CN102673641B - 谐波小齿轮的扭矩修正 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及谐波小齿轮扭矩修正，提供了一种电动助力转向系统的控制方法。该方法包括：基于手轮位置确定比例因子；将比例因子应用于手轮扭矩值以缩放手轮扭矩值；以及基于缩放的手轮扭矩值生成修正的手轮扭矩信号。

Description

谐波小齿轮的扭矩修正
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2010年11月23日提交的申请号为61/416548的美国临时专利申请作为优先权，该临时申请的全部内容都以引证的方式结合到本申请中。
技术领域
本发明涉及转向系统中谐波小齿轮扭矩修正的控制方法和系统。
背景技术
转向系统通常含有一定量的必须由驾驶员施加的转向扭矩的干扰变化。一个来源是中间轴上的万向接头较高的和较低的定相。万向接头定相缺陷会造成驾驶员施加的转向扭矩的周期性变化，方向盘每转180度重复一次。任何一种转向系统的设计目标都是消除，或至少减少驾驶员感受到的转向扭矩的干扰变化。消除这些扭矩变化的最好方法就是消除或减少其来源，然而，由于各种限制和权衡，扭矩的变化总是会在某种程度上存在。
因此，希望提供修正扭矩变化的系统和方法。
发明内容
在一个示例性实施例中，提供了一种电动助力转向系统的控制方法。该方法包括：基于手轮位置确定比例因子；将比例因子应用于手轮扭矩值以缩放手轮扭矩值；以及基于缩放的手轮扭矩值生成修正的手轮扭矩信号。
这些和其他优点和特性将通过以下结合附图的说明而变得更加清楚。
附图说明
视为本发明的主题在说明书结尾的权利要求中具体地指出并明确地要求保护。本发明的前述和其它特性、以及优点将通过以下结合附图的详细说明变得清楚，其中：
图1是根据示例性实施例的包括扭矩修正系统的转向系统的原理框图；
图2是示出根据示例性实施例的扭矩修正系统的数据流程图；和
图3是示出根据示例性实施例的扭矩修正方法的流程图。
具体实施方式
以下说明本质上仅是示例性的，并非旨在限制本公开、申请以及用途。应当理解的是，在所有附图中，相同的附图标记指示相同或相应的部件和特征。
现在参考图1，参照具体实施方式对本发明进行描述，但并不限制于此，示例性实施例示出了包括转向系统12的车辆10。在各种实施例中，转向系统12包括联接到转向轴16的手轮14。在一个示例性实施例中，转向系统12是电动助力转向(EPS)系统，其进一步包括转向助力单元18，其联接到转向系统12的转向轴16和车辆10的拉杆20、22。转向助力单元18包括，例如，齿轮齿条转向机构(未显示)，其可通过转向轴16被联接到转向驱动电机和齿轮传动装置(以下简称为转向致动器)。在操作过程中，当车辆操作员转动手轮14，转向助力单元18的电机提供助力推动拉杆20、22，拉杆20、22依次分别推动转向节24、26，转向节24、26分别联接到车辆10上的道路车轮28、30。虽然在图1示出并在这里描述了一种EPS系统，但应意识到的是，本公开的转向系统12可以包括各种受控的转向系统，其包括但不仅限于具有液压配置的转向系统，并且通过导线配置控制。
如图1所示，车辆10进一步包括各种传感器31、32，其检测和测量转向系统12和/或车辆10的可观测条件。传感器31、32基于可观测条件生成传感器信号。在各种实施例中，传感器31、32可包括，例如，负荷传感器、驱动扭矩传感器和/或位置传感器。
在各种实施例中，基于一个或多个传感器信号和进一步基于本公开的扭矩修正系统和方法，控制模块40控制转向系统12和/或车辆10的运行。一般说来，本公开的扭矩修正系统和方法降低由中间轴定相造成的驾驶员感受到的转向扭矩的变化。例如，该系统和方法从位置传感器接收手轮角度信号并消除在输出信号中的各种谐波变化，该位置传感器测量手轮角度并使用该信息调节扭矩传感器信号。一旦实施，该系统和方法允许设计者在设计转向系统几何结构方面有更多的灵活性，因为由转向系统元件定位而产生的手轮扭矩的变化可用分析法消除。
现在参考图2，其中数据流程图示出了图1中控制模块40的示例性实施例，控制模块40用于控制图1中的转向系统12和/或车辆10。在各种实施例中，控制模块40可包括一个或多个子模块和数据存储。这里所用的术语“模块”和“子模块”指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或硬件程序的处理器(共享、专用或组)和存储器、组合逻辑电路、和/或其他提供所述功能性的匹配的元件。应意识到的是，如图2所示的子模块可合并和/或进一步分割以类似地降低转向扭矩变化。应意识到的是，如图2所示的子模块可被作为单个控制模块40(如所示)或多个控制模块(未显示)实施。控制模块40的输入由车辆10(图1)的传感器生成，可在控制模块40中模拟(例如，通过其它子模块(未显示))，可从其它控制模块(未显示)接收，和/或可预先确定。在各种实施例中，控制模块40包括比例因子确定模块50和手轮扭矩确定模块52。
比例因子确定模块50接收相对的手轮位置作为输入。基于相对的手轮位置，比例因子确定模块50确定比例因子。在各种实施例中，比例因子确定模块50根据下述公式确定比例因子(TorqCorrSclFctr)：
TorqCorrSclFctr＝1+TorqCorrMag×Cos(2×HwPosRel+TorqCorrPhase)(1)
其中，TorqCorrMag表示扭矩修正幅度。TorqCorrPhase表示扭矩修正相位。修正幅度和相位基于对万向接头的角度和几何结构的分析建立。在各种实施例中，包装函数(wrapping function)可被应用于手轮位置，以适应余弦函数接受的角度范围。
在各种实施例中，比例因子确定模块50在计算比例因子之前执行有效性检验。例如，比例因子确定模块50可评估一个或多个有关手轮位置的诊断故障代码。当诊断故障代码被设置为TRUE，则比例因子可被设置为一预定值(例如，1或其它任意值)。否则，当诊断故障代码被设置为FALSE，则比例因子依据上述公式确定。
在另一例子中，比例因子确定模块50可评估影响手轮位置的其他算法的状况。例如，当其它算法已经完成时，比例因子能被确定。
手轮扭矩确定模块52接收未修正的手轮扭矩和修正因子作为输入。在各种实施例中，未修正的手轮扭矩可基于一个或多个算法被评估。基于输入，手轮扭矩确定模块52生成手轮扭矩信号。例如，手轮扭矩确定模块52根据下述公式确定手轮扭矩值：
HwTrq＝HwTrq×TorqCorrSclFctr    (2)
手轮扭矩确定模块52则基于手轮扭矩值生成手轮扭矩信号。
现在参考图3和继续参考图2，流程图示出了转向控制方法，该方法可由图1的控制模块40执行。根据本公开应意识到的是，该方法的操作顺序并不仅限于如图3所示的顺序执行，而是可以以一种或多种可实施且符合本公开的变化的顺序执行。
应意识到的是，转向控制方法可根据预定的事件按计划运行，和/或在车辆10(图1)运行期间以预定的时间间隔运行。
在一个例子中，方法在步骤100开始。在步骤105进行有效性检验。如果在步骤106有效性检验为TRUE，则在步骤110接收和处理相对的手轮位置。例如，在手轮位置执行任何必要的包装方法。在步骤120确定扭矩修正比例因子，例如，用公式1。在步骤130将扭矩修正比例因子应用于手轮扭矩，例如，用公式2。在步骤150生成手轮扭矩信号。其后，在步骤160方法结束。
但如果，在步骤105有效性检验为FALSE，则在步骤140将扭矩修正比例因子设置为预定值。在步骤130将扭矩修正比例因子应用于手轮扭矩，例如，用公式2。在步骤150生成手轮扭矩信号。其后，在步骤160方法结束。
尽管仅仅结合有限的实施例对本发明进行了详细描述，但是容易理解的是，本发明并不限于这些公开的实施例。相反，可修改本发明，以结合此前未说明但与本发明的精神和范围相称的许多变体、改变、替换或等同布置。另外，尽管已经说明了本发明的各种实施例，但是应当理解的是，本发明的方面可能只包括所说明的一些实施例。因此，本发明不应由前述说明书所限制。

