定为使得方向盘转矩Cv等于或小于预定的上限S。
如果在上部部分26与中间部分30之间和在中间部分30与下部部分28之间形成的操作角度基本上不等，和/或万向节32、33绕第三旋转轴线31彼此成角度地偏移以形成大于阈值偏移角度的偏移角度，方向盘转矩Cv例如被计算为使得：Cv(αv)＝Cp×M(αv)，其中，Cp是测得的小齿轮转矩，并且M调节项，M是转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度或小齿轮的旋转角度的周期函数，该周期函数的周期是方向盘22的一个半圈。调节项M例如被定义成使得：其中，A是第一预定非零调节常数，并且是第二预定调节常数。
在变型中，调节项M被定义成使得： 其中，是第一预定调节常数，并且是第二预定调节常数。
如果在上部部分26与中间部分30之间和在中间部分30与下部部分28之间形成的操作角度基本上不等，和/或万向节32、33绕第三旋转轴线31彼此成角度地偏移以形成大于阈值偏移角度的偏移角度，并且转向柱20还包括校正装置36，方向盘转矩Cv例如被计算为使得：Cv(αv)＝Cp×M1(αv)+M2(αv)，其中，Cp是该测得的小齿轮转矩，M1是第一调节项，并且M2是第二调节项。
第一调节项M1是转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度或小齿轮的旋转角度的周期函数，该周期函数的周期是方向盘22的一个半圈。第一调节项M1例如被定义成使得：其中，A是第一预定非零调节常数，并且是第二预定调节常数。
在变型中，第一调节项M1被定义成使得： 其中，是第一预定调节常数，并且是第二预定调节常数。
第二调节项M2等于校正转矩C1，该校正转矩是转向柱的旋转角度、特别是方向盘的旋转角度αv或小齿轮的旋转角度的预定函数。该校正转矩C1是周期为方向盘22的一圈的周期函数。校正转矩C1可以由估计校正转矩C1’来近似，该估计校正转矩被定义成使得：C1’(αv)＝K×cos(αv)×F1×F2，其中，K是预定非零校正常数，F1是第一非零衰减系数，并且F2是第二非零衰减系数。
如果在上部部分26与中间部分30之间和在中间部分30与下部部分28之间形成的操作角度基本上相等，并且万向节32、33绕第三旋转轴线31彼此成角度地偏移以形成等于或小于阈值偏移角度的偏移角度，并且转向柱20还包括校正装置36，方向盘转矩Cv例如被计算为使得：Cv(αv)＝Cp+M(αv)，其中，Cp是测得的小齿轮转矩，并且M是调节项，M等于校正转矩C1，该校正转矩是转向柱、特别是方向盘的旋转角度αv或小齿轮的旋转角度的预定函数。该校正转矩C1是周期为方向盘22的一圈的周期函数。校正转矩C1可以由估计校正转矩C1’来近似，该估计校正转矩被定义成使得：C1’(αv)＝K×cos(αv)×F1×F2，其中，K是预定非零校正常数，F1是第一非零衰减系数，并且F2是第二非零衰减系数。
实例校正装置36
图7a和图7b示出了第一实例校正装置36，其中，校正装置36是磁性装置。图7a是被设计成靠右行驶的机动车辆的转向柱20的布局，而图7b是被设计成靠左行驶的机动车辆的转向柱20的布局。
转向柱20包括绕第一旋转轴线27的总体管状静态柱体37，其中，转向轴21、特别是转向轴21的上部部分26，被安装成绕所述第一旋转轴线27旋转。因此，柱体37引导转向轴21绕第一旋转轴线27旋转。
校正装置36例如包括被限制为与转向轴21一起旋转的第一磁体121和刚性地连接到柱体37的第二磁体122。
第一磁体121具有第一外表面123，该第一外表面覆盖绕第一旋转轴线27的角度扇区，并且被布置成与柱体37径向相对。
第一磁体121的第一表面123具有第一磁极性P1。
第一磁体121的第一表面123例如覆盖绕第一旋转轴线27的120°到200°之间、优选地基本上180°的角度扇区。
