[发明专利]车辆转向系统的电动机扭矩控制装置

说明书

一种车辆转向系统的电动机扭矩控制装置，包括：假想转向扭矩确定单元，以估计当车辆的方向盘以最大转向角旋转时输入到车辆的转向齿轮的假想转向扭矩；减扭矩确定单元，以计算假想转向扭矩与实际转向扭矩之间的差值；补偿扭矩确定单元，以基于差值和车辆的车速确定用于补偿实际转向扭矩的补偿扭矩；以及电动机扭矩确定单元，以基于补偿扭矩和电机的电动机辅助扭矩确定电机的输出扭矩。

技术领域

本公开涉及一种用于增强车辆的转向性能的车辆转向系统的电动机扭矩控制装置。

背景技术

本节中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，并且可以不构成现有技术。

通常，在车辆转向期间，车辆受到朝向转向方向外侧的离心力，并且受到朝向转向方向内侧的横向力。在这种情况下，当施加到车轮的轮胎上的横向力和离心力平衡时，车辆能够稳定地转动而不会滑移。

当驾驶员旋转车辆的方向盘时，随着转向角增大，轮胎的接地表面的滑动区域逐渐增大。滑移区域的这种增加伴随着增加驾驶员对由于轮胎滑移引起的车辆旋转的关注。换句话说，驾驶员担心在方向盘旋转期间车辆旋转的可能性，并且因此，甚至在相对于路面的轮胎抓地力性能达到极限之前就减小转向扭矩。

因此，当驾驶员甚至在轮胎抓地力性能达到极限之前就减小转向扭矩时，车辆在方向盘未以最大转向角旋转的状态下沿转向方向转动。就这一点而言，当方向盘的转向角达到最大转向角(极限)时，能够最大程度地使用轮胎的横向力。

我们已经发现，即使在方向盘的转向角达到最大转向角之前就减小驾驶员转向扭矩和转向角时，在车辆行驶期间施加到轮胎上的横向力也不能被最大程度地利用，并且因此存在方向盘操纵期间车辆的转向性能劣化和驾驶员的转向感劣化的问题。

发明内容

在一个方面中，本公开提供了一种车辆转向系统的电动机扭矩控制装置，其根据方向盘的实时转向角来估计和计算在方向盘以最大转向角旋转期间输入到转向齿轮的假想转向扭矩和输入到转向齿轮的实际转向扭矩，生成电动机辅助扭矩，并且在补偿驾驶员转向扭矩时基于假想转向扭矩和实际转向扭矩之间的差值来额外补偿实际转向扭矩，从而增强车辆的转向性能。

在一种形式中，一种车辆转向系统的电动机扭矩控制装置，用于使用电机生成电动机辅助扭矩以辅助输入到转向齿轮的驾驶员转向扭矩可以包括：假想转向扭矩确定单元，用于估计当车辆的方向盘以最大转向角旋转时输入到车辆的转向齿轮的假想转向扭矩，减扭矩确定单元，用于计算假想转向扭矩与基于方向盘的实时转向角确定的实际转向扭矩之间的差值；补偿扭矩确定单元，用于基于差值和车辆的车速确定用于补偿实际转向扭矩的补偿扭矩；以及电动机扭矩确定单元，用于基于补偿扭矩和用于辅助驾驶员转向扭矩的电动机辅助扭矩确定电机的输出扭矩。

在另一种形式中，假想转向扭矩确定单元可以基于车辆的车轮的轮胎的横向力和假想轮胎拖距来估计假想转向扭矩，其中假想轮胎拖距是在车辆的轮胎不发生滑移时的轮胎拖距值。具体地，可以使用“轮胎横向力×(后倾拖拽+假想轮胎拖距)/力矩臂×转向传动比+摩擦力矩”来计算假想转向扭矩。后倾拖拽可以是通过车轮轮毂中心的垂直线在路面上的交点和中枢销中心线的向下延长线在路面上的交点之间的距离，并且力矩臂可以是中枢销和系杆之间的距离。中枢销可以安装在车轴的一端，作为转向节的旋转轴，用于改变前轮的驱动方向，并且系杆可以安装在转向齿轮和前轮之间。转向传动比可以是转向齿轮的小齿轮和齿条之间的传动比，并且摩擦力矩可以是在转向系统中生成的摩擦力矩。此外，假想转向扭矩确定单元可以基于车辆的横向加速度和偏航率、实时车速、车辆重量、从车辆中心到车轮的距离，以及质量惯性矩来预测轮胎的横向力。

在又一形式中，减扭矩确定单元可以通过从假想转向扭矩减去实际转向扭矩来计算减扭矩，并且可以通过将实时生成的电动机辅助扭矩和驾驶员转向扭矩相加来计算实际转向扭矩。