[发明专利]无需方向盘扭矩传感器而向零到低车辆速度提供助力扭矩

说明书

背景技术

在典型的车辆电动助力转向(EPS)系统中，方向盘扭矩传感器用于确定驾驶员要求的辅助扭矩。当方向盘扭矩传感器无法启用，并且不能正常作用时，EPS系统可能无法提供转向辅助扭矩。因此，期望的是，具有一种EPS系统，其更好地处理方向盘扭矩传感器无法启用的情形。

发明内容

在本发明的一个实施例中，提供了一种控制车辆的电动助力转向系统的方法。该方法响应于确定车辆的一个或更多个方向盘扭矩传感器无法启用而估算由车辆轮胎和轮胎所接触的路面表面引起的转向齿条力。该方法基于估算的转向齿条力产生转向辅助扭矩指令。该方法使用转向辅助扭矩指令控制电动助力转向系统。

在本发明另一实施例中，车辆的系统包括控制模块和助力转向系统，其包括一个或更多个方向盘扭矩传感器。控制模块配置成响应于确定车辆的一个或更多个方向盘扭矩传感器无法启用而估算由车辆轮胎和轮胎所接触的路面表面引起的转向齿条力。控制模块进一步配置成基于估算的转向齿条力产生转向辅助扭矩指令。控制模块进一步配置成使用转向辅助扭矩指令控制电动助力转向系统。

这些和其它优点和特征将通过以下结合附图的描述而变得更加显而易见。

附图说明

被认为是本发明的主题在说明书的结论处的权利要求中特别地指出并清楚地要求保护。本发明的前述和其他特征及优点通过以下结合附图的描述而是显而易见的，在附图中：

图1示出了按照本发明的示例性实施例的包括辅助扭矩计算系统的转向系统的功能框图；

图2示出了按照本发明的示例性实施例的示出辅助扭矩计算系统的数据流图；

图3描绘了按照本发明的示例性实施例的齿条负载估算器的数据流图；

图4描述了按照本发明的示例性实施例的辅助扭矩指令发生器的数据流图；

图5描绘了按照本发明的示例性实施例的基于方向盘角度的比例模块的数据流图；以及

图6示出了按照本发明的示例性实施例的辅助扭矩指令发生方法的流程图。

具体实施方式

以下描述在本质上仅仅是示例性的，并非意在限制本公开，其应用或用途。应当理解，遍及附图对应的参考标号指示相同或相应的零件和特征。

现在参考图1，其中本发明将参考具体实施例进行说明，但不限制为与具体实施例相同，示出了包括转向系统12的车辆10的示例性实施例。在各种实施例中，转向系统12包括方向盘14，其联接到转向轴16。在一个示例性实施例中，转向系统12是电动助力转向(EPS) 系统，该系统还包括转向辅助单元18，其联接到转向系统12的转向轴16，并联接到车辆10的拉杆20、22。转向辅助单元18包括例如齿轮齿条式转向机构(未示出)，其可以通过转向轴16联接到转向致动电机和传动装置(以下称为转向致动器)。在运行期间，在车辆操作者 (即，驾驶员)转动方向盘14时，转向辅助单元18的电机提供协助以移动拉杆20、22，其继而相应地移动相应地联接到车辆10的车轮28、 30的转向节24、26。尽管EPS系统示于图1中并在本文描述，但应理解的是，本公开的转向系统12可包括各种受控转向系统，包括但不限于带有液压构造的转向系统，并且通过导线构造转向。

如图1所示，车辆10还包括各种传感器31-33，其检测和测量转向系统12和/或车辆10的可观测状态。传感器31-33周期性或连续地产生基于可观测状态的传感器信号。在各种实施例中，传感器31-33 包括例如方向盘扭矩传感器，方向盘角度传感器，方向盘速度传感器，车轮速度传感器，以及其它传感器。在一个实施例中，这些传感器中的一些具有冗余或备用传感器，以验证或补充传感器信号。传感器 31-33发送信号给控制模块40。

在各种实施例中，控制模块40基于启用的传感器信号中的一个或更多个，并进一步基于本公开的辅助扭矩计算系统和方法来控制转向系统12和/或车辆10的运行。一般来说，本发明的各种实施例中的方法和系统当供应方向盘扭矩信号的方向盘扭矩传感器变为无法启用或有故障时，无需使用方向盘扭矩信号而产生辅助扭矩指令，方向盘扭矩信号典型地指示驾驶员所要求的辅助。具体地，当车辆静止或以相对低的速度(例如，以大约10公里每小时或以下)移动时，该方法和系统利用修改的静态轮胎模型来估算齿条负载或转向齿条力。该方法和系统基于方向盘角度，方向盘速度，车辆速度和先前产生的辅助扭矩指令来产生比例系数。该方法和系统通过利用比例系数按比例缩放估算的转向齿条力来产生辅助扭矩指令。