专利名称：用于控制转向反馈转矩的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制闭环控制系统中的动力转向系统的转向反馈转矩的方法。
背景技术：
通常地，转向转矩作为干扰而经受的变化可以通过车辆的转向机构和前悬架的恰当的几何设计而减小。然而已经证明在实际生活中很难实现这些车辆实现，因为成本和装配问题导致不能达到理想的几何尺寸。
通过使用高水平的动力支撑或者例如将驾驶员从要求的转向转矩的变化中隔离开的转向系统中各种类型的过滤、摩擦和减震的其它技术，还可以减少所经受的干扰的量。不幸地是，这样也将驾驶员从转向系统中的要求的反馈信号，例如自动对准转矩中的变化中隔离开，并，于转向反馈和转向感觉有负面影响。
此问题在具有强劲动力的发动机和宽的低断面轮胎的较小的前轮驱动轿车上最为明显。
制器的转向系统。_开环转向转矩控制器提供与由驾驶员使用转:轮而提供;转向转矩相重叠的输出。开环转向角控制器提供与由驾驶员^吏用转向轮而提供的转向角相重叠的l命出。
发明内容
本发明提供一种用于控制闭环控制系统中的动力转向系统的转向反馈转矩的方法，由此动力转向系统提供转向反馈转矩的实际值，由此转向反馈转矩的标称值由第一装置使用车辆动态相关的测量值或者估算值计算，由此转向反馈转矩的所述实际值和转向反馈转矩的所述标称值之间的差值被用作^是供控制器输出的控制器的输入，以及由此基于所述控制器输出，提供用于动力转向系统的输入，其
值之间的差值的方式影响所述转向反馈转矩。
4只要车辆中的一个电子控制器具有足够的能力不随转向和前悬架的几何尺寸变化，本发明允许在不向车辆增加^f可硬件的情况下消除和减緩转向转矩干扰。
图1表示包括动力转向系统和用于示例根据本发明的方法的控制器的闭环一空
制系统的框图2表示用于计算作为转向角o、t的函数的标称值TNOM的特性曲线；以及图3表示用于计算作为车辆i^t v的函数的因子g的特性曲线，其中所述车
速v用于计算标称值TN0M。
具体实施例方式
本发明涉及一种用于控制闭环控制系统中的动力转向系统的转向反馈转矩的方法。
图1表示包^^力力转向系统10的闭环控制系统的框图。动力转向系统10提供转向反馈转矩的实际值TAcr作为输出。
闭环控制系统还包括控制器11。控制器11的输入由动力转向系统IO提供的
转向反馈转矩的实际值TACT和由转向反馈转矩的标称值丁M)M确定。所述转向反
馈转矩的标称值Tnom由第一装置12使用作为输入的与车辆动态相关的测量值或者估算值计算。
第一装置12使用转向角、和/或车速、和/或车辆侧向加速度、和/或车辆横摆率、和/或动力传动系转矩、和/或这些车辆动态相关的至少一个测量值或者估算值的时间导数的测量值或者估算值计算所述转向反馈转矩的标称值TN0M。转向角的测量值或者估算值由所述动力转向系统10提供。车速、和/或车辆侧向加速度、和/或车辆横摆率的测量值或者估算值由车辆的稳定性控制系统提供。这样的车辆的稳定性控制系统通常叫做ESP系统或者ESC系统。动力传动系转矩可以
由动力传动系控制系统提供。
标称值lNOM可以使用基于物理的模型或者完全A验性的模型计算，其中所
述完全^^险性的模型可以^^HW可可用的车辆动态信息。
转向反馈转矩的标称值TNOM可以使用不同的公式和/或特性曲线计算。例如，转向反馈转矩的标称值TNOM可以使用图2中所示的特性曲线r自^/(0、.,)计算，其中dv,.是转向角，f是对称可调节函数。另外，转向反馈转矩的标称值丁>^可以由7^=/((^)*^)计算，其中/(①w)是图2中的特性曲线，并且 g(v)是图3中的基于车速V的特性曲线。
另外，转向反馈转矩的标称值Tnom可以使用以下公式计算
^v。M二t(C》w+C乂)，其中U,是车辆的纵向速度，U2是车辆的横向加速 度，U3是转"ft轮角度，U4是车辆的横摆率，Us是驱动车轮的(发动机)驱动转
矩，其中C人和C、是常数，并且其中&是变量u的一阶时间导数。
转向反馈转矩的标称值TNOM可以由所述第一装置12实时计算。