Claims (12)

1.一种电动助力转向系统的控制方法，包括：
执行有效性检验；
如果有效性检验为TRUE，则基于手轮位置确定比例因子；
如果有效性检验为FALSE，则将比例因子设置为预定值；
将所述比例因子应用于手轮扭矩值以缩放该手轮扭矩值；和
基于缩放的手轮扭矩值生成修正的手轮扭矩信号。
2.权利要求1所述的方法，其中执行有效性检验包括评估至少一个诊断故障代码。
3.权利要求1所述的方法，其中执行有效性检验包括评估至少一种关于手轮位置的算法是否已经完成。
4.权利要求1所述的方法，其中基于扭矩修正相位和扭矩修正幅度中的至少一个确定所述比例因子。
5.权利要求4所述的方法，其中所述扭矩修正幅度和所述扭矩修正相位中的至少一个基于万向接头的角度和几何结构的分析。
6.一种电动助力转向系统的控制系统，包括：
比例因子确定模块，其执行有效性检验，并且在有效性检验为TRUE时基于手轮位置确定比例因子，并且在有效性检验为FALSE时将比例因子设置为预定值；以及
谐波小齿轮扭矩修正，其将比例因子应用于手轮扭矩值以缩放所述手轮扭矩值，并且基于缩放的手轮扭矩值生成修正的手轮扭矩信号。
7.权利要求6所述的控制系统，其中所述比例因子确定模块通过评估至少一个诊断故障代码来执行所述有效性检验。
8.权利要求6所述的控制系统，其中所述比例因子确定模块通过评估至少一种关于手轮位置的算法是否已经完成来执行所述有效性检验。
9.权利要求6所述的控制系统，其中所述比例因子确定模块基于扭矩修正相位和扭矩修正幅度中的至少一个确定所述比例因子。
10.权利要求9所述的控制系统，其中所述扭矩修正幅度和所述扭矩修正相位中的至少一个基于万向接头的角度和几何结构的分析。
11.一种修正扭矩变化的系统，包括：
转向系统；和
控制器，其执行有效性检验，并且在有效性检验为TRUE时根据手轮位置的函数计算修正因子，并且在有效性检验为FALSE时将比例因子设置为预定值，并将该修正因子应用于扭矩信号，以生成所述转向系统的扭矩信号。
12.权利要求11所述的修正扭矩变化的系统，其中所述控制器通过评估至少一个诊断故障代码来执行所述有效性检验。
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