第一磁体121的第一表面123例如与转向轴21和柱体37同心。换句话说，第一磁体121的第一表面123的形状例如是绕第一旋转轴线27延伸的圆柱部分(优选地旋转部分的圆柱)的侧表面。
第一磁体121还可以具有第二内表面124，该第二内表面用于将第一磁体121与转向轴21组装在一起。为此，第二表面124的形状例如与转向轴21的侧表面相匹配、特别是以便胶合到转向轴21的所述侧表面。
第一磁体121的形状优选地是管部分、特别是半管，第一表面123是所述管部分的外表面，并且第二表面124是所述管部分的内表面。
第一磁体121的第二表面124具有例如与第一磁极性P1相反的第二磁极性P2。
第二磁体122具有第一内表面125，该第一内表面覆盖绕第一旋转轴线27的角度扇区，并且被布置成与转向轴21径向相对。
第一表面125具有第二磁极性P2。
第二磁体122的第一表面125例如覆盖绕第一旋转轴线27的90°到180°之间的角度扇区。
第二磁体122的第一表面125例如与转向轴21和柱体37同心。换句话说，第二磁体122的第一表面125的形状例如是绕柱轴12延伸的管部分的内表面。
第二磁体122还可以具有第二外表面126，该第二外表面用于将第二磁体122与柱体37组装在一起。为此，第二表面126的形状例如与柱体37的内表面相匹配，并且被胶合到柱体37的所述内表面。
第二磁体122的形状优选地为管部分，第一表面125是所述管部分的内表面，并且第二表面126是所述管部分的外表面。
第二磁体122的第二表面126例如具有第一磁极性P1。
当机动车辆沿着直线行驶时，第一磁体121的第一表面123和第二磁体122的第一表面125也绕第一旋转轴线27相对于彼此成角度地偏移。“成角度地偏移”指的是一方面第一磁体121的角度扇区的等分线和另一方面第二磁体122的等分线共同形成50°到130°之间、优选地90°的角度。
因此，当机动车辆沿着直线行驶时，第一磁体121的第一表面123和第二磁体122的第一表面125倾向于通过磁吸引力朝向彼此移动，这些表面具有相反的磁极性P1、P2。因此，当机动车辆沿着直线行驶时，由第二磁体123的第一表面125施加在第一磁体121的第一表面123上的磁吸引力倾向于使转向轴21枢转，从而使第一磁体121的第一表面123和第二磁体122的第一表面125成角度地对准，因此使得能够向所述转向轴21施加校正转矩C1。
校正装置36还可以具有刚性地连接到柱体37的第三磁体127。
第三磁体127具有第一内表面128，该第一内表面覆盖绕第一旋转轴线27的角度扇区，并且被布置成与转向轴21径向相对。第一表面128具有第一磁极性P1。
第三磁体127的第一表面128的角度扇区不同于第二磁体122的第一表面125的角度扇区。换句话说，第三磁体127的第一表面128的角度扇区与第二磁体122的第一表面125的角度扇区彼此不重叠。
第三磁体127的第一表面128例如覆盖绕第一旋转轴线27的90°到180°之间的角度扇区。
第三磁体127的第一表面128例如与转向轴21和柱体37同心。换句话说，第三磁体127的第一表面128的形状例如是绕第一旋转轴线27延伸的管部分的内表面。
第三磁体127还可以具有第二外表面129，该第二外表面用于将第三磁体127与柱体37组装在一起。为此，第二表面129的形状例如与柱体37的内表面相匹配、特别是以便被胶合到柱体37的所述内表面。
因此，第三磁体127的形状可以是管部分，第一表面128是所述管部分的内表面，并且第二表面129是所述管部分的外表面。
第三磁体127的第二表面129例如具有第二磁极性P2。
第三磁体127例如被布置成与第二磁体122在直径上相对。
当机动车辆沿着直线行驶时，第一磁体121的第一表面123、第二磁体122的第一表面125和第三磁体127的第一表面128也绕第一旋转轴线27相对于彼此成角度地偏移。“成角度地偏移”指的是一方面第一磁体121的角度扇区的等分线和另一方面第三磁体127的等分线共同形成50°到130°之间、优选地90°的角度。
