CN103261001A

CN103261001A - 由转向系统调节功能执行的检查方法

Info

Publication number: CN103261001A
Application number: CN2011800590107A
Authority: CN
Inventors: M·坎波
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2011-12-06
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2031-12-06
Also published as: JP2013544710A; JP5911505B2; EP2648964A1; CN103261001B; US8886409B2; FR2968627A1; FR2968627B1; EP2648964B1; US20130304324A1; WO2012076805A1

Abstract

本发明涉及一种检查方法，其由自动检查包括方向盘（4）的汽车的转向系统（1）的功能执行以操作动力系统（20），该动力系统在车辆某些特定运行状态下将轮（10）转向，该检查方法计算参考方向盘角度（Av_设定）以提供动力系统（20）的转矩控制，其特征在于，该检查方法还计算方向盘转速参考值（Av_设定），该方向盘转速参考值在预定值（Avp_目标）处达到饱和。

Description

由转向系统调节功能执行的检查方法

技术领域

本发明涉及一种汽车转向系统自动控制功能的控制方法，以及一种转向系统和一种包括这种控制方法的汽车。

背景技术

一般而言，汽车包括固定在转向系统柱上的方向盘，该方向盘由驾驶员操作以使这种车辆的前轮转向。

通常，转向系统包括助力装置，该助力装置产生使方向盘转向所需能量的一部分，以便降低驾驶员必须施予的动力，尤其是在低速和静止状态下操纵时。

此外，某些转向系统包括由控制计算机自动控制的马达单元，该马达单元可以作用在转向柱上并且控制前轮转弯以实施某些特定功能，诸如低速“城市泊车”操纵、或安全性操纵（诸如避开障碍物）、或在检测到出口或检测到退出这种车道有风险的情况下回到正常车道（“PFIL”、“LKS”、“LKAS”）。

用于控制功能的马达单元具体可以包括助力装置的电机或液压缸，以便产生涉及转向柱旋转和相应的方向盘朝向的动力。接收传感器信息（诸如从方向盘角度传感器）的控制计算机执行这种马达单元的控制方法，以生成控制功能所需的转向柱位置控制。

已知的控制方法测量转向柱的实际位置和理论位置之间的角度差，以便由PID或RST型调节系统计算例如转矩设定点，马达单元必须施予该转矩设定点从而达到其已预见的转向柱角度位置。

然而，如果驾驶员希望例如通过强加与自动转向控制功能试图实现的方向不同的方向而自行将车辆转向，那么他可能希望（除其它方法外）通过在方向盘上施加相反力以便再次取得控制。

在这种情况下，当施加在方向盘上的动力与由马达单元产生的转矩相反时，转向柱的真实位置和功能所要求的位置之间的角度差增加，并且为了更佳地实现计算出的位置，位置伺服控制趋向于产生更大转矩。

随后，如果驾驶员突然放开方向盘，那么将获得由马达单元产生的这种方向盘的复原转矩，该复原转矩的影响比角度差更大。方向盘在由伺服控制系统和马达单元得出的动态范围内以高速启动是令人不快的，并且能够是恼人的甚至是危险的。

发明内容

本发明的目的是（除其它外）避免现有技术中的这些不便，并且带来一种简单而有效的解决方案，以降低自动调节前轮转向和对其阻挠的驾驶员介入之间的不连续性。

为了该目的，本发明提出一种控制方法，其通过包括方向盘的汽车的转向系统的自动控制功能执行以驱动马达单元，该马达单元在这种车辆的特定运行状态下实施轮的转向，其中这种控制方法计算方向盘角度设定点，以便实现马达单元的转矩伺服控制，其特征在于，该控制方法还计算在预定值处达到饱和的方向盘转速设定点。

