[发明专利]使用转向系统信号的轮胎负载估算

说明书

针对车辆的动力转向系统描述了一种用于估算轮胎负载的技术方案。动力转向的示例性控制系统包括控制模块，用于接收传感器数据并控制动力转向系统。例如，控制模块确定连接到转向系统的齿条的估算摩擦扭矩；计算到齿条的输入扭矩，该输入扭矩是估算摩擦扭矩、驾驶盘扭矩和电动机扭矩的总和；以及还基于输入扭矩、驾驶盘角度和车辆速度确定齿条位置估算。此外，响应于计算齿条位置估算，控制模块根据齿条位置估算来计算轮胎负载估算。本申请的技术方案实现了一种执行轮胎负载的实时估算的转向系统。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2017年7月27日提交的序列号为15/661210的美国非临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请通过引用全部并入本申请中。

技术领域

本申请通常涉及车辆的转向系统(例如电动助力转向(EPS)系统)，并且更具体地，用于促进转向系统实时地计算轮胎负载估算值。

背景技术

通常，当操作诸如汽车等车辆时，驾驶车辆的操作员具有至少两个职责，一个是遵循(跟随)预期路径，第二个是补偿道路干扰。对于后一个任务，驾驶员例如通过在车辆的转向轮(steering wheel，方向盘)处抵消来补偿反作用(counteraction)，该反作用是响应于道路干扰的充足干扰抑制。然而，这种道路干扰通常会给驾驶员带来意外状况。期望的是，驾驶员仅负责路径跟随的任务，并且相应地使驾驶员与道路干扰分离(decouple)。但是，这样的分离要求以对路面摩擦和车辆速度稳健(robust)的方式来估算轮胎负载。因此，估算轮胎负载对于车辆动态控制来说至关重要。此外，轮胎负载的知识可用于确定路面摩擦的有用信息，并且用于车辆转向系统的闭环扭矩控制。另外，除了转向系统中的干扰抑制估算之外，轮胎负载估算还可以用于线控转向(SbW)型转向系统。

因此，期望一种执行轮胎负载的实时估算的转向系统。

发明内容

描述了用于估算轮胎负载的车辆的动力转向系统的一个或多个实施例。动力转向的示例性控制系统包括控制模块，该控制模块用于接收传感器数据并控制动力转向系统。例如，控制模块确定连接到转向系统的齿条的估算摩擦扭矩；计算到齿条的输入扭矩，其中输入扭矩是估算摩擦扭矩、驾驶盘扭矩和电机扭矩的总和；并且还基于输入扭矩、驾驶盘角度和车辆速度确定齿条位置估算。此外，响应于齿条位置估算在所测得的齿条位置的预定阈值内的情况，控制模块根据齿条位置估算计算轮胎负载估算。

此外，根据一个或多个实施例，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，包括：

通过控制模块从转向系统的操作者接收驾驶盘扭矩。该方法还包括通过控制模块计算电机扭矩以帮助克服估算的齿条力。该方法还包括通过控制模块计算转向系统的摩擦扭矩估算。此外，该方法包括通过控制模块而基于驾驶盘扭矩、电机扭矩和摩擦扭矩的总和计算齿条位置估算。此外，响应于齿条位置估算在所测得的齿条位置的预定阈值内的情况，齿条位置估算被用作轮胎负载估算。

根据一个或多个实施例，转向系统包括摩擦估算模块，该摩擦估算模块计算转向系统的摩擦扭矩估算。转向系统还包括控制模块，该控制模块计算电机扭矩，以帮助操纵转向系统。转向系统还包括齿条位置估算器模块，该齿条位置估算器模块基于摩擦扭矩估算、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。转向系统还包括观察器模块，该观察器模块调整增益矩阵以使齿条位置估算与所测得的齿条位置之间的误差最小化。控制模块使用齿条位置估算作为轮胎负载估算，以响应误差低于预定阈值的情况。

从以下结合附图的描述中，这些和其他的优点与特征将变得更加显而易见。

附图说明

在申请文本最后的权利要求中特别指出并清楚声明了被视为本发明的主题。通过以下结合附图的详细描述，本发明的前述和其他特征以及优点将变得显而易见，在附图中：

图1是包括转向系统的车辆的示例性实施例；