根据图1，由动力转向系统10提供的转向反馈转矩的实际值Tact和由所述
第一装置12提供的转向反馈转矩的标称值TNOM之间的差值作为控制器11的输 入使用，其中控制器11提供控制器输出C0UT。
基于控制器输出Cour,提供用于动力转向系统10的输入以便以转向反馈转
矩的所述实际值Tact和转向反馈转矩的所述标称值TNOM之间的差值被最小化的 方式影响所述转向Jl^t转矩。
优选地，基于所迷控制器输出Qxrr和基于由使用了车辆的相关动态测量值或 者估算值的第二装置13提供的输出0肌提供了用于影响所述转向反馈转矩的动 力转向系统10的所述输入。由所述第二装置13提供的所述输出DEST以^H尝可预
、由;述第二装置13提供:所述输出D二是使用转向角、和/或车速、和Z或车 辆侧向加速度、和/或车辆横摆率、和/或动力传动系转矩、和/或这些车辆动态相 关的测量值或者估算值的至少 一个的时间导数的测量值或者估算值得以计算的。 转向角的测量值或者估算值由所述动力转向系统10提供。
车速、和/或车辆侧向加速度、和/或车辆一黄摆率、和/或动力传动系转矩的测 量值或者估算值可以由车辆的稳定性控制系统(ESP系统或者ESC系统)4是供。
输出量Dest可以H^以下公式计算
D...,= + "。M 其中u,是车辆的纵向速度，U2是车辆的横向加速
度，U3是错^轮角度，U4是车辆的横摆率，115是驱动车轮的(发动机)驱动转
矩，其中K、和K、是常数，并且其中zi是变量u的一阶时间导数。
由第二装置13提供的输出Dest可以由所述第二装置l3实时计算。
输出DEST可以^Jfl基于物理的模型或者完全乱险性的模型计算，其中所述完
4Sl验性的才莫型可以^t^H^f可可用的车辆动态信息。
根据图1，控制器输出Cout和由第二装置13提供的输出DesT之间的差值作入^j^。
优选地，动力转向系统10设计为电子动力转向系统。然而，其也可以^J ]
液压动力转向系统或者具有同样功能的动力转向系统。
可以测量驾驶员经受的转向反馈转矩和动力转向系统;^口的动力助力转矩。 驾驶员经受的转向反馈转矩可以通过动力转向系统的传感器测得。由电子动力转 向系统施力口的动力助力转矩可以通过测量流经所述电子动力转向系统的动力辅助 电才几的电流的测量值而得到。另夕卜，可以在实时的勤出上计算理想/标称转向反馈
除此差别。前馈类型的控制可以在实时的勤出上用于^M尝可以预见的干扰以 支善 控制系统的响应。
本发明还提供了用于执行根据本发明的上面描述的方法的计算^I4呈序、包含 执行上面描述的根据本发明的方法的电子控制装置的电子控制动力转向系统、保 存执行上面描述的根据本发明的方法的计算才財呈序的数据介质以及包含具有^^亍 上面描述的才艮据本发明的方法的电子控制装置的电子控制动力转向系统的车辆。
权利要求
1、在闭环控制系统中用于控制动力转向系统(10)的转向反馈转矩的方法，由此所述动力转向系统(10)提供转向反馈转矩的实际值(TACT)，由此转向反馈转矩的标称值(TNOM)由第一装置(12)使用车辆动态相关的测量值或者估算值计算，由此所述转向反馈转矩的实际值(TACT)和所述转向反馈转矩的标称值(TNOM)之间的差值被用作控制器(11)的输入，所述控制器提供控制器输出(COUT)，以及由此基于以所述转向反馈转矩的实际值(TACT)和所述转向反馈转矩的标称值(TNOM)之间的差值被消除的方式影响所述转向反馈转矩的控制器输出(COUT)来提供用于所述动力转向系统(10)的输入。
2、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转向反馈转矩的标称值 (TNOM)由所述第一装置(12)使用转向角的测量值或者估算值计算。
3、 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述转向角的测量值或者估算 值由所述动力转向系统(10)提供。
