CN114715263A - 用于补偿机动车的转向装置的偏斜牵引行为的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于补偿机动车(10)的转向装置(14)的偏斜牵引行为的控制装置(12)和方法，其中，所述机动车(10)具有多个驱动机器(28)，并且为每个驱动机器(28)存储至少一个用于补偿由该驱动机器(28)造成的偏斜牵引行为的补偿量(K1、K2)；并且其中，所述方法具有下列步骤：‑确定当前产生驱动力(FA1、FA2)的驱动机器(28)；‑基于每个所确定的驱动机(28)的驱动力(FA1、FA2)和为每个驱动机器(28)存储的补偿量(K1、K2)确定用于转向致动器(26)的控制量(A)。

Description

用于补偿机动车的转向装置的偏斜牵引行为的方法

技术领域

本发明涉及一种用于补偿机动车、例如轿车或者载货车的机电的转向装置的偏斜牵引行为的方法和控制装置。

背景技术

已知在机动车转向时可能产生偏斜牵引效应。这可以理解为出现产生转向效果的扭矩，所述扭矩由机动车的驱动力得出。一个已知的原因是由与机动车的从动轴耦连的万向驱动轴的弯曲角引起的转向扭矩。这尤其是在横向地安装的驱动装置中出现。与之相关的其它细节可以在专利文献DE 102 44 070 A1和EP 1 767 437 B1中找到。

在上述现有技术中还讨论了用于补偿该由驱动装置造成的偏斜牵引行为的方法。尤其描述了对校正值的学习，机动车辆的转向致动器能够基于所述校正值产生转向扭矩，以补偿由驱动装置引起的偏斜牵引转向扭矩。

已知的补偿策略的前提条件是，能够精确地确定当前产生的驱动力。否则致动器产生的补偿转向扭矩可能会过大或者过小，从而无法补偿基于实际有效驱动力产生的偏斜牵引行为。从驾驶员的角度来看，这会导致舒适性的丧失和愤怒。

按照本发明认识到的是，例如在已知的混合动力传动系统中当多个驱动机器同时产生驱动力时，对总的驱动力的正确的估计和/或通用的补偿策略的应用是困难的。

发明内容

因此本发明所要解决的技术问题为，尤其是在机动车具有多个产生驱动力的驱动机器时改善对所述机动车的偏斜牵引的补偿。

所述技术问题通过一种用于补偿机动车的转向装置的偏斜牵引行为的方法以及一种用于补偿机动车的转向装置的偏斜牵引行为的控制装置解决。

在所述方法中，所述机动车具有多个驱动机器，并且为每个驱动机器存储至少一个用于补偿由该驱动机器造成的偏斜牵引行为的补偿量；并且其中，所述方法具有下列步骤：确定当前产生驱动力的驱动机器；基于每个所确定的驱动机的驱动力和为每个驱动机器存储的补偿量确定用于转向致动器的控制量。

在所述控制装置中，所述机动车具有多个驱动机器，并且为每个驱动机器存储至少一个用于补偿由该驱动机器造成的偏斜牵引行为的补偿量；并且其中，所述控制装置设置用于：确定当前产生驱动力的驱动机器；并且基于每个所确定的驱动机的驱动力和为每个驱动机器存储的补偿量确定用于转向致动器的控制量。

与现有技术不同的是，本发明有利地规定，为每个驱动机器确定基于由所述驱动机器产生的驱动力个性化需要的偏斜牵引补偿。优选针对每个驱动机器确定产生的驱动力以及优选基于所述驱动力确定应当提供的偏斜牵引补偿或者偏斜牵引补偿份额。与之相关地也可以针对每个驱动机器学习和/或存储个性化的补偿量。然而优选不确定由传动系整体产生的驱动力并且通过适用于整个传动系的补偿量来确定合适的偏斜牵引补偿。这产生的问题是，尤其是对于具有多个必要时相同类型的驱动机器的混合传动系或者一般的传动系而言，总体上起作用的驱动力是难以估计的和/或无法令人满意地针对整个传动系确定补偿量。

尤其建议一种用于机动车的(尤其是机电的)转向装置的偏斜牵引或者偏斜牵引行为的方法，其中，所述机动车具有多个(相同类型或者不同类型的)驱动机器并且针对每个驱动机器存储至少一个用于补偿由该驱动机器造成的偏斜牵引行为的补偿量；并且其中，所述方法具有以下步骤：

