专利名称：用于电力转向的阻尼方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于控制转向系统的方法和系统，且更具体涉及用于确定阻尼并且基于该阻尼控制转向系统的方法和系统。
背景技术：
在液压助力转向系统中，泵向开中心阀组件提供恒定流量(Qs)，该开中心阀组件基于施加到该阀的传动转矩控制对该系统的辅助压カ的水平。该辅助通过ー对缸管路传送到液缸。这横跨附连到齿条的活塞产生差压(PH-PL)，以在系杆处产生力(F)来使车辆转向。在静止状况下，供给流量(Qs)将通过阀组件横跨该阀的计量边缘分流，以达到均衡，如图IA中所示。然而，当齿条移动时，在缸管路中需要流量(QJ，来调节该缸中的体积变化，如图IB中所示。这进而减小了横跨该阀中的计量边缘的流量，这改变了该系统中产生的辅助量。这具有在液压系统中提供阻尼的效果。因此，期望的是提供一种用于电カ转向系统的控制方法和系统，其以与液压系统相似的方式提供和/或模拟阻尼。
发明内容
根据结合附图所进行的下列说明，这些以及其它优点和特征将变得更显然。在一个实施例中，提供了一种用于控制电力转向系统的控制系统。该控制系统包括第一模块，其基于辅助转矩和手轮速率估计阻尼力。第二模块基于所估计的阻尼力生成控制信号。在另ー实施例中，提供了一种控制电カ转向系统的方法。该方法包括基于转向辅助转矩和手轮速率估计阻尼力，以及基于所估计的阻尼力生成控制信号。在又一实施例中，提供了ー种系统。该系统包括电カ转向系统。控制模块基于辅助转矩和手轮速率估计阻尼力，并且基于所估计的阻尼力生成至该电カ转向系统的控制信号。根据结合附图所进行的下列说明，这些以及其它优点和特征将变得更显然。
当本发明完结时，在权利要求书中特别指出并清楚地要求保护被视为本发明的主题。根据结合附图所进行的下列详细说明，本发明的前述以及其它特征和优点是显然的，其中
图IA和IB是图示依据现有技术的液压转向系统的功能框图；图2图示依据本发明的示例性实施例的包括电カ转向控制系统的车辆的功能框图；图3图示依据本发明的另ー示例性实施例的电カ转向控制系统的数据流图；以及图4图示依据本发明的又一示例性实施例的示例性电カ转向控制方法和系统的模型。
具体实施例方式下列说明实质上仅仅是示例性的，并不意图限制本公开内容、申请或使用。应当理解，遍及附图，对应的附图标记指示类似的或对应的部分和特征。
现在參照图2，其中，将參考具体实施例，但在不局限于该具体实施例的情况下描述本发明，图示了包括转向系统12的车辆10的示例性实施例。在各种实施例中，转向系统12包括手轮14，其耦连到转向轴16。在一个示例性实施例中，转向系统12是电カ转向(electric power steering, EPS)系统,其进ー步包括转向辅助单元18,所述转向辅助单元18耦连到转向系统12的转向轴16以及到车辆10的系杆20、22。转向辅助单元18例如包括齿轮齿条式转向机构(未示出)，其通过转向轴16耦连到转向制动器电机和传动装置。在操作期间，在车辆操作者转动手轮14时，转向辅助单元18的电机提供辅助以移动系杆20、22，所述系杆20、22进而分别使转向节24、26移动，所述转向节24、26分别耦连到车辆10的道路车轮28、30。如图2中所示，车辆10还包括检测和测量转向系统12和/或车辆10的可观测状况的各种传感器31、32、33。传感器31、32、33基于可观测状况生成传感器信号。在一个不例中，传感器31是转矩传感器，其感测由车辆10操作者施加到手轮14的转矩。该转矩传感器基于其生成驱动转矩信号。在另ー示例中，传感器32是电机速度传感器，其感测转向辅助单元的电机的旋转速度。该传感器32基于其生成速度或速率信号。