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用于操作车辆的转向系统的方法和车辆转向系统与流程

2024-09-25 05:20

  1、在具有前桥转向装置和后桥转向装置的车辆中,存在以下可能性,即,在前桥转向装置完全故障的情况下,例如藉由后桥转向装置来使车辆转向,以便因此获得一定的车辆机云开(Kaiyun)网站动性。

  2、由于在此在前桥转向装置与方向盘之间不存在机械连接,因此这种操作方式尤其适用于具有线控转向装置来作为备用选项的车辆。在这种情况下,当然在方向盘与后桥转向装置之间也不存在直接的机械连接。

  3、在此,其目的在于,尽管前桥转向装置发生故障,但仍然为驾驶员呈现尽可能自然且可预测的驾驶行为,以便尽可能直观地控制车辆。

  4、在正常的行驶运行中,车辆的后桥转向装置仅承担对前桥转向装置的补充转向功能,以便因此例如改善转弯半径或者对驾驶行为产生积极影响。因此,当单独使用时,后轮转向装置在机动性方面不能等同于前轮转向装置。

  5、这尤其表现在与前轮转向装置相比更小的调节速度以及与前轮转向装置相比受限的、可以被施加到后轮上的转向角度。

  6、这可能导致如下情况:当前桥转向装置发生故障并且车辆仅借助驾驶员藉由方向盘的转向命令而通过后桥转向装置转向时,不是每个转向命令都可以由后桥转向装置足够快地实施,因此只能有所延迟地实施预先设定的转向命令。还可能发生如下情况:驾驶员藉由方向盘预先设定调出后轮的转向角度的转向命令,该转向命令由于转向角度与前桥转向装置相比受到限制而无法实现。

  7、这导致车辆有所延迟地对转向命令作出响应,或者在达到后桥转向装置的最大可能的转向角度时根本无法再作出响应。

  8、如果车辆响应延迟,则可能发生如下情况:驾驶员通过转向命令预先设定比预期明显更大的后轮的转向角度,因此一旦调整了意外的大转向角度,驾驶员就必须反向转向以补偿不期望的过度转向命令。

  9、然而,如果由此补偿的转向命令还预先设定了后桥转向装置的又超过最大调节速度的调节速度,则后桥转向装置的响应再次延迟,并且驾驶员在某些情况下必须再次反向转向。这可能导致车辆摇晃,必须防止这种情况发生。

  1、在此背景下,本发明的目的在于,提供一种方法和一种车辆转向系统,在前桥转向装置发生故障的情况下,该方法和该车辆转向系统可以实现安全的且对于驾驶员来说尽可能直观的驾驶行为并且可以通过后桥转向装置实现车辆的转向。

  2、该目的通过一种用于操作车辆的转向系统的方法来实现,该转向系统具有前桥转向装置、后桥转向装置、用于预先设定转向命令的方向盘以及与方向盘相联接的电动马达,该方法具有以下步骤:

  4、b)基于驾驶员藉由方向盘预先设定的转向命令,仅通过后桥转向装置来使车辆转向;

  5、c)将转向命令的所探测到的至少一个物理值与被指配给后桥转向装置的至少一个极限值进行比较;以及

  6、d)如果转向命令的所探测到的该至少一个物理值达到或超过所指配的该至少一个极限值,则通过与方向盘相联接的电动马达施加作用于方向盘的力矩,该力矩抵抗转向命令,并且该力矩的值取决于所探测到的物理值以及当前的驾驶状态。

  7、本发明的基本构思在于,在前桥转向装置发生故障的情况下,一旦所调用的转向命令由于后桥转向装置受限的调节速度和受限的转向角度而无法再被实现,就以尤其额外地施加于方向盘的、抵抗转向命令的力矩的形式向驾驶员提供反馈。优选地,该力矩是已施加的手动力矩的延伸,该力矩尤其可以具有带弹簧特性和/或阻尼特性的分量。

  8、因此,驾驶员的预先设定转向命令的转向运动以一定程度被阻尼或者甚至被完全阻止,从而使车辆至少近似实时地对转向命令作出响应,并且驾驶行为对于驾驶员来说是可预测的。

  9、因此,保证了车辆的转向行为始终与转向运动(即驾驶员藉由方向盘施加的转向命令)相一致。

  10、当达到后桥转向装置的最大调节角度时,马达模拟转向止挡。在该状态下,所施加的力矩的值仅取决于探测到的物理值。

  11、本发明的一个方面提出:只要在步骤a)中探测到前桥转向装置发生故障,就通过整合在车辆中的控制装置连续地实施步骤c)和d)。

  12、于是确保了,持续存在对于驾驶员来说可预测的车辆的驾驶行为,并且车辆在前桥转向装置发生故障的情况下仍可以具有安全的机动性。

  13、当在步骤a)中探测到前桥转向装置发生故障时,可以固定前桥转向装置的取向。这确保了,在前桥转向装置发生故障的情况下,在通过后桥转向装置控制车辆期间不会在前桥转向装置上出现不期望的转向角,该转向角可能对驾驶行为产生负面影响并且使车辆的转向变得困难。

