CN108725576A - 线控转向装置和用于在线控转向装置的情形中设定转向角的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种线控转向装置，包括转向操纵装置、用于鉴定转向操纵装置的位置的转角传感器、用于在转向操纵装置处产生反作用力矩的执行器、用于在调节元件处取决于转角传感器的数据设定转向角的转向执行器，其中，然后调节元件具有机械终端止挡而执行器在转向操纵装置处实现软件终端止挡，其中，在转向操纵装置处的转角与转向角之间设定有传动比，其中，相对所设定的传动比定义了正的增量值和负的增量值，其中，线控转向装置如此地构造，即，在转向操纵装置超出关联于软件终端止挡的转角的过转的情形中在转角的方向反转时设定经匹配的传动比，其通过正的增量值和负的增量值被限制，其中，经匹配的传动比选择成，转向操纵装置的残留的错位最小化。

Description

线控转向装置和用于在线控转向装置的情形中设定转向角的 方法
技术领域
本发明涉及一种线控转向装置和一种用于在线控转向装置的情形中设定转向角的方法。
背景技术
线控转向装置通常具有转向操纵装置、用于鉴定转向操纵装置的位置的转角传感器、用于在调节元件处取决于转角传感器的数据设定转向角的转向执行器和调节元件。执行器和转向执行器一般构造成电动机。转向操纵装置例如是方向盘而调节元件是齿条。在此，调节元件具有机械终端止挡。执行器在转向操纵装置处以如下方式产生软件终端止挡，即，该软件终端止挡产生反作用力矩，其一般不再可被驾驶员转向超出。
另外在转向操纵装置处的转角与转向角之间的传动比被设定，其中，该传动比可取决于参数(例如车速)或驾驶员辅助系统(例如停车辅助装置)。优选地，在此软件终端止挡的位置与机械终端止挡的位置对应。
出于各种不同的原因此时可能产生，驾驶员转向超出软件终端止挡，例如因为该驾驶员施加相应较大的手动力矩或因为执行器不可产生反作用力矩或产生不足够大的反作用力矩。这于是导致，转角传感器的位置不再对应于调节元件的位置。在极端情况中，这可能是方向盘的一次或多次周转。在该情况中于是出现如下问题，当在反方向上(即在中性位置的方向上)回转时，线控转向装置应如何反应。理论上如下是可能的，即，转向在达到关联于软件终端止挡的转角起才反应且自那时起然后调节信号由转向执行器以经设定的传动比被实现。
然而这将引起，驾驶员可能执行整个的方向盘转动，而转向装置不起反应。
为了解决该问题EP 1 426 267 A2设置成，匹配传动比。在此，传动比被降低，也就是说从而使得方向盘的中性位置再次与转向装置的中性位置(直行位置)对应。
发明内容
本发明基于如下技术问题，即，创造一种线控转向装置，在其中在转向操纵装置超出软件终端止挡位置的过转(Überdrehung)的情况中的转向感觉被改善。另一技术问题是提供使用一种在这样的情况中用于在线控转向装置的情形中设定转向角的方法。
该技术问题的解决方案由一种带有权利要求1的特征的线控转向装置以及一种带有权利要求6的特征的方法得出。本发明的另外的有利的设计方案由从属权利要求得出。
为此，线控转向装置包括转向操纵装置、用于鉴定转向操纵装置的位置的转角传感器、用于在转向操纵装置处产生反作用力矩的执行器、用于在调节元件处取决于转角传感器的数据设定转向角的转向执行器和调节元件。在此，调节元件具有机械终端止挡而执行器在转向操纵装置处实现软件终端止挡，其中，在转向操纵装置处的转角与转向角之间设定有传动比。相对经设定的传动比定义了正的增量值和负的增量值。在此，线控转向装置如此地构造，即，在转向操纵装置超出关联于软件终端止挡的转角的过转的情形中在转角的方向反转时设定某一传动比，其通过正的增量值和负的增量值来限制，其中，传动比如此来选择，即，转向操纵装置的残留的错位被最小化。在此本发明的基本思想是，主要目的不在于，转向操纵装置的中性位置和转向装置的中性位置或者直行位置被带到一致，而是对于驾驶员而言使得转向装置的习惯的且期望的传动比可供使用，其中，转向操纵装置的可能残留的错位被考虑。增量值在此如此来选择，即，驾驶员不感知相对传动比的偏差或者不令人不快地感知。例如，增量值可预先在以足够大群组测试人员的行驶试验时被确定。因此，转向装置在方向反转的情形中立即以习惯的传动比响应。
