[发明专利]用于补偿车辆转向系统的方向盘上发生的扰动扭矩的方法

说明书

本发明提供了一种用于补偿在车辆转向系统的方向盘(1)上发生的静态扰动扭矩(D_stat)的方法，上述静态扰动扭矩由方向盘(1)的重心(S)与方向盘(1)可旋转所围绕的旋转轴线(2)的不重合而引起。在该方法中，通过作用在车辆转向系统(10)上的致动器(16)将补偿力矩(M_K)施加到车辆转向系统(10)，补偿力矩(M_K)通过旋转轴线(2)在方向盘(1)上起作用，以便在方向盘(1)上产生补偿扭矩(D_K)，其中补偿力矩(M_K)的大小和方向被调节，使得由补偿力矩(M_K)产生的补偿扭矩(D_K)在大小上与扰动扭矩(D_stat)相等并且与扰动扭矩(D_stat)相反地作用。

技术领域

本发明涉及一种用于补偿在车辆转向系统的方向盘上出现的扰动扭矩的方法。

背景技术

对于现代车辆的方向盘或方向盘装置，并不总是确保方向盘或方向盘装置的质心与车辆的转向柱的旋转轴线重合。这导致方向盘围绕方向盘的旋转轴线的不平衡。例如，由于重力导致的力，如果方向盘或方向盘装置的重心不与旋转轴线重合并且如果在杠杆臂的竖直投影中在重心和旋转轴线之间存在有限长度0，则不期望的扭矩被施加在方向盘上并且因此施加在旋转轴线上。这种不平衡可以例如由方向盘的不同轮辐设计引起。例如，具有不对称分布轮辐的3辐条方向盘可具有这种不平衡。

发生这种不期望的不平衡的其他原因可以是例如这种方向盘的冲击吸收器中的配件。例如，安全气囊装置和/或各种操作装置——例如多功能方向盘或类似物的开关——可能导致这种不期望的不平衡。

此外，这种不平衡例如存在于所谓的叠加转向系统中，其中致动器设置在方向盘空心部中并且除了由操作者指定的转向角之外还增加或减去另一转向角。这种致动器例如是线性致动器或马达，其包括不可忽视的重量，并且由此根据安装情况有助于方向盘的不平衡。

补偿这种不平衡的一种可能性是例如在方向盘或方向盘装置中提供合适的配重，以便补偿发生的不平衡。

平衡重的这种应用以不期望的方式增加了车辆的总重量，特别是方向盘的总重量，这也会显著地不利地影响方向盘的操作的惯性。特别地，对于安装在车辆中为自主或部分自主驾驶而设置的方向盘，期望方向盘的低惯性——即方向盘的非常低的重量。在这方面，对于现代车辆，平衡重的应用不被考虑或在更少的情况下被考虑。

此外，这样的重量需要一定的安装空间，其随着现代的方向盘变得越来越小。通常，由于不同部件和组件在方向盘或方向盘空心部内的合适布置的原因，甚至不可能施加附加重量。

由方向盘的不平衡引起的不期望的扭矩和用于充分控制车辆的所需扭矩的叠加导致方向盘上可以由操作者检测到的不规则的扭矩，该扭矩也可以依据方向盘相对于旋转轴线的位置(即依据转向角α)而变化。

从DE 10 2011 005 309 A1中已知一种用于机动车的方向盘，该方向盘包括用于产生附加转向角的叠加齿轮，该附加转向角可以叠加在通过操作方向盘轮缘产生的转向角上。根据DE 10 2011 005 309 A1的方向盘可能具有不期望的不平衡。

从DE 10 2005 034 636 B3中已知一种用于叠加的转向系统的转向装置，其中由方向盘的操作者施加的转向角通过致动器增加或减小一定量。所述转向装置也可能发生不期望的不平衡，并且可能不利地影响操作者感觉到的转向扭矩。

从EP 2 030 868 A1中已知一种用于操作电驱动的转向系统的方法，利用该方法，借助于致动器，施加到转向柱的校正扭矩根据车辆的速度、转向柱上的扭矩和方向盘转角来计算。在这种情况下，校正力矩通过合适的电子过滤装置来影响，使得前轮的不平衡能够传递到被阻尼到计划程度的转向柱，并且因此被减弱但是对于操作者来说足够明显。所述措施不能防止方向盘的不期望的不平衡。

发明内容