CN102815336B - 用于电力转向的阻尼方法和系统 - Google Patents

用于电力转向的阻尼方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN102815336B
CN102815336B CN201210096918.1A CN201210096918A CN102815336B CN 102815336 B CN102815336 B CN 102815336B CN 201210096918 A CN201210096918 A CN 201210096918A CN 102815336 B CN102815336 B CN 102815336B
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
module
dumping force
assist torque
parameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201210096918.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102815336A (zh
Inventor
J·E·伯兴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nexteer Beijing Technology Co Ltd
Original Assignee
Nexteer Beijing Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nexteer Beijing Technology Co Ltd filed Critical Nexteer Beijing Technology Co Ltd
Publication of CN102815336A publication Critical patent/CN102815336A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102815336B publication Critical patent/CN102815336B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0472—Controlling the motor for damping vibrations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于电力转向的阻尼方法和系统。提供了一种用于控制电力转向系统的控制系统。该控制系统包括第一模块，其基于辅助转矩和手轮速率估计阻尼力。第二模块基于所估计的阻尼力生成控制信号。

Description

用于电力转向的阻尼方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2011年3月7日提交的美国临时专利申请序列号61/449,916的优先权，其通过引用全部结合于此。
技术领域
本发明涉及用于控制转向系统的方法和系统，且更具体涉及用于确定阻尼并且基于该阻尼控制转向系统的方法和系统。
背景技术
在液压助力转向系统中，泵向开中心阀组件提供恒定流量(Qs)，该开中心阀组件基于施加到该阀的传动转矩控制对该系统的辅助压力的水平。该辅助通过一对缸管路传送到液缸。这横跨附连到齿条的活塞产生差压(PH-PL)，以在系杆处产生力(F)来使车辆转向。
在静止状况下，供给流量(Qs)将通过阀组件横跨该阀的计量边缘分流，以达到均衡，如图1A中所示。然而，当齿条移动时，在缸管路中需要流量(QL)，来调节该缸中的体积变化，如图1B中所示。这进而减小了横跨该阀中的计量边缘的流量，这改变了该系统中产生的辅助量。这具有在液压系统中提供阻尼的效果。
因此，期望的是提供一种用于电力转向系统的控制方法和系统，其以与液压系统相似的方式提供和/或模拟阻尼。
发明内容
根据结合附图所进行的下列说明，这些以及其它优点和特征将变得更显然。
在一个实施例中，提供了一种用于控制电力转向系统的控制系统。该控制系统包括第一模块，其基于辅助转矩和手轮速率估计阻尼力。第二模块基于所估计的阻尼力生成控制信号。
在另一实施例中，提供了一种控制电力转向系统的方法。该方法包括基于转向辅助转矩和手轮速率估计阻尼力，以及基于所估计的阻尼力生成控制信号。
在又一实施例中，提供了一种系统。该系统包括电力转向系统。控制模块基于辅助转矩和手轮速率估计阻尼力，并且基于所估计的阻尼力生成至该电力转向系统的控制信号。
根据结合附图所进行的下列说明，这些以及其它优点和特征将变得更显然。
附图说明
当本发明完结时，在权利要求书中特别指出并清楚地要求保护被视为本发明的主题。根据结合附图所进行的下列详细说明，本发明的前述以及其它特征和优点是显然的，其中：
图1A和1B是图示依据现有技术的液压转向系统的功能框图；
图2图示依据本发明的示例性实施例的包括电力转向控制系统的车辆的功能框图；
图3图示依据本发明的另一示例性实施例的电力转向控制系统的数据流图；以及
图4图示依据本发明的又一示例性实施例的示例性电力转向控制方法和系统的模型。
具体实施方式
下列说明实质上仅仅是示例性的，并不意图限制本公开内容、申请或使用。应当理解，遍及附图，对应的附图标记指示类似的或对应的部分和特征。