在一种实施形式中，正的增量值和/或负的增量值是零。在极端情况中(当两个增量值是零时)，于是在方向反转的情形中经设定的传动比被使用且错位被考虑。
在另一实施形式中，正的增量值和负的增量值按绝对值相同大小，由此错位可被对称地补偿。
然而，增量值同样可按绝对值是不等的，例如因为提高的或者降低的传动比的可感知性是不等的。
在另一实施形式中，被打方向超出关联于软件终端止挡的转角的转角的360°或转向操纵装置的另一对称角度的整数倍被忽略。由此，传动比的待修正的匹配被最小化。于是如果例如被转动超出软件终端止挡370°，则仅10°被修正(相应地在730°的情形中同样仅10°)。如果转向操纵装置半对称(例如转向操纵装置具有仅一个横辐条，其水平位置与中性位置相符)，则对称角度是180°。
为了此时修正可能残留的错位可设置成，该方法在下一个打转向的情形中被重复，其中，传动比的匹配可在向前方向上且/或在方向反转的情形中实现。
附图说明
本发明在下面借助一个优选的实施例作进一步说明。其中：
图1 显示了线控转向装置的示意性框图，
图2 显示了在转向操纵装置处的反作用力矩关于转角的示意性曲线，且
图3 显示了转向角关于转角的示意性曲线。
具体实施方式
在图1中示意性地示出了线控转向装置1，其具有转向操纵装置2、用于鉴定转向操纵装置2的位置ϕD的转角传感器3、用于在转向操纵装置2处产生反作用力矩M的执行器4、用于在调节元件6处取决于转角传感器3的数据ϕD设定转向角ϕL的转向执行器5。转向执行器5例如是带有控制器的电动机，其在数据技术上与转角传感器3相连接。在控制器中存储有在转角ϕD与转向角ϕL之间的传动比Ü。另外，传动比Ü的正的增量值pD和负的增量值-nD被存储在控制器中，其之后还将作进一步说明。调节元件6例如是齿条，其例如经由球头传动装置(Kugelkopfgetriebe)与电动机的轴相联接。控制器6于是设定在未示出的可转向的车轮处的转向角ϕL。在此，调节元件6具有机械终端止挡，在其处按照转向方向可设定最大的转向角±ϕL,MAX(同样参见图3)。
在图2中此时示出了关于转角ϕD的由执行器4所产生反作用力矩M，其中，在转角±ϕE的情形中产生最大的反作用力矩MMAX，以便于实现软件终端止挡。
在图3中最后示出了关于转角ϕD的转向角ϕL，其中，斜率是传动比Ü。如果此时产生执行器4的失效或故障，从而使得该执行器不可产生反作用力矩M，则驾驶员可在无阻力的情形中转动转向操纵装置2且例如设定转角ϕÜ。在该情况中，转向角ϕL在转动中跟随直至达到ϕD=ϕE(调节元件的机械终端止挡)，其中，直至ϕÜ的进一步的转角变化不再具有对转向角ϕL的影响。如果驾驶员然后再次回转转向操纵装置2，转向装置立即反应，也就是说转向执行器5操控调节元件6，其中，传动比Ü可在Ü-nD直至Ü+pD的范围中来选择，其中，可能残留错位Δϕ(参见图3)。在此，在图3中示出了当以传动比Ü实现方向反转时的Δϕ。
为了说明该方法此时应作一对假设。在此，-nD=pD。另外假设如下，即，转向操纵装置2如此地构造，即，视觉上某一确定的位置关联于中性位置。如果例如转向操纵装置2具有带有生产商Logo的辐条，则视觉上水平的Logo是中性位置。转角ϕÜ或者差值ϕÜ-ϕE可任意大小且尤其大于360°。如果该差值是360°且以相同的传动比Ü被回转，则出现360°的Δϕ，这对于驾驶员而言然而在视觉上不可被辨认出。转向操纵装置2的可感知的错位于是是零。因此，于是360°的整数倍的偏差可不被考虑。
转向操纵装置2的可感知的错位于是可仅处在>0和<360°的情形中。通过增大传动比Ü+pD，对于相同的转向角ϕL而言需要更少的转角ϕ而在缩小传动比Ü-nD的情形中需要更多的转角ϕ。另外假设如下，即，残留的错位或转向操纵装置不仅可以是正的而且可以是负的，即在转向装置的中性位置(笔直行驶，ϕL=0)中转向操纵装置被向左或向右打方向。另外假设如下，即，例如可借助于-nD+100°补偿转角且以pD-100°补偿转角。由于所假设的对称，于是在Δϕ=180°的情形中是最差情况。
在所假设的数值的情形中，于是Δϕ值可在>0与100°之间完全通过在Ü与Ü-nD之间的经匹配的传动比被补偿。同样地，Δϕ值在<360°至260°之间可通过经匹配的传动比Ü+pD来补偿，其中，对于在100°至260°之间的Δϕ而言保留错位。
