CN112298344B - 线控转向系统 - Google Patents

Abstract

一种线控转向系统包括变速器扭矩传感器、手轮位置传感器和控制器。变速器扭矩传感器被配置为测量并输出变速器扭矩信号。手轮位置传感器被配置为测量并输出手轮位置信号。控制器包括基于角度的负载计算子模块、扭矩转向比计算子模块和扭矩控制模块。基于角度的负载计算子模块被配置为将变速器扭矩信号和手轮位置信号转换为估计的第二负载值。扭矩转向比计算子模块被配置为将估计的第二负载值、指示包括扭矩转向影响的车轮负载的第一负载值和变速器扭矩信号转换为扭矩转向比。扭矩控制模块被配置为将第一负载值、手轮位置信号和扭矩转向比转换为手轮扭矩命令信号。

Description

线控转向系统

技术领域

本公开涉及线控转向系统，更具体地，涉及被配置为缓解扭矩转向的线控转向系统。

背景技术

对于电动助力转向(EPS)系统，在扭矩转向事件时可能发生不对称的齿条负载。如果驾驶员的手没有紧握手轮，则这种扭矩转向事件可能导致车辆意外转向。此外，如果驾驶员的手放在手轮上，则驾驶员可能感到意外力或拉扯。已知用于EPS系统的传统扭矩转向缓解软件使用Tbar扭矩来估计扭矩转向增益，然后根据扭矩转向增益估计马达扭矩叠加以进行缓解。不幸的是，这种扭矩叠加可能干扰EPS系统的车轮位置控制器。

因此，期望开发一种不会干扰其他EPS系统组件和/或过程的扭矩转向缓解过程。

发明内容

在本发明的一个实施例中，提供了一种线控转向系统。所述系统包括：变速器扭矩传感器，被配置为测量并输出变速器扭矩信号；手轮位置传感器，被配置为测量并输出手轮位置信号。包括至少一个控制器，所述至少一个控制器具有：基于角度的负载计算子模块，被配置为接收变速器扭矩信号和手轮位置信号并将其转换为估计的第二负载值；扭矩转向比计算子模块，被配置为接收估计的第二负载值、指示包括扭矩转向影响的车轮负载的第一负载值和变速器扭矩信号并将其转换为扭矩转向比。扭矩控制模块被配置为接收第一负载值、手轮位置信号和扭矩转向比并将其转换为手轮扭矩命令信号。

在本发明的另一实施例中，提供了一种缓解在线控转向系统中的扭矩转向的方法。所述方法包括：将指示受扭矩转向事件影响的车轮负载的第一负载值提供给至少一个处理器；所述至少一个处理器基于变速器扭矩信号和手轮位置信号估计第二负载值。所述方法还包括：计算指示第一负载值与估算的第二负载值之差的过量力值；至少根据变速器扭矩值和过量力值，计算用于扭矩转向缓解的扭矩转向比；将扭矩转向比应用于感觉子模块，所述感觉子模块由处理器执行并且被配置为至少部分地计算手轮扭矩命令信号。

根据结合附图的以下描述，这些和其他优点和特征将变得更加明显。

附图说明

在说明书的结尾处的权利要求中特别指出并明确要求保护被视为本发明的主题。通过以下结合附图的详细描述，本发明的前述和其他特征以及优点是明显的，其中：

图1是利用作为本公开的一个示例性实施例的线控转向系统的主车辆的示意图；

图2是线控转向系统的框图；

图3是线控转向系统的手轮控制单元的框图；

图4是线控转向系统的车轮控制单元的框图；

图5是线控转向系统的主控制器的框图；

图6是主控制器的示意图；

图7是主控制器的扭矩控制模块的示意图；

图8是主控制器的位置控制模块的示意图；

图9是主控制器的第二实施例的示意图；

图10是主控制器的扭矩转向模块的示意图；以及

图11是主控制器的扭矩控制模块的第二实施例的示意图。

具体实施方式

现在参照附图，其中将参照具体实施例描述本发明，但不限于此，主车辆20包括线控转向系统22的实施，用于转向车辆20的手轮24，左右拉杆30A、30B，左右转向节32A、32B，左右车轮34A、34B，推进装置40(例如，内燃机、电动马达等)，以及耦接到推进装置40的变速器42。车轮34A、34B适于沿期望的方向操纵车辆20，并且耦接到相应的转向节32A、32B。转向节32A、32B耦接到相应的拉杆30A、30B。在一个实施例中，拉杆32A、32B经由线控转向系统22电连接到手轮24。