  14、有利地,当在步骤a)中探测到前桥转向装置发生故障时,可以将后桥转向装置的车轮的转向角度与前桥转向装置的车轮的转向角度相适配,从而使得在车辆直线行驶时以及在必要时在此存在侧滑角时,所有车轮的中央平面均彼此平行地定向。

  15、这可以实现,尽管前桥转向装置发生故障并且前桥转向装置在某些情况下存在转向角度,车辆仍直线行驶,因为后桥转向装置的车轮补偿了该转向角度。因此,虽然车桥偏移,车辆仍继续直线行驶。这简化了驾驶员对车辆的控制。

  16、优选地,当在步骤a)中探测到前桥转向装置发生故障时,可以适配方向盘的中性位置,并且当所有车轮的中央平面彼此平行地定向时,存在该中性位置。

  17、方向盘的重新取向还使驾驶员更容易地以安全的方式控制车辆,因为由此向驾驶员清楚地指示,何时存在车辆进行直线行驶的中性转向角。

  19、如果转向命令的物理值是调节角度,则确保了,在任何时候都知道由驾驶员预先设定的后桥转向装置的车轮的转向角度应该是多大。

  20、如果转向命令的物理值是方向盘的角速度,则确保了,始终知道由驾驶员预先设定的后桥转向装置以及因此车轮的调节速度应该是多大。

  21、转向命令的该至少一个物理值的极限值可以根据后桥转向装置的最大可能的调节速度和/或根据后桥转向装置的相应朝向两个转向方向的最大可能的转向角度来确定。

  22、如果针对极限值考虑后桥转向装置的最大可能的调节速度,则确保在任何时候都不会向驾驶员发出如下转向命令,这些转向命令在理论上可能会导致后桥转向装置的调节速度高于后桥转向装置的实际最大调节速度。因此,驾驶员发出的转向命令不会导致车辆延迟转向,因为该转向命令藉由施加于方向盘的力矩而被限制在其在方向盘上的最大转向速度。

  23、如果极限值是根据后桥转向装置的最大可能的转向角度得到的,则确保驾驶员在通过旋转方向盘来调节方向盘时仅可以预先设定这样的转向命令,即,该转向命令可以通过后桥转向装置的最大可能的转向角度来实现。

  24、在此可以设想的是,后桥转向装置朝向两个转向方向的最大可能的转向角度完全是不同的,因为在某些情况下朝向一个转向方向已经对在前桥转向装置上偏转的车轮进行了补偿。因此,在该转向方向上已经存在一定的转向角度,因此最大可能的转向角度小于朝向另一转向方向的最大可能的转向角度。

  25、如果极限值根据后桥转向装置的最大可能的调节速度和后桥转向装置的最大可能的转向角度来确定,则结合上述优点。

  27、有利地,在超过或达到极限值时,作用于方向盘的力矩可以在步骤d)中以这样的方式抵抗驾驶员的转向运动,即,根据后桥转向装置的最大可能的调节速度来限制方向盘的最大可能的角速度,和/或根据后桥转向装置相应朝向两个转向方向的最大可能的转向角度来限制方向盘的最大可能的调节角度。

  28、如果方向盘的最大可能的角速度根据最大可能的调节速度而受到限制,则驾驶员的转向运动通过作用于方向盘的力矩被制动,前提是这些转向运动可能通过方向盘的超过最大可能的调节速度的角速度预先设定后桥转向装置的调节速度。因此,在方向盘的一定角速度下的转向运动仍然是可能的。

  29、如果驾驶员通过施加于方向盘的调节角度预先设定后桥转向装置的对应于最大转向角度的转向角度,则施加作用于方向盘的力矩,该力矩形成止挡作用并且不允许朝向如下方向进一步调节方向盘,该方向可能会导致后桥转向装置在已经达到最大可能的转向角度的转向方向上产生额外的转向角度。

  30、开篇所述的目的还通过一种车辆转向系统来实现,该车辆转向系统具有前桥转向装置、后桥转向装置、用于预先设定转向命令的方向盘、被指配给方向盘的用于检测转向命令的传感装置、与方向盘相联接的用于向方向盘施加力矩的电动马达以及控制装置,该控制装置与前桥转向装置、后桥转向装置、传感装置及电动马达相联接,其中控制装置被设计成用于,在前桥转向装置发生故障的情况下,基于方向盘上的转向命令来控制后桥转向装置;并且在达到或超过转向命令的至少一个极限值时操控电动马达来输出抵抗转向命令的力矩,其中极限值取决于后桥转向装置的至少一个物理参数。

  33、因此,前桥转向装置可以包括用于调节前轮的第一电致动器,和/或后桥转向装置可以包括用于调节后轮的第二电致动器。

  34、有利地,传感装置可以包括用于检测方向盘的调节角度的角度传感器和用于检测方向盘的角速度的旋转传感器。在这种情况下,这些传感器在信号技术方面与控制装置相联接,从而使得由驾驶员预先设定的转向命令始终是已知的。