这可在图形上如下来解释。如果带有传动比Ü的Δϕ小于180°，则选择更平缓的直线，从而使得x轴线的交点在坐标原点的方向上被推动。与之相反如果Δϕ大于180°，则选择更陡的直线，从而使得与x轴线的交点在ϕD=360°的方向上被推动。视觉上可感知的错位被如此地减少，其中，转向比例以不干扰的方式变化。

Claims (10)

1.一种线控转向装置(1)，包括转向操纵装置(2)、用于鉴定所述转向操纵装置(2)的位置的转角传感器(3)、用于在所述转向操纵装置(2)处产生反作用力矩(M)的执行器(4)、用于在调节元件(6)处取决于所述转角传感器(3)的数据(ϕD)设定转向角(ϕL)的转向执行器(5)，其中，所述调节元件(6)便具有机械终端止挡而所述执行器(4)在所述转向操纵装置(2)处便实现软件终端止挡，其中，在所述转向操纵装置(2)处的转角(ϕD)与转向角(ϕL)之间设定有传动比(Ü)，
其特征在于，
相对所设定的传动比(Ü)定义了正的增量值(pD)和负的增量值(-nD)，其中，所述线控转向装置(1)如此地构造，即，在所述转向操纵装置(2)超出关联于所述软件终端止挡的转角(ϕE)的过转的情形中在所述转角(ϕD)的方向反转时设定经匹配的传动比，其通过正的增量值(pD)和负的增量值(-nD)来限制，其中，所述经匹配的传动比如此来选择，即，所述转向操纵装置(2)的残留的错位(ΔϕÜ-nD,ΔϕÜ+pD)被最小化。
2.根据权利要求1所述的线控转向装置，其特征在于，所述正的增量值(pD)和/或所述负的增量值(-nD)是零。
3.根据前述权利要求中任一项所述的线控转向装置，其特征在于，所述正的增量值(pD)和所述负的增量值(-nD)按绝对值是相等的。
4.根据权利要求1或2所述的线控转向装置，其特征在于，所述正的增量值(pD)和所述负的增量值(-nD)按绝对值是不等的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的线控转向装置，其特征在于，所述线控转向装置如此地构造，即，被打方向超出关联于所述软件终端止挡的转角(ϕE)的转角(ϕÜ-ϕE)的360°或所述转向操纵装置(2)的另一对称角度的整数倍被忽略。
6.一种用于在线控转向装置(1)的情形中设定转向角(ϕL)的方法，其中，所述线控转向装置(1)具有转向操纵装置(2)、用于鉴定所述转向操纵装置(2)的位置的转角传感器(3)、用于在所述转向操纵装置(2)处产生反作用力矩(M)的执行器(4)、用于在调节元件(6)处取决于所述转角传感器(3)的数据(ϕD)设定转向角(ϕL)的转向执行器(5)和所述调节元件(6)，其中，所述调节元件(6)具有机械终端止挡而所述执行器(4)在所述转向操纵装置(2)处实现软件终端止挡，其中，在所述转向操纵装置(2)处的转角(ϕD)与转向角(ϕL)之间设定有传动比(Ü)，
其特征在于，
相对所设定的传动比(Ü)定义了正的增量值(pD)和负的增量值(-nD)，其中，在所述转向操纵装置(2)超出关联于所述软件终端止挡的转角(ϕE)的过转的情形中在所述转角(ϕD)的方向反转时设定经匹配的传动比，其通过正的增量值(pD)和负的增量值(-nD)来限制，其中，经匹配的传动比如此来选择，即，所述转向操纵装置的残留的错位(ΔϕÜ-nD,ΔϕÜ+pD)被最小化。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在重新的打转向和紧接着的方向反转的情形中所述传动比在至少一个方向上被匹配，从而使得所述错位被进一步最小化。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述正的增量值(pD)和/或所述负的增量值(-nD)被选为零。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述正的增量值(pD)和所述负的增量值(-nD)按绝对值选择成相等或不等的。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，其特征在于，被打方向超出关联于所述软件终端止挡的转角(ϕE)的转角(ϕÜ-ϕE)的360°或所述转向操纵装置(2)的另一对称角度的整数倍被忽略。
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