在一个实施例中，线控转向系统22包括耦接到手轮24的手轮控制单元26、耦接到相应的拉杆30A、30B和/或相应的车轮34A、34B的车轮控制单元28A、28B以及被配置为对控制单元26、28A、28B进行控制的主控制器36。在一个示例中，控制单元26、28A、28B通常是具有一定程度的计算机处理能力的“智能致动器”。

手轮控制单元

参照图1、图2和图3，并且在一个实施例中，手轮控制单元26可以包括手轮控制器48、手轮动力学装置50、手轮扭矩传感器52和手轮位置传感器54。在一个示例中，手轮控制单元26是使用手轮扭矩作为反馈信号的闭环控制系统。更具体地，手轮控制单元26的手轮控制器48被配置为从主控制器36接收手轮扭矩命令信号(参见箭头56)。手轮控制器48将手轮扭矩命令信号56与从手轮控制单元26的手轮扭矩传感器52接收的反馈扭矩信号58进行比较。例如，一种比较方法是简单地从一个信号中减去另一信号。结果为零表示通过手轮动力学装置50向手轮24施加了期望的扭矩。完成该比较后，手轮控制器48利用该比较生成并输出符合来自主控制器36的手轮扭矩命令信号56所需的反作用扭矩命令信号60到手轮控制单元26的手轮动力学装置50。

手轮扭矩传感器52所生成的反馈扭矩信号58指示车辆操作者(即，驾驶员)所施加的扭矩。在一个实施例中，转向柱(未示出)可以包括本领域技术人员已知的扭矩杆(即，Tbar)，并且扭矩传感器52是Tbar的组成部分，用于测量车辆操作者经由手轮24施加的扭矩。在该实施例中，手轮扭矩可以被称为Tbar扭矩。

手轮动力学装置50包括用于向车辆操作者提供反作用扭矩的必要元件。反作用扭矩通常是车辆操作者感受到的作为对手轮24的旋转的阻力的扭矩。这在操作车辆20时为车辆操作者提供了模拟的路感。在一个实施例中，手轮动力学装置50包括或者是耦接到转向柱(未示出)或手轮24的电动马达。反作用扭矩通过电动马达施加到车辆操作者。优选的反作用扭矩马达是具有减小的扭矩脉动的马达，诸如在2002年12月24日发布的标题为“无扭矩脉动电动助力转向装置(Torque Ripple Free Electric Power Steering)”的共同转让的美国专利6,498,451中详细描述的马达，该专利通过全文引用将其并入本文。利用无扭矩脉动马达，如果系统在电流模式相对于电压模式下采用马达控制，则系统22可以不必是扭矩的闭环系统。在另一实施例中，手轮动力学装置50的电动马达可以不是无扭矩脉动马达。更具体地，尽管不是必需的，但可以期望系统22的反作用扭矩马达的电流控制以使阻尼最小化。

在手轮控制单元26的操作期间，手轮位置传感器54检测手轮24的位置和运动并且将手轮位置信号(参见箭头62)发送到主控制器36。

车轮控制单元

参照图1、图2和图4，车轮控制单元28A、28B(即，类似于手轮控制单元26)可以是闭环控制系统，其使用车轮位置作为反馈信号。在本示例中，对于每个可转向车轮(例如，车轮34A、34B)存在一个车轮控制单元。每个车轮控制单元28A、28B均包括车轮控制器64，车轮动力学装置66，能够生成指示车轮位置的信号的位置传感器68，以及负载传感器70(例如，拉杆传感器，或者其他适于测量由于车辆操纵导致的车轮负载的传感器)。尽管在图4中仅示出一个车轮控制单元28A，但应理解的是，作为车轮控制单元28A的一部分描述的相同组件存在于车轮控制单元28B中，并且与对应的拉杆30B、转向节32B和车轮34B关联。应想到并理解的是，车轮控制单元28A、28B可以利用或可以另外地取决于附加的传感器和功能。

