CN113928415A - 机动车辆的线控转向转向系统、机动车辆及辅助行驶机动车辆直行行驶的方法 - Google Patents

机动车辆的线控转向转向系统、机动车辆及辅助行驶机动车辆直行行驶的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于机动车辆(1)的线控转向转向系统(6)，该线控转向转向系统(6)具有至少一个用于检测机动车辆(1)的可手动驱动的转向单元(2)的当前转向位置的传感器单元(7)、至少一个连接至传感器单元(7)并且配置成以依赖于转向单元(2)的相应当前转向位置的方式生成转向指令的电子单元(8)。为了在线控转向转向系统(6)中实现拉动漂移补偿，电子单元(8)配置成根据传感器检测到的当前车辆动态数据来确定机动车辆(1)在驾驶操作过程中是否处于直行行驶状态下，确定在机动车辆(1)处于直行行驶状态过程中转向单元(2)的当前转向位置在指定长度的时间段内和/或在指定长度的距离内是否偏离直行行驶位置，并且如果在机动车辆(1)处于直行行驶状态过程中转向单元(2)的当前转向位置在指定长度的时间段内和/或在指定长度的距离内偏离直行行驶位置，则将转向单元(2)的当前转向位置与直行行驶位置的偏差纳入考虑而生成补偿转向指令，并且将补偿转向指令与转向指令相结合以形成校正转向指令。

Description

机动车辆的线控转向转向系统、机动车辆及辅助行驶机动车 辆直行行驶的方法
技术领域
本发明涉及用于机动车辆的线控转向转向系统，该线控转向转向系统具有至少一个用于检测机动车辆的可手动驱动的转向单元的当前转向位置的传感器单元、至少一个连接至传感器单元并且配置成以依赖于转向单元的相应当前转向位置的方式生成转向指令的电子单元。此外，本发明涉及一种特别是汽车的机动车辆，该机动车辆具有至少一个可手动驱动的转向单元、至少一个用于以依赖于转向指令的方式使至少一个可转向车辆车轮转向的转向执行器、以及至少一个用于检测当前车辆动态数据的传感器装置。此外，本发明涉及一种用于辅助具有线控转向转向系统的行驶机动车辆的直行行驶的方法，其中检测机动车辆的可手动驱动的转向单元的当前转向位置，并且以依赖于转向单元的相应当前转向位置的方式生成转向指令。
背景技术
在某些情况下，可以在没有方向盘的情况下根据使用情况执行自主驾驶机动车辆。这种没有方向盘的机动车辆需要线控转向安全转向系统，以便在紧急情况下允许行驶机动车辆的转向，即使这样的转向在自主驾驶操作中例如由于故障而是不可能的。
在线控转向转向系统中，检测机动车辆的方向盘的当前转向角，并且使用转向算法以依赖于方向盘的相应当前转向角的方式来确定用于使机动车辆的可转向车轮转向的转向装置的转向小齿轮的转向角，并且生成与转向小齿轮的转向角相关的转向角，该转向角通过机动车辆的CAN(控制器局域网)总线系统输出至机动车辆的转向装置。转向装置通常在位置控制操作模式下操作并且遵循线控转向转向系统的转向指令。
如果机动车辆的前束角未对齐，或机动车辆的转向装置的位置传感器或线控转向转向系统的电子单元未正确地校准，则当方向盘处于直行行驶位置时机动车辆不再直行行驶。然而，机动车辆横向地漂移出行驶车道，这是不需要的。
为了防止机动车辆的这种横向漂移，驾驶员必须将方向盘保持在转向位置，该转向位置偏离直行行驶位置。如果用直行行驶位置方向上的复位力作用于方向盘，则驾驶员必须持久地对方向盘施加与复位力相反的拉力或拉动作(转向拉力)。