因此，当车辆沿着直线行驶时，第一磁体121的第一表面123和第三磁体127的第一表面128由于具有相同的磁极性P1而倾向于彼此远离。因此，当机动车辆沿着直线行驶时，由第三磁体127的第一表面128施加在第一磁体121的第一表面123上的磁排斥力倾向于使转向轴21枢转，从而使第一磁体121的第一表面123和第三磁体127的第一表面128彼此远离并且相反地使第一磁体121的第一表面123和第二磁体122的第一表面125朝向彼此移动，因此使得能够向所述转向轴21施加校正转矩C1。因此，校正转矩C1的强度比单独的第一磁体121和第二磁体122的强度更高。
在变型中，校正装置可以仅包括第一磁体121和第三磁体127。在这种变型中，参考图7a和图7b描述的第一磁体21相对于第三磁体27的布置保持不变。
在被设计成靠右行驶的机动车辆的情况下，第二磁体122以及在可适用的情况下第三磁体127相对于第一磁体121来布置，以在机动车辆沿着直线行驶时向转向轴21施加倾向于使机动车辆的车轮朝向左转向的校正转矩C1。换句话说，在这种情况下，校正转矩C1沿逆时针方向定向(图7a)。相反，在被设计成靠左行驶的机动车辆的情况下，第二磁体122以及在可适用的情况下第三磁体127相对于第一磁体121来布置，以在机动车辆沿着直线行驶时向转向轴21施加倾向于使机动车辆的车轮向右转向的校正转矩C1。换句话说，在这种情况下，校正转矩C1沿顺时针方向定向(图7b)。因此，图7a是被设计成靠右行驶的机动车辆的转向柱20的布局，而图7b是被设计成靠左行驶的机动车辆的转向柱20的布局。
根据变型实施例(未示出)，校正装置还可包括第四磁体，该第四磁体被限制为与转向轴21一起旋转。
第四磁体具有第一外表面，该第一外表面覆盖绕第一旋转轴线27的角度扇区，并且被布置成与柱体37径向相对。第四磁体的第一表面具有第二磁极性P2。
第四磁体的第一表面的角度扇区不同于第一磁体121的第一表面123的角度扇区。换句话说，第四磁体的第一表面的角度扇区与第一磁体121的第一表面123的角度扇区彼此不重叠。
第四磁体的第一表面例如覆盖绕第一旋转轴线27的90°到180°之间的角度扇区。
第四磁体的第一表面例如与转向轴21和柱体37同心。换句话说，第四磁体的第一表面的形状例如是绕柱轴21延伸的圆柱部分(优选地旋转部分的圆柱)的侧表面。
第四磁体还具有第二内表面，该第二内表面用于将第四磁体与转向轴组装在一起。为此，第二表面的形状例如与转向轴的侧表面相匹配、特别是以便胶合到转向轴21的所述侧表面。
第四磁体的形状是管部分、特别是半管，第一表面是所述管部分的外表面，并且第二表面是所述管部分的内表面。
第四磁体的第二表面例如具有第一磁极性P1。
第四磁体例如被布置成与第一磁体121在直径上相对。
第四磁体的第一表面也绕第一旋转轴线27相对于第二磁体122的第一表面125和第三磁体127的第一表面128成角度地偏移。“成角度地偏移”指的是一方面第四磁体的角度扇区的等分线和另一方面第二磁体122或第三磁体127的等分线共同形成50°到130°之间、优选地90°的角度。
在变型中，校正装置可以仅包括第四磁体和第二磁体122，或者仅包括第四磁体和第三磁体127，或者仅包括第四磁体、第二磁体122和第三磁体127。在这些变型中，第四磁体相对于第二磁体122和/或第三磁体127的布置保持不变。
因此，校正转矩C1使得能够校正由道路的横向坡度引起的机动车辆的偏差，该横向坡度在靠右行驶时为右倾坡度，在靠左行驶时为左倾坡度。
该校正转矩C1是周期为方向盘22的一圈的周期函数。
校正转矩C1可以例如由估计校正转矩C1’来近似，该估计校正转矩被定义成使得：C1’(αv)＝K×cos(αv)，其中，K是预定非零校正常数。K是当机动车辆沿着直线行驶时由校正装置36施加的转矩。