-确定当前产生驱动力(尤其是处于预定的阈值以上的驱动力)的驱动机器；

-基于每个所确定的驱动机器的驱动力和针对每个驱动机器所存储的补偿量确定用于转向致动器(尤其是作用在转向装置或者转向传动装置上的电机)的控制量。

即通常能够根据运行状态或者根据行驶状态确定哪些驱动机器当前是激活的、即产生驱动力。可选地可以接着检查该驱动力是否会产生偏斜牵引的风险、即例如是否处于(优选驱动机器个性化的)阈值以上。换言之，可以针对每个驱动机器探究由该驱动机器产生的驱动力是否产生起转向作用的扭矩并且以本身已知的方式并且违背驾驶员期望或者驾驶员意愿地偏移(即偏斜牵引)。一般来说，为此，每个驱动机器产生的驱动力都可以作为能由驱动机器调用的控制量获得。

驱动机器例如可以是内燃机或者电机。这些驱动机器优选可以作用在车辆的共同的车轮轴或者不同的轴上。尤其是当驱动机器通过中间耦连的驱动轴将驱动扭矩传递到车轮轴上时可能出现由现有技术已知的当前应当被补偿的偏斜牵引效应。

转向致动器可以是产生齿条力的致动器。转向装置相应地可以是机电的转向装置，其中，转向致动器啮合到该转向装置的齿条中。能够由驾驶员操作的转向手柄优选也与该齿条机械地耦连。

补偿量可以是所学习的补偿量。所述补偿量也可以称为学习值、补偿值或者补偿因子。补偿量通常可以与驱动机器的驱动力相乘，以便确定补偿该机器的偏斜牵引效应所需的偏斜牵引补偿力份额。所述偏斜牵引补偿力份额可以对应于应当由转向致动器施加的齿条力，提供所述齿条力用于产生补偿偏斜牵引效应的转向扭矩，即，虽然存在由驱动力引起的偏斜牵引，但车辆仍能够笔直地行驶。

控制量因此可以对应于应当由致动器产生的力(尤其是齿条力)。通常可以使用控制量以便基于所述控制量控制转向致动器的功率电子器件。补偿量可以存储在存储装置中和/或在持续运行的学习过程的范畴中更新。

如果确定了多个产生(会产生偏斜牵引的风险的)驱动力的驱动机器，则能够基于总体上确定的驱动机器的每个驱动力和补偿量确定控制量。换言之，可以基于可能来自驱动机器的所有偏斜牵引效应来确定控制量和/或所述控制量使得能够补偿所有相应的偏斜牵引效应。

一种扩展设计规定，控制量对应于由转向致动器提供的偏斜牵引补偿力。如所提到的，所述偏斜牵引补偿力在此尤其可以是应当由转向致动器施加的齿条力。按照一种优选的变型方案，基于每个所确定的驱动机器的相应的驱动力和相应的补偿量的乘积确定(用于转向致动器的)控制量。尤其可以将相应的驱动机器的相应的驱动力与补偿量相乘，以便确定应当由转向致动器施加的力份额，以便补偿该驱动机器的偏斜牵引效应。

一种扩展设计相应地规定，如果确定了多个驱动机器(即多个可能造成偏斜牵引的驱动机器)，则基于该驱动机器的驱动力和补偿量的相应的乘积的总和确定控制量。换言之可以将这些乘积加起来，以便基于此确定控制量。控制量尤其可以对应于该总和，和/或该总和可以对应于总体上应当由转向致动器提供的偏斜牵引补偿力。

按照另一个方面，能够为每个驱动机器执行学习过程。在该学习过程的范畴中可以学习驱动机器的补偿量。在此例如可以首先在车辆交付时存储补偿量的初始值。在相应的学习过程中或者作为相应的学习过程，该初始值可以获得补偿量的相应的当前的或者所学习的值。所述学习通常可以包括确定和/或持续地更新补偿量在车辆真实运行中的适合的值。这是有利的，因为随即可以对特定车辆的特点以及例如该车辆的传动系的机械公差做出适宜的反应。

作为本发明的一般方面，补偿量可以对应于驱动力和补偿力的商。所述补偿力可以是齿条力，所述齿条力用于通过补偿由驱动力造成的偏斜牵引效应使车辆笔直地行驶。在学习过程的范畴中，每个驱动机器产生的驱动力可以作为用于确定补偿量的基础。例如当驾驶员向同样与齿条机械耦连的转向手柄施加手动扭矩，同时通过转向致动器产生齿条力时，补偿力通常可以由致动器(即由转向致动器)产生的力分量以及由驾驶员产生的力分量组成。

