[发明专利]电动转向中解耦转向齿条力干扰的系统和方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及在电动转向(electric steering)中解耦转向齿条力(steering rack force)干扰的系统和方法。具体地，本发明涉及车辆的电动转向系统中解耦转向齿条力干扰的系统和方法，其可以提供改进的转向感觉(steering feel)、稳健的轮胎性能可变性、转向摩擦可变性(steeringfriction variability)和硬件老化(hardware degradation)。

背景技术

在机动车辆中，转向系统中会发生各种周期干扰。例如，路面摩擦和状况的变化以及前轮的不对称制动扭矩和差分加速度会引起对前轮的纵向轮胎力、横向轮胎力、轮胎自对准力矩(self-aligning moment)和悬架偏转力(suspension deflection forces)的干扰。这些会体现为转向齿条力干扰的干扰通过转向杆(steering column)传递给驾驶员，由此影响车辆的转向感觉并且在一些情况下影响车辆稳定性。为了符合消费者对特定转向感觉的期望，对于车辆转向系统来说，具有对这些干扰的了解并且具备抑制或者阻止这些干扰的能力是有利的。

因此，车辆转向系统通常基于参考轮胎(reference tire)设计成满足具体的转向感觉。然而，驾驶员通常在车辆的整个使用周期中至少更换一次车轮，用新的并且可能是劣等的轮胎代替原厂(OEM)轮胎，因此改变了依赖于车辆所使用的实际轮胎的转向感觉。

传统的电动转向系统，例如，设计成通过将辅助扭矩施加到转向系统从而辅助驾驶员使车辆转向的电动助力转向(electric power assistedsteering(EPAS))，其具有通过某些技术阻止齿条力干扰的有限能力，这些技术例如包括，自适应辅助增益(assist gain)和/或受控阻尼(controlleddamping)。然而，这些方法也会累及转向感觉。

电动转向中解耦转向齿条力干扰的公知方法典型地包含过滤器或者总齿条力和参考齿条力之间非常笼统的比较，这对许多现实中的干扰来说是不切实际的、过于简单的和/或不准确的。

发明内容

根据各个示例性实施例，本发明提供一种在电动转向中解耦转向齿条力干扰的系统。该系统可以包含方向盘转角传感器、偏航率传感器、横向加速度传感器以及转向扭矩传感器。该系统还可以包含设置成从方向盘转角传感器、偏航率传感器和横向加速度传感器接收信号并且将参考齿条力发送到控制器的轮胎力发生器。该系统可以进一步包含设置成从转向扭矩传感器接收信号并且将估计齿条力发送到控制器的齿条力观测器，其中控制器设置成从轮胎力发生器和齿条力观测器接收信号、将估计齿条力与参考齿条力进行比较从而确定齿条力干扰、并且基于齿条力干扰调整辅助扭矩。

根据各个附加示例性实施例，本发明提供一种在电动转向中解耦转向齿条力干扰的系统，该系统可以包含偏航率传感器、横向加速度传感器和至少一个电动转向传感器。该系统还可以包含设置成从偏航率传感器、横向加速度传感器和至少一个电动转向传感器接收信号并且将参考齿条力发送到控制器的齿条力发生器。该系统可以进一步包含设置成从至少一个电动转向传感器接收信号并且将估计齿条力发送到控制器的齿条力观测器，其中，控制器设置成从齿条力发生器和齿条力观测器接收信号、将估计齿条力和参考齿条力进行比较从而确定齿条力干扰、并且基于齿条力干扰调整辅助扭矩。

本发明的各个附加示例性实施例提供一种在电动转向中解耦转向齿条力干扰的方法。该方法可以包含：确定参考齿条力；使观测器根据公式提供估计齿条力；将估计齿条力与参考齿条力进行比较从而确定齿条力干扰；以及根据齿条力干扰调整辅助扭矩。

在下述说明书中将部分解释本发明的附加目的和优点，部分本发明的附加目的和优点从说明书中将显而易见，或可以通过对本发明的实施得知部分本发明的附加目的和优点。通过权利要求书中特别指出的要素和组合将认识并且实现本发明的各个目的和优点。

应当理解的是前面的总体说明以及以下的详细说明仅是示例性和说明性的，并不是对本发明的限制。

包含在本说明书内并且构成本说明书的一部分的附图说明本发明的实施例，并且用于与说明书一起解释本发明的原理。

附图说明

通过下面对与保护的主体一致的实施例的详细说明，至少一些要求保护的主体的特征和优点将显而易见，对实施例的说明的理解应当参照附图，附图中：

图1是表示根据本发明在电动转向中解耦转向齿条力干扰的系统的示例性实施例的结构的原理图；