现在参照图2，其中，将参考具体实施例，但在不局限于该具体实施例的情况下描述本发明，图示了包括转向系统12的车辆10的示例性实施例。在各种实施例中，转向系统12包括手轮14，其耦连到转向轴16。在一个示例性实施例中，转向系统12是电力转向(electricpowersteering，EPS)系统，其进一步包括转向辅助单元18，所述转向辅助单元18耦连到转向系统12的转向轴16以及到车辆10的系杆20、22。转向辅助单元18例如包括齿轮齿条式转向机构(未示出)，其通过转向轴16耦连到转向制动器电机和传动装置。在操作期间，在车辆操作者转动手轮14时，转向辅助单元18的电机提供辅助以移动系杆20、22，所述系杆20、22进而分别使转向节24、26移动，所述转向节24、26分别耦连到车辆10的道路车轮28、30。
如图2中所示，车辆10还包括检测和测量转向系统12和/或车辆10的可观测状况的各种传感器31、32、33。传感器31、32、33基于可观测状况生成传感器信号。在一个示例中，传感器31是转矩传感器，其感测由车辆10操作者施加到手轮14的转矩。该转矩传感器基于其生成驱动转矩信号。在另一示例中，传感器32是电机速度传感器，其感测转向辅助单元的电机的旋转速度。该传感器32基于其生成速度或速率信号。在又一示例中，传感器33是车辆速度传感器，其感测车轮30的旋转速度。传感器33基于其生成车辆速度信号。
控制模块40基于一个或多个传感器信号并进一步基于本公开内容的转向控制系统和方法控制该转向系统12的操作。通常来讲，本公开内容的转向控制系统和方法基于在液压转向系统中发现的阻尼特性估计阻尼值。
例如，参考图1A和1B，在液压系统中，可以通过两种手段来提供阻尼力。第一种是由通过缸管路的流量(QL)产生的压降的结果。此效果仅仅基于齿条的速率。第二种效果是由于横跨阀组件的计量边缘的流量降而引起的压降的结果。此效果基于正产生的辅助量和速率。
考虑液压系统的这些特性，电力转向系统的阻尼力(dampingforce，DF)可以通过下式来估计：
DF＝V(C1+|AP|*C3)+V2(C2*sgn(V)-AP*C4)(1)
C1、C2、C3和C4表示恒定参数。V表示手轮速率。AP表示辅助力或转矩。
本公开内容的转向控制系统和方法基于所估计的阻尼力生成信号以控制该转向系统。
现在参照图3，数据流图图示了图2的控制模块40的示例性实施例，所述控制模块40用来控制图2的转向系统12。在各种实施例中，控制模块40可以包括一个或多个子模块和数据储存器。如本文所使用的，术语模块和子模块指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固定程序的处理器(共享的、专用的、或成组的)和存储器、组合逻辑电路、和/或提供期望功能的其它适合的部件。如能够理解的，可以对图2中示出的子模块进行组合和/或进行进一步划分，以相似地确定阻尼值，并且基于其控制该转向系统12。至控制模块40的输入可以从车辆10(图2)的传感器31、32、33(图2)生成，可以从车辆10(图2)内的其它控制模块(未示出)接收，可以对至控制模块40的输入进行建模，和/或可以对其进行预先定义。在一个示例中，控制模块40包括调整模块50、阻尼估计模块52、信号生成模块54和表数据储存器56。
调整模块50接收车辆速度58和辅助力或转矩60以作为输入。如能够理解的，该辅助力或转矩60可以基于一个或多个传感器输入以及依据现有技术已知的一个或多个力或转矩估计方法来估计。
调整模块50确定要在阻尼估计中使用的参数(C1、C2、C3和C4)62-68。在各种实施例中，参数62-68可以预先定义，以及可以基于车辆速度58来调整。例如，对于每个参数62-68，可以从表数据储存器56中存取调整因子(scalefactor)的表。每个表可以基于车辆速度58。预先定义的参数因子于是与调整因子相乘。
在各种实施例中，调整模块50把在阻尼力的计算中使用的辅助力或转矩60的振幅限制为处于或低于预定阈限的值，并且产生经限制的辅助转矩或力70。该限制可以基于车辆速度58。例如，可以从表数据储存器56存取调整因子的表。限制因子可以根据车辆速度来确定。限制因子可以用来限制用于确定处于高振幅值的阻尼力的辅助转矩或力的值。
阻尼估计模块接收经调整的参数C1、C2、C3、C462-68，经限制的辅助转矩或力70，以及手轮速率72以作为输入。阻尼估计模块52基于所述输入估计阻尼力74。该阻尼估计模块例如使用公式1来估计阻尼力74。
信号生成模块54接收阻尼力74以及，任选地，其它转矩值76以作为输入。如能够理解的，可以基于一个多个转矩确定方法来感测和/或确定其它转矩值76，和/或其它转矩值76例如可以包括辅助转矩或力60。信号生成模块54基于阻尼力74和其它转矩值76生成控制信号78，以控制转向系统12(图2)。
现在参照图4，以及继续参考图3，流程图图示了阻尼估计方法，其可以由图2的控制模块40来执行。如能够理解的，根据本公开内容，该方法内的操作次序并不局限于如图4中所图示的顺序执行，而是可以依据本公开内容以及以如可适用的一个或多个变化的次序来执行。
如能够理解的，可以把该阻尼估计方法安排成基于预定事件来运行和/或可以在转向系统12(图1)操作期间以安排的间隔运行。
在一个示例中，该方法可以开始于100。在110，如上所论述的，例如基于车辆速度58来确定针对每个参数62-68的调整因子。在120，把调整因子应用到参数62-68。在130，如上所论述的，调整辅助转矩或力。在140，基于经调整的参数62-68和经限制的辅助转矩或力70确定阻尼力74。在150，基于阻尼力74生成控制信号78。此后，该方法可以结束于160。
虽然已经仅结合有限数目的实施例详细描述了本发明，但是应当容易理解，本发明并不局限于这样的公开的实施例。相反，可以把本发明修改为体现在此以前未描述的任何数目的变体、替换、代替或等同布置，但是其与本发明的精神和范围相称。另外，虽然已经描述了本发明的各种实施例，但是可以理解，本发明的各方面可以包括所描述的实施例中的仅一些实施例。因此，本发明不被看作受前面描述的限制。