在又一示例中，传感器33是车辆速度传感器，其感测车轮30的旋转速度。传感器33基于其生成车辆速度信号。控制模块40基于ー个或多个传感器信号并进ー步基于本公开内容的转向控制系统和方法控制该转向系统12的操作。通常来讲，本公开内容的转向控制系统和方法基于在液压转向系统中发现的阻尼特性估计阻尼值。例如，參考图IA和1B，在液压系统中，可以通过两种手段来提供阻尼力。第一种是由通过缸管路的流量(QJ产生的压降的結果。此效果仅仅基于齿条的速率。第二种效果是由于横跨阀组件的计量边缘的流量降而引起的压降的結果。此效果基于正产生的辅助量和速率。考虑液压系统的这些特性，电カ转向系统的阻尼力(damping force,DF)可以通过下式来估计DF = V (Cl+1AP | *C3) +V2 (C2*sgn (V) _AP*C4)(I)Cl、C2、C3和C4表示恒定參数。V表示手轮速率。AP表示辅助力或转矩。本公开内容的转向控制系统和方法基于所估计的阻尼力生成信号以控制该转向系统。
现在參照图3，数据流示了图2的控制模块40的示例性实施例，所述控制模块40用来控制图2的转向系统12。在各种实施例中，控制模块40可以包括一个或多个子模块和数据储存器。如本文所使用的，术语模块和子模块指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固定程序的处理器(共享的、专用的、或成组的)和存储器、组合逻辑电路、和/或提供期望功能的其它适合的部件。如能够理解的，可以对图2中示出的子模块进行组合和/或进行进ー步划分，以相似地确定阻尼值，并且基于其控制该转向系统12。至控制模块40的输入可以从车辆10(图2)的传感器31、32、33(图2)生成，可以从车辆10(图2)内的其它控制模块(未示出)接收，可以对至控制模块40的输入进行建模，和/或可以对其进行预先定义。在一个示例中，控制模块40包括调整模块50、阻尼估计模块52、信号生成模块54和表数据储存器56。
调整模块50接收车辆速度58和辅助力或转矩60以作为输入。如能够理解的，该辅助力或转矩60可以基于一个或多个传感器输入以及依据现有技术已知的ー个或多个カ或转矩估计方法来估计。调整模块50确定要在阻尼估计中使用的參数(C1、C2、C3和C4)62_68。在各种实施例中，參数62-68可以预先定义，以及可以基于车辆速度58来调整。例如，对于每个參数62-68,可以从表数据储存器56中存取调整因子(scale factor)的表。姆个表可以基于车辆速度58。预先定义的參数因子于是与调整因子相乗。在各种实施例中，调整模块50把在阻尼力的计算中使用的辅助力或转矩60的振幅限制为处于或低于预定阈限的值，并且产生经限制的辅助转矩或カ70。该限制可以基于车辆速度58。例如，可以从表数据储存器56存取调整因子的表。限制因子可以根据车辆速度来确定。限制因子可以用来限制用于确定处于高振幅值的阻尼力的辅助转矩或カ的值。阻尼估计模块接收经调整的參数Cl、C2、C3、C4 62_68，经限制的辅助转矩或カ70，以及手轮速率72以作为输入。阻尼估计模块52基于所述输入估计阻尼力74。该阻尼估计模块例如使用公式I来估计阻尼力74。信号生成模块54接收阻尼力74以及，任选地，其它转矩值76以作为输入。如能够理解的，可以基于ー个多个转矩确定方法来感测和/或确定其它转矩值76，和/或其它转矩值76例如可以包括辅助转矩或カ60。信号生成模块54基于阻尼力74和其它转矩值76生成控制信号78，以控制转向系统12(图2)。现在參照图4，以及继续參考图3，流程示了阻尼估计方法，其可以由图2的控制模块40来执行。如能够理解的，根据本公开内容，该方法内的操作次序并不局限于如图4中所图示的顺序执行，而是可以依据本公开内容以及以如可适用的一个或多个变化的次序来执行。