在一个实施例中，车轮控制单元28A的车轮动力学装置66包括方向定位机构72和电动马达74(参见图4)。定位机构72耦接到拉杆30A，用于定位车轮34A。电动马达74耦接到定位机构72，并驱动定位机构72。只要将足够的稳定性裕度设计到系统中(即，基于频率的补偿器)，马达74可以以电流或电压模式操作。

车轮控制单元28A的车轮控制器64被配置为从主控制器36接收车轮命令信号(参见图2和图4的箭头76A)，并且将车轮命令信号76A与来自位置传感器68的车轮位置信号(参见箭头78)进行比较。基于这种比较，车轮控制单元28A的车轮控制器64将车轮位置命令信号或值(参见箭头80)输出到车轮动力学装置66，以利用定位机构72和电动马达74影响车轮34A的位置位移。比较结果为零表示实现了车轮34A的期望的转向方向。

类似地，车轮控制单元28B的车轮控制器64被配置为从主控制器36接收车轮命令信号(参见图2中的箭头76B)，并且将车轮命令信号76B与来自车轮控制单元28B的位置传感器68的车轮位置信号(参见箭头78)进行比较。基于这种比较，车轮控制单元28B的车轮控制器64将车轮位置命令信号80输出到车轮动力学装置66，以利用定位机构72和电动马达74影响车轮34B的位置位移。比较结果为零表示实现了车轮34B的期望的转向方向。

在一个示例中，车轮控制单元28A、28B的车轮控制器64包括线性校正模块81，所述线性校正模块被配置为将车轮命令信号76A、76B转换为作为相应的左右车轮34A、34B的线性行驶值的车轮位置命令信号80。线性校正模块81使用主车辆20的给定转向几何来计算线性位置，以便获得期望的旋转位置。应想到的是，这些计算可以编译到查找表83等中，以优化控制器性能。类似于主控制器36，车轮控制器64可以包括处理器和电子存储介质(未示出)，其中查找表83存储在存储介质中。替代地，查找表83可以存储在主控制器36的存储介质86中。

在一个实施例中，通过测量每个单元28A和28B的电动马达速度(或扭矩)，然后使用主控制器中存储的表，来估计转向负载(即，齿条处的负载或拉杆的负载)。在另一实施例中，车轮控制单元28A的负载传感器70适于检测并测量施加在拉杆30A上的力，并且将测量负载值或表示测量负载的信号(参见图4中的82A)输出到主控制器36。如前所述，车轮控制单元28B与车轮34B关联，因此包括适于发送指示施加在拉杆30B(还参见图1和图2)上的力的测量负载值82B的负载传感器70。

基于频率的补偿器

在一个实施例中，手轮控制单元26的手轮控制器48和车轮控制单元28A、28B可以均是本地回路系统，因而均包括基于频率的补偿器89(参见图3)，所述基于频率的补偿器89被配置为保持相应的手轮动力学装置50和车轮动力学装置66的稳定性。在一个示例中，基于频率的补偿器89用于以足够的增益提供线控转向系统22的稳定性，以将带宽保持在十赫兹(10Hz)的区域中。如果手轮控制单元26和车轮控制单元28A、28B中的任一个具有低带宽，则系统22的整体稳定性降低，并且需要更高水平的补偿。

主控制器

参照图5和图6，主控制器36包括至少一个处理器84(例如，微处理器)、至少一个电子存储介质86、位置控制模块88、扭矩控制模块90、扭矩求和模块92和扭矩转向模块94。在一个实施例中，模块88、90、92、94是或包括存储在存储介质86中并由处理器84执行的计算机指令。处理器84被配置为从手轮扭矩传感器52接收反馈扭矩信号58，从手轮位置传感器54接收手轮位置信号62，从相应的车轮控制单元28A、28B的相应的负载传感器70接收两个测量负载值82A、82B，从传感器97(参见图1和图2)接收车辆速度信号(参见图2中的箭头95)，并且从传感器98(参见图1和图2)接收扭矩信号(参见图2中的箭头96)，所述扭矩信号指示相对于变速器42的传输扭矩或发动机输出和变速比、加速器踏板位置、驱动轴扭矩或所有这些或等同物的一些组合。

