CN105966453A - 用于电动助力转向的扭矩转向减缓 - Google Patents

Abstract

一种用于减缓扭矩转向的系统包括基于传动扭矩生成基础增益的基础增益生成模块，基于传动扭矩和估计的齿轮扭矩生成学习增益的学习模块，和从学习增益、传动扭矩和基础增益生成马达扭矩指令的指令生成模块。

Description

用于电动助力转向的扭矩转向减缓

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年2月13日提交的美国临时专利申请系列号62/115,967的优先权，其全文以引用的方式合并在本文中。

背景技术

本发明涉及用于电动助力转向(EPS)的扭矩转向减缓。

在前轮驱动车辆中，动力传动系统几何学中的不平衡(如不相等的半轴长度、不同的半轴输入角度)可以引起由车轮相对于彼此施加的驱动力中的不平衡。驱动力的这种不平衡可以引起车辆转向。典型地，这种不平衡是很小的并且不能引起车辆方向的变化。然而，当大量扭矩施加到路面时，驱动力的不平衡可以放大，引起方向的变化。例如，在硬加速(hard acceleration)过程中，车辆可在一个方向上拉动。该行为称为扭矩转向。

扭矩转向可以分为两类，包括瞬态和准稳定状态。瞬态扭矩转向持续时间相对短并且很难一致地再现。准稳定状态的扭矩转向拉向同一方向是一致的，并与同车辆驱动力相关的力相一致。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种用于减缓扭矩转向的系统包括基础增益生成模块、学习模块和指令生成模块，该基础增益生成模块基于传动扭矩生成基础增益，该学习模块基于传动扭矩和估计的齿轮扭矩生成学习增益，该指令生成模块从学习增益、传动扭矩和基础增益生成马达扭矩指令。

根据本发明的一个方面，一种包括用于减缓扭矩转向的系统的车辆包括基础增益生成模块、学习模块和指令生成模块，该基础增益生成模块基于传动扭矩生成基础增益，该学习模块基于传动扭矩和估计的齿轮扭矩生成学习增益，该指令生成模块从学习增益、传动扭矩和基础增益生成马达扭矩指令。

根据本发明的一个方面，一种用于减缓扭矩转向的方法包括基于传动扭矩生成基础增益；基于传动扭矩和估计的齿轮扭矩生成学习增益；从学习增益、传动扭矩和基础增益生成马达扭矩指令。

根据下面结合附图的描述，这些或其它优点及特征将变得更明显。

附图说明

视为本发明的主题在说明书结束之后的权利要求书中特别指出并且清楚要求保护。从下面结合附图的详细描述，本发明前述的和其它的特征以及优点会明显，其中：

图1示出了根据本发明一个方面的包括转向系统的车辆；

图2示出了根据本发明一个方面的控制模块的扭矩转向减缓模块的实施例；

图3示出了根据本发明一个方面的扭矩转向减缓模块的基础增益模块；

图4示出了根据本发明一个方面的扭矩转向减缓模块的学习模块；

图5示出了根据本发明一个方面的指令生成模块。

具体实施方式

现在参考附图，将参考具体的实施例在不对本发明进行限制的情况下描述本发明，示出了包括转向系统12的车辆10的实施例。在各个实施例中，转向系统12包括联接到转向轴16的方向盘(handwheel)14。在所示的示例性实施例中，转向系统12是电动助力转向(EPS)系统，其进一步包括联接到转向系统12的转向轴16以及联接到车辆10的左连杆20和右连杆22的转向辅助单元18。应当注意，转向系统12也可以是齿条式辅助EPS(REPS)。转向辅助单元18包括，例如，齿条和齿轮式转向机构(未示出)，该齿条和齿轮式转向机构可以通过转向轴16联接到转向致动马达和传动装置。在操作期间，随着方向盘14由车辆驾驶者转动，转向辅助单元18的马达提供辅助以移动左连杆20和右连杆22，左连杆20和右连杆22又分别移动左和右转向节24、26。左转向节24联接到车辆10的左路面车轮28，右转向节26联接到车辆10的右路面车轮30。