Claims (15)

1.一种用于控制电力转向系统的控制系统，该控制系统包括：
第一模块，其基于辅助转矩或力和手轮速率估计阻尼力，其中所述第一模块基于所述手轮速率V、参数（C1、C2、C3、C4）、所述辅助转矩或力AP、以及下列公式估计所述阻尼力DF：
其中，C1、C2、C3与C4表示恒定参数；和
第二模块，其基于所估计的阻尼力生成控制信号。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一模块基于多个参数估计所述阻尼力。
3.如权利要求2所述的系统，还包括第三模块，其调整所述多个参数，以及其中所述第一模块基于经调整的多个参数估计所述阻尼力。
4.如权利要求3所述的系统，其中所述第三模块基于车辆速度调整所述多个参数。
5.如权利要求1所述的系统，还包括第三模块，其限制所述辅助转矩或力，以及其中所述第一模块基于经限制的辅助转矩或力估计所述阻尼力。
6.一种控制电力转向系统的方法，该方法包括：
在所述电力转向系统的控制模块处接收转向辅助转矩或力和手轮速率；
通过所述电力转向系统的控制模块的第一模块基于转向辅助转矩或力和手轮速率估计阻尼力其中所述第一模块基于所述手轮速率V、参数（C1、C2、C3、C4）、所述辅助转矩或力AP、以及下列公式估计所述阻尼力DF：
其中，C1、C2、C3与C4表示恒定参数；和
通过所述电力转向系统的控制模块的第二模块基于所估计的阻尼力生成控制信号。
7.如权利要求6所述的方法，其中估计阻尼力是基于多个参数的。
8.如权利要求7所述的方法，还包括调整所述多个参数，以及其中基于经调整的多个参数估计所述阻尼力。
9.如权利要求8所述的方法，其中，调整所述多个参数是基于车辆速度的。
10.如权利要求6所述的方法，其中，估计阻尼力是基于经限制的辅助转矩或力的值的。
11.一种用于电力转向系统的控制系统，包括：
电力转向系统；和
控制模块，其基于辅助转矩或力和手轮速率估计阻尼力，其中所述控制模块基于所述手轮速率V、参数（C1、C2、C3、C4）、所述辅助转矩或力AP、以及下列公式估计所述阻尼力DF：
其中，C1、C2、C3与C4表示恒定参数；
并且基于所估计的阻尼力生成至所述电力转向系统的控制信号。
12.如权利要求11所述的系统，其中，所述控制模块基于多个参数估计所述阻尼力。
13.如权利要求12所述的系统，其中，所述控制模块调整所述多个参数，并且基于经调整的多个参数估计所述阻尼力。
14.如权利要求13所述的系统，其中，所述控制模块基于车辆速度调整所述多个参数。
15.如权利要求11所述的系统，其中，所述控制模块基于经限制的辅助转矩或力的值估计阻尼力。
CN201210096918.1A 2011-03-07 2012-03-07 用于电力转向的阻尼方法和系统 Expired - Fee Related CN102815336B (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161449916P 2011-03-07 2011-03-07
US61/449,916 2011-03-07
US61/449916 2011-03-07
US13/357162 2012-01-24
US13/357,162 US8862324B2 (en) 2011-03-07 2012-01-24 Damping methods and systems for electric power steering
US13/357,162 2012-01-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102815336A CN102815336A (zh) 2012-12-12
CN102815336B true CN102815336B (zh) 2016-03-16

