用于電動助力轉向的基于相位平面的轉變阻尼制造技術

本發明專利技術涉及用于電動助力轉向的基于相位平面的轉變阻尼，提供用于控制電動助力轉向系統中的電機的方法。該方法產生阻尼轉矩指令，用于減少將由電機產生的不希望的轉矩。該方法產生助力轉矩指令，其指明由電機產生的所需轉矩。該方法根據方向盤速度和方向盤角度的函數確定是否將阻尼轉矩指令發送至電機。該方法在確定將阻尼轉矩指令發送至電機時組合助力轉矩指令和阻尼轉矩指令，以發送至電機。

【技術實現步驟摘要】
【專利說明】
技術介紹
在典型的車輛電動助力轉向(EPS)系統中，方向盤轉矩傳感器用于確定駕駛員要求的助力轉矩。當方向盤轉矩傳感器變得有故障且不能正確執行功能時，EPS系統可能不能提供助力轉矩。在一些情形中，車輛還進入跛行模式，其中，車輛以受限的方式進行操作，此時方向盤轉矩傳感器性能下降。因此，期望具有一種EPS系統，其更好地處理方向盤轉矩傳感器性能下降的情況。在電動助力轉向(EPS)系統中，由電機提供的助力轉矩典型地降低由駕駛員施加的轉向力。在特定情形中，例如當用于確定駕駛員所需助力轉矩的轉矩傳感器性能下降時，助力轉矩被立即切斷。當EPS系統停止提供助力轉矩時，可能發生駕駛員可感覺到的方向盤轉矩的突然的可察覺的改變。這是因為，助力轉矩的瞬間移除使得系統中存儲的能量以一定速度反向驅動電機。因而需要提供一種EPS系統，其處理這個存儲的能量且消除方向盤上的突然可察覺的改變。
技術實現思路
在本專利技術的一個實施方式中，提供了一種用于控制電動助力轉向系統中的電機的方法。該方法產生阻尼轉矩指令，發送至電機，用于減少不希望的轉矩。該方法產生助力轉矩指令，其指明由電機產生的所需轉矩。該方法根據方向盤速度和方向盤角度的函數來確定是否將阻尼轉矩指令發送至電機。該方法當確定將阻尼轉矩指令發送至電機時，組合助力轉矩指令和阻尼轉矩指令以發送至電機。在本專利技術的另一個實施方式中，車輛系統包括控制模塊和包括電機的助力轉向系統?？刂颇K構造為產生阻尼轉矩指令，以發送至電機，用于減少不希望的轉矩?？刂颇K進一步構造為產生助力轉矩指令，其指明由電機產生的所需轉矩?？刂颇K進一步構造為基于方向盤速度和方向盤角度的函數，確定是否將阻尼轉矩指令發送至電機?？刂颇K進一步構造為當確定將阻尼轉矩指令發送至電機時，組合助力轉矩指令和阻尼轉矩指令以發送至電機。這些和其它優點和特征將從下面結合附圖的描述中變得更為清晰?！靖綀D說明】本專利技術的主題在本說明書結尾的權利要求書中得以特別指出且清楚宣稱。前述和其它特征以及本專利技術的優點從下面結合附圖的詳細描述中變得清晰，其中:附圖1示出了依照本專利技術典型實施方式的包括助力轉矩計算系統的轉向系統的功能框圖；附圖2示出了數據流圖，示出了依照本專利技術典型實施方式的助力轉矩計算系統；附圖3示出了依照本專利技術典型實施方式的阻尼轉矩指令產生模塊的框圖；附圖4-6示出了依照本專利技術典型實施方式的具有橫軸處的方向盤角度和縱軸處的方向盤速度的相位平面。附圖7示出了依照本專利技術典型實施方式的繪制示例函數的圖表；附圖8示出了依照本專利技術典型實施方式的阻尼轉矩指令縮放模塊的框圖；附圖9示出了依照本專利技術典型實施方式的繪制示例查找表的圖表；附圖10示出了依照本專利技術典型實施方式的轉矩指令產生模塊的框圖；以及附圖11示出了依照本專利技術典型實施方式的用于產生轉矩指令的方法的方法流程圖。【具體實施方式】下面的描述實質上僅是示例，且并不意于限制本專利技術、其應用或使用。應理解的是，在所有附圖中相應的附圖標記指示類似或相應的部件和特征。現在參考附圖1，將參考【具體實施方式】描述本專利技術，但并不限制于此，示出了包括轉向系統12的車輛10的典型實施方式。在多個實施方式中，轉向系統12包括連接至轉向軸16的方向盤14。在一個典型實施方式中，轉向系統12是電動助力轉向(EPS)系統，其進一步包括轉向輔助單元18，該單元連接至轉向系統12的轉向軸16以及至車輛10的轉向橫拉桿20、22。轉向輔助單元18例如包括齒條小齒輪轉向機構(未示出)，其可通過轉向軸16連接至轉向制動器電機和齒輪裝置(在下文稱為轉向致動器)。