通过具有伺服转向系统的机动车辆中的拉动漂移补偿(PDC)自动地补偿转向拉力和横向漂移，是已知的，其中伺服转向系统配置为EPAS(电动助力转向)伺服转向系统，在此情况下在转向装置的机构上的程序控制的电驱动马达(例如转向柱或转向齿轮)辅助并且叠加驾驶员的转向运动。在这里，转向拉力应理解为意指在保持方向盘中必要的明显作用力以便实现直行行驶。
文件DE 10 2013 220 947B4和US 9 545 946B2各自公开用于辅助车辆的直行行驶的转向系统。已经在实践中证明，系统具有主动转向辅助装置和辅助函数，该辅助函数配置成根据施加于方向盘的转向扭矩来计算所需的辅助扭矩。此外，系统具有校正装置，该校正装置配置成根据逐步计算的辅助扭矩来计算校正扭矩，其中转向辅助装置是通过控制扭矩可控的，该控制扭矩是由辅助扭矩和校正扭矩的叠加构成的。
文件DE 10 2014 204 461B4和US 9 221 494B2各自公开用于改善具有转向系统的车辆的直行行驶的方法，该转向系统具有PDC系统和主动转向辅助装置。已经在实践中证明，方法包含步骤：检测与驾驶动力学有关的数据；通过PDC系统从与驾驶动力学有关的检测数据识别直行行驶的状态，其中至少一个与驾驶动力学有关的检测数据的值或从与驾驶动力学有关的该数据得出的值，在指定的时间段内或指定的距离内低于阈值或高于阈值；至少在车辆的直行行驶期间测量作用在转向系统上的扭矩；计算最终补偿扭矩；以用于反补偿作用于转向系统的测量扭矩的最终补偿扭矩来控制主动转向辅助装置；根据检测的车辆横向加速度来提供扭矩值；从测量的扭矩减去提供的扭矩值来计算扭矩分量；通过PDC系统根据与驾驶动力学有关的检测数据和先前计算的扭矩分量来计算临时补偿扭矩；根据通过PDC系统计算的临时补偿扭矩和提供的扭矩值的总和来计算最终补偿扭矩。
发明内容
本发明的目的是实现机动车辆(特别是自主机动车辆)的线控转向转向系统中的漂移补偿、特别是拉动漂移补偿。
根据本发明，目的是通过具有权利要求1的特征的线控转向转向系统实现的，该线控转向转向系统的电子单元配置成根据传感器检测到的当前车辆动态数据来确定机动车辆在驾驶操作过程中是否处于直行行驶状态下，配置成确定在机动车辆处于直行行驶状态过程中转向单元的当前转向位置在指定长度的时间段内和/或在指定长度的距离内是否偏离直行行驶位置，并且配置成如果在机动车辆处于直行行驶状态过程中转向单元的当前转向位置在指定长度的时间段内和/或在指定长度的距离内偏离直行行驶位置，则将转向单元的当前转向位置与直行行驶位置的偏差纳入考虑而生成补偿转向指令，并且将该补偿转向指令与转向指令相结合以形成校正转向指令。
应该指出的是，在下面的描述中单独详细说明的特征和措施可以以任何所需的技术上有意义的方式彼此结合并且公开本发明的更多配置。描述特别地连同附图一起进一步地表征和详细说明本发明。
在发生例如基于机动车辆的前束角未对准的故障或机动车辆的转向装置的位置传感器的故障或线控转向转向系统的电子单元的不足或不正确的校准时，根据本发明的线控转向转向系统可以自动地校准，以便能够在不需要机动车辆的驾驶员将转向单元持久地保持在偏离直行行驶位置的转向位置的情况下，确保行驶的机动车辆的直行行驶。
实现线控转向转向系统的校准，因为代替原始转向指令，校正转向指令生成并且输出至机动车辆的转向装置。为了生成校正转向指令而生成的补偿转向指令在根据直行行驶位置的校准之前接收与转向单元的转向位置的偏差程度有关的信息，使得相对于该偏差单独地生成校正转向指令。在线控转向转向系统校准之后，转向单元在机动车辆的直行行驶期间处于直行行驶位置中。