在线控转向系统22的操作中，来自相应的左右车轮控制单元28A、28B的两个测量负载值82A、82B被主控制器36接收，并且被扭矩求和模块92合并以生成合成负载值100。每个拉杆的测量负载值82A、82B均与一个适当的符号关联，以模拟或标识在两个拉杆都被连接的情况下(如在传统的基于齿条的转向系统中)将观察到的力。例如，在车辆转向操纵中，一个车轮向内朝向车辆20转向，而另一个车轮向外远离车辆20转向。在这种状态下，各拉杆上的负载是相反的，一个处于压缩状态，另一个处于拉伸状态。因此，为了适当地确定合成负载值100，将测量负载值82A、82B的大小及其符号一起求和。然后，将合成负载值100发送到扭矩控制模块90。尽管公开为简单求和形式，但拉杆测量的负载信号合并可以是更加复杂的，并且可包括其他附加传感器和/或参数。

扭矩求和模块92发送合成负载值100，并且将其发送到主控制器36的扭矩控制模块90。扭矩控制模块90执行若干个过程以生成手轮扭矩命令信号56。所述过程利用以下作为输入：合成负载值100、车辆速度95、反馈扭矩信号58和手轮位置信号62，以生成手轮扭矩命令信号56作为输出。即，所述过程将值100以及信号95、58和62转换为扭矩命令信号56。

主动阻尼过程

参照图7，通常通过扭矩控制模块90执行的一个过程是主动阻尼过程(标识为主动阻尼子模块102)。主动阻尼子模块102将车辆速度信号95、反馈扭矩信号58和手轮位置信号62转换为期望的阻尼命令，将所述阻尼命令与合成负载值100进行比较以生成阻尼扭矩命令值104。主动阻尼子模块102提供了根据车辆操作参数动态地控制线控转向系统22的阻尼的机会。在一个实施例中，主动阻尼子模块102随着增大的车辆速度28、由手轮扭矩传感器检测到的减小的手轮扭矩以及手轮位置的增大的变化率而生成增大的期望的阻尼命令值。然后，将阻尼扭矩命令值104发送到扭矩控制模块90的补偿子模块106。

补偿子模块106包括基于频率的滤波来操纵阻尼扭矩命令值104的频谱内容，以确保线控转向系统回路稳定性。此外，补偿子模块106被配置为在手轮控制单元26或车轮控制单元28A、28B内的控制回路的带宽减小的情况下维持系统稳定性。另外，补偿子模块106被配置为操纵阻尼扭矩命令值104以修改感测到的对车辆操作者的道路反馈的频谱内容。补偿子模块106将补偿扭矩命令值108输出到扭矩控制模块90的感觉子模块110。

感觉过程

感觉过程(即，示为图7中的感觉子模块110)可以包括用于生成手轮扭矩命令信号56的辅助子模块114和返回子模块116。辅助子模块114根据车辆速度生成辅助扭矩命令值118。在一个实施例中，辅助子模块114将补偿扭矩命令值108(即，由合成负载值100触发)索引到一组扭矩查找表(一个或更多个)120(参见图5和图7)中，由此生成辅助扭矩命令值118。

当使用多于一个扭矩查找表120时，优选地，基于取决于车辆速度信号95的比例来混合输出。例如，可以使用两个查找表，一个用于低速度，一个用于高速速度。随着车辆速度信号95的增加，用于高速速度的查找表在混合中相对于用于低速度的查找表变得越来越占主导地位。