如图1所示，车辆10还包括检测和测量转向系统12和/或车辆10的信号的各种传感器31-34。传感器基于所测量的信号生成传感器信号。在一个实施例中，扭矩传感器31设置用于感测置于方向盘14上的扭矩。在如所示出的示例性实施例中，扭矩传感器31置于方向盘14上，但是可以理解，扭矩传感器31也可以不总是置于方向盘14附近或其上。在一个实施例中，马达位置/速度传感器32感测马达位置和/或速度，而方向盘位置/速度传感器33感测方向盘位置和/或速度。另外，车辆10可以包括用以辅助测量车速的轮速传感器34。在图1所示的实施例中，单个轮速传感器34附接到车辆10的后轮附近。虽然在图1中示出了单个轮速传感器34，但是也可以包括多个轮速传感器。轮速传感器34可以位于变速箱上并且由车辆10的传动装置的输出齿轮驱动。

控制模块50基于传感器信号中的一个或多个且进一步基于本文所描述的实施例的转向控制系统及方法来控制转向系统12的操作。

在各个实施例中，控制模块50可以包括一个或多个子模块及数据存储。如此处所用的，术语模块和子模块是指特定用途集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的、或者群组的)和存储器、组合逻辑电路或者提供所述功能的其它适合的部件。能够意识到，图2中所示的模块可以进一步划分。

图2示出了图1的控制模块50的扭矩转向减缓模块60的实施例。在一个实施例中，扭矩转向减缓模块60包括基础增益模块62、学习模块64和指令生成模块66。如此处所用的，术语模块和子模块是指特定用途集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的、或者群组的)和存储器、组合逻辑电路或者提供所述功能的其它适合的部件。能够意识到，图2及后续附图所示的模块可以进一步划分。

如下面更详细描述的，基础增益模块可以从传动扭矩信号生成基础增益。另外，控制模块50的学习模块64可以从估计的齿轮扭矩和传动扭矩计算学习增益。学习增益和基础增益可通过指令生成模块66处理，以生成马达扭矩指令。

通过提供与由扭矩转向事件引起的力相反作用的力可以减缓准稳定状态的扭矩转向。扭矩转向减缓模块60可以确定扭矩转向力与驱动力之间的关系。驱动力可以是由驾驶者施加的以保持车辆在直的路径上行驶的力。驱动力可以包括t字架扭矩、马达扭矩指令和传动扭矩。t字架扭矩和马达扭矩指令可以用做齿轮处的扭矩的估计，从而不需要另外的扭矩传感器。在齿轮处的扭矩估计与传动扭矩之间可以存在线性关系。如下面更详细描述的，扭矩转向减缓模块60可以监测传动扭矩并且在超出阈值的传动扭矩水平处应用校正。

转到图3，更详细地描述了基础增益模块62。在一些实施例中，基础增益模块62可以包括滤波器68和可编程校正增益放大器70。在一些实施例中，基础增益模块62接收传动扭矩信号，并且滤波器68应用于该传动扭矩信号。滤波器68可以是一死区(deadband)滤波器，其选择性地消除落入第一阈值和第二阈值之间的传动扭矩值。滤波器68可以为落在阈值以外的传动扭矩值应用分级的恒定值(如，非零值)。另外，虽然如图3所示，传动扭矩信号由基础增益模块62接收，但是替代地发动机扭矩信号可以由滤波器68分析。

在图3所示的实施例中，由滤波器68输出过滤的传动扭矩。该过滤的传动扭矩发送到可编程校正增益放大器70，该可编程校正增益放大器70将过滤的传动扭矩乘以一增益值，该增益值取决于过滤的传动扭矩的大小。可编程校正增益放大器70还可以包括基于由学习模块64产生的学习增益值更新的存储器(未示出)。可编程校正增益放大器70生成输出到指令生成模块66的基础增益信号(图2)。

转到图4，将更详细地描述学习模块64。控制模块50(图1)的学习模块64可以从估计的齿轮扭矩和传动扭矩计算学习增益。车辆之间的变化和对现有车辆的改变可以改变车辆的扭矩转向特生。

此外，学习模块可以使得计算学习增益的学习算法成为可能。在一些实施例中，通过将方向盘扭矩与至少一个阈值相比较来使得学习算法成为可能。在车辆加速期间的方向盘扭矩的增加可以表示需要由学习模块提供的调节。

