CN106541989B - 机动车转向器和用于计算用于伺服单元的控制信号的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车转向器(1)，包括至少一个用于产生用于伺服单元(3)的控制信号(S)的控制器(2)，该伺服单元将助力(FU)施加到机动车转向器(1)的齿条(4)上，其中，机动车转向器(1)构造成，使得机动车的当前轴负荷被测定且在产生控制信号(S)的情况中被考虑，其中，机动车转向器(1)构造成，使得在稳态转弯行驶的情况中的当前轴负荷由经测定的和/或经测量的横向转向加速度(aQ)和经测定的或经预估的齿条力(FZ)来测定，以及涉及一种用于计算用于机动车转向器(1)的伺服单元(3)的控制信号(S)的方法。

Description

机动车转向器和用于计算用于伺服单元的控制信号的方法
技术领域
本发明涉及一种机动车转向器和一种用于借助于至少一个控制器计算用于在机动车转向器中的伺服单元的控制信号的方法。
背景技术
在批量生产中所制造的轿车/商用车由于不同的附加装备关于其车辆总重量来区别。鉴于转向特性的最佳协调，在生产中转向特征此外被匹配于实际的车辆总重量。因此可例如在较高车辆总重量的情况中尤其在较小行驶速度和较大转向角的情况中设置较高的转向辅助。
为了协调转向特性，在转向器的控制器中存储有例如以特性曲线或特性曲线族形式的计算规则，以其基于驾驶员侧的转向指令提供用于伺服单元、例如电动机或液压转向辅助器的控制信号。作为额外的输入量，一般考虑用作族参数的车速。必要时，可考虑另外的观点例如转向器的直接的或不那么直接的响应且作为选择可能性被提供给驾驶员。
由于车辆特定的总重量，计算规则、也就是说相应的特性曲线或特性曲线族对于每个车辆而言还须被特定地产生且被存储在附属的转向器控制器中。
在行驶运行中，一次性存储的计算规则独立于负荷状态来使用。如果车重在行驶运行期间变化，一般不进行计算规则的匹配。
由文件DE 10 2009 057 625 A1已知一种机动车转向器，包括用于提供用于在转向的情况中辅助驾驶员的伺服单元的控制信号的控制器，在其中预留有用于基于驾驶员侧的转向指令确定控制信号的计算规则，和布置在车辆处的用于测定车重的装置，其中，由该装置所测定的车重作为输入量被传输到控制器处，且在控制器内根据经测定的车重确定控制信号。
在此，用于测定车重的装置可考虑油箱液位和/或座椅占用传感器的信号。备选地，用于测定车重的装置读取描绘车辆的弹簧弹性跳动状态(Einfederungszustand)的传感器的信号。最后，用于测定车重的装置可包括一种预估算法，其根据车辆模型通过检测在行驶运行期间车辆的至少一个加速度和/或减速度曲线预估车重。
不利的是，经由座椅占用传感器或液位的预估不太精确且水平调节经常不存在。
发明内容
本发明所基于的技术问题是，实现一种利用简单的器件确定当前轴负荷的机动车转向器以及提供一种用于计算用于在机动车转向器中的伺服单元的控制信号的方法，在其中轴负荷被简单且可靠地测定。
该技术问题的解决方案由根据本发明的机动车转向器以及根据本发明的方法得出。
机动车转向器包括至少一个用于产生用于伺服单元的控制信号的控制器，该伺服单元将助力施加到机动车转向器的齿条上。机动车转向器构造成，使得机动车的当前轴负荷被测定且在产生控制信号的情况中被考虑。在此，尤其确定在可转向的前轴处的轴负荷。机动车转向器构造成，使得当前轴负荷在稳态转弯行驶的情况中由经测定的和/或经测量的横向加速度和经测定的或经预估的齿条力来测定。在此所充分利用的是，经由关系式：力=质量x加速度可推导出质量或者轴负荷。优点是，所需要的量通常总归可供机动车转向器使用。在此，横向加速度可被直接测量或然而由转向角和速度计算出。优选地，横向加速度被直接测量，这更精确，然而额外地通过由转向角和速度计算出的横向加速度来合理化验证或修正经测量的横向加速度。此外如此还存在一定的冗余。齿条力同样可被直接测量，然而这略微更复杂。
