CN106414217A - 用于运行转向系统的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行机动车的转向系统(2)的方法。转向构件(8)通过叠加转向装置(4)与转向传动装置(14)连接。在机动车的自主行驶运行期间，求得驾驶员对转向构件(8)的驾驶员干预(40)。叠加转向装置(4)这样运行，使得在转向构件角度(26)和引入到转向传动装置(14)中的角度(28)之间的耦合(30)依赖于求得的驾驶员干预(40)来调节。

Description

用于运行转向系统的方法
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分的用于运行机动车的转向系统的方法。
背景技术
驾驶员辅助系统以及行驶功能的使用是已知的，所述行驶功能可以实现机动车的高度自主的或全自主的行驶，但还总是需要提供以下可能性，将车辆的控制转交给车辆驾驶员。当车辆驾驶员有对车辆的控制时，则必须提供重新切换到自主行驶运行中的可能性。
此外如下转向系统是已知的，所述转向系统不仅具有叠加转向装置，还具有助力转向装置。叠加转向装置也称为主动转向装置(AFS为主动前轮转向的缩写)并引起角度叠加。助力转向装置也称为伺服转向装置，并且可以是液压转向装置或机电转向装置(EPS为电动助力转向装置的缩写)。助力转向装置在行驶运行中引起力矩叠加，在所述行驶运行中驾驶员在其行驶愿望或转向愿望中得到支持。
求得对转向构件的驾驶员干预的功能和传感器也是已知的。
发明内容
本发明的技术问题通过一种按照权利要求1所述的方法实现。有利的改进方案在从属权利要求中给出。对于本发明重要的特征还在后续的说明书和附图中找到，这些特征可以独自地和以不同组合地对于本发明是重要的，对此不再明确指出。
通过按如下方式来运行叠加转向装置，使得在转向构件角度和引入到转向传动装置中的角度之间的耦合依赖于在机动车自主行驶运行期间求得的驾驶员干预来调节，有利地实现，驾驶员仅仅通过主动操作转向构件本身(该转向构件例如是方向盘的形式)就可以确定，他对转向系统以及因此对机动车想要有多少控制。在带有主动的自主转向功能的全自主行驶运行时可以因此实现在驾驶员和转向功能之间和谐的转交。
在一种有利的方法的设计中，依赖于求得的驾驶员干预确定自主转向功能对车轮转向角的影响。由此，自主转向功能可以有针对性地用于实现在驾驶员和自主转向功能之间和谐的转交。
在一种有利的实施方式中，依赖于提高的或基本上保持不变地提高的驾驶员干预来提高耦合。由此，车辆驾驶员有利地得到对转向系统以及因此对车轮转向角更多的控制。
在一种有利的改进方案中，依赖于提高的或基本上保持不变地提高的驾驶员干预来降低转向功能对车轮转向角的影响。通过这种措施，车辆驾驶员对转向系统的车轮转向角的控制进一步提高。
在一种有利的方法的改进方案中，在第一时刻求得提高的或基本上保持不变地提高的驾驶员干预。耦合从第一时刻出发直到第二时刻这样地提高和/或自主转向功能对车轮转向角的影响这样地降低，使得在第二时刻或在第二时刻之后自主转向功能是可被停止的或被停止。由此实现一种方法，通过该方法，机动车的驾驶员在确定的时间间隔内可以被强制来接管对车辆的控制。例如在一种情况下，在该情况下自主转向功能是有缺陷的或其他子系统具有缺陷，对车辆的控制必须转交给车辆驾驶员。
在一种有利的实施方式中，依赖于降低的驾驶员干预使耦合降低。由此例如可能的是，只要驾驶员手离开转向构件或者说方向盘，或者驾驶员通过单独的信号产生装置想要交出对车辆的控制，则自主转向功能承担对车辆的控制。
在一种有利的实施方式中，依赖于降低的驾驶员干预，使自主转向功能对车轮转向角的影响提高。
在一种有利的实施方式中，在第三时刻求得降低的驾驶员干预。耦合从第三时刻到第四时刻这样地降低和/或自主转向功能对车轮转向角的影响这样地提高，使得在第三时刻或在第三时刻之后自主转向功能具有对转向系统完全控制。因此可以定义如下时间间隔，所述时间间隔例如可以取决于车辆速度或其他参数实现在驾驶员干预降低时将控制和谐地转交给自主转向功能。
在一种有利的实施方式中，依赖于当前的和/或计划的输到入转向传动装置中的额定力矩输入量来调节耦合，所述额定力矩输入量通过自主转向功能求得。例如在非常短暂的力矩变化时，例如在行驶通过环岛时，可以因此有利地依赖于计划的高的额定力矩输入量使耦合如此程度保持降低，使得通过旋转的被伺服转向装置以力矩加载的方向盘造成的受伤风险降低。另一方面耦合可以调节为这样高的，使得即使在行驶通过环岛时，通过驾驶员用输入到转向传动装置中相应的力矩输入量，仍可以实现让车机动性。
在一种有利的实施方式中，在第一时刻和第二时刻之间的时间间隔和/或在第三时刻和第四时刻之间的时间间隔在提高的车辆速度时选择为比在减小的车辆速度时要长。由此可以保证，对转向系统的控制与行驶状况相应地在驾驶员和自主行驶功能之间转交。
