专利名称：用于改进具有机电转向的机动车之倒车性能的装置和方法
技术领域：
本发明涉及用于改进具有机电转向的机动车之倒车性能的一装置和一方法。
在一个机电转向情况下，除了一个被驾驶员用一转向装置例如一个转向盘通过一个连续的机械连接予先给定的转向角外，一个助力借助一个电气伺服电机施加。机械的或机电的转向传动装置的复位能力则由于系统摩擦和轴动力学方面的原因是经常过小的，以致于可能遗留一个不希望的剩余角。
在DE69303189T2中公开了一种液压伺服转向，其包括一个带电动机的伺服-复位装置，通过它在转向盘上施加一个复位扭矩，其中一个电动机的信号可在一个计算机中例如根据机动车速度获得。
在DE19908832A1中公开了一种机动车转向装置，其中在可转向的机动车轮子和一个转向盘之间不存在机械的耦合连接。其中为了一个复位作用通过一个弹簧结构和一个电机依据行驶状况提供一个复位扭矩。
由此本发明要解决的技术问题是，提供一种装置和一种方法用于改进具有机电转向的机动车的复位性能。
该技术问题的解决通过具有权利要求1和5之特征的技术方案获得。本发明之另外优选方案由从属权利要求产生。
在一个计算单元中，获得一个与行驶状况相关的额定复位扭矩并且该机电转向的伺服电机施加额定复位扭矩。用于获得该额定复位扭矩的输入数据至少根据一转向角，一转向角速度，和/或一机动车速度通过特性曲线被获得，其中该特性曲线既可以通过至少以分段方式限定的函数和/或可以通过表格描述。通过一种以与行驶状况有关的额定复位扭矩进行的主动倒车就可提高机电转向的可靠性和质量。作为优选该机电转向已有的伺服电机被应用于该主动倒车。但是也可以想到，所要求的复位扭矩通过另一个有源或无源的调节元件提供，例如另一个伺服电机和/或有源的弹簧元件。通过该额定复位扭矩与转向角的关系该复位扭矩在一个转向中心的附近被控制。通过该转向角速度的相关性可以控制一个反转速度(例如在一曲线行驶中该转向盘被释放时)。机动车速度的相关性实现一个对复位扭矩减弱或加强的作用并且能实现一个对在作用状态中之复位扭矩的去活例如在机动车停车时。通过特性曲线，非线性的相互关系就可以简单地复制。该主动倒车就因此可以简单地适配到不同的机动车-和/或驾驶员类型上。该第一和第二计算单元可以为一个共同的元件或被分开的元件。
在另一个实施方案中，被获得的额定复位扭矩被限制在一个工作区域上。因此就避免，高的复位扭矩不利地影响机动车的稳定性。
在另一实施方案中，要施加的额定复位扭矩依据一个转向扭矩被获得。通过这个相关性该额定复位扭矩被限于曲线行驶中。
在另一个实施方案中，一个由转向扭矩获得的数值在处理前被过滤。该过滤器既可以为模拟过滤器也可为一个数字的过滤器程序。通过一个过滤作用该信号的质量被改善。
下面借助一个优选实施例详细阐述本发明。这唯一的附图示出一个用于主动倒车之装置的一示意方块线路图。
图1示出一个通过在一计算单元1，包括结构块11，12，13，14，15中获得一额定复位扭矩的主动倒车。该计算单元1的输入值与一个转向角δ，一个转向角速度δ°，一个机动车速度v和一个转向扭矩τδ有关并且在一个计算单元2，包括结构块21，22，23，24，25，26中借助特性曲线被求得。一个线性的，无标度化的相关性是通过一个具有斜度1的线性特性曲线可复制的。该计算单元1，2是共同的，或分开的。此外还可以想到，单个的结构块11-15或21-26共同地设计。但是特别地，该结构块21-26也可以被组合设置在用于获知该转向角δ，转向角速度δ°，机动车速度v或转向扭矩τδ的传感器单元中。对所获得信号的处理可以想到是数字式的或模拟式的，但是应该优选数字式的处理。
通过适当地选择特性曲线则能实现对该主动倒车的独特的匹配。连续的特性曲线可以通过函数来描述。非连续的特性曲线可以分段方式通过函数来描述或作为表格展现。其中单个的数值通过内插法获得。