通常，可期望子模块114根据车辆速度增加而提供增大的辅助扭矩。诸如电动助力转向系统的常规系统使用减小转向辅助力的方法，以允许驾驶员感觉到更多的轮胎或转向负载。然而，在线控转向系统中，不存在与车辆车轮34A、34B的直接机械连接。因此，实际上应增加对驾驶员的命令扭矩，以促使驾驶员感觉到更多的轮胎或转向负载。

感觉子模块(转向感觉)110的返回子模块116基于当前手轮位置信号62和车辆速度信号95生成向中心扭矩命令值的返回122，以在特定操作条件下驱动手轮和线控转向系统22到空挡或居中。类似于辅助子模块114，返回子模块116采用查找表124(参见图5和图7)，在这种情况下，查找表124由转向轮位置信号62索引。在一个实施例中，返回子模块116将手轮位置信号62索引到一组扭矩查找表124(一个或更多个)中，从而生成向中心扭矩命令值的返回122。当使用多于一个查找表124时，优选地，基于取决于车辆速度信号95的比例来混合输出。例如，可以使用两个查找表124，一个用于低速度，一个用于高速速度。随着车辆速度信号95的增加，用于高速速度的查找表124在混合中相对于用于低速度的查找表变得越来越占主导地位。通常，可期望返回子模块116根据车辆速度增加而提供增大的返回扭矩。感觉子模块110的最终处理是将辅助扭矩命令值118和向中心扭矩命令值的返回122进行合并，从而生成手轮扭矩命令信号56。在一个示例中，该合并经由感觉子模块110的求和子模块126来实现。

应理解的是，尽管所公开的实施例在实现中涉及利用查找表120、124的配置，但是各种替代将是显而易见的。例如，除了查找表之外(或代替查找表)，上述子模块144、124或过程可以采用直接算法、增益或参数调度或各种其他方法，这可以促进期望功能的执行。

位置控制模块

参照图8，主控制器36的位置控制模块88具有若干个子组件或过程，其用于计算左右车轮命令信号76A、76B。例如，位置控制模块88包括可变转向比子模块128、车轮命令子模块130和校正子模块132(例如，阿克曼校正子模块)、左车轮开关134和右车轮开关136。可变转向比子模块128接收手轮位置信号62和车辆速度信号95。然后，信号62、95用作数据点并且在使用三维查找表138时应用，所述三维查找表可以被存储在主控制器36的存储介质86(参见图5和图8)中。将信号62、95应用到查找表138生成可变转向比值或信号(参见图8中的箭头140)，然后将所述可变转向比值或信号发送到车轮命令子模块130。

位置控制模块88的车轮命令子模块130被配置为提供θ校正，所述θ校正对所命令的车轮位置进行校正，以正确地反应手轮24的实际位置。这对于手轮控制单元26的手轮动力学装置50(例如，反作用扭矩马达)响应于车轮34A、34B的运动而运动以向驾驶员提供反作用扭矩的情况是希望的。然而，驾驶员不必允许手轮24转动，尽管他/她感觉到反作用扭矩。反馈扭矩信号58在上述状况下提供有效的相对位置测量。车轮命令模块130使用该相对位置测量来解释马达与车轮之间的差异并相应地补偿手轮位置信号62。车轮运动而手轮不运动的效果是不希望的，因此提供了θ校正，并且生成经θ校正的车轮命令值或信号(参见箭头142)，并将所述经θ校正的车轮命令值或信号发送到校正子模块132。

位置控制模块88的校正子模块132被配置为调节车轮角度以校正转向几何中的误差。这种校正使得每个车轮能够以沿其自然滚动路径经过弯道的方式转向。尽管校正子模块132是可选的，但期望具有校正子模块，这是因为，在正常转弯条件下，内轮沿着比外轮小的半径行进以便车辆沿共同的转弯中心行进，因此内轮需要以更大的角度转向。

