CN105564500B - 压力传感器自动修整算法 - Google Patents

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Abstract

一种液压转向系统从转向机构中的阀组件上感测到的至少背压来估计修整值。该系统还将修整值应用于转向机构中的阀组件的压力测量结果。

Description

压力传感器自动修整算法
技术领域
本发明大体上涉及液压转向系统中的压力补偿。
背景技术
常规的液压转向系统使用动力操纵泵来向转向机构提供加压液压流体。在驾驶员将增大水平的转矩施加至整体结合到转向机构中的转向阀时，动力转向泵通过增大转向机构上的液压来响应。已开发出了磁矩叠加系统，其将磁性致动器并入阀组件中。
阀组件中的磁性致动器提供了通过附加的自动算法控制液压系统的进一步潜在可能。这些附加算法的实施需要转向压力准确地表现由驾驶员施加的转矩。本解决方案需要将构件紧密配合在压力传感器通道内，这可增加液压系统的校准时间。
因此，期望校准压力传感器而不在组装或制造时匹配压力通道。
发明内容
根据本发明的一个方面，本发明包括一种液压转向系统，其包括估计模块，估计模块从在转向机构中的阀组件上感测到的至少背压来估计修整值。该系统还包括补偿模块，其将修整值应用于转向机构中的阀组件上的压力测量结果。
根据本发明的另一方面，一种补偿液压转向系统中的压力的方法包括从连接到可操作地连接到活塞的相对侧上的阀组件的相对侧上的压力传感器确定第一压力值和第二压力值。该方法还包括从第一压力值和第二压力值选择瞬时背压值，通过从平均背压值减去瞬时背压值来确定差值，以及至少部分地基于用差值计算的修整值来补偿随后的第一压力和随后的第二压力。
这些及其它优点和特征将从连同附图的以下详细中变得更加显而易见。
附图说明
认作是本发明的主题在说明书结束部分处的权利要求中特别指出且明确提出。本发明的前述及其它特征和优点从下面连同附图的详细描述中清楚，在附图中：
图1为按照本发明的示例性实施例的包括液压动力转向控制系统的车辆的框图；
图2为根据本发明的控制模块的一个实施例的简化框图；
图3为按照本发明的压力传感器输出的图示；
图4为根据本发明的控制模块的一个实施例的简化框图；
图5为按照本发明的另一个实施例的方法。
具体实施方式
现在参看附图，其中将参照具体实施例来描述本发明，而不限制本发明，且具体参看图1，其中将参照特定实施例来描述本发明而不限制其，示出了包括转向系统12的车辆10的示例性实施例。在各种实施例中，转向系统12包括联接到转向轴16上的方向盘14。
如本文中所使用的，用语模块和子模块是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或更多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或组合)和存储器、组合逻辑电路和/或提供描述功能的其它适合的构件。如可认识到的，下面描述的子模块可组合和/或进一步划分来基于轮速度信号类似地控制方向盘处的车轮干扰。
在一个示例性实施例中，转向系统为液压转向系统，其还包括转向协助单元18。转向协助单元18将转向系统12的转向轴16联接到车辆10的连杆20,22上。转向协助单元18包括例如齿条和小齿轮转向机构(未示出)，其可通过转向轴16联接到转向致动器电机和传动装置上。
在操作期间，在方向盘14由车辆驾驶员转动时，阀组件磁性地致动，在转向协助单元18内的活塞上生成了压力。磁性致动器改变移动连杆20,22所需的转矩。连杆20,22的移动分别转动联接到车辆10的相应道路车轮28,30上的转向节24,26。
车辆10还包括检测和测量转向系统12和/或车辆10的可见状态的各种传感器31,32,33。传感器31,32,33基于可见的状态生成传感器信号。在一个实例中，传感器31为转向轮角传感器，其感测由车辆10的操作者施加到方向盘14上的角。角传感器基于其生成方向盘角信号。在另一个实例中，传感器32为测量转向协助单元18中的液压压力的压力传感器。传感器32基于其生成压力值。在又一个实例中，传感器33为感测轮30的转速的车速传感器。传感器33基于其生成车速信号。
控制模块40基于更多个传感器信号中的一个且还基于本主题公开内容的转向控制系统和方法来控制转向系统12的操作。大体上，本公开内容的转向控制系统和方法确定压力调整值或修整值，且在转向期间加入修整值来使存在于转向系统中的任何偏压标准化。
转到图2，示出了控制模块40的总体视图。特别地，控制模块包括估计模块210，其从阀组件或活塞上感测的压力估计修整值。修整值然后如下文更详细描述那样由补偿模块220应用。
估计模块210监测来自上述传感器32的数据。传感器32从连接到活塞的相对转动侧上的至少两个压力通道获得压力数据。压力传感器32同时地监测相对的转动侧，且以至少一个频率将压力测量结果传送至估计模块210。
由压力传感器32传送的压力测量结果由估计模块210采样和转译。估计模块从压力测量结果计算活塞的第一侧上的第一压力和活塞的第二侧上的第二压力。第一压力和第二压力为给定时间点处的各个通道上的压力的瞬时读数。
估计模块210然后评估第一压力和第二压力来从第一压力和第二压力确定背压值。通常，背压值为大小低于相对通道上的压力的通道上的压力值。背压由包括(但不限于)回流软管和储存器压力的下游限制物产生的活塞上的压力引起。
第一压力值和第二压力值中，估计模块210确定大小较小的压力值代表瞬时背压值。估计模块210还确定大小较大的压力值为瞬时系统压力值。如果第一压力值和第二压力值的大小相同，则估计模块210可例如从第一压力值和第二压力值随机选择瞬时背压。
估计模块然后从平均背压值减去瞬时背压值来确定差值。平均背压值在活塞移动期间从至少一个通道获得的瞬时背压值的前述样本期间的时间内计算。为瞬时背压值与平均背压值之间的差的差值表示给定时间内的误差容限。
估计模块还评估差值的大小。差值随时间积分以确定修整值。
估计模块将修整值输出至控制模块40的补偿模块220。修整值由补偿模块220应用于包括随后的瞬时背压值和随后的瞬时压力值的压力测量结果。随后的瞬时背压值和随后的瞬时系统压力值两者由修整值取决于它们与平均背压值的关系来调整。
特别地，如果瞬时背压值的大小小于平均背压值的大小，则补偿模块220将修整值加至随后的瞬时背压值。备选地，如果瞬时背压值的大小大于平均背压值的大小，则补偿模块从随后的瞬时背压值减去修整值。
补偿模块220经由用于随后的瞬时背压值的控制回路重复，直到瞬时背压值在适合的预定误差容限内。为此，补偿模块继续以用修整值补偿背压和系统压力值，直到瞬时背压值与平均背压值之间的差在预定极限内。当达到预定极限时，随后的瞬时背压值将朝平均背压值收敛。
图3示出了传感器通道之间的修整误差302。修整误差302产生非期望的偏差，其可影响车辆操作者在操作方向盘14的同时的转向感觉。在该图示中，水平轴线304代表由方向盘14施加到转向系统上的转矩。水平轴线304的中点306代表没有转矩施加到阀组件上的中性位置。竖直轴线308代表压力值。当方向盘从开始的中性位置沿逆时针方向转动时，由左侧曲线310代表的压力值值增大。由压力右侧312示出的压力值在方向盘从开始中性位置逆时针方向转动时保持大致恒定。平均背压由虚线314表示。
转到图4，控制模块40可选地包括启动模块430，其取决于某些预定条件的存在来有选择地激活估计模块210和/或补偿模块220。
在一个实例中，启动模块430可仅允许估计模块在系统压力低于预定值时和在发动机的每分钟转数(RPM)大于基础旋转值时更新平均背压值。
在另一个实例中，启动模块430可仅启动补偿模块220在平均背压值小于系统压力值的大小但大于瞬时背压值时应用修整值。平均背压值可使用例如差值积分的任何平均方法来计算。
启动模块430还确定提供至估计模块的可校准率。估计模块使用可校准率来对修整值积分。
图5示出了按照本主题申请的方法。在步骤501处，确定第一压力值和第二压力值。第一压力值和压力传感器值为由活塞或阀组件的相对侧感测的压力值。在步骤503处，背压值选自第一压力值和第二压力值。通常，背压值将为大小较小的值。在步骤505处，背压值从平均背压值减去来产生差值。差值涉及致动器的相应侧上的压力之间的误差。在步骤507处，差值的大小随时间积分来产生修整值。在步骤509处，修整值从阀组件的相对侧应用于随后的压力值。
尽管已经进连同有限数目的实施例详细描述了本发明，但应当容易理解的是，本发明不限于此公开实施例。而是，本发明可被修改以并入迄今并未描述但与本发明的精神和范围相当的任何数目的变型、改型、替换或等同布置。此外，尽管已经描述了本发明的各种实施例，但将理解的是，本发明的各方面可仅包括所述实施例中的一些。因此，本发明不看作是由前述描述限制。

