[發明專利]用于估算車輛的方向盤轉矩的方法

有效

• 申請號: 201811054868.4
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109911000B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 成宇濟;李鐘昊;曹承范
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社;起亞自動車株式會社
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 陳鵬;李靜

一種用于操作機動車輛的方法，包括：基于駕駛員與作為電動助力轉向系統的一部分的方向盤的相互作用來感測出感測轉矩，感測轉矩是使用轉矩傳感器所感測的；使用基于電動助力轉向系統的轉向系統模型的狀態變量來計算駕駛員方向盤轉矩；以及通過控制器控制從轉向系統模型計算出的駕駛員方向盤轉矩與由轉矩傳感器所感測到的感測轉矩之間的差異收斂至零。

技術領域

本發明涉及一種用于估算車輛的方向盤轉矩的方法。

背景技術

電動助力轉向系統(例如，馬達驅動助力轉向或者MDPS系統)是一種用于基于行駛速度來改變轉向力的車輛速度敏感型助力轉向設備。在該系統中，電動助力轉向模塊的ECU通過基于車輛速度控制轉向角和馬達的操作來給駕駛員提供最佳轉向感覺。

作為電動助力轉向系統的示例的MDPS系統被分類為柱式(其中，馬達被安裝在轉向柱上)和齒條式(其中，馬達被安裝在連接至轉向軸的齒桿上)。

電動助力轉向系統基于轉矩傳感器(其用于感測耦接至轉向柱的扭力桿的轉矩)的轉矩感測值來計算駕駛員轉動方向盤的意圖(駕駛員轉矩)。

例如，如在圖1中示出的，扭力桿20耦接至連接至方向盤10的轉向軸12，并且轉矩傳感器22被安裝在扭力桿20的上端和下端。在這種配置中，轉矩傳感器22感測扭力桿20的轉矩以及用作駕駛員方向盤轉矩(其是由駕駛員施加以轉動方向盤的轉矩)的轉矩。

然而，當駕駛員實際上轉動方向盤時，轉矩傳感器的基于機構的非線性特性的轉矩感測值和駕駛員方向盤轉矩(駕駛員的轉向的意圖)可能根據轉矩傳感器在電動助力轉向系統中的位置而不同。因此，當基于來自轉矩傳感器的轉矩感測信號來控制電動助力轉向系統時，難以準確地估算駕駛員方向盤轉矩(駕駛員的轉向的意圖)。因此，轉矩傳感器的轉矩感測值不得已而被看作是駕駛員方向盤轉矩并且用于控制電動助力轉向系統的各個部件。

發明內容

本發明涉及一種用于估算車輛的方向盤轉矩的方法。具體實施例涉及一種能夠準確地估算由操作方向盤的駕駛員施加的轉矩以便提高電動助力轉向系統的反饋控制的精確度的用于估算車輛的方向盤轉矩的方法。

如果能夠準確地知曉作為由駕駛員實際上施加以轉動方向盤的轉矩的駕駛員方向盤轉矩，則能夠通過電動助力轉向(MDPS)系統的各種控制邏輯來更加準確地且直觀地補償駕駛員方向盤轉矩，并且因此能夠控制電動助力轉向(MDPS)系統的性能。

本發明的實施例可以解決問題并且提供一種用于估算車輛的方向盤轉矩的方法，該方法能夠通過精確地輔助電動助力轉向系統來提高使車輛轉向的性能，這通過基于電動助力轉向系統的動態特性和駕駛員模型通過電動助力轉向系統的行為來準確地估算鑒于駕駛員的方向盤轉矩(駕駛員的轉向意圖)，使得可以將方向盤轉矩反映至電動助力轉向系統的反饋控制邏輯。

例如，一種用于估算車輛的方向盤轉矩的方法包括：為用于設計電動助力轉向系統的轉向系統建模；構建用于使用轉向系統建模中的狀態變量來計算駕駛員方向盤轉矩的轉向系統模型；以及通過控制器控制從轉向系統模型計算出的駕駛員方向盤轉矩與由轉矩傳感器所感測到的轉矩之間的差異收斂至零。

本發明的實施例可以提供以下效果。

首先，能夠通過準確地估算鑒于駕駛員的方向盤轉矩(駕駛員的轉向意圖)來精確地輔助電動助力轉向系統，使得可以將方向盤轉矩反映至電動助力轉向系統的反饋控制邏輯。

也就是說，通過以用于直接操作方向盤的駕駛員作用力(而不是由轉矩傳感器所感測到的轉矩)來代替作為駕駛員反饋信號的駕駛員轉矩，能夠提高電動助力轉向系統的反饋控制的控制精確度，并且因此能夠更加精確地輔助轉向力。

其次，當通過轉矩傳感器來感測轉矩時，即使駕駛員將手從方向盤上移開，由于轉向柱組件的重量和慣性，也可能存在失真，但該失真可以通過本發明的駕駛員方向盤轉矩估算器來補償。