[发明专利]用于以位置控制和柱扭矩控制模式辅助机动车辆转向的机电式机动车辆动力转向机构

权利要求书

1.一种机动车辆动力转向机构，所述机动车辆动力转向机构具有用于转向辅助和/或转向的电动马达以及转向控制器，所述转向控制器通过用于自主驾驶和/或自动转向的位置控制模式和用于由驾驶员手动转向的扭矩控制模式来控制所述电动马达，其特征在于，所述转向控制器包括转向柱参考控制器(1)、仲裁单元(6)、柱扭矩控制器(8)、转向算法(9)以及计算所述转向机构的状态(4)的估计器(17)，其中，所述转向柱参考控制器(1)基于参考位置(2)和测量到的位置(3)来计算用于位置控制的第一参考转向柱扭矩(5)，并且所述转向算法(9)基于测量到的柱扭矩来计算用于扭矩控制的第二参考转向柱扭矩(10)，其中，所述仲裁单元将所述第一参考转向柱扭矩(5)和所述第二参考转向柱扭矩(10)加权并相加，并且其中，所述仲裁单元的输出(16)是所述柱扭矩控制器(8)的输入，并且所述柱扭矩控制器(8)由所述仲裁单元(6)的输出(16)以及所述状态(4)计算目标马达扭矩(11)。

2.根据权利要求1所述的机动车辆动力转向机构，其特征在于，所述转向柱参考控制器(1)是状态反馈控制器。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的机动车辆动力转向机构，其特征在于，所述参考位置(2)和所述测量到的位置(3)分别代表齿轮齿条式转向齿轮的参考位置和测量到的位置。

4.根据权利要求3所述的机动车辆动力转向机构，其特征在于，所述参考位置(2)和所述测量到的位置(3)通过齿条位置、所述电动马达的位置或小齿轮角度给出。

5.一种确定用于机动车辆动力转向机构的目标马达扭矩的方法，其中，所述机动车辆动力转向机构具有用于转向辅助和/或转向的电动马达以及转向控制器，所述转向控制器通过用于自主驾驶和/或自动转向的位置控制模式和用于由驾驶员手动转向的扭矩控制模式来控制所述电动马达，其特征在于，所述转向控制器包括转向柱参考控制器(1)、仲裁单元(6)、柱扭矩控制器(8)、转向算法(9)以及计算所述转向机构的状态(4)的估计器(17)，所述方法包括以下步骤：

·基于参考位置(2)、测量到的位置(3)以及状态(4)，计算出由所述转向柱参考控制器(1)确定的用于位置控制的第一参考转向柱扭矩(5)；

·基于所述状态(4)，计算出由所述转向算法(9)确定的用于扭矩控制的第二参考转向柱扭矩(10)；

·由所述仲裁单元将所述第一参考转向柱扭矩(5)和所述第二参考转向柱扭矩(10)加权并相加；

·将所述仲裁单元的输出(16)发送至所述柱扭矩控制器(8)；并且

·所述柱扭矩控制器(8)由所述仲裁单元(6)的输出(16)以及所述状态(4)计算目标马达扭矩(11)。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述参考位置(2)和所述测量到的位置(3)分别代表齿轮齿条式转向齿轮的参考位置和测量到的位置。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述参考位置(2)和所述测量到的位置(3)通过齿条位置、所述电动马达的位置或小齿轮角度给出。

8.根据前述权利要求6至7中的一项所述的方法，其特征在于，所述加权基于以下参数中的一者或更多者：测量到的TSU扭矩(13)、车辆速度、所述齿轮齿条式转向齿轮的测量到的位置和速度。

9.根据前述权利要求8所述的方法，其特征在于，所述加权是线性的并且基于所述测量到的TSU扭矩(13)。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述加权包括以下步骤：如果所述测量到的TSU扭矩(13)低于预定的最小值，则所述转向柱参考控制器(1)的输出的权重设置为较高值；如果所述测量到的TSU扭矩(13)高于预定的最大值，则所述转向算法(9)的输出的权重设置为较高值。