專利名稱：用于電力轉(zhuǎn)向的阻尼方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)，且更具體涉及用于確定阻尼并且基于該阻尼控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，泵向開中心閥組件提供恒定流量(Qs)，該開中心閥組件基于施加到該閥的傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩控制對(duì)該系統(tǒng)的輔助壓カ的水平。該輔助通過ー對(duì)缸管路傳送到液缸。這橫跨附連到齒條的活塞產(chǎn)生差壓(PH-PL)，以在系桿處產(chǎn)生力(F)來使車輛轉(zhuǎn)向。在靜止?fàn)顩r下，供給流量(Qs)將通過閥組件橫跨該閥的計(jì)量邊緣分流，以達(dá)到均衡，如圖IA中所示。然而，當(dāng)齒條移動(dòng)時(shí)，在缸管路中需要流量(QJ，來調(diào)節(jié)該缸中的體積變化，如圖IB中所示。這進(jìn)而減小了橫跨該閥中的計(jì)量邊緣的流量，這改變了該系統(tǒng)中產(chǎn)生的輔助量。這具有在液壓系統(tǒng)中提供阻尼的效果。因此，期望的是提供一種用于電カ轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法和系統(tǒng)，其以與液壓系統(tǒng)相似的方式提供和/或模擬阻尼。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)結(jié)合附圖所進(jìn)行的下列說明，這些以及其它優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更顯然。在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種用于控制電力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)包括第一模塊，其基于輔助轉(zhuǎn)矩和手輪速率估計(jì)阻尼力。第二模塊基于所估計(jì)的阻尼力生成控制信號(hào)。在另ー實(shí)施例中，提供了一種控制電カ轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的方法。該方法包括基于轉(zhuǎn)向輔助轉(zhuǎn)矩和手輪速率估計(jì)阻尼力，以及基于所估計(jì)的阻尼力生成控制信號(hào)。在又一實(shí)施例中，提供了ー種系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括電カ轉(zhuǎn)向系統(tǒng)?？刂颇K基于輔助轉(zhuǎn)矩和手輪速率估計(jì)阻尼力，并且基于所估計(jì)的阻尼力生成至該電カ轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制信號(hào)。根據(jù)結(jié)合附圖所進(jìn)行的下列說明，這些以及其它優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更顯然。


當(dāng)本發(fā)明完結(jié)時(shí)，在權(quán)利要求書中特別指出并清楚地要求保護(hù)被視為本發(fā)明的主題。根據(jù)結(jié)合附圖所進(jìn)行的下列詳細(xì)說明，本發(fā)明的前述以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)是顯然的，其中
圖IA和IB是圖示依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能框圖；圖2圖示依據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的包括電カ轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的車輛的功能框圖；圖3圖示依據(jù)本發(fā)明的另ー示例性實(shí)施例的電カ轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖；以及圖4圖示依據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的示例性電カ轉(zhuǎn)向控制方法和系統(tǒng)的模型。
具體實(shí)施例方式下列說明實(shí)質(zhì)上僅僅是示例性的，并不意圖限制本公開內(nèi)容、申請(qǐng)或使用。應(yīng)當(dāng)理解，遍及附圖，對(duì)應(yīng)的附圖標(biāo)記指示類似的或?qū)?yīng)的部分和特征。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2，其中，將參考具體實(shí)施例，但在不局限于該具體實(shí)施例的情況下描述本發(fā)明，圖示了包括轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12的車輛10的示例性實(shí)施例。在各種實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12包括手輪14，其耦連到轉(zhuǎn)向軸16。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12是電カ轉(zhuǎn)向(electric power steering, EPS)系統(tǒng),其進(jìn)ー步包括轉(zhuǎn)向輔助單元18,所述轉(zhuǎn)向輔助單元18耦連到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12的轉(zhuǎn)向軸16以及到車輛10的系桿20、22。轉(zhuǎn)向輔助單元18例如包括齒輪齒條式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)(未示出)，其通過轉(zhuǎn)向軸16耦連到轉(zhuǎn)向制動(dòng)器電機(jī)和傳動(dòng)裝置。在操作期間，在車輛操作者轉(zhuǎn)動(dòng)手輪14時(shí)，轉(zhuǎn)向輔助單元18的電機(jī)提供輔助以移動(dòng)系桿20、22，所述系桿20、22進(jìn)而分別使轉(zhuǎn)向節(jié)24、26移動(dòng)，所述轉(zhuǎn)向節(jié)24、26分別耦連到車輛10的道路車輪28、30。如圖2中所示，車輛10還包括檢測和測量轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12和/或車輛10的可觀測狀況的各種傳感器31、32、33。傳感器31、32、33基于可觀測狀況生成傳感器信號(hào)。