补偿量尤其可以是定义特定的驱动机器的当前的驱动力与由此待提供的偏斜补偿力(和/或与该补偿力对应的控制量)之间的线性关系的因子或者一般性的量。

按照一种变型方案，持续地确定补偿量(尤其是作为驱动机器的当前的驱动力与补偿力的相应商)。在学习过程的范畴中，优选、然而仅在满足至少一个预定义的学习条件时才考虑该补偿量的当前的值。所述学习条件可以包括转向装置和/或车辆的当前运行量满足预定的条件，以便例如确保当前确实存在足够显著的由驾驶员主动补偿的偏斜牵引行为。相应的量例如可以是由驾驶员产生的手动扭矩、转向角变化速率、驱动力变化速率(或者驱动加速力)或者量化机动车的直线行驶的或者相对于直线行驶的偏移的量。

一种扩展设计在总体上规定，每个驱动机器的学习过程包括检查是否满足至少一个预定义的学习条件。仅当满足该预定义的学习条件时才能够使用补偿量的当前确定的值来更新将来要考虑的、补偿量的值，即逐步地学习该值。

附加地或者备选地可以规定，每个驱动机器的学习过程包括对补偿量的所得到的值进行过滤。过滤一般而言能够实现的是，不考虑补偿量的异常值或者错误地确定的值和/或低于平均值地(unterdurchschnittlich)很大程度地被加权。因此能够有意识通过过滤来降低补偿量的异常值或者错误地确定的值对学习过程的影响。因此，过滤可以包括任何合适的措施、尤其是统计措施，以识别例如在此期间或之前学习的补偿变量的值的相应的异常值和/或相对于补偿变量的当前值的不允许的偏差。过滤尤其可以称为长期过滤。所述过滤可以包括和/或实现求平均值。

通常也可以规定，仅当驱动机器当前造成或者引起偏斜牵引风险时才执行相应的驱动机器的学习过程。即首先可以确定驱动机器当前是否被激活、即是否产生驱动力，和/或该驱动力是否处于预定的阈值以上。换言之即能够与车辆状态相关地、或者更确切地说根据在传动系中激活的驱动机器确定哪个驱动机器当前产生(尤其是显著的)驱动力并且因此仅有该驱动机器能够执行学习过程。备选地，这种标准和检查可以是每个驱动机器的预定义的学习条件的组成部分，即对补偿量的值的确定可以持续地继续执行并且确定例如由于驱动机器不活动，当前没有对该驱动机器执行学习过程。

本发明还涉及一种用于补偿机动车的(尤其是机电的)转向装置的偏斜牵引行为的控制装置，其中，所述机动车具有多个驱动机器并且针对每个驱动机器存储至少一个用于补偿由该驱动机器造成的偏斜牵引行为的补偿量；并且其中，所述控制装置设置用于确定其当前的驱动力引起偏斜牵引风险的驱动机器，并且基于每个所确定的驱动机器的驱动力和为每个驱动机器存储的补偿量，确定用于转向装置的转向致动器的控制量。

控制装置可以包括至少一个控制设备。所述控制设备通常能够数字地和/或电子地运行。所述控制设备可以包括至少一个处理器装置和/或至少一个存储装置。在此描述的执行根据本发明的方法所需的任何信息、例如在此描述的任何补偿量、条件(尤其是学习条件)、阈值等都可以存储在存储装置中。同样可以在存储器装置中存储程序指令，当由处理器装置执行时，该程序指令使控制装置执行在此描述的任何方法步骤和/或方法措施。

控制装置通常可以设置用于执行按照在此描述的任何方面的方法。与所述方法相关地阐述的所有扩展设计和变型设计也与控制装置相关地适用或者能够转用到控制装置上。

附图说明

以下借助所附示意图详细阐述本发明的实施例。

图1示出了按照本发明的实施例的执行按照本发明的方法的控制装置的示意性视图；

图2示出了按照本发明的实施例的由图1所示的控制装置执行的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了机动车10的示意性地较大程度简化地选择的部件、尤其是机动车10的控制装置12。示出了机动车辆10的前桥14以及用于偏转该前桥14的车轮18的机电转向系统16。转向装置16以本身已知的方式包括齿条20，所述齿条通过相应的转向杆22与车轮18耦连。齿条能够直线地移动并且通过转向杆22设置用于将该直线的移动转化为车轮18的转向运动。转向手柄24作用在齿条18上，即转向手柄24与齿条22机械地耦连。同样示出了形式为电机的转向致动器26，所述转向致动器通过小齿轮啮合到齿条20中。