在操作期間，隨著方向盤14被車輛操作者(駕駛員)旋轉，轉向輔助單元18的電機提供輔助來移動轉向橫拉桿20、22，這又分別移動轉向關節24、26，轉向關節24、26分別連接至車輛10的路面車輪28,30ο雖然附圖1中示出和在此描述了 EPS系統，但是應意識到，本專利技術的轉向系統12包括多種受控的轉向系統，包括但不限于，具有液壓結構的轉向系統，以及通過線束結構的轉向。如圖1所示，車輛10進一步包括多個傳感器31-33，其檢測和測量轉向系統12和/或車輛10的可觀察條件。傳感器31-33基于可觀察條件產生傳感器信號。在多個實施方式中，傳感器31-33包括，例如方向盤速度傳感器、方向盤角度傳感器、橫向加速度傳感器、偏航速率傳感器、路面車輪速度傳感器、車速傳感器和其它傳感器。傳感器31-33向控制模塊40發送信號。在多個實施方式中，控制模塊40控制轉向系統12和/或車輛10的操作。例如，控制模塊40控制轉向輔助單元18的電機，以產生車輛10的駕駛員請求的助力轉矩。在電機操作的正常模式中，控制模塊40基于例如來自方向盤轉矩傳感器的方向盤轉矩信號產生正常助力轉矩指令，并發送正常助力轉矩指令至電機。在受限輔助模式中，當檢測到特定異常(例如，方向盤轉矩傳感器的功能退化)時一些實施方式的控制模塊40轉變至該受限輔助模式，控制模塊40產生且發送受限助力轉矩指令(例如，基于除了退化傳感器的傳感器信號之外的傳感器信號)。在手動模式中，其中，當控制模塊40確定不應由電機產生助力轉矩(例如，檢測到一個或多個傳感器31-33功能退化)時，一些實施方式的控制模塊40轉變至手動模式，控制模塊40指示電機不產生任何助力轉矩。在一些實施方式中，這些指令是表示將由電機產生的轉矩量的信號。總地來說，本專利技術多個實施方式中的方法產生阻尼轉矩指令，其衰減當電機在不同操作模式的轉變期間被轉向系統12中積聚的能量驅動時的反作用轉矩，從而防止方向盤處的反作用轉矩的突然改變。具體而言，在一些實施方式中，控制模塊40基于相位平面接通和切斷(例如，啟用或禁用)阻尼轉矩指令，該相位平面具有作為方向盤速度和方向盤角度或位置的值的軸線。該相位平面定義了方向盤14的速度和方向盤14的角度之間的關系。就是說，相位平面定義了方向盤的角度或位置與方向盤運動的大小和方向之間的關系。附圖2示出了附圖1的控制模塊40的框圖，其依照本專利技術的一些實施方式控制附圖1的轉向系統12和/或車輛10?？刂颇K40包括一個或多個子模塊和數據存儲，例如阻尼轉矩指令產生模塊202、阻尼轉矩指令縮放模塊204和最終轉矩指令產生模塊206。阻尼轉矩指令產生模塊202基于方向盤速度信號208、方向盤角度信號210和可選的車輛速度信號212，產生阻尼轉矩指令214。更具體地，在一些實施方式中，阻尼轉矩指令產生模塊202確定阻尼增益且使用電機速度來縮放阻尼增益。例如，阻尼增益乘以電機速度。阻尼轉矩指令產生模塊202確定阻尼因子，其用于進一步縮放阻尼增益。阻尼轉矩指令產生模塊202基于相位平面或坐標平面確定阻尼因子，該相位平面或坐標平面具有作為方向盤速度和方向盤角度的值的軸線。由于方向盤速度表示方向盤的旋轉方向和運動大小，并且方向盤角度表示方向盤相對于方向盤中心位置的角度或位置，相位平面定義方向盤速度和方向盤角度之間的關系。在一些實施方式中，基于相位平面確定的阻尼因子指示整個阻尼增益是否應被使用或沒有阻尼增益應被使用。例如，阻尼因子是零或一，并且乘以阻尼增益和方向盤速度的乘積。在一些實施方式中，阻尼轉矩指令產生模塊202可使用一個或多個濾波器(未示出)以過濾方向盤速度信號208本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于控制電動助力轉向系統中的電機的方法，包括：產生阻尼轉矩指令，以發送至電機用于減小不希望的轉矩；產生助力轉矩指令，其指明將由電機產生的所需轉矩；根據方向盤速度和方向盤角度的函數，確定是否將阻尼轉矩指令發送至電機；以及當確定要將阻尼轉矩指令發送至電機時，組合助力轉矩指令和阻尼轉矩指令以發送至電機。

【技術特征摘要】
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：T·M·瓦倫吉卡爾，A·J·錢佩內，
申請(專利權)人：操縱技術IP控股公司，
類型：發明
國別省市：美國;US