4、 如前述权利要求1-3中任一项所述的方法，其特4球于，所述转向反馈转 矩的标称值(TN0M)由所述第一装置(12)使用如下的测量值或者估算值计算， 所述测量值或者估算值为车速、和/或车辆侧向加速度、和/或车辆横摆率、和/或动力传动系转矩的测量值或者估算值。
5、 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述车速、和/或车辆侧向力口速度、和/或车辆横摆率、和/或动力传动系转矩的测量值或者估算值由所述车辆的稳定性控制系统提供。
6、 如前述权利要求1-5中任一项所述的方法，其特4正在于，所述转向反々贵转矩的标称值(TN0M)是实时计算的。
7、 如前述权利要求1-6中任一项所述的方法，其特4正在于，用于影响所述转 向反馈转矩的动力转向系统(10)的所述输4于所述控制器输出(CouT)并基 于由第二装置(13)提供的输出(Dest)来被提供，其中所述由第二装置(13) 提供的输出(DEST)是由第二装置(13)使用车辆动态相关的测量值或者估算值 提供的，所述由第二装置(13)提供的输出(DEST)以4M尝可预见的所述转向反々贵转矩的干护L的方式影响所述转向^^贵转矩。
8、 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述由所述第二装置(n)提 供的所述输出(DEST)由第二装置(13)使用所述转向角的测量值或者估算值计算。
9、 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述转向角的测量值或者估算 值由所述动力转向系统(10)提供。
10、 如前述权利要求7-9中任一项所述的方法，其特征在于，由所述第二装 置(13)提供的所述输出(DEST)是由所述第二装置(13)使用如下的测量值或 者估算值来计算，所述测量值或者估算值为车速、和/或车辆侧向加速度、和/或 车辆横摆率、和/或动力传动系转矩的测量值或者估算值。
11、 如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述车速、和/或车辆侧向加 速度、和/或车辆横摆率、和/或动力传动系转矩的测量值或者估算值由车辆稳定 性控制系统提供。
12、 如前述权利要求7-11中任一项所述的方法，其特狃在于，由所述第二装 置(13)提供的所述输出(Dest)是实时计算的。
13、 用于#^亍如权利要求1-12中的任一项的方法的计算才財呈序。
14、 用于^f诸如权利要求13所述的计算才財呈序的数据介质。
15、 一种动力转向系统，该动力转向系统包括4似亍如权利要求1-12中任一项 的方法的电子控制装置。
16、 一种车辆，该车辆包括如权利要求15所述的电子控制动力转向系统。
全文摘要
本发明涉及一种用于控制闭环控制系统中的动力转向系统(10)的转向反馈转矩的方法，由此动力转向系统(10)提供转向反馈转矩的实际值(T<sub>ACT</sub>)，由此转向反馈转矩的标称值(T<sub>NOM</sub>)由第一装置(12)使用车辆动态相关的测量值或者估算值计算，其中所述转向反馈转矩的实际值(T<sub>ACT</sub>)和所述转向反馈转矩的标称值(T<sub>NOM</sub>)之间的差值被用作控制器(11)的输入，控制器提供控制器输出(C<sub>OUT</sub>)，以及由此基于以所述转向反馈转矩的实际值(T<sub>ACT</sub>)和所述转向反馈转矩的标称值(T<sub>NOM</sub>)之间的差值被消除的方式影响所述转向反馈转矩的控制器输出(C<sub>OUT</sub>)来提供用于所述动力转向系统(10)的输入。
文档编号B62D5/04GK101648574SQ20091013875
公开日2010年2月17日 申请日期2009年3月2日 优先权日2008年2月28日
发明者拉斯·赫斯曼, 维特·赫尔德 申请人:Gm全球科技运作股份有限公司