只有在机动车辆直行行驶过程中转向单元的当前转向位置在指定长度的时间段内和/或在指定长度的行驶距离内偏离直行行驶位置的时候，电子单元执行规定的校准。通过这种方式，在机动车辆直行行驶过程中相对于转向单元的短暂转向运动不敏感地完成校准。
转向指令、补偿转向指令和校正转向指令是由电子单元生成的电气指令或信号，其中转向指令或校正转向指令可以输出至机动车辆的转向装置。为了生成这些指令，电子单元执行各种程序或算法。
电子单元优选地配置成在机动车辆的驾驶操作过程中并且同样特别地在根据本发明的转向指令校正之后，以不间断的方式确定机动车辆在驾驶操作过程中是否当前处于直行行驶状态下，配置成确定在机动车辆处于当前直行行驶状态过程中转向单元的当前转向位置在指定长度的时间段内和/或在指定长度的距离内是否偏离直行行驶位置，并且配置成如果在机动车辆处于当前直行行驶状态过程中转向单元的当前转向位置在指定长度的时间段内和/或在指定长度的距离内偏离直行行驶位置，则将转向单元的当前转向位置与直行行驶位置的偏差纳入考虑而生成各自单独的补偿转向指令，并且将该补偿转向指令与当前转向指令相结合以形成单独的校正转向指令。
在一有利的改进中，线控转向转向系统具有至少一个复位单元，在当前转向位置偏离直行行驶位置的情况下，可以通过该复位单元用在直行行驶位置的方向上的复位力作用于转向单元。通过这种方式，当人松开他们对转向单元的掌控时，转向单元可以在复位力的作用下从偏离直行行驶位置的当前转向位置移动到直行行驶位置中。精确地，在以这种方式配置的线控转向转向系统的情况下，根据本发明的校准是有利的，因为在校准之后，机动车辆的驾驶员不再必须对转向单元施加拉力，该拉力与复位力相反。
又一有利的改进提供的复位单元具有至少一个复位弹簧或主动可控的复位装置。这构成结构上简单改进的复位单元。主动可控的复位装置例如可以具有伺服马达。
根据又一有利的改进，电子单元配置成根据机动车辆的当前横摆率、机动车辆的当前行驶速度和/或机动车辆的当前横向加速度来确定机动车辆在驾驶操作过程中是否处于直行行驶状态下。这些车辆动态数据通常已经通过车辆传感器装置检测并且因此可以在机动车辆的驾驶操作过程中通过电子单元监控，以便电子单元可以在驾驶操作过程中识别机动车辆是否处于直行行驶状态下。
此外，上述目的是通过具有根据任何上述改进或至少两个这些改进彼此的结合的线控转向转向系统的机动车辆来实现的。
上面关于线控转向转向系统提到的优势相应地与机动车辆相关。机动车辆可以是汽车，特别是乘用汽车。机动车辆的转向执行器可以具有至少一个电动马达，该电动马达以依赖于转向指令或校正转向指令的方式可驱动。
在一有利的改进中，转向单元具有至少一个转向装置、至少一个方向盘、至少一个旋转式拨号盘或至少一个转向杆。转向杆例如可以配置为控制杆或手柄。
又一有利的改进提供的机动车辆配置为执行自主驾驶操作。在这里，线控转向转向系统可以用作安全转向系统，如果机动车辆的自主驾驶操作出故障，则启用或驱动该安全转向系统。如果自主驾驶操作关于机动车辆的转向出故障，则可以通过线控转向转向系统执行手动应急转向操作，并且可以停用自主驾驶操作。