在另一种有利的实施方式中，在有意的驾驶员干预和无意的驾驶员干预之间进行区别。在有意的驾驶员干预时，耦合提高或保持不变。在无意的驾驶员干预时，耦合降低。因此例如可以一方面使由输入到转向构件中的力矩输入量引起的受伤风险通过助力转向装置最小化。另一方面在自主转向功能交出或接管时产生优点。
附图说明
本发明的其他特征、实施可能性和优点由后续对在附图中描述的本发明实施例的描述给出。其中，所有说明或描述的特征自身或任意组合地构成本发明主题，不取决于它们在权利要求书中的概括和它们的引用关系，也不取决于它们在说明书和附图中的表达说明和描绘。对于不同实施方式也部分地使用相同的附图标记，而不会由此直接产生限制。接下来参照附图阐述本发明的示例性的实施方式。附图如下：
图1为转向系统的示意图；
图2为状态转换图；以及
图3为自主行驶功能对车转向角的影响和驾驶员干预之间的示意性的关系。
具体实施方式
图1以示意的形式示出转向系统2。转向系统2包括叠加转向装置4和助力转向装置6。转向构件8、例如方向盘通过叠加转向装置4的输入轴10与叠加转向装置4连接。叠加转向装置4与转向传动装置14通过叠加转向装置4的输出轴12连接。转向传动装置14例如可以构成为齿条转向传动装置、滚珠循环传动装置或滚珠螺母传动装置。转向传动装置14例如以齿条传动装置的形式包括小齿轮和齿条。转向传动装置14通过小齿轮和齿条在车辆每一侧与相应的转向拉杆连接，该转向拉杆相应地与车轮16共同作用。适合用于实施按照本发明的方法的装置的其他实施方式是可以想到的。这些实施方式例如可以通过另外的转向传动系统或通过叠加转向装置4和助力转向装置6的另外的布置来构造。
另外示出控制装置18，借助该控制装置，叠加转向装置4与助力转向装置6可以被开环控制和/或被闭环控制。控制装置18具有以微处理器的形式的数字计算装置20和存储器22。计算机程序可以存储在存储器22中，所述计算机程序构造成用于实施在此描述的方法之一。所述计算机程序相应地在数字计算装置20上是可执行的。不言而喻，替代一个控制装置18，还可以用多个彼此联网的控制装置。
取决于转向构件8的状态，在非自主的行驶状态中在车轮16上产生车轮转向角24。根据转向构件8和/或输入轴10的位置产生转向构件角度26。在输出轴12上的引入到转向传动装置14中的角度28主要通过传动比产生车轮转向角24。因此，车轮转向角24和角度28在当前可以相对彼此可互换地被使用。
在转向构件角度26和引入到转向传动装置14中的角度28之间的耦合30借助叠加转向装置是可调节的。耦合30的提高表示输入轴10和输出轴12之间相对运动的降低。反之，耦合30的降低表示输入轴10和输出轴12之间相对运动的提高。通过对耦合30的调节，因此例如可以在全自主行驶运行时通过助力转向装置6调节车轮转向角24，其中转向构件8不运动。不言而喻，在自主行驶运行中也可以实现转向构件8的完全跟踪，亦即轴10和12基本上同步，然而在驾驶员对转向构件8干预时，耦合30可立即降低，但是在驾驶员保持干预转向构件时可以又提高。
驾驶员干预40例如可以通过在转向构件8上的传感器42被求得。在另一种实施方式中，驾驶员干预40也可以在控制装置18之内由其他的测量参数和/或在控制装置18中现有的求得的参数来求得。因此，传感器用于求得驾驶员干预40应理解为仅仅示例性的。
在车辆的全自主行驶运行中或全自主行驶状态中，取决于在控制装置18上运行的自主的转向功能，依赖由助力转向装置6引入的转向力矩影响车轮转向角。因此，机动车的全自主行驶状态可以理解为机动车的如下行驶状态，在该行驶状态下驾驶员不是干预转向构件8以便获得对车辆的控制，而是自主行驶功能行使对车辆或对转向系统2的完全控制。与此相对，机动车或转向系统的部分自主行驶状态可以理解为如下状态，在该状态下驾驶员干预40是存在的，并且在该状态下对车辆的控制既不由驾驶员转移到自主转向功能上，也不由自主转向功能转移到驾驶员上。因此在全自主行驶状态中当驾驶员干预40首次被求得，车辆进入部分自主行驶状态，在该状态下驾驶员干预40通过被相应地调节的耦合30对车轮转向角24具有影响。
图2示出示意的状态转换图，包括全自主行驶状态44，在区域50内的第一部分自主行驶状态46和第二部分行驶状态48。从部分自主行驶状态46出发可以转换为非自主行驶状态52，在该非自主行驶状态中，自主行驶功能是不起作用的或者说对车轮转向角24没有影响。因此，部分自主行驶状态46和48也可以称为过渡状态，其中，可通过过渡状态46从完全自主行驶状态转换为非自主行驶状态52。通过过渡状态48可以从非自主行驶状态52转换为完全自主行驶状态44。在过渡状态46中如下规定，耦合30朝驾驶员干预40的方向提高，以便于由此给予驾驶员对车辆更多的控制。在过渡状态48中如下规定，朝降低的驾驶员干预40的方向给予驾驶员更少的控制并给予自主转向功能更多的控制。根据确定的、提高的、降低的驾驶员干预40，在过渡状态46和48之间来回切换。