在一实施形式中，因此齿条力由助力预估。在此，助力是伺服单元直接或经由传动装置施加到齿条上的力。该力可被测量或然而在了解传递特性的情况中由控制器的控制信号计算出。在此，伺服单元优选是电动机或液压单元(尤其在商用车的情况中)。
在另一实施形式中，机动车转向器构造成，多次重复该确定且追踪用于控制信号的待考虑的轴负荷。这可以形成平均值的形式实现或经由一种转向功能，其中，优选后者，因为在此轴负荷的错误确定可被更好地过滤出。
在另一实施形式中，控制器具有被匹配于车重的特性曲线，其例如被协调于车辆空载重量且在制造机动车的情况中被确定。在此，由手动转向力矩和至少一个辅助功能(例如车道保持辅助功能)的转向力矩推荐值根据特性曲线产生第一分控制信号。另一单元基于至少一个另外的车辆量、尤其车速和/或转向角产生第二分控制信号，其中，第一分控制信号和第二分控制信号的总和形成用于伺服单元的控制信号。由此，转向辅助可根据情况被匹配，例如在泊车的情况中的大的辅助而在较大车速的情况中较小的辅助。
在另一实施形式中，机动车转向器构造成，使得由轴负荷测定至少一个修正值，其中，借助于至少一个修正值修正辅助功能的转向力矩推荐值且将该修正值或由轴负荷构成的另一修正值供应给用于修正第二分控制信号的另一单元。在此，修正值可以是因子或加数。在此，用于另外的单元的另外的修正值优选是经修正的力推荐值。
本发明的关于方法上的设计方案完全参照上述实施方案。
附图说明
接下来根据一优选的实施例详细阐述本发明。唯一的附图显示了机动车转向器的示意性框图。
具体实施方式
机动车转向器1包括控制器2、伺服单元3和齿条4。控制器2产生用于伺服单元3的控制信号S，伺服单元将助力FU施加到齿条4上。控制信号2具有被匹配于车重的特性曲线5(或根据参数的特性曲线族)，其中，由在转向手柄处的手动转向力矩MH和至少一个辅助功能的转向力矩推荐值ME根据特性曲线5产生第一分控制信号S1。在此，对于车重的匹配是这样的，即假定空载重量或平均车重。在此，手动转向力矩MH和经修正的转向力矩推荐值ME*经由第一累加级6相加，其中，还阐述经修正的转向力矩推荐值ME*。此外，控制器2具有另一单元7，其基于至少一个另外的车辆量产生第二分控制信号S2。另外的车辆量例如是机动车速度V和/或在车轮处的转向角φ。那么，第一分控制信号S1和第二分控制信号S2在第二累加级8中被相加成控制信号S。另外，控制器2具有单元9，其测定在稳态转弯行驶的情况中的当前轴负荷且测定至少一个修正值K。该修正值K是与转向力矩推荐值ME在乘法器10中相结合的修正因子。该结果是经修正的转向力矩推荐值ME*。此外，修正值K在乘法器10中与另一因子相结合，从而使得经修正的力推荐值FE*作为另外的修正值被供应到另外的单元7处，以便于在计算第二分控制信号S2的情况中被考虑。在此，修正值K考虑了在特性曲线5的假定的车重与在稳态转弯行驶中经测定的当前车重之间的差异。
在此，当前车重或者当前轴负荷根据关系式：力=质量x加速度来计算。在此，力是合成的齿条力FZ而加速度是横向加速度aQ。横向加速度aQ被传感地检测或测定且被供应给单元9。齿条力FZ可被传感地检测或然而如示出的那样由助力FU来预估。在此，例如可由控制信号S借助于单元10倒推出助力FU。还是可能的是，传感地在伺服单元3或者齿条4处测量助力FU。进一步地，将机动车速度V和转向角φ供应给单元9，其中，由后者可测定用于恒定转弯行驶的条件。此外，由机动车速度V和转向角φ计算出横向转向加速度aQ，从而使其可供双重使用。
由此提供一种机动车转向器1，其匹配于变化的轴负荷(例如由于不同的负荷)，其中，所有必要的量总归是现存的转向系统内部的量。