车辆10包括具有两个示意性地较大程度简化的驱动机器28的混合的传动系。所述驱动机器以本身已知的方式、例如通过仅示意性地示出的万向连接装置32与前桥14的驱动轴30机械地耦连。驱动机器28例如可以是电机和内燃机，从而所形成的传动系由于不同类型的驱动机器28而可以被称为混合传动系。

控制装置12设置用于控制、并且尤其是以下述方式控制转向致动器26，即所述转向致动器产生在定义的车辆转向装置中形成的期望的齿条力FZ(即直线地移动齿条的力)。由此可补偿由于已知的机械关系而由驱动机器28不期望地产生的转向扭矩，从而不会出现转向装置16的偏斜牵引行为。

图1示意性地示出了例如设计为单独的控制设备的控制装置12的所选择的功能。首先示出的是存储装置34。用于每个驱动机器28的补偿量K1、K2、即用于第一驱动机器28的第一补偿量K1和用于第二驱动机器28的第二补偿量K2存储在所述存储装置中。通常也可以设置多于两个的驱动机器28，其中，在此描述的关系也适用于每个其它的相应的驱动机器28，并且尤其同样可以为每个其它的相应的驱动机器28存储个性化的补偿量K1、K2。

控制装置12接收当前由驱动机器28施加的驱动力FA1、FA2。所述控制装置例如可以为此调用未单独示出的车辆总线(例如CAN总线)，所述车辆总线也与驱动机器28连接。相应驱动力的量FA1、FA2的提供或者所述驱动力的量的确定属于现有技术。

所示的是，相应的驱动机器28的驱动力FA1、FA2与驱动机器个性化的补偿量K1、K2相乘、即计算所述驱动力与所述补偿量的数学上的乘积。这是基于以下事实，即补偿量K1、K2以下文仍将阐述的方式为补偿因子，通过这些补偿因子(以及基于当前驱动力FA1、FA2)能够确定应当由转向致动器26产生的偏斜牵引补偿力FK。确切而言，能够借助补偿量K1、K2确定补偿力FK的相应的份额，该份额需要用于补偿由相应的驱动机器28产生的偏斜牵引效应。

当前由补偿量K1、K2和相应的驱动力FA1、FA2的乘积产生的总和对应于转向执行器26的功率电子器件的控制量A，或者该总和可以换算为控制装置12的相应的控制量A。控制量A能够通过数据连接D输出给转向致动器26的功率电子器件。数据连接D例如可以通过未单独示出的车辆总线提供。

作为控制装置12的其它示意性示出的可选的功能，在存储装置34左侧示出了用于驱动机器28的相应的学习过程。在此针对每个驱动机器28首先连续地形成由驱动机器的当前的驱动力FA1、FA2与有效的齿条力FZ构成的商。齿条力FZ由当前由致动器26产生的齿条力分量和由转向手柄24上的手动扭矩产生的齿条力分量组成。为了确定齿条力FZ，能够以本身已知的方式使用转向致动器26的未示出的手动扭矩传感器以及扭矩传感器和/或使用转向传感器26的运行量，由所述运行量能够确定所述转向传感器的当前产生的齿条力分量。

随即为每个驱动机器28连续地确定补偿量的当前适用的值K1*、K2*。为此，形成由相应的驱动力FA1、FA2和齿条力FZ构成的商。

如果车辆12应当在有效的驱动力的作用下笔直地行驶，则齿条力FZ至少对应于偏斜牵引补偿力。所述偏斜牵引补偿力能够通过学习条件进行检查。

在紧接着的可选的功能块40中为每个驱动机器28或者所述驱动机器的补偿量的当前值K1*、K2*确定是否满足前述类型的预定义的学习条件。仅当满足所述预定义的学习条件时，才使用补偿量的当前值K1*、K2*来更新存储在存储装置34中的并且之前学习的至K1、K2。

作为其它可选的功能块42示出了过滤器。由此能够提供前述任意的过滤功能，以便将补偿量的当前值K1*、K2*的不正确的值和尤其是异常值过滤出来，从而这些不正确的值和异常值不会使所学习的补偿量K1、K2的值失真。即使满足块40的学习条件，仍由于过滤功能42而不能顾及到任意的补偿量的值K1*、K2*来学习用于确定控制量A的补偿量K1、K2。

