[发明专利]使用转向系统信号的轮胎负载估算

权利要求书

1.一种用于车辆的动力转向系统的控制系统，包括：

控制模块，能操作为接收传感器数据并控制所述动力转向系统，所述控制模块被配置为：

确定与所述转向系统相关联的齿条的估算摩擦扭矩；

计算到所述齿条的输入扭矩，所述输入扭矩是所述估算摩擦扭矩、驾驶盘扭矩和电机扭矩的总和；

基于所述输入扭矩、所述驾驶盘角度和车辆速度确定齿条位置估算；以及

响应于所述齿条位置估算在所测得的齿条位置的预定阈值内的情况，使用所述齿条位置估算作为轮胎负载估算。

2.根据权利要求1所述的控制系统，所述控制模块还被配置为基于估算的轮胎负载向操作员提供反馈。

3.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述轮胎负载估算是所述转向系统的装置模型的测量状态。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其中，响应于所述齿条位置估算不在所述测得的齿条位置的预定阈值内的情况，调整观察器模块的增益矩阵。

5.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述估算摩擦扭矩包括所述转向系统的活动部件、安装点与轴承之间的静摩擦、干摩擦，Stribeck摩擦和粘性摩擦。

6.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述动力转向系统是线控转向型转向系统。

7.一种用于通过车辆的转向系统确定轮胎负载估算的计算机实现的方法，所述方法包括：

通过控制模块接收来自所述转向系统的操作者的驾驶盘扭矩；

通过所述控制模块计算电机扭矩，以帮助克服所估算的齿条力；

通过所述控制模块计算所述转向系统的摩擦扭矩估算；

通过控制模块基于所述驾驶盘扭矩、所述电机扭矩和所述摩擦扭矩估算的总和计算齿条位置估算；以及

响应于所述齿条位置估算在所测得的齿条位置的预定阈值内的情况，使用所述齿条位置估算作为轮胎负载估算。

8.根据权利要求7所述的计算机实现的方法，还包括：

通过所述控制模块使用状态观察器将所述齿条位置估算与所测得的齿条位置进行比较，并且响应于所述齿条位置估算不在所测得的齿条位置的预定阈值内的情况，调整所述状态观察器的增益矩阵。

9.根据权利要求8所述的计算机实现的方法，其中，所述轮胎负载估算是所述状态观察器使用的所述转向系统的装置模型的测量状态。

10.根据权利要求7所述的计算机实现的方法，还包括：基于所估算的轮胎负载向操作员提供反馈。

11.根据权利要求7所述的计算机实现的方法，其中，所述摩擦扭矩估算包括所述转向系统的活动部件、安装点与轴承之间的静摩擦、干摩擦、Stribeck摩擦和粘性摩擦。

12.根据权利要求7所述的计算机实现的方法，其中，所述转向系统是线控转向型转向系统，在齿条与所述转向系统之间没有机械联动装置。

13.一种转向系统，包括：

摩擦估算模块，被配置为计算所述转向系统的摩擦扭矩估算；

控制模块，被配置为计算电机扭矩，以辅助操纵所述转向系统；

齿条位置估算器模块，被配置为基于所述摩擦扭矩估算、所述电机扭矩和由操作者施加的驾驶盘扭矩来计算齿条位置估算；以及

观察器模块，被配置为调整增益矩阵以最小化所述齿条位置估算与所测得的齿条位置之间的误差；

其中，所述控制模块还被配置成，响应于误差低于预定阈值的情况而将所述齿条位置估算用作为轮胎负载估算。

14.根据权利要求13所述的转向系统，其中，所述观察器模块还被配置为：

比较所述齿条位置估算值与所述所测得的齿条位置；以及

响应于所述齿条位置估算不在所测得的齿条位置的预定阈值内的情况，调节所述观察器模块的增益矩阵。