为了获得该额定复位扭矩，在第一步骤中，一个额定复位速度由通过结构块21标度的转向角δ和通过结构块22标度的机动车速度v在一个结构块11中通过乘法被获得并且用一个因数K1被放大。通过该乘法就实现，无机动车速度(v＝0km/h)就不存在倒车。在一个结构块12中，在所获得的额定复位速度和一个在结构块23中基于附加的转向角速度δ°获得的数值之间构成一个差值。这个结果在一个结构块13中用一个可调放大K2被标度化，因此获得一个希望的复位扭矩。该被获得的数值通过一个结构块14被限制到一个确定的工作区域上。这个被限制的复位扭矩在结构块15中用一个在结构块26中基于附加的转向扭矩τδ获得的数值被如此地标度化，以便该额定复位扭矩保持限于曲线行驶中。通过该额定复位扭矩，机电转向的倒车性能被改进了。通过一个短划线，在结构块11中表示的转向扭矩τδ的考虑。通过这个提前的考虑就可以避免，主动倒车在高转向扭矩τδ情况下被接通。为了更好地考虑机动车速度v，与静止状态中的去活无关，则在结构块24中借助另一个基于机动车速度v的特性曲线获得一个第二数值并将这数值输入到结构块13中。
为了避免不稳定性，由过滤器元件31，32引起微小的磁滞效应。
权利要求
1.用于具有机电转向的机动车转向助力的装置，其中可转向的机动车轮子既与一个由驾驶员可控制的转向装置又与一个电气伺服电机驱动地相连接，在至少一个计算单元中可以获知一个与行驶状况相关的额定复位扭矩并该伺服电机可以该额定复位扭矩施加作用，其特征在于用于获得该额定复位扭矩的输入数据至少可以根据一转向角(δ)，一转向角速度(δ°)，和/或一机动车速度(v)通过特性曲线获得并且该特性曲线既可以通过至少以分段方式限定的函数和/或可以通过表格描述。
2.按权利要求1的装置，其特征在于被求得的额定复位扭矩可以通过计算单元(1)被限制到一个工作区域上。
3.按权利要求1或2的装置，其特征在于要施加的所述额定复位扭矩可以根据一转向扭矩(τδ)获得。
4.按权利要求1-3之一的装置，其特征在于一个由转向扭矩(τδ)获知的数值在处理之前被过滤。
5.用于具有机电转向的机动车转向助力的方法，其中可转向的机动车轮子既与一个由驾驶员可控制的转向装置又与一个电气伺服电机驱动地相连接，在至少一个计算单元中可以获知一个与行驶状况相关的额定复位扭矩并该伺服电机可以额定复位扭矩施加作用，其特征在于用于获得该额定复位扭矩的输入数据至少可以根据一转向角(δ)，一转向角速度(δ°)，和/或一机动车速度(v)通过特性曲线获得并且该特性曲线既可以通过至少以分段方式限定的函数和/或通过表格描述。
6.按权利要求5的方法，其特征在于被求得的额定复位扭矩被限制到一个工作区域上。
7.按权利要求5或6的方法，其特征在于要施加的所述额定复位扭矩根据一转向扭矩获得。
8.按权利要求5-7之一的方法，其特征在于一个由转向扭矩获知的数值在处理之前被过滤。
全文摘要
本发明涉及一个装置和一方法用于具有机电转向的机动车转向助力，其中可转向的机动车轮子既与一个由驾驶员可控制的转向装置又与一个电气伺服电机驱动地相连接，在至少一个计算单元(1)中可以获知一个与行驶状况相关的额定复位扭矩并该伺服电机可以额定复位扭矩施加作用，用于获得该额定复位扭矩的输入数据至少根据一转向角(δ)，一转向角速度(δ°)，和/或一机动车速度(v)通过特性曲线获得并且该特性曲线既通过至少以分段方式限定的函数和/或通过表格描述。
文档编号B62D5/04GK1681698SQ03821236
公开日2005年10月12日 申请日期2003年8月21日 优先权日2002年9月6日
发明者O·克瓦斯尼, K·瓦恩谢夫, H·曼茨 申请人:大众汽车有限公司