Family

ID=45855492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210096918.1A Expired - Fee Related CN102815336B (zh) 2011-03-07 2012-03-07 用于电力转向的阻尼方法和系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8862324B2 (zh)
EP (1) EP2497697B1 (zh)
CN (1) CN102815336B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104340262B (zh) * 2013-08-08 2017-10-27 现代摩比斯株式会社 电动式转向装置的驱动装置及方法
DE102016113454B4 (de) * 2015-07-22 2021-04-01 Steering Solutions Ip Holding Corporation Lenkungssystem zum Bereitstellen einer Dämpfung im Gelände
GB201513200D0 (en) * 2015-07-27 2015-09-09 Trw Ltd Control for electric power steering
US10518802B2 (en) * 2017-12-27 2019-12-31 Automotive Research & Testing Center Method for controlling a power steering system of a road vehicle

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1764284A2 (en) * 2005-09-20 2007-03-21 Delphi Technologies, Inc. Method and system for improved active damping of steering systems
CN101378945A (zh) * 2005-12-23 2009-03-04 Trw有限公司 使用具有无传感器控制的电动机的动力转向系统
CN101395056A (zh) * 2006-04-13 2009-03-25 三菱电机株式会社 电动动力转向控制装置
CN101883705A (zh) * 2007-09-04 2010-11-10 Trw有限公司 电力辅助转向系统