此外，上述目的是通过具有权利要求7的特征的方法实现的，根据该方法，根据传感器检测到的当前车辆动态数据来确定机动车辆在驾驶操作过程中是否处于直行行驶状态下，确定在机动车辆处于直行行驶状态过程中转向单元的当前转向位置在指定长度的时间段内和/或在指定长度的距离内是否偏离直行行驶位置，并且如果在机动车辆处于直行行驶状态过程中转向单元的当前转向位置在指定长度的时间段内和/或在指定长度的距离内偏离直行行驶位置，则将转向单元的当前转向位置与直行行驶位置的偏差纳入考虑而生成补偿转向指令，并且将该补偿转向指令与转向指令相结合以形成校正转向指令。
上面关于线控转向转向系统提到的优势相应地与方法相关。特别地，根据一个上述改进或至少两个该改进彼此的结合的线控转向转向系统可以用于执行方法。
根据一有利的改进，根据机动车辆的当前横摆率、机动车辆的当前行驶速度和/或机动车辆的当前横向加速度，确定机动车辆在驾驶操作过程中是否处于直行行驶状态下。上面关于线控转向转向系统的相应改进提到的优势相应地与该改进相关。
附图说明
在从属权利要求中并且在下面的附图描述中公开本发明的更多有利实施例，在附图中：
图1是根据本发明的机动车辆的示例性实施例的示意图。
具体实施方式
图1是以汽车形式的本发明机动车辆1的示例性实施例的示意图，该机动车辆1配置成执行自主驾驶操作。
机动车辆1具有可手动驱动的转向单元2，该转向单元2具有转向装置(未示出)、方向盘(未示出)、旋转式拨号盘(未示出)或转向杆(未示出)。机动车辆1可以具有复位单元(未示出)，在转向单元2的当前转向位置偏离直行行驶位置的情况下，可以通过该复位单元用在直行行驶位置方向上的复位力作用于转向单元2。复位单元可以具有至少一个复位弹簧。
此外，机动车辆1具有用于以依赖于转向指令的方式使机动车辆1的可转向车辆车轮4转向的转向执行器3。
此外，机动车辆1具有用于检测当前车辆动态数据的传感器装置5。
此外，机动车辆1具有线控转向转向系统6。线控转向转向系统6具有用于检测转向单元2的当前转向位置的传感器单元7、以及连接至传感器单元7并且配置成以依赖于转向单元2的相应当前转向位置的方式生成转向指令的电子单元8。
电子单元8配置成根据通过传感器装置5的传感器设备检测的当前车辆动态数据来确定机动车辆1在驾驶操作过程中是否处于直行行驶状态下。特别地，电子单元8配置成根据机动车辆1的当前横摆率、机动车辆1的当前行驶速度和/或机动车辆1的当前横向加速度来确定机动车辆1在驾驶操作过程中是否处于直行行驶状态下。
此外，电子单元8配置成确定在机动车辆1直行行驶过程中转向单元2的当前转向位置在指定长度的时间段内和/或在指定长度的行驶距离内是否偏离直行行驶位置。
此外，电子单元8配置成如果在机动车辆1处于直行行驶状态过程中转向单元2的当前转向位置在指定长度的时间段内和/或在指定长度的距离内偏离直行行驶位置，则将转向单元2的当前转向位置与直行行驶位置的偏差纳入考虑而生成补偿转向指令，并且将该补偿转向指令与转向指令相结合以形成校正转向指令。
附图标记列表：
1 机动车辆
2 转向单元
3 转向执行器
4 可转向车辆车轮
5 传感器装置
6 线控转向转向系统
7 传感器单元
8 电子单元

Claims (9)

1.一种用于机动车辆(1)的线控转向转向系统(6)，所述线控转向转向系统(6)具有至少一个用于检测所述机动车辆(1)的可手动驱动的转向单元(2)的当前转向位置的传感器单元(7)、至少一个连接至所述传感器单元(7)并且配置成以依赖于所述转向单元(2)的相应当前转向位置的方式生成转向指令的电子单元(8)，
其特征在于，