图2示出了按照本发明的方法的流程图，即如何由图1所示的控制装置12执行所述方法来提供补偿力FK。

在步骤S 1中首先根据相应的驱动力FA1、FA2确定驱动机器28中的哪些驱动机器当前产生驱动力。优选在此检查驱动力FA1、FA2是否超过了相应的阈值。该阈值也可以是零。

在步骤S2中根据存储装置34的存储的补偿量K1、K2计算由补偿量K1、K2和驱动力FA1、FA2构成的相应的乘积。如果多个驱动机器28当前产生与偏斜牵引相关的驱动力，则在步骤S3中将针对每个驱动机器28形成的、由补偿量K1、K2与驱动力FA1、FA2构成的乘积相加。在步骤S4中，由所述乘积的该总和(或者在仅有单独的激活的驱动机器28的情况下由相应的单独的值)确定用于致动器26的控制量A并且借助该控制量A控制所述转向致动器26。

在步骤S5中，驱动致动器26由于控制将补偿力FK施加到齿条20上，从而借助转向装置16产生抵抗偏斜牵引作用的转向扭矩并且实现笔直的行驶。

附图标记列表

10 机动车

12 控制装置

14 前桥

16 转向装置

18 车轮

20 齿条

22 转向杆

24 转向手柄

26 转向致动器

28 驱动机器

30 驱动轴

32 万向连接装置

34 控制装置

40、42 功能块

FZ 补偿齿条力

FA1、FA2 驱动力

K1、K2 补偿量

K1*、K2* 补偿量的当前值

A 控制量

D 数据连接。

Claims (10)

1.一种用于补偿机动车(10)的转向装置(14)的偏斜牵引行为的方法，

其中，所述机动车(10)具有多个驱动机器(28)，并且为每个驱动机器(28)存储至少一个用于补偿由该驱动机器(28)造成的偏斜牵引行为的补偿量(K1、K2)；

并且其中，所述方法具有下列步骤：

确定当前产生驱动力(FA1、FA2)的驱动机器(28)；

基于每个所确定的驱动机(28)的驱动力(FA1、FA2)和为每个驱动机器(28)存储的补偿量(K1、K2)确定用于转向致动器(26)的控制量(A)。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，所述控制量(A)对应于由所述转向致动器(26)提供的偏斜牵引补偿力(FZ)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，基于每个所确定的驱动机器(28)的相应的驱动力(FA1、FA2)与相应的补偿量(K1、K2)的乘积确定所述控制量(A)。

4.根据权利要求3所述的方法，

其特征在于，如果确定了多个驱动机器(28)，则基于这些驱动机器(28)的驱动力(FA1、FA2)与补偿量(K1、K2)的相应的乘积的总和确定所述控制量(A)。

5.根据前述权利要求之一所述的方法，

其特征在于，所述补偿量(K1、K2)对应于驱动机器(28)的驱动力(FA1、FA2)与用于补偿偏斜牵引所需的偏斜牵引补偿力(FZ)的商。

6.根据前述权利要求之一所述的方法，

其特征在于，能针对每个驱动机器(28)执行学习过程，以便学习用于该驱动机器(28)的补偿量(K1、K2)。

7.根据权利要求6所述的方法，

其特征在于，每个驱动机器(28)的学习过程包括检查是否满足至少一个预定义的学习条件。

8.根据权利要求6至7之一所述的方法，

其特征在于，每个驱动机器(28)的学习过程包括过滤所获得的、补偿量(K1、K2)的值(K1*、K2*)。

9.根据权利要求6至8之一所述的方法，其特征在于，仅当驱动机器(28)当前造成偏斜牵引的风险时才执行驱动机器(28)的学习过程。

10.一种用于补偿机动车(10)的转向装置(14)的偏斜牵引行为的控制装置(12)，

其中，所述机动车(10)具有多个驱动机器(28)，并且为每个驱动机器(28)存储至少一个用于补偿由该驱动机器(28)造成的偏斜牵引行为的补偿量(K1、K2)；

并且其中，所述控制装置(12)设置用于：

确定当前产生驱动力(FA1、FA2)的驱动机器(28)；并且

基于每个所确定的驱动机(28)的驱动力(FA1、FA2)和为每个驱动机器(28)存储的补偿量(K1、K2)确定用于转向致动器(26)的控制量(A)。

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