在一個(gè)不例中，傳感器31是轉(zhuǎn)矩傳感器，其感測由車輛10操作者施加到手輪14的轉(zhuǎn)矩。該轉(zhuǎn)矩傳感器基于其生成驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩信號(hào)。在另ー示例中，傳感器32是電機(jī)速度傳感器，其感測轉(zhuǎn)向輔助單元的電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。該傳感器32基于其生成速度或速率信號(hào)。在又一示例中，傳感器33是車輛速度傳感器，其感測車輪30的旋轉(zhuǎn)速度。傳感器33基于其生成車輛速度信號(hào)?？刂颇K40基于ー個(gè)或多個(gè)傳感器信號(hào)并進(jìn)ー步基于本公開內(nèi)容的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)和方法控制該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12的操作。通常來講，本公開內(nèi)容的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)和方法基于在液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的阻尼特性估計(jì)阻尼值。例如，參考圖IA和1B，在液壓系統(tǒng)中，可以通過兩種手段來提供阻尼力。第一種是由通過缸管路的流量(QJ產(chǎn)生的壓降的結(jié)果。此效果僅僅基于齒條的速率。第二種效果是由于橫跨閥組件的計(jì)量邊緣的流量降而引起的壓降的結(jié)果。此效果基于正產(chǎn)生的輔助量和速率?？紤]液壓系統(tǒng)的這些特性，電カ轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的阻尼力(damping force,DF)可以通過下式來估計(jì)DF = V (Cl+1AP | *C3) +V2 (C2*sgn (V) _AP*C4)(I)Cl、C2、C3和C4表示恒定參數(shù)。V表示手輪速率。AP表示輔助力或轉(zhuǎn)矩。本公開內(nèi)容的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)和方法基于所估計(jì)的阻尼力生成信號(hào)以控制該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3，數(shù)據(jù)流示了圖2的控制模塊40的示例性實(shí)施例，所述控制模塊40用來控制圖2的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12。在各種實(shí)施例中，控制模塊40可以包括一個(gè)或多個(gè)子模塊和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器。如本文所使用的，術(shù)語模塊和子模塊指的是專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件或固定程序的處理器(共享的、專用的、或成組的)和存儲(chǔ)器、組合邏輯電路、和/或提供期望功能的其它適合的部件。如能夠理解的，可以對(duì)圖2中示出的子模塊進(jìn)行組合和/或進(jìn)行進(jìn)ー步劃分，以相似地確定阻尼值，并且基于其控制該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12。至控制模塊40的輸入可以從車輛10(圖2)的傳感器31、32、33(圖2)生成，可以從車輛10(圖2)內(nèi)的其它控制模塊(未示出)接收，可以對(duì)至控制模塊40的輸入進(jìn)行建模，和/或可以對(duì)其進(jìn)行預(yù)先定義。在一個(gè)示例中，控制模塊40包括調(diào)整模塊50、阻尼估計(jì)模塊52、信號(hào)生成模塊54和表數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器56。
調(diào)整模塊50接收車輛速度58和輔助力或轉(zhuǎn)矩60以作為輸入。如能夠理解的，該輔助力或轉(zhuǎn)矩60可以基于一個(gè)或多個(gè)傳感器輸入以及依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知的ー個(gè)或多個(gè)カ或轉(zhuǎn)矩估計(jì)方法來估計(jì)。調(diào)整模塊50確定要在阻尼估計(jì)中使用的參數(shù)(C1、C2、C3和C4)62_68。在各種實(shí)施例中，參數(shù)62-68可以預(yù)先定義，以及可以基于車輛速度58來調(diào)整。例如，對(duì)于每個(gè)參數(shù)62-68,可以從表數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器56中存取調(diào)整因子(scale factor)的表。姆個(gè)表可以基于車輛速度58。預(yù)先定義的參數(shù)因子于是與調(diào)整因子相乗。在各種實(shí)施例中，調(diào)整模塊50把在阻尼力的計(jì)算中使用的輔助力或轉(zhuǎn)矩60的振幅限制為處于或低于預(yù)定閾限的值，并且產(chǎn)生經(jīng)限制的輔助轉(zhuǎn)矩或カ70。該限制可以基于車輛速度58。例如，可以從表數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器56存取調(diào)整因子的表。限制因子可以根據(jù)車輛速度來確定。限制因子可以用來限制用于確定處于高振幅值的阻尼力的輔助轉(zhuǎn)矩或カ的值。阻尼估計(jì)模塊接收經(jīng)調(diào)整的參數(shù)Cl、C2、C3、C4 62_68，經(jīng)限制的輔助轉(zhuǎn)矩或カ70，以及手輪速率72以作為輸入。阻尼估計(jì)模塊52基于所述輸入估計(jì)阻尼力74。該阻尼估計(jì)模塊例如使用公式I來估計(jì)阻尼力74。信號(hào)生成模塊54接收阻尼力74以及，任選地，其它轉(zhuǎn)矩值76以作為輸入。如能夠理解的，可以基于ー個(gè)多個(gè)轉(zhuǎn)矩確定方法來感測和/或確定其它轉(zhuǎn)矩值76，和/或其它轉(zhuǎn)矩值76例如可以包括輔助轉(zhuǎn)矩或カ60。信號(hào)生成模塊54基于阻尼力74和其它轉(zhuǎn)矩值76生成控制信號(hào)78，以控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12(圖2)。現(xiàn)在參照?qǐng)D4，以及繼續(xù)參考圖3，流程示了阻尼估計(jì)方法，其可以由圖2的控制模塊40來執(zhí)行。