在一个实施例中，校正子模块132将经θ校正的车轮命令值142转换为细化的或阿克曼校正的命令值144。然后，将阿克曼校正的命令值144发送到左右车轮开关134、136。左右车轮开关134、136均被配置为响应于表示经θ校正的车轮命令值144的符号的符号值146，选择阿克曼校正命令值144或经θ校正的车轮命令值142，以确定相应的左右车轮命令信号76A、76B。以这种方式，针对特定的车辆转弯操纵，对适当的车轮应用阿克曼校正。然后，将左右车轮命令信号76A、76B发送到相应的车轮控制单元28A、28B(参见图2)。在其他实施例中，系统22可以被设计用于具有一个转向轮或者三个或更多个转向轮的车辆。另外，系统22可以仅包括一个车轮控制单元，该车轮控制单元适于机械地致动连接到两个车轮的齿条齿轮设备。

左右车轮命令信号76A、76B表示期望的车轮角度。为了有效地应用该信息，经由表示线性值的车轮位置命令信号80(参见图4)，各个车轮控制单元28A、28B的车轮动力学装置66使用该信息。因此，相应的车轮控制单元28A、28B的车轮控制器64可以包含附加功能。例如，所述功能可以在车轮控制单元28A、28B的车轮控制器64与主控制器36的位置控制模块88之间共享。

扭矩转向

在加速期间，车轮控制单元28A、28B的车轮动力学装置66之间的不对称负载(即，不对称齿条负载)导致“扭矩转向”。扭矩转向可能在驾驶员的手离开手轮24时导致或有助于非故意的转向，和/或在驾驶员的手在手轮24上时导致或有助于不希望的力(即，拉力)。扭矩转向缓解软件使用手轮扭矩传感器52所测量的Tbar扭矩(即，手轮扭矩)来估计扭矩转向增益，其与以齿条力(即，车轮动力学装置66上的力)出现的变速器扭矩成比例。在估计扭矩转向增益之后，根据用于扭矩转向缓解的扭矩转向增益计算马达扭矩叠加。即，马达扭矩叠加是来自手轮动力学装置50(例如，电动马达)以补偿扭矩转向所需的附加马达扭矩。本发明限制或防止扭矩叠加干扰车轮控制器64。

参照图9，示出了用于线控转向系统的主控制器的第二实施例，其中，除了增加了后缀之外，与第一实施例同样的元件具有同样的识别标记。主控制器36’包括扭矩转向模块150。与第一实施例的主控制器36不同，控制器36’的扭矩控制模块90’可以不接收指示例如转向齿条负载的测量负载信号。相反，扭矩控制模块90’从电动助力转向(EPS)观察器模块154接受估计的第一负载值152，所述EPS观察器模块可以是主控制器36’或远程车轮控制单元的控制器的一部分。除了估计的负载值不是由扭矩传感器测量的之外，估计的第一负载值152类似于测量负载值82A、82B。

EPS观察器模块154被配置为使用车轮动力学装置66的电动马达74的马达电流(参见箭头156)和马达速度(参见箭头158)，来计算并输出估计的第一负载值152(例如，齿条力估计)。估计的第一负载值152包括来自扭矩转向和其他事件的过量齿条或拉杆力。

参照图10，在与图9相同的实施例中，扭矩转向模块150包括基于角度的负载计算子模块160，以及扭矩转向比计算子模块162。基于角度的负载计算子模块160被配置为从位置传感器54接收手轮位置信号62’，并且从扭矩传感器98接收扭矩信号96’。基于角度的负载计算子模块160根据信号62’、96’计算并输出估计的第二负载值(参见箭头164)。

扭矩转向比计算子模块162被配置为接收并比较估计的第一和第二负载值152、164(即，减去)，以计算过量力信号或值(参见箭头166)。然后，过量力值166通过扭矩转向比计算子模块162的高通滤波器168，以分离任何瞬态分量。然后，扭矩转向比计算子模块162的扭矩转向比计算器172接收所得的滤波后的过量力信号或值(参见箭头170)。扭矩转向比计算器172还接收扭矩信号96’(例如，变速器扭矩信号)，并且被配置为将滤波后的过量力值166与扭矩信号96’进行带余除法，以计算并输出扭矩转向比(参见箭头174)。