Claims (10)

1.一种机动车转向器(1)，包括至少一个用于产生用于伺服单元(3)的控制信号(S)的控制器(2)，所述伺服单元将助力(FU)施加到所述机动车转向器(1)的齿条(4)上，其中，所述机动车转向器(1)构造成，使得所述机动车的当前的轴负荷被测定且在产生所述控制信号(S)的情况中被考虑，其特征在于，所述机动车转向器(1)构造成，使得当前的所述轴负荷在稳态转弯行驶的情况中由经测定的和/或经测量的横向转向加速度(aQ)和经测定的或经预估的齿条力(FZ)来测定。
2.根据权利要求1所述的机动车转向器，其特征在于，所述机动车转向器(1)构造成，所述齿条力(FZ)由所述助力(FU)来预估。
3.根据权利要求1所述的机动车转向器，其特征在于，所述机动车转向器(1)构造成，多次重复所述轴负荷的确定且追踪用于所述控制信号(S)的待考虑的所述轴负荷。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的机动车转向器，其特征在于，所述控制器(2)具有被匹配于车重的特性曲线(5)，其中，由手动转向力矩(MH)和至少一个辅助功能的转向力矩推荐值(ME)借助所述特性曲线(5)产生第一分控制信号(S1)且另外的单元(7)基于至少一个另外的车辆量产生第二分控制信号(S2)，其中，所述第一分控制信号(S1)和所述第二分控制信号(S2)的总和形成用于所述伺服单元(3)的控制信号(S)。
5.根据权利要求4所述的机动车转向器，其特征在于，所述机动车转向器(1)构造成，使得由所述轴负荷测定至少一个修正值(K)，其中，借助于所述至少一个修正值(K)修正所述辅助功能的转向力矩推荐值(ME)且所述修正值(K)或由所述轴负荷构成的另一修正值被供应给用于修正所述第二分控制信号(S2)的另外的单元(7)。
6.一种用于借助于至少一个控制器(2)计算用于在机动车转向器(1)中的伺服单元(3)的控制信号(S)的方法，其中，所述伺服单元(3)将助力(FU)施加到所述机动车转向器(1)的齿条(4)上，其中，所述机动车的当前的轴负荷被测定且在产生所述控制信号(S)的情况中被考虑，其特征在于，当前的所述轴负荷在稳态转弯行驶的情况中由经测定的和/或经测量的横向加速度(aQ)和经测定的或经预估的齿条力(FZ)来测定。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述齿条力(FZ)由所述助力(FZ)来确定。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，多次重复所述轴负荷的确定且追踪用于所述控制信号(S)的待考虑的所述轴负荷。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制器(2)具有被匹配于车重的特性曲线(5)，其中，由手动转向力矩(MH)和至少一个辅助功能的转向力矩推荐值(ME)借助所述特性曲线(5)产生第一分控制信号(S1)且另外的单元(7)基于至少一个另外的车辆量产生第二分控制信号(S2)，其中，所述第一分控制信号(S1)和所述第二分控制信号(S2)的总和形成用于所述伺服单元(3)的控制信号(S)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，由所述轴负荷测定至少一个修正值(K)，其中，借助于所述至少一个修正值(K)修正所述辅助功能的转向力矩推荐值(ME)且所述修正值(K)或另一由所述轴负荷构成的修正值被供应给用于修正所述第二分控制信号(S2)的另外的单元(7)。
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