如果方向盘扭矩的大小大于给定的阈值，则可以使得学习成为可能，因为驾驶员可以主动使车辆转向以校正扭矩转向。可将估计的齿轮扭矩除以传动扭矩以确定学习增益。学习增益可以存储在学习模块64的存储器(未示出)内。由车辆事件提供的车辆信号可以使得能够将该学习增益传输到基础增益模块62(图3)的校正增益放大器71。车辆事件可以是，但不限于，点火钥匙循环、车辆的传动到驻车模式的换挡、车辆的动力循环、或其它任何类型的提供到车辆的或者在车辆内提供的更新请求。在一些实施例中，将传动扭矩乘以学习增益。

图5更详细地示出了指令生成模块66。指令生成模块66可以生成马达扭矩指令。在一些实施例中，指令生成模块66在第一放大器72处将基础增益与传动扭矩相乘以产生基础扭矩转向减缓指令。另外或者替代地，指令生成模块66在第二放大器74处基于传动扭矩和学习增益的乘积产生第二扭矩转向减缓指令。基础扭矩转向减缓指令和第二扭矩减缓指令可由指令生成模块66在求和块76处求和，以生成马达扭矩指令。该马达扭矩指令可用于控制动力转向系统的马达(图1)。

虽然只是结合有限数量的实施例详细描述了本发明，但是应当很容易理解，本发明并不限于这些公开的实施例。更确切地说，本发明可进行修改以包含前面没有描述过的任何数量的变型、改变、替换或者等同布置，但是其与本发明的精神及范围相当。另外，虽然已经描述了本发明的各个实施例，但是应当理解，本发明的方面可以只包括所述实施例中的一些。因此，本发明不应视为受先前描述所限。

Claims (15)

1.一种用于减缓扭矩转向的系统，该系统包括：

基于传动扭矩生成基础增益的基础增益生成模块；

基于该传动扭矩和估计的齿轮扭矩生成学习增益的学习模块；

从该学习增益、该传动扭矩和该基础增益生成马达扭矩指令的指令生成模块。

2.如权利要求1所述的系统，从t字架扭矩和马达扭矩指令计算估计的齿轮扭矩。

3.如权利要求1所述的系统，学习模块将方向盘扭矩和阈值相比较以确定是否将学习增益应用于基础增益。

4.如权利要求3所述的系统，学习增益存储在学习模块的存储器中，所述学习增益传输到基础增益生成模块的校正增益放大器。

5.如权利要求4所述的系统，车辆事件使得在学习模块的存储器中的学习增益更新成为可能。

6.如权利要求1所述的系统，指令生成模块至少部分地基于基础增益和传动扭矩的第一乘积生成马达扭矩模块。

7.如权利要求6所述的系统，指令生成模块进一步地至少部分地基于基础增益和学习增益的第二乘积生成马达扭矩指令。

8.如权利要求1所述的系统，马达扭矩指令是基础扭矩转向减缓指令和第二扭矩转向减缓指令的总和。

9.一种包括用于减缓扭矩转向的系统的车辆，该车辆包括：

基于传动扭矩生成基础增益的基础增益生成模块；

基于该传动扭矩和估计的齿轮扭矩生成学习增益的学习模块；

从该学习增益、该传动扭矩和该基础增益生成马达扭矩指令的指令生成模块。

10.如权利要求9所述的车辆，根据t字架扭矩和马达扭矩指令计算估计的齿轮扭矩。

11.如权利要求9所述的系统，学习模块将方向盘扭矩和阈值相比较以确定是否将学习增益应用于基础增益。

12.如权利要求11所述的系统，学习增益存储在学习模块的存储器内，学习增益传输到基础增益生成模块的校正增益放大器。

13.如权利要求12所述的系统，车辆事件使得在学习模块的存储器中的学习增益更新成为可能。

14.如权利要求9所述的系统，指令生成模块至少部分地基于基础增益和传动扭矩的第一乘积生成马达扭矩指令。

15.如权利要求13所述的系统，指令生成模块进一步地至少部分地基于基础增益和学习增益的第二乘积生成马达扭矩指令。