[发明专利]用于估算车辆的方向盘转矩的方法

说明书

一种用于操作机动车辆的方法，包括：基于驾驶员与作为电动助力转向系统的一部分的方向盘的相互作用来感测出感测转矩，感测转矩是使用转矩传感器所感测的；使用基于电动助力转向系统的转向系统模型的状态变量来计算驾驶员方向盘转矩；以及通过控制器控制从转向系统模型计算出的驾驶员方向盘转矩与由转矩传感器所感测到的感测转矩之间的差异收敛至零。

技术领域

本发明涉及一种用于估算车辆的方向盘转矩的方法。

背景技术

电动助力转向系统(例如，马达驱动助力转向或者MDPS系统)是一种用于基于行驶速度来改变转向力的车辆速度敏感型助力转向设备。在该系统中，电动助力转向模块的ECU通过基于车辆速度控制转向角和马达的操作来给驾驶员提供最佳转向感觉。

作为电动助力转向系统的示例的MDPS系统被分类为柱式(其中，马达被安装在转向柱上)和齿条式(其中，马达被安装在连接至转向轴的齿杆上)。

电动助力转向系统基于转矩传感器(其用于感测耦接至转向柱的扭力杆的转矩)的转矩感测值来计算驾驶员转动方向盘的意图(驾驶员转矩)。

例如，如在图1中示出的，扭力杆20耦接至连接至方向盘10的转向轴12，并且转矩传感器22被安装在扭力杆20的上端和下端。在这种配置中，转矩传感器22感测扭力杆20的转矩以及用作驾驶员方向盘转矩(其是由驾驶员施加以转动方向盘的转矩)的转矩。

然而，当驾驶员实际上转动方向盘时，转矩传感器的基于机构的非线性特性的转矩感测值和驾驶员方向盘转矩(驾驶员的转向的意图)可能根据转矩传感器在电动助力转向系统中的位置而不同。因此，当基于来自转矩传感器的转矩感测信号来控制电动助力转向系统时，难以准确地估算驾驶员方向盘转矩(驾驶员的转向的意图)。因此，转矩传感器的转矩感测值不得已而被看作是驾驶员方向盘转矩并且用于控制电动助力转向系统的各个部件。

发明内容

本发明涉及一种用于估算车辆的方向盘转矩的方法。具体实施例涉及一种能够准确地估算由操作方向盘的驾驶员施加的转矩以便提高电动助力转向系统的反馈控制的精确度的用于估算车辆的方向盘转矩的方法。

如果能够准确地知晓作为由驾驶员实际上施加以转动方向盘的转矩的驾驶员方向盘转矩，则能够通过电动助力转向(MDPS)系统的各种控制逻辑来更加准确地且直观地补偿驾驶员方向盘转矩，并且因此能够控制电动助力转向(MDPS)系统的性能。

本发明的实施例可以解决问题并且提供一种用于估算车辆的方向盘转矩的方法，该方法能够通过精确地辅助电动助力转向系统来提高使车辆转向的性能，这通过基于电动助力转向系统的动态特性和驾驶员模型通过电动助力转向系统的行为来准确地估算鉴于驾驶员的方向盘转矩(驾驶员的转向意图)，使得可以将方向盘转矩反映至电动助力转向系统的反馈控制逻辑。

例如，一种用于估算车辆的方向盘转矩的方法包括：为用于设计电动助力转向系统的转向系统建模；构建用于使用转向系统建模中的状态变量来计算驾驶员方向盘转矩的转向系统模型；以及通过控制器控制从转向系统模型计算出的驾驶员方向盘转矩与由转矩传感器所感测到的转矩之间的差异收敛至零。

本发明的实施例可以提供以下效果。

首先，能够通过准确地估算鉴于驾驶员的方向盘转矩(驾驶员的转向意图)来精确地辅助电动助力转向系统，使得可以将方向盘转矩反映至电动助力转向系统的反馈控制逻辑。

也就是说，通过以用于直接操作方向盘的驾驶员作用力(而不是由转矩传感器所感测到的转矩)来代替作为驾驶员反馈信号的驾驶员转矩，能够提高电动助力转向系统的反馈控制的控制精确度，并且因此能够更加精确地辅助转向力。

其次，当通过转矩传感器来感测转矩时，即使驾驶员将手从方向盘上移开，由于转向柱组件的重量和惯性，也可能存在失真，但该失真可以通过本发明的驾驶员方向盘转矩估算器来补偿。