校正装置36可以很容易适于左侧驾驶或右侧驾驶。实际上，这可以例如通过简单地改变第一磁体121相对于第二磁体122和第三磁体127的角度位置、特别是通过使该第一磁体绕第一旋转轴线27枢转180°(图7a和7b)，或者通过在转向轴21处于参考角度位置时反转第二磁体122和第三磁体127的位置以改变校正转矩C1的取向来完成。
图8a和图8b示出了第二实例校正装置36，其中，校正装置36是机械装置。图8a是被设计成靠右行驶的机动车辆的转向柱20的布局，而图8b是被设计成靠左行驶的机动车辆的转向柱20的布局。
校正装置36例如是凸轮131，该凸轮被限制为与转向轴21一起旋转并且形成绕第一旋转轴线27的凸轮表面132。
校正装置36还具有摇杆133，该摇杆绕平行于第一旋转轴线27的静态第五旋转轴线134枢转地安装在柱体37上。摇杆133包括被设计成用于在凸轮表面132上滚动的滚轮135以及被设计成用于使滚轮135与凸轮表面132保持接触的弹性返回装置136，从而驱动摇杆133绕第五旋转轴线134旋转。弹性返回装置136例如是安装在柱体37与摇杆133之间的压缩弹簧。
凸轮131和摇杆133还被设计成使得在机动车辆沿着直线行驶时，摇杆133的滚轮135经由凸轮表面132施加非零力，从而绕第一旋转轴线27生成非零校正转矩C1。特别地，由摇杆133的滚轮135施加在凸轮表面132上的远离第一旋转轴线27的力绕所述第一旋转轴线27生成校正转矩C1。
凸轮131相对于第一旋转轴线27具有椭圆形截面。凸轮131的截面相对于第一旋转轴线27是偏心的。
在被设计为靠左行驶的机动车辆的情况下，凸轮131和摇杆133被设计成使得摇杆133的滚轮135经由凸轮表面132施加校正转矩C1，该校正转矩倾向于使机动车辆的车轮向左转向。换句话说，在这种情况下，校正转矩C1沿逆时针方向定向(图8a)。相反，在设计为靠左行驶的机动车辆中，由摇杆133的滚轮135施加的校正转矩C1倾向于使机动车辆的车轮向右转向。换句话说，在这种情况下，校正转矩C1沿顺时针方向定向(图8b)。因此，图8a是被设计成靠右行驶的机动车辆的转向柱20的布局，而图8b是被设计成靠左行驶的机动车辆的转向柱20的布局。
因此，校正转矩C1使得能够校正由道路的横向坡度引起的机动车辆的偏差，该横向坡度在靠右行驶时为右倾坡度，在靠左行驶时为左倾坡度。
校正转矩C1是周期为方向盘22的一圈的周期函数。
该校正转矩C1可以例如由估计校正转矩C1’来近似，该估计校正转矩被定义成使得：C1’(αv)＝K×cos(αv)，其中，K是预定非零校正常数。K是当机动车辆沿着直线行驶时由校正装置36施加的转矩。
第二实例校正装置36可以很容易适于左侧驾驶或右侧驾驶。实际上，可以通过简单地修改凸轮表面132(图8a和图8b)或改变由摇杆133上的弹性返回装置136施加的旋转方向来改变校正转矩C1的定向。

Claims (16)

1.一种用于机动车辆的组件(100)，该组件沿着纵向方向(X)布置并且包括：
-转向单元(10)，该转向单元包括齿条(11)，该齿条沿着横向方向(Y)布置并且被设计成链接到该机动车辆的车轮(R)，
-转向柱(20)，该转向柱包括：
o小齿轮(23)，该小齿轮被设计成用于向所述齿条(11)施加小齿轮转矩(Cp)以驱动该齿条(11)沿着横向方向(Y)平移，
o方向盘(22)，该方向盘被设计成用于向该转向柱(20)施加方向盘转矩(Cv)，
o第一测量装置(34)，该第一测量装置被设计成用于测量该转向柱相对于参考角度位置的旋转角度(αv)，该参考角度位置与该方向盘的或该小齿轮的零旋转角度相对应，并且在该参考角度位置处该机动车辆沿着直线行驶，
o第二测量装置(35)，该第二测量装置被设计成用于测量该小齿轮转矩(Cp)，
-电动助力转向(40)，该电动助力转向包括电动机(41)，该电动机被设计成用于将递送到该电动机(41)的电流的强度(Ia)转换为要施加到该齿条(11)的辅助转矩(Ca)或辅助力，该电流强度被称为辅助电流强度，
