[发明专利]用于控制车辆的转向系统的装置和方法

说明书

本发明涉及用于控制车辆的转向系统的装置和方法，其能够通过估算侧滑角并执行回正控制来改善驾驶员的驾驶输入与车辆运动之间的一体感以及车辆的稳定性，所述装置可以包括：辅助扭矩确定模块，其用于确定用于转向辅助的辅助扭矩；回正控制模块，其用于确定用于使方向盘回正至中性位置的转向回正扭矩；侧滑角估算模块，其用于估算侧滑角；侧滑控制模块，其用于根据估算的侧滑角，确定回正控制增益值；校正单元，其用于根据所述回正控制增益值来校正确定的转向回正扭矩；以及扭矩补偿单元，其用于利用校正后的转向回正扭矩补偿确定的辅助扭矩，确定最终的辅助扭矩。

技术领域

本发明涉及用于控制车辆的转向系统的装置和方法。更具体地，本发明涉及这样一种用于控制车辆的转向系统的装置和方法，其配置为通过估算侧滑角并对于行驶的车辆适当地进行回正控制来改善驾驶员的驾驶输入与车辆运动之间的一体感以及车辆的稳定性。

背景技术

通常，作为用于减小由驾驶员施加以使车辆转向的转向力的动力转向系统，已知一种液压动力转向(HPS)系统和一种电机驱动的动力转向(MDPS)系统，所述液压动力转向(HPS)系统利用由液压泵产生的液压来辅助驾驶员施加的转向力，所述电机驱动的动力转向(MDPS)系统利用电动机的输出扭矩辅助驾驶员施加的转向力。

当MDPS系统根据驾驶员的方向盘操作而执行转向辅助功能时，根据车辆的行驶状况而对用于转向辅助的电动机(转向电机)的输出扭矩(即，辅助扭矩)进行控制，从而相比于HPS系统提供了进一步改善的转向性能和转向感。

因此，MDPS系统配置为根据车辆的行驶状况而改变和控制通过电机的输出产生的转向辅助力，该MDPS系统广泛应用于最近商业发布的车辆。

MDPS系统可以包括：转向角传感器、扭矩传感器、控制器(MDPS ECU)以及转向电机(MDPS电机)；所述转向角传感器用于检测通过驾驶员的方向盘操作而形成的转向角(转向柱输入脚)；所述扭矩传感器用于检测通过方向盘输入的转向扭矩(方向盘扭矩或转向柱扭矩)。

在该配置中，控制器从上述传感器的信号获得驾驶员转向输入信息(例如转向角，转向角速度和转向扭矩)，以控制转向电机的驱动和输出。

这里，转向角表示方向盘的旋转位置，转向角速度是方向盘的旋转角速度值，该转向角速度是通过转向角的微分得到的，转向扭矩是由驾驶员施加到方向盘的扭矩，即用于转向的驾驶员输入扭矩。

当通过扭矩传感器检测到作为驾驶员输入扭矩的转向扭矩时，控制器根据检测到的转向扭矩而控制转向电机的驱动，以产生并输出用于转向辅助的辅助扭矩。

在常用的MDPS系统中，控制器可以配置成通过控制施加到转向电机的电流来控制转向电机的输出。

此时，控制器配置为基于从车辆收集的信息(例如由扭矩传感器检测到的驾驶员的转向扭矩)确定作为电机输出的目标值的辅助扭矩值，确定调整为对应于确定的辅助扭矩值的电流量，并将确定的电流量施加到转向电机。相应地，转向电机被驱动以产生辅助扭矩，该辅助扭矩是用于辅助驾驶员的转向力的力(转向辅助力)。

转向系统的构成元件配置成传递通过方向盘施加的驾驶员的转向力以及由电机产生的转向辅助力，所述构成元件可以包括转向柱、齿轮箱以及万向接头，所述转向柱设置在方向盘下方，所述齿轮箱配置成将来自转向柱的旋转力转换为线性运动以改变轮胎的方向，所述万向接头配置成将旋转力从转向柱传递到齿轮箱。

齿轮箱可以包括小齿轮和齿条杆；所述小齿轮接收来自万向接头的旋转力；所述齿条杆可以包括配置为与小齿轮啮合的齿条。

当小齿轮旋转时，齿条杆由于齿条而在左右方向上线性移动。通过齿条杆在左右方向上的线性运动而产生的力经由横拉杆和球窝接头传递到轮胎，从而改变轮胎的方向。