如能夠理解的，根據(jù)本公開內(nèi)容，該方法內(nèi)的操作次序并不局限于如圖4中所圖示的順序執(zhí)行，而是可以依據(jù)本公開內(nèi)容以及以如可適用的一個(gè)或多個(gè)變化的次序來執(zhí)行。如能夠理解的，可以把該阻尼估計(jì)方法安排成基于預(yù)定事件來運(yùn)行和/或可以在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12(圖I)操作期間以安排的間隔運(yùn)行。在一個(gè)示例中，該方法可以開始于100。在110，如上所論述的，例如基于車輛速度58來確定針對(duì)每個(gè)參數(shù)62-68的調(diào)整因子。在120，把調(diào)整因子應(yīng)用到參數(shù)62-68。在130，如上所論述的，調(diào)整輔助轉(zhuǎn)矩或力。在140，基于經(jīng)調(diào)整的參數(shù)62-68和經(jīng)限制的輔助轉(zhuǎn)矩或力70確定阻尼力74。在150，基于阻尼力74生成控制信號(hào)78。此后，該方法可以結(jié)束于160。
雖然已經(jīng)僅結(jié)合有限數(shù)目的實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)容易理解，本發(fā)明并不局限于這樣的公開的實(shí)施例。相反，可以把本發(fā)明修改為體現(xiàn)在此以前未描述的任何數(shù)目的變體、替換、代替 或等同布置，但是其與本發(fā)明的精神和范圍相稱。另外，雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，但是可以理解，本發(fā)明的各方面可以包括所描述的實(shí)施例中的僅ー些實(shí)施例。因此，本發(fā)明不被看作受前面描述的限制。
權(quán)利要求
1.一種用于控制電力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括 第一模塊，其基于輔助轉(zhuǎn)矩和手輪速率估計(jì)阻尼力；和 第二模塊，其基于所估計(jì)的阻尼力生成控制信號(hào)。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述第一模塊基于多個(gè)參數(shù)估計(jì)所述阻尼力。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，還包括第三模塊，其調(diào)整所述多個(gè)參數(shù)，以及其中所述第一模塊基于經(jīng)調(diào)整的多個(gè)參數(shù)估計(jì)所述阻尼力。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述第三模塊基于車輛速度調(diào)整所述多個(gè)參數(shù)。
5.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，還包括第三模塊，其限制所述輔助轉(zhuǎn)矩或力，以及其中所述第一模塊基于經(jīng)限制的輔助轉(zhuǎn)矩或力估計(jì)所述阻尼力。
6.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述第一模塊基于所述手輪速率(V)、參數(shù)(C1、C2、C3、C4)、所述輔助轉(zhuǎn)矩或力(AP)、以及下列公式估計(jì)所述阻尼力(DF) DF = V (Cl+1AP I *C3) +V2 (C2*sgn (V) _AP*C4)。
7.—種控制電力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的方法，該方法包括 基于轉(zhuǎn)向輔助轉(zhuǎn)矩和手輪速率估計(jì)阻尼力；和 基于所估計(jì)的阻尼力生成控制信號(hào)的第二模塊。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中估計(jì)阻尼力是基于多個(gè)參數(shù)的。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括調(diào)整所述多個(gè)參數(shù)，以及其中基于經(jīng)調(diào)整的多個(gè)參數(shù)估計(jì)所述阻尼力。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，調(diào)整所述多個(gè)參數(shù)是基于車輛速度的。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，估計(jì)阻尼力是基于經(jīng)限制的輔助轉(zhuǎn)矩或力的值的。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，估計(jì)阻尼力(DF)是基于所述手輪速率(V)、參數(shù)(Cl、C2、C3、C4)、所述輔助轉(zhuǎn)矩或力(AP)、以及下列公式的 DF = V (Cl+1AP I *C3) +V2 (C2*sgn (V) _AP*C4)。
13.—種系統(tǒng),包括 電力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；和 控制模塊，其基于輔助轉(zhuǎn)矩或力和手輪速率估計(jì)阻尼力，并且基于所估計(jì)的阻尼力生成至所述電力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制信號(hào)。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述控制模塊基于多個(gè)參數(shù)估計(jì)所述阻尼力。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述控制模塊調(diào)整所述多個(gè)參數(shù)，并且基于經(jīng)調(diào)整的多個(gè)參數(shù)估計(jì)所述阻尼力。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于電力轉(zhuǎn)向的阻尼方法和系統(tǒng)。提供了一種用于控制電力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)包括第一模塊，其基于輔助轉(zhuǎn)矩和手輪速率估計(jì)阻尼力。第二模塊基于所估計(jì)的阻尼力生成控制信號(hào)。
文檔編號(hào)B62D6/00GK102815336SQ201210096918
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月7日
發(fā)明者J·E·伯興 申請(qǐng)人:操縱技術(shù)Ip控股公司