扭矩转向比174可以应用于或以其他方式影响扭矩命令信号60，以修改扭矩基准(即，驾驶员感受到的扭矩或力)。在一个示例中并且参照图11，扭矩转向比174被输入到主动阻尼子模块102’和感觉子模块110’，以最终细化手轮扭矩命令信号56’，因此缓解扭矩转向的影响。还想到并理解的是，扭矩转向比174可以应用于影响手轮扭矩命令信号56’的其他手轮扭矩参考功能，以用于缓解扭矩转向的影响。

本公开的益处和优点包括一种装备成缓解瞬态扭矩转向状况的系统。此外，所述系统涉及用于缓解扭矩转向的具有或不具有齿条的线控转向系统。所述系统包括手轮控制单元，所述手轮控制单元被配置为在转向轮上生成反作用扭矩，以向驾驶员提供预期的“转向感”，同时缓解扭矩转向的不良影响。在本发明中，如果应用了齿条，则系统可以仅具有一个车轮控制单元，车轮控制单元具有用以接收信号以使车辆转向的马达。在第二实施例中，没有齿条，因此每个车轮具有专用的车轮控制单元。手轮控制单元和车轮控制单元均是闭环系统。另外，本公开可以应用于用于测量或估计小齿轮上的负载值的系统。

所公开的发明可以以计算机实现的过程和用于实践那些过程的设备的形式来体现。本发明还可以以计算机程序代码的形式来体现，所述计算机程序代码包含在诸如CD-ROM、硬盘驱动器或任何其他计算机可读存储介质的有形介质中，使得当计算机程序代码被加载到其中并通过计算机(即，处理器)执行时，计算机成为用于实施本发明的设备。存储介质可以是非暂时性的，并且当在通用处理器(例如，微处理器)上实现计算机程序代码时，计算机程序代码或其段将处理器配置为创建特定的逻辑电路。

本文使用的术语(诸如组件、应用程序、模块、子模块、系统等)旨在指代与计算机相关的实体，可以是硬件、硬件与软件的组合或软件执行。举例来说，应用程序或模块可以是但不限于在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行线程、程序和/或计算机。服务器上运行的应用程序或模块以及服务器可以是组件。一个或更多个应用程序可以驻留在执行的进程和/或线程中，并且一个应用程序或模块可以位于一台计算机上和/或分布在两个或更多个计算机之间。

虽然仅结合有限数量的实施例详细描述了本发明，但应容易理解的是，本发明不限于这些公开的实施例。相反，可以对本发明进行修改以并入迄今未描述但与本发明的精神和范围相称的任何数量的变化、变更、替换或等同布置。另外，尽管已经描述了本发明的各种实施例，但应理解的是，本发明的方案可以仅包括所描述的实施例中的一些。因此，本发明不应被视为由前述描述限制。

Claims (19)

1.一种线控转向系统，包括：

变速器扭矩传感器，被配置为测量并输出变速器扭矩信号；

手轮位置传感器，被配置为测量并输出手轮位置信号；以及

至少一个控制器，包括：

基于角度的负载计算子模块，被配置为接收所述变速器扭矩信号和所述手轮位置信号，并将所述变速器扭矩信号和所述手轮位置信号转换为估计的第二负载值，

扭矩转向比计算子模块，被配置为接收所估计的所述第二负载值、指示包括扭矩转向影响的车轮负载的第一负载值和所述变速器扭矩信号，并将所估计的所述第二负载值、所述第一负载值和所述变速器扭矩信号转换为扭矩转向比，以及

扭矩控制模块，被配置为接收所述第一负载值、所述手轮位置信号和所述扭矩转向比，并将所述第一负载值、所述手轮位置信号和所述扭矩转向比转换为手轮扭矩命令信号。

2.根据权利要求1所述的线控转向系统，还包括：

手轮控制单元，被配置为接收所述手轮扭矩命令信号以产生手轮反作用。

3.根据权利要求2所述的线控转向系统，其中，所述手轮控制单元是闭环，并且包括手轮扭矩传感器、手轮控制器和手轮动力学装置，所述手轮控制器被配置为接收所述手轮扭矩命令信号，将所述手轮扭矩命令信号与由所述手轮扭矩传感器测量的扭矩信号进行比较，并且将反作用扭矩命令信号输出到所述手轮动力学装置。