在图3中以示意的形式示出在驾驶员干预40和自主行驶功能对车轮转向角的影响54之间的关系。在过渡状态46中，例如自主行驶功能的影响54降低，驾驶员干预40同时提高。相反在过渡状态48中，自主行驶功能的影响54提高并且驾驶员干预40降低。

Claims (15)

1.用于运行机动车的转向系统(2)的方法，其中，转向构件(8)通过叠加转向装置(4)与转向传动装置(14)连接，其特征在于，在机动车的自主行驶运行期间求得驾驶员对转向构件(8)的驾驶员干预(40)，并且叠加转向装置(4)这样运行，使得在转向构件角度(26)和引入到转向传动装置(14)中的角度(28)之间的耦合(30)依赖于求得的驾驶员干预(40)来调节。
2.如权利要求1所述的方法，其中，自主转向功能在自主行驶运行期间是起作用的，机动车的转向系统(2)的车轮转向角(24)能通过所述自主转向功能影响，并且依赖于求得的驾驶员干预(40)，确定自主转向功能对车轮转向角(24)的影响，尤其是自主转向功能通过转向系统(2)的助力转向装置(6)影响车轮转向角。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，依赖于提高的或基本上保持不变地提高的驾驶员干预(40)来提高耦合(30)。
4.如权利要求2或3所述的方法，其中，依赖于提高的或基本上保持不变地提高的驾驶员干预(40)来降低自主转向功能对车轮转向角(24)的影响。
5.如权利要求3或4所述的方法，其中，在第一时刻求得提高的或基本上保持不变地提高的驾驶员干预(40)，并且从第一时刻直到第二时刻耦合(30)这样提高和/或自主转向功能对车轮转向角(24)的影响这样降低，使得在第二时刻或在第二时刻之后自主转向功是能被停止的。
6.如前述权利要求之一所述的方法，其中，耦合(30)依赖于降低的驾驶员干预(40)而降低。
7.如权利要求2至6之一所述的方法，其中，自主转向功能对车轮转向角(24)的影响依赖于降低的驾驶员干预(40)而提高。
8.如权利要求6或7所述的方法，其中，在第三时刻求得降低的驾驶员干预(40)，并且从第三时刻直到第四时刻耦合(30)这样降低和/或自主转向功能对车轮转向角(24)的影响这样提高，使得在第三时刻或在第三时刻之后转向功能具有对转向系统(2)的完全控制。
9.如权利要求2至8之一所述的方法，其中，依赖于当前的和/或计划的输入到转向传动装置(14)中的额定力矩输入量调节耦合(30)，该额定力矩输入量通过自主转向功能求得。
10.如权利要求5或8所述的方法，其中，在提高的车辆速度时，尤其车辆速度高于30km/h、50km/h或80km/h时，在第一时刻和第二时刻之间的时间间隔和/或在第三时刻和第四时刻之间的时间间隔比在减小的车辆速度时、尤其是所述车辆速度低于30km/h、50km/h或80km/h时要大。
11.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，在有意的驾驶员干预(40)和无意的驾驶员干预(40)之间进行区分，其中，在有意的驾驶员干预(40)的情况下耦合(30)提高或保持不变，并且在无意的驾驶员干预(40)的情况下耦合(30)降低。
12.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，在转向构件角度(26)和引入到转向传动装置(14)中的角度(28)之间的耦合(30)的提高使得叠加转向装置(4)的输入轴(10)和叠加转向装置(4)的输出轴(12)之间的相对运动降低，并且在转向构件角度(26)和引入到转向传动装置(14)中的角度(28)之间的耦合(30)的降低使得叠加转向装置(4)的输入轴(10)和叠加转向装置(4)的输出轴(12)之间的相对运动提高。
13.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，驾驶员干预(40)描述由车辆驾驶员施加到转向构件(8)上的转向角和/或有车辆驾驶员施加到转向构件(8)上的力矩，并且依赖于计算的和/或测量的参数求得驾驶员干预(40)。
14.用于数字计算装置(20)的计算机程序，该计算机程序构造成用于实施按照前述权利要求之一所述的方法。
15.用于运行机动车的转向系统(2)的控制装置(18)，该控制装置设有数字计算装置(20)，该数字计算装置尤其是微处理器，按照前一项权利要求所述的计算机程序能在该数字计算装置上运行。
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