-用于控制该动力转向的设备(50)，该设备被设计成用于至少根据测得的小齿轮转矩(Cp)来确定要递送到该电动助力转向(40)的电动机(41)的辅助电流强度(Ia)，
-用于调节该小齿轮转矩(Cp)与该方向盘转矩(Cv)之间的关系的至少一个设备，该方向盘转矩(Cv)等于通过至少一个调节项校正的小齿轮转矩，该至少一个调节项至少可根据该转向柱的旋转角度(αv)而变化，
该组件的特征在于：
-该转向柱(20)包括转向轴(21)，该转向轴被分成至少三个铰接部分(26，28，30)，所述部分借助于简单的万向节(32，33)联接，上部部分(26)沿着第一旋转轴线(27)布置并且该方向盘(22)被附接至该上部部分，下部部分(28)沿着第二旋转轴线(29)布置并且该小齿轮(23)被限制为与该下部部分一起绕该第二旋转轴线(29)旋转，并且中间部分(30)沿着第三旋转轴线(31)布置，该中间部分(30)在其每个端部处借助于简单的万向节(32，33)链接到该上部部分(26)和该下部部分(28)，
并且其特征在于：
-该控制设备(50)被设计成用于：
o至少根据该测得的小齿轮转矩(Cp)和该调节项来计算方向盘转矩(Cv)，该小齿轮转矩(Cp)与该方向盘转矩(Cv)之间的调节由以下各项中的任一项提供：
-仅该转向柱(20)的几何布置，或
-该转向柱(20)的几何布置和校正装置(36)，或
-仅该校正装置(36)，该转向柱(20)的几何布置本身不在该小齿轮转矩(Cp)与该方向盘转矩(Cv)之间提供任何调节，
o根据计算出的方向盘转矩(Cv)来确定要施加到该电动助力转向(40)的电动机(41)的辅助电流强度(Ia)。
2.如权利要求1所述的组件(100)，其中：
-该转向柱的旋转角度是该方向盘的旋转角度(αv)或该小齿轮的旋转角度，
或者
-该转向柱的旋转角度是该小齿轮的旋转角度。
3.如权利要求1或权利要求2所述的组件(100)，其中，该辅助电流强度(Ia)被确定为使得该方向盘转矩(Cv)等于或小于预定极限。
4.如权利要求1至3之一所述的组件(100)，其中，
-一方面在该上部部分(26)与该中间部分(30)之间形成以及另一方面在该中间部分(30)与该下部部分(28)之间形成的被称为操作角度的角度彼此处于3°以内，
和/或
-这些万向节(32，33)绕该第三旋转轴线(31)相对于彼此成角度地偏移，以便在其之间形成等于或小于阈值偏移角度的偏移角度，该阈值偏移角度等于最佳偏移角度增大5°，该最佳偏移角度是在这些万向节(32、33)之间绕该第三旋转轴线(31)形成的偏移角度，从而消去对由这些万向节(32，33)引起的该小齿轮转矩(Cp)和该方向盘转矩(Cv)之间的关系的调节，
-该转向柱(20)还具有校正装置(36)，该校正装置被设计成用于绕该第一旋转轴线(27)向上轴部分(26)施加校正转矩(C1)，该校正转矩(C1)的强度根据该转向柱的旋转角度(αv)而变化，
-该控制设备(50)被设计成用于：
o计算方向盘转矩(Cv)，该方向盘转矩被定义成使得：Cv(αv)＝Cp+M(αv)，其中，Cp是测得的小齿轮转矩，M是该调节项，并且αv是该转向柱的旋转角度，
M等于该校正转矩(C1)，该校正转矩是该转向柱的旋转角度(αv)的预定函数。
5.如权利要求1至3之一所述的组件(100)，其中：
-一方面在该上部部分(26)与该中间部分(30)之间形成以及另一方面在该中间部分(30)与该下部部分(28)之间形成的被称为操作角度的角度彼此不处于3°以内，
和/或
-这些万向节(32，33)绕该第三旋转轴线(31)相对于彼此成角度地偏移，以便在其之间形成大于阈值偏移角度的偏移角度，该阈值偏移角度等于最佳偏移角度增大5°，该最佳偏移角度是在这些万向节(32、33)之间绕该第三旋转轴线(31)形成的偏移角度，从而消去对由这些万向节(32，33)引起的该小齿轮转矩(Cp)和该方向盘转矩(Cv)之间的关系的调节，
-该控制设备(50)被设计成用于：