如能够理解的，可以把该阻尼估计方法安排成基于预定事件来运行和/或可以在转向系统12(图I)操作期间以安排的间隔运行。在一个示例中，该方法可以开始于100。在110，如上所论述的，例如基于车辆速度58来确定针对每个參数62-68的调整因子。在120，把调整因子应用到參数62-68。在130，如上所论述的，调整辅助转矩或力。在140，基于经调整的參数62-68和经限制的辅助转矩或力70确定阻尼力74。在150，基于阻尼力74生成控制信号78。此后，该方法可以结束于160。
虽然已经仅结合有限数目的实施例详细描述了本发明，但是应当容易理解，本发明并不局限于这样的公开的实施例。相反，可以把本发明修改为体现在此以前未描述的任何数目的变体、替换、代替 或等同布置，但是其与本发明的精神和范围相称。另外，虽然已经描述了本发明的各种实施例，但是可以理解，本发明的各方面可以包括所描述的实施例中的仅ー些实施例。因此，本发明不被看作受前面描述的限制。
权利要求
1.一种用于控制电力转向系统的控制系统，该控制系统包括 第一模块，其基于辅助转矩和手轮速率估计阻尼力；和 第二模块，其基于所估计的阻尼力生成控制信号。
2.如权利要求I所述的系统，其中，所述第一模块基于多个参数估计所述阻尼力。
3.如权利要求2所述的系统，还包括第三模块，其调整所述多个参数，以及其中所述第一模块基于经调整的多个参数估计所述阻尼力。
4.如权利要求3所述的系统，其中所述第三模块基于车辆速度调整所述多个参数。
5.如权利要求I所述的系统，还包括第三模块，其限制所述辅助转矩或力，以及其中所述第一模块基于经限制的辅助转矩或力估计所述阻尼力。
6.如权利要求I所述的系统，其中所述第一模块基于所述手轮速率(V)、参数(C1、C2、C3、C4)、所述辅助转矩或力(AP)、以及下列公式估计所述阻尼力(DF) DF = V (Cl+1AP I *C3) +V2 (C2*sgn (V) _AP*C4)。
7.—种控制电力转向系统的方法，该方法包括 基于转向辅助转矩和手轮速率估计阻尼力；和 基于所估计的阻尼力生成控制信号的第二模块。
8.如权利要求7所述的方法，其中估计阻尼力是基于多个参数的。
9.如权利要求8所述的方法，还包括调整所述多个参数，以及其中基于经调整的多个参数估计所述阻尼力。
10.如权利要求9所述的方法，其中，调整所述多个参数是基于车辆速度的。
11.如权利要求7所述的方法，其中，估计阻尼力是基于经限制的辅助转矩或力的值的。
12.如权利要求7所述的方法，其中，估计阻尼力(DF)是基于所述手轮速率(V)、参数(Cl、C2、C3、C4)、所述辅助转矩或力(AP)、以及下列公式的 DF = V (Cl+1AP I *C3) +V2 (C2*sgn (V) _AP*C4)。
13.—种系统,包括 电力转向系统；和 控制模块，其基于辅助转矩或力和手轮速率估计阻尼力，并且基于所估计的阻尼力生成至所述电力转向系统的控制信号。
14.如权利要求13所述的系统，其中，所述控制模块基于多个参数估计所述阻尼力。
15.如权利要求14所述的系统，其中，所述控制模块调整所述多个参数，并且基于经调整的多个参数估计所述阻尼力。
全文摘要
本发明公开了一种用于电力转向的阻尼方法和系统。提供了一种用于控制电力转向系统的控制系统。该控制系统包括第一模块，其基于辅助转矩和手轮速率估计阻尼力。第二模块基于所估计的阻尼力生成控制信号。
文档编号B62D6/00GK102815336SQ201210096918
公开日2012年12月12日 申请日期2012年3月7日 优先权日2011年3月7日
发明者J·E·伯兴 申请人:操纵技术Ip控股公司