这种控制方法的优点是，在由驾驶员对方向盘实施介入以阻挠马达单元动作的情况下，造成方向盘的角度设定点和这种方向盘的实际位置之间渐增的差异，并且如果驾驶员突然放开方向盘，那么方向盘以受控的速度重启动作，该速度被限制到预定值以平顺地实现将实际位置带回设定点位置的连贯，不论实际位置和设定点位置之间有多大差异。

此外，根据本发明的控制方法能够包括能够彼此结合的以下特征中的一个或多个。

有利地，预定饱和值被计算，以便在自动控制功能运行期间由驾驶员对方向盘实施介入之后突然释放这种方向盘的情况下确保舒适性，不论由驾驶员产生的差异有多大。

具体地，控制方法能够实施以下操作：

-首先，其建立方向盘角度设定点，该方向盘角度设定点使得转向系统能够到达其目标位置，该目标位置与通过转向系统传感器测量的方向盘角度相比较，以便计算方向盘速度设定点；并且

-这种方向盘速度设定点随后与测量的方向盘速度相比较，以便通过计算转向箱的马达单元所要求的附加转矩而调节方向盘的实际速度，该附加转矩修正这种测量的实际速度。

有利地，控制方法采用比例/微分型调节系统以计算提供附加转矩的调节转移函数。

控制方法能够以如下方式计算调节转移函数，其中P和D为常量：

T_调节=P（Av_设定–Av_测量）+D（Avp_设定–Avp_测量）

并且以如下方式计算目标预定饱和值：

Avp_目标=P/D（Av_设定–Av_测量）+Avp_设定。

本发明的目的还是提供一种汽车的转向系统，其包括这种转向系统的自动控制功能，该自动控制功能通过包括前述特征中任一项的控制方法执行。

此外，本发明的目的是提供一种具有转向系统的汽车，其包括这种转向系统的自动控制功能，该自动控制功能通过包括前述特征中任一项的控制方法执行。

附图说明

在阅读作为示例提供并且实质上未受限制的以下描述并且参照附图的情况下，本发明将被更好地理解并且其它特征和优点将更清楚地显现，其中：

-图1是包括根据本发明的控制方法的转向系统的示意图；并且

-图2是控制方法的各个阶段的功能图。

具体实施方式

图1示出主动转向系统1，其包括转向柱2，该转向柱将固定在其顶端的方向盘4连接到固定在其底端的转向箱6。

转向箱6包括运动转换机构（诸如齿条），该运动转换机构通过方向盘4的旋转而将横向运动施加到安置在其各端部的两个小系杆8上。小系杆8通过轮毂转动前轮10，该轮毂围绕基本竖直轴线将这些轮枢转。

转向箱6包括能够使用电力或压力动力的马达单元20，以便将力施加到驱动方向盘4的旋转以及轮10相应旋转的这种箱机构上。

具体地，马达单元20可以是传统的车辆转向助力器使用的类型，该转向助力器在由驾驶员在方向盘4上实施的操纵的基础上施予额外的转向力。

转向系统1还包括由控制计算机22管理的自动控制功能，该控制计算机通过使用马达单元20以允许借助这种方向盘自动实施操纵或操作。

当自动控制功能启动时，控制计算机22从转向系统1接收数据24，尤其是由传感器送出的关于方向盘4角度位置的数据，以及关于车辆运行的其它数据（诸如例如其速度），以在另一方面实施马达单元20的伺服控制26并且获得所期望的轮10的转向。

图2示出用于转向自动控制功能的转向系统1的控制方法，其由控制计算机22执行，该控制计算机实施以下步骤。

控制方法首先建立方向盘角度设定点Av_设定，该方向盘角度设定点允许转向系统1到达其目标位置。方向盘角度设定点Av_设定随后与通过转向系统1的传感器测量的方向盘角度Av_测量相比较，以计算40方向盘速度设定点Avp_设定。