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3753511B2 (ja) * 1997-08-27 2006-03-08 本田技研工業株式会社 電動パワーステアリング装置
JP3712876B2 (ja) * 1998-12-01 2005-11-02 三菱電機株式会社 電動式パワーステアリング制御装置
US6122579A (en) * 1999-05-28 2000-09-19 Delphi Technologies, Inc. Electric power steering control with torque ripple and road disturbance damper
JP4248739B2 (ja) * 2000-08-30 2009-04-02 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング制御装置及びその制御方法
GB0208090D0 (en) * 2002-04-09 2002-05-22 Trw Lucas Varity Electric Electrical power assisted steering system
JP3933982B2 (ja) * 2002-04-25 2007-06-20 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置
GB2400358A (en) * 2003-04-09 2004-10-13 Trw Ltd Steering rack disturbance force rejection
US7099759B2 (en) * 2004-03-30 2006-08-29 General Motors Corporation Method and apparatus for estimating steering behavior for integrated chassis control
US7751960B2 (en) * 2006-04-13 2010-07-06 Gm Global Technology Operations, Inc. Driver workload-based vehicle stability enhancement control
DE102007045211B4 (de) * 2007-09-21 2010-11-11 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrisch gesteuerten Unterstützen einer Fahrzeugbewegung eines Fahrzeugs
DE102009000638A1 (de) * 2009-02-05 2010-08-12 Zf Lenksysteme Gmbh Bestimmung eines Soll-Lenkmoments in einer Lenkvorrichtung
JP4883134B2 (ja) * 2009-05-15 2012-02-22 株式会社デンソー 電動パワーステアリング制御装置
US7920946B2 (en) * 2009-07-08 2011-04-05 Nexteer (Beijing) Technology Co., Ltd. Methods and systems for end of travel harshness reduction
US8271163B2 (en) * 2009-09-23 2012-09-18 GM Global Technology Operations LLC Method for attenuating smooth road shake in an electric power steering system
GB201006290D0 (en) * 2010-04-15 2010-06-02 Trw Ltd Electric power steering system
EP2489577B1 (en) * 2011-02-16 2017-12-13 Steering Solutions IP Holding Corporation Electric power steering control methods and systems using hysteresis compensation
US8996250B2 (en) * 2011-09-09 2015-03-31 Steering Solutions Ip Holding Corporation Inertia compensation with frequency dependent damping

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1764284A2 (en) * 2005-09-20 2007-03-21 Delphi Technologies, Inc. Method and system for improved active damping of steering systems
CN101378945A (zh) * 2005-12-23 2009-03-04 Trw有限公司 使用具有无传感器控制的电动机的动力转向系统
CN101395056A (zh) * 2006-04-13 2009-03-25 三菱电机株式会社 电动动力转向控制装置
CN101883705A (zh) * 2007-09-04 2010-11-10 Trw有限公司 电力辅助转向系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN102815336A (zh) 2012-12-12
EP2497697A2 (en) 2012-09-12
US20120232755A1 (en) 2012-09-13
EP2497697B1 (en) 2019-09-04
EP2497697A3 (en) 2018-04-04
US8862324B2 (en) 2014-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105416395B (zh) 无需方向盘扭矩传感器而向零到低车辆速度提供助力扭矩
CN102530058B (zh) 增强路感的电动转向系统
CN102666257B (zh) 电动动力转向控制装置
CN105644621B (zh) 用于电动液压动力转向系统的控制方法
US7584816B2 (en) Power steering apparatus
CN102815336B (zh) 用于电力转向的阻尼方法和系统
US20070205037A1 (en) Power steering system
US20120046836A1 (en) Method for determining a toothed rack force for a steering device in a vehicle
CN103889824A (zh) 用于确定转向装置的齿条力的方法和转向装置
CN104044631B (zh) 减小电动助力转向系统中的方向盘振动的系统和方法
CN109911004A (zh) 一种电动助力转向装置的回正控制方法及装置
US11577775B2 (en) Methods and apparatus to reduce noise and vibration in a hybrid hydraulic power steering system
US6173223B1 (en) Steering control method for providing variable assist power steering
CN104960571B (zh) 转向装置和用于评估齿条力的方法
KR101646385B1 (ko) 전자제어 능동 후륜 조향 시스템 및 그 제어 방법
CN101648574A (zh) 用于控制转向反馈转矩的方法
CN106256652A (zh) 用于控制动力转向系统的输出的方法
Kim et al. Development of EHPS motor speed map using HILS system
CN109466629A (zh) 确定动力转向系统的辅助转矩的方法
CN203320382U (zh) 一种超重型单钢轮振动压路机的电液比例控制系统
CN104661858A (zh) 车轮控制装置、车辆、车轮控制方法
Zhai et al. Bilateral control of vehicle Steer-by-Wire system with variable gear-ratio
CN104290803B (zh) 用于可变转向助力的系统及方法
US20170072994A1 (en) Apparatus and method for controlling electric power steering system
US10017215B2 (en) Vehicle directional control via aerodynamic forces

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160316

Termination date: 20210307