o计算方向盘转矩(Cv)，使得：Cv(αv)＝Cp×M(αv)，其中，Cp是该测得的小齿轮转矩，M是该调节项，并且αv是该转向柱的旋转角度，
M是该转向柱的旋转角度的周期函数，该周期函数的周期是该方向盘(22)的一个半圈。
6.如权利要求5所述的组件(100)，其中：
-该调节项M被定义成使得其中，A是第一预定非零调节常数，并且是第二预定调节常数，
或者
-该调节项M被定义成使得 其中，是第一预定调节常数，并且是第二预定调节常数。
7.如权利要求5所述的组件(100)，其中：
-该转向柱(20)还具有校正装置(36)，该校正装置被设计成用于绕该第一旋转轴线(27)向上部部分(26)施加校正转矩(C1)，该校正转矩(C1)的强度根据该转向柱的旋转角度(αv)而变化，
-该控制设备(50)被设计成用于：
o计算方向盘转矩(Cv)，使得：Cv(αv)＝Cp×M1(αv)+M2(αv)，其中，Cp是该测得的小齿轮转矩，M1是第一调节项，M2是第二调节项，并且αv是该转向柱的旋转角度，
M1是该转向柱的旋转角度的周期函数，该周期函数的周期是该方向盘(22)的一个半圈，M2等于校正转矩(C1)，该校正转矩是该转向柱的旋转角度(αv)的预定函数。
8.如权利要求7所述的组件(100)，其中：
-该第一调节项M1被定义成使得其中，A是第一预定非零调节常数，并且是第二预定调节常数，
或者
-该第一调节项M1被定义成使得 其中，是第一预定调节常数，并且是第二预定调节常数。
9.如权利要求4或权利要求7或权利要求8所述的组件(100)，其中，为了计算该方向盘转矩(Cv)，该校正转矩(C1)是周期为该方向盘(22)的一圈的周期函数，该周期函数由估计校正转矩(C1’)来近似，该估计校正转矩被定义成使得：C1’(αv)＝K×cos(αv)×F1×F2，其中，K是预定非零校正常数，F1是第一非零衰减系数，并且F2是第二非零衰减系数。
10.如权利要求9所述的组件(100)，包括：第三测量装置(60)，该第三测量装置被设计成用于测量该机动车辆的速度(Vveh)，该第一衰减系数(F1)被定义成随着该机动车辆的速度(Vveh)的增大而从1连续减小到0。
11.如权利要求10所述的组件(100)，其中，该第一衰减系数(F1)被定义成使得：其中，Vveh/lim是该机动车辆的预定极限速度，并且Vveh是测得的该机动车辆的速度。
12.如权利要求9至11之一所述的组件(100)，包括：第四测量装置(70)，该第四测量装置被设计成用于测量该机动车辆的车轮的转向速度(Vb)，该第二衰减系数(F2)被定义成随着这些车轮的转向速度(Vb)的增大而从0连续增大到1。
13.如权利要求12所述的组件(100)，其中，该第二衰减系数(F2)被定义成使得：其中，Vb/lim是这些车轮的预定转向极限速度，并且Vb是测得的该机动车辆的车轮的转向速度。
14.一种机动车辆，包括如权利要求1至13之一所述的组件(100)。
15.一种用于控制如权利要求1至13之一所述的用于机动车辆的组件(100)的电动助力转向(40)的方法(200)，该方法包括以下步骤：
a)测量(201)该转向柱的旋转角度(αv)和该小齿轮转矩(Cp)，
b)至少根据该测得的小齿轮转矩(Cp)和该调节项来计算(202)该方向盘转矩(Cv)，
c)根据如此计算出的该方向盘转矩(Cv)来确定(203)要递送到该电动助力转向(40)的电动机(41)的辅助电流强度(Ia)，
d)考虑该转向柱的旋转角度(αv)和该小齿轮转矩(Cp)，递送(204)如此确定的辅助电流强度(Ia)以向该齿条(11)施加辅助转矩(Ca)或辅助力。
16.一种包括程序代码指令的计算机程序，这些程序代码指令被设计成用于当该程序在计算机上运行时执行根据权利要求15所述的方法的步骤(a)至(c)。
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