[发明专利]车辆在动力传动系统负扭矩期间的主动扭矩转向补偿

说明书

技术领域

本发明涉及用于补偿电动车辆或混合动力车辆的车辆传动系对其转向系统的驱动影响的系统和方法，其中车辆具有电动助力转向系统。使用集成进机动车并且永久启用的传动系模拟模型来根据发动机和再生制动行为确定扰动变量以针对助力转向系统产生抵消扰动变量的补偿扭矩。

背景技术

使用牵引马达来推进的车辆(统称为“电动车辆”，包括插电式电动车辆和混合动力电动车辆)可以利用再生制动。在再生制动期间，控制的负荷在传动系上直接施加与运动方向相反的扭矩并且将动能转换为潜在能量。尽管可能有能向车轮提供负扭矩并存储产生的能量的其它实施方式，但是通常用于再生制动的机构是与电池连接的马达。

当车辆激烈加速时可能监测到由于发动机力使得具有前驱动桥的机动车受到转向影响。当电动车辆中的马达向车辆牵引轮提供再生制动扭矩时可以监测到类似的具有相反方向的转向影响。习惯上，发动机力对车辆转向系统施加正的扭矩影响而再生制动对车辆转向系统施加负的扭矩影响。总之，正的和负的扭矩影响也可以称为驱动或动力传动系统扭矩影响。车辆驾驶员必须主动干预以抵消产生的转向力差异并保持选择的转向。这些转向影响的一些原因包括如果车辆两侧存在不同的弯曲角时来自驱动轴的外部等速万向节的次扭矩；由于差速齿轮机构的摩擦产生的不对称驱动力；或者自锁或者受控制或从惯性力锁定的差速齿轮机构。此外，强烈影响来自前牵引轮相对于道路表面的几何状况，由于此轮胎力的力施加点在变化。

包括发动机影响和再生制动影响的动力传动系统影响可能对车辆驾驶员的转向感觉具有不利影响使得机动车的驾驶员在机动车正常控制期间觉得是不可接受的影响。对于全轮驱动车辆，特别是对于前轮驱动，发动机驱动力高度影响转向感觉。这些影响是系统设计以及很大程度上取决于前桥设计的它们的强度、外部影响和传动系性能的函数。因为这些感觉到的转向扭矩变化不对应于车辆对特定情况的自然反馈，驾驶员认为它们是扰动。

发明内容

一种补偿车辆传动系的驱动影响的系统和方法包括指令伺服马达向车辆转向齿条施加补偿扭矩，其中车辆具有牵引马达和包括配置用于向车辆转向齿条提供扭矩的伺服马达的助力转向系统。响应于转向齿条差异量超过由再生制动事件导致的关联阈值而施加补偿扭矩。

在一些实施例中，指令伺服马达进一步响应于车辆行为模型。该车辆行为模型可以基于包括再生制动扭矩、车轮转速、转向齿条力和方向盘转角的变量。在一些实施例中，指令伺服马达以施加具有补偿车辆转向齿条处计算的设定点力(setpoint force)和车辆转向齿条处测量的力之间差异的量的扭矩。在一些实施例中，关联阈值是第一预定阈值，并且该指令进一步响应于动力传动系统扭矩量超过第二预定阈值并且车辆加速度超过第三预定阈值。多个实施例还包括响应于转向齿条差异量超过由发动机加速事件导致的第二关联阈值而指令伺服马达向车辆转向齿条施加第二补偿扭矩。

根据本发明的车辆包括配置用于向车辆转向齿条提供扭矩的助力转向系统。车辆还包括配置用于向车辆牵引轮施加再生制动扭矩的马达。此外，车辆包括配置用于响应于转向齿条差异量超过由再生制动事件导致的关联阈值而指令助力转向系统提供补偿扭矩的控制器。

在一些实施例中，控制器进一步配置用于基于包括再生制动扭矩、车轮转速、转向齿条力和方向盘转角的变量而建立车辆行为的模型。在一些实施例中，控制器配置用于指令助力转向系统施加具有补偿车辆转向齿条处计算的设定点力和车辆转向齿条处测量的力之间差异的量的补偿扭矩。在其它实施例中，关联阈值是第一预定阈值，并且控制器进一步配置用于响应于车辆加速度超过第二预定阈值并且动力传动系统扭矩量超过第三阈值而指令助力转向系统提供补偿扭矩。在其实实施例中，控制器进一步配置用于响应于动力传动系统扭矩量超过由发动机加速事件导致的第二关联阈值而提供第二补偿扭矩。

根据本发明的控制车辆助力转向系统的方法包括响应于动力传动系统扭矩超过第一预定阈值并且转向齿条力差异量超过第二阈值而指令助力转向系统提供第一补偿扭矩，其中车辆具有牵引马达。此外，该方法包括响应于动力传动系统扭矩下降到第三预定阈值以下并且转向齿条力差异量超过第四预定阈值而指令助力转向系统提供第二补偿扭矩。转向齿条力差异是计算的转向齿条设定点力和测量的转向齿条力之间的差异并且第三阈值小于第一阈值。

在一些实施例中，指令助力转向提供第一补偿扭矩进一步响应于车辆加速度超过第五预定阈值并且车速超过第六预定阈值。在这样的实施例中，指令助力转向提供第二补偿扭矩进一步响应于车辆加速度下降到第七预定阈值以下。第七阈值小于第五阈值。