4.根据权利要求1所述的线控转向系统，还包括：

至少一个负载传感器，所述第一负载值由所述至少一个负载传感器测量。

5.根据权利要求4所述的线控转向系统，其中，所述至少一个负载传感器包括两个拉杆负载传感器。

6.根据权利要求1所述的线控转向系统，还包括：

车轮方向定位机构；以及

电动马达，适于驱动所述车轮方向定位机构，并且所述至少一个控制器包括：电动助力转向观察器模块，被配置为根据与所述电动马达相关联的马达电流和马达速度来估计所述第一负载值。

7.根据权利要求6所述的线控转向系统，其中，所述扭矩转向比计算子模块被配置为确定所述第一负载值与所估计的所述第二负载值之差，其被表示为过量力值。

8.根据权利要求7所述的线控转向系统，其中，所述扭矩转向比计算子模块包括：高通滤波器，被配置为接收所述过量力值以隔离瞬态分量并且输出滤波后的过量力值。

9.根据权利要求8所述的线控转向系统，其中，所述扭矩转向比计算子模块包括：扭矩转向比计算器，被配置为接收所述滤波后的过量力值和所述变速器扭矩信号，并将所述滤波后的过量力值和所述变速器扭矩信号转换为所述扭矩转向比。

10.根据权利要求1所述的线控转向系统，其中，所述扭矩控制模块包括：感觉子模块，被配置为应用所述扭矩转向比；以及主动阻尼子模块，被配置为应用所述扭矩转向比。

11.根据权利要求1所述的线控转向系统，其中，所述扭矩控制模块包括：感觉子模块，被配置为接收车辆速度信号、所述手轮位置信号、所述扭矩转向比和至少直接与所述第一负载值关联的值，并将所述车辆速度信号、所述手轮位置信号、所述扭矩转向比和至少直接与所述第一负载值关联的值转换为所述手轮扭矩命令信号。

12.一种用于缓解线控转向系统中的扭矩转向的方法，包括：

将第一负载值提供给至少一个处理器，所述第一负载值指示受扭矩转向事件影响的车轮负载；

所述至少一个处理器基于变速器扭矩信号和手轮位置信号估计第二负载值；

计算指示所述第一负载值与所估计的所述第二负载值之差的过量力值；

至少根据变速器扭矩值和所述过量力值，计算用于扭矩转向缓解的扭矩转向比；以及

将所述扭矩转向比应用于处理器可执行的并且被配置为至少部分地计算手轮扭矩命令信号的感觉子模块。

13.根据权利要求12所述的缓解线控转向系统中的扭矩转向的方法，还包括：

将所述扭矩转向比应用于处理器可执行的并且被配置为部分地计算所述手轮扭矩命令信号的主动阻尼子模块。

14.根据权利要求12所述的缓解线控转向系统中的扭矩转向的方法，还包括：

将所述扭矩命令信号发送到手轮控制单元，所述手轮控制单元适于基于所述扭矩命令信号对手轮施加反作用力。

15.根据权利要求12所述的缓解线控转向系统中的扭矩转向的方法，其中，所述第一负载值是估计的，并且是车轮动力学装置的电动马达的马达电流和马达速度的函数。

16.根据权利要求12所述的缓解线控转向系统中的扭矩转向的方法，其中，通过至少一个车轮控制单元的至少一个负载传感器来测量所述第一负载值。

17.根据权利要求16所述的缓解线控转向系统中的扭矩转向的方法，其中，所述至少一个负载传感器是至少一个拉杆负载传感器。

18.根据权利要求12所述的缓解线控转向系统中的扭矩转向的方法，其中，计算所述扭矩转向比包括将所述过量力值与所述变速器扭矩值进行带余除法。

19.根据权利要求12所述的缓解线控转向系统中的扭矩转向的方法，还包括：

通过高通滤波器对所述过量力值进行滤波以生成滤波后的过量力值，其中，将所述滤波后的过量力值除以所述变速器扭矩值以计算所述扭矩转向比。

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