所述电子单元(8)配置成根据传感器检测到的当前车辆动态数据来确定所述机动车辆(1)在驾驶操作过程中是否处于直行行驶状态下，确定在所述机动车辆(1)处于所述直行行驶状态过程中所述转向单元(2)的所述当前转向位置在指定长度的时间段内和/或在指定长度的距离内是否偏离直行行驶位置，并且如果在所述机动车辆(1)处于所述直行行驶状态过程中所述转向单元(2)的所述当前转向位置在所述指定长度的时间段内和/或在所述指定长度的距离内偏离所述直行行驶位置，则将所述转向单元(2)的所述当前转向位置与所述直行行驶位置的偏差纳入考虑而生成补偿转向指令，并且将所述补偿转向指令与所述转向指令相结合以形成校正转向指令。
2.根据权利要求1所述的线控转向转向系统(6)，
其特征在于，
具有至少一个复位单元，在所述当前转向位置偏离所述直行行驶位置的情况下，通过所述复位单元用在所述直行行驶位置的方向上的复位力作用于所述转向单元(2)。
3.根据权利要求2所述的线控转向转向系统(6)，
其特征在于，
所述复位单元具有至少一个复位弹簧或主动可控的复位装置。
4.根据上述权利要求中任一项所述的线控转向转向系统(6)，
其特征在于，
所述电子单元(8)配置成根据所述机动车辆(1)的当前横摆率、所述机动车辆(1)的当前行驶速度和/或所述机动车辆(1)的当前横向加速度来确定所述机动车辆(1)在驾驶操作过程中是否处于所述直行行驶状态下。
5.一种机动车辆(1)，特别是汽车，所述机动车辆(1)具有至少一个可手动驱动的转向单元(2)、至少一个用于以依赖于转向指令的方式使至少一个可转向的车辆车轮(4)转向的转向执行器(3)、以及至少一个用于检测根据上述权利要求中任一项所述的当前车辆动态数据的传感器装置(5)，
其特征在于，
具有根据上述权利要求中任一项所述的线控转向转向系统(6)。
6.根据权利要求5所述的机动车辆(1)，
其特征在于，
所述转向单元(2)具有至少一个转向装置、至少一个方向盘、至少一个旋转式拨号盘或至少一个转向杆。
7.根据权利要求5或6所述的机动车辆，
其特征在于，
所述机动车辆(1)配置成执行自主驾驶操作。
8.一种用于辅助具有特别是根据上述权利要求中任一项所述的线控转向转向系统(6)的行驶机动车辆(1)的直行行驶的方法，其中检测所述机动车辆(1)的可手动驱动的转向单元(2)的当前转向位置，并且以依赖于所述转向单元(2)的相应当前转向位置的方式生成转向指令，
其特征在于，
根据传感器检测到的当前车辆动态数据，确定所述机动车辆(1)在驾驶操作过程中是否处于直行行驶状态下，确定在所述机动车辆(1)处于所述直行行驶状态过程中所述转向单元(2)的所述当前转向位置在指定长度的时间段内和/或在指定长度的距离内是否偏离直行行驶位置，并且如果在所述机动车辆(1)处于所述直行行驶状态过程中所述转向单元(2)的所述当前转向位置在所述指定长度的时间段内和/或在所述指定长度的距离内偏离所述直行行驶位置，则将所述转向单元(2)的所述当前转向位置与所述直行行驶位置的偏差纳入考虑而生成补偿转向指令，并且将所述补偿转向指令与所述转向指令相结合以形成校正转向指令。
9.根据权利要求8所述的方法，
其特征在于，
根据所述机动车辆(1)的当前横摆率、所述机动车辆(1)的当前行驶速度和/或所述机动车辆(1)的当前横向加速度，确定所述机动车辆(1)在驾驶操作过程中是否处于所述直行行驶状态下。
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