Claims (15)

1.一种液压转向系统，包括：
估计模块，其至少从在转向机构中的阀组件上感测到的瞬时背压值来估计修整值；以及
补偿模块，其将所述修整值应用于在所述阀组件上感测到的压力测量结果。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述瞬时背压值通过比较从连接到所述阀组件的相对侧上的至少两个通道采样的两个值来确定。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述压力测量结果包括随后的瞬时系统压力值和随后的瞬时背压值。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述估计模块通过将所述随后的瞬时背压值与随时间计算的平均背压值比较来估计所述修整值。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述平均背压值通过使多个背压值平均来计算，其中所述多个背压值包括来自连接到所述阀组件的相对侧上的至少两个通道的背压值。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述比较包括确定所述瞬时背压值与所述平均背压值之间的差。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述差被积分来提供修整值。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，如果所述瞬时背压值小于所述平均背压值，则所述修整值加至随后的瞬时背压值。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括启动模块，其在系统压力低于预定值时和在发动机的每分钟转数(RPM)大于基础旋转值时，激活所述补偿模块。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括确定可校准率的启动模块，其中所述估计模块使用所述可校准率来对所述修整值积分。
11.一种补偿液压转向系统中的压力的方法，所述方法包括：
从连接到阀组件的相对侧上的压力传感器确定第一压力值和第二压力值；
从所述第一压力值和所述第二压力值选择瞬时背压值；
通过从平均背压值减去所述瞬时背压值来确定差值；以及
至少部分地基于用所述差值计算的修整值来补偿随后的第一压力和随后的第二压力。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述差值随时间积分以产生所述修整值。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述补偿还包括在所述随后的第一压力小于所述平均背压值时将所述修整值加至所述随后的第一压力。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述补偿还包括在所述随后的第一压力大于所述平均背压值时从所述随后的第一压力减去所述修整值。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括在所述平均背压值小于系统压力值的大小但大于瞬时背压值时有选择地启动所述补偿。
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