方向盘速度设定点Avp_设定随后与例如通过将测量的方向盘角度Av_测量相对于时间微分而建立的测量的方向盘速度Avp_测量相比较，以便能够通过计算42转向箱6的马达单元20所要求的附加转矩44而调节方向盘4实际速度。附加转矩44基于惯性和施加到转向的不同力而提供方向盘角加速度，以修正实际测量的速度Avp_测量，以便获得相对于速度设定点Avp_设定的实际速度伺服控制。

实际上，控制方法实施以下操作以实施上述步骤，通过比例/微分（PID）型调节系统以计算调节转移函数。角度Av被逆时针测量，并且速度Avp逆时针为正，定义以下值：

Av_测量=测量的方向盘角度

Av_设定=方向盘角度设定点

Avp_测量=测量的方向盘速度（从测量的方向盘角度导出）

Avp_设定=方向盘速度设定点

Avp_目标=方向盘速度饱和值

方向盘ΔAv位置的角度误差如下：

ΔAv=Av_设定–Av_测量

给出调节转矩的T_调节转移函数随后能够写作如下形式，其中P和D为常量：

T_调节=P（Av_设定–Av_测量）+D（Avp_设定–Avp_测量）

希望获得方向盘速度设定点Avp_目标的目标，诸如：

T_调节=D（Avp_目标–Avp_测量）

随后获得：

D（Avp_目标–Avp_测量）=P（Av_设定–Av_测量）+D（Avp_设定–Avp_测量）

其还能够写作如下形式：

Avp_目标=P/D（Av_设定–Av_测量）+Avp_设定

其使得方向盘目标速度Avp_目标在满足为驾驶员提供最大方向盘速度的同时提供舒适性和安全性的可接受值的状态下饱和，以使方向盘被驾驶员突然释放的位置与设定点位置连贯。

从而根据这种类型的位置连贯，能够确保某些可接受的功能连续性，而不在手动操作期间将其完全移除。

随后，一旦驾驶员的介入结束，该功能迅速就回到其正常运行过程中。

Claims

1.一种控制方法，其由包括方向盘（4）的汽车的转向系统（1）的自动控制功能执行以便驱动马达单元（20），所述马达单元在所述车辆的特定运行状态下实施轮（10）的转向；所述控制方法计算方向盘角度设定点（Av_设定）以便实施马达单元（20）的转矩伺服控制，其特征在于，所述控制方法还计算在预定值（Avp_目标）处达到饱和的方向盘转速设定点（Avp_设定）。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述预定饱和值（Avp_目标）被计算以便在自动控制功能运行期间由驾驶员对方向盘（4）实施介入之后突然释放方向盘的情况下确保舒适性，不论由驾驶员产生的差异有多大。

3.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法实施以下操作：

–首先所述控制方法建立方向盘角度设定点（Av_设定），所述方向盘角度设定点使得转向系统（1）能够到达其目标位置，所述目标位置与由转向系统（1）的传感器测量的方向盘角度（Av_测量）相比较，以便计算（40）方向盘速度设定点（Avp_设定）；

并且

-随后所述方向盘速度设定点（Avp_设定）与测量的方向盘速度（Avp_测量）相比较，以便通过计算（42）转向箱（6）的马达单元（20）所要求的附加转矩（44）而调节方向盘（4）的实际速度，所述附加转矩修正所述测量的实际速度（Avp_测量）。

4.根据前述权利要求中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法采用比例/微分（PID）型调节系统以便计算提供附加转矩（44）的调节转移函数。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法以如下方式计算调节转移函数，其中P和D为常量：

T_调节=P（Av_设定–Av_测量）+D（Avp_设定–Avp_测量）；

并且以如下方式计算目标预定饱和值：

Avp_目标=P/D（Av_设定–Av_测量）+Avp_设定。

6.一种用于汽车的转向系统，所述转向系统包括转向自动控制功能，其特征在于，所述功能根据前述权利要求中任一项实施的控制方法执行。

7.一种包括转向系统的汽车，所述转向系统包括转向自动控制功能，其特征在于，所述功能由根据权利要求1至5中任一项实施的控制方法执行。