本发明专利技术涉及基于EPS和车辆模型的表面摩擦系数的连续估算。提供一种控制车辆的动力转向系统的系统和方法。控制系统包括控制模块，该控制模块可操作用于基于电机速度、驱动器扭矩和电机扭矩中的至少一个确定车辆的齿条力；基于车轮角和车辆速率确定多个模拟齿条力；将齿条力与多个模拟齿条力相比较以生成被包括在控制信号中的摩擦水平；以及将控制信号发送到动力转向系统。
【技术实现步骤摘要】
对相关申请的交叉引用本专利申请要求2015年3月25日提交的、美国临时专利申请序号62/138,085的优先权，通过对其整体引用将其并入本文。
技术介绍
估算道路表面摩擦的常规方法可能使用由非电动力转向(EPS)传感器信号计算的车轮滑移。用于估算道路表面摩擦中的变化的不同途径包括使用车轮速度和车轮滑移之间的差，使用车辆偏动和横向加速度传感器，使用在车辆前部的光学传感器，其使用来自道路表面的反射来估算道路摩擦，使用声学传感器来检测给出关于表面的信息的轮胎噪声，以及使用在轮胎螺纹处的传感器来测量应力和应变，其可以被涉及回到表面摩擦。还可以使用EPS传感器信号，但是在转向车轮处于稳定状态条件之后进行检测。同样，由于稳定状态需求，排除驾驶策略(driving maneuver)的一些子集。在稳定状态条件中应用的检测算法是二进制的、三态的等，并且限制可用于其它车辆子系统的信息。在基于车轮滑移确定摩擦的情况中，确定是昂贵的，并且取决于轮胎信号，或者提供迟到的检测。重要的是，驱动器得到摩擦反馈，但是还针对像是EPS感觉/扭矩合成、自主智能巡航控制，以及防撞系统的其它功能需要摩擦信息。
技术实现思路
在本专利技术的一个示例性实施例中，提供一种用于车辆的动力转向系统的控制系统。该控制系统包括控制模块，该控制模块可操作用于基于电机速度、驱动器扭矩和电机扭矩中的至少一个确定车辆的齿条力；基于车轮角和车辆速率确定多个模拟齿条力；将齿条力与多个模拟齿条力相比较以生成被包括在控制信号中的摩擦水平；以及将控制信号发送到动力转向系统。在本专利技术的另一示例性实施例中，提供一种控制车辆的动力转向系统的方法。该方法包括：基于电机速度、驱动器扭矩和电机扭矩中的至少一个确定车辆的齿条力；基于车轮角和车辆速率确定多个模拟齿条力；将齿条力与多个模拟齿条力相比较以生成被包括在控制信号中的摩擦水平；以及将控制信号发送到动力转向系统。从连同附图获得的以下描述，这些和其它优点和特征将变得更加显而易见。附图说明在说明书结束处的权利要求中特别地点出并清楚地要求了被视为本专利技术的主题。从连同附图获得的以下详细描述，本专利技术的前述和其它特征以及优点是显而易见的，其中：图1是根据一些实施例的、图解包括转向系统的车辆的功能性框图；图2根据一些实施例图解控制模块的示意图，该控制模块使用若干电动力转向(EPS)信号检测表面摩擦水平中的变化；图3根据一些实施例图解生成齿条力估算的车辆模拟模块的示意图；图4根据一些实施例图解控制模块的摩擦分类器的示意图；以及图5根据一些实施例图解所分类的摩擦水平的无线数据传输应用。具体实施方式在一些实施例中，一种方法和系统使用诸如手轮角(HWA)信号、小齿轮扭矩(PT)信号和手轮扭矩(HWT)信号的电动力转向(EPS)信号来确定轮胎-道路摩擦(即，表面摩擦)。由于本专利技术的各种实施例的系统和方法检测表面摩擦中的变化，因而该系统和方法可以被用于检测其中车辆可能失去牵引的条件，并且通过EPS系统、防锁死制动系统(ABS)和/或电子稳定性控制(ESC)系统采取适当的预防措施。如在本文中使用的那样，术语模块和子模块指的是一个或多个处理电路，诸如专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或组)和存储器、组合逻辑电路，和/或提供所描述的功能性的其它适当的组件。如可以被领会的那样，可以结合和/或进一步划分下面描述的子模块。现在参考附图，其中将参考特定的、但不限制相同的实施例描述本专利技术，图1是图解包括转向系统12的车辆10的示例性实施例。在各种实施例中，转向系统12包括被耦合到转向轴系统16的手轮14，所述转向轴系统16包括转向柱、中间轴以及必要的接头。在一个示例性实施例中，转向系统12是电动力转向(EPS)系统，其还包括耦合到转向系统12的转向轴系统16以及耦合到车辆10的拉杆20、22的转向辅助单元18。替换地，转向辅助单元18可以将转向轴系统16的上部与该系统的下部相耦合。转向辅助单元18包括例如齿条和小齿轮转向机构(未示出)，其可以通过转向轴系统16被耦合到转向执行器电机19和传动装置。在操作期间，随着车辆操作者转动手轮14，转向执行器电机19提供帮助来移动拉杆20、22，所述拉杆进而移动被分别地耦合到车辆10的各个路面车轮28、30的转向关节24、26。如在图1中示出的那样，车辆10还包括各种传感器31、32、33，其检测和测量转向系统12和/或车辆10的可观察的条件。传感器31、32、33基于可观察的条件生成传感器信号。在一个示例中，传感器31是扭矩传感器，其感测由车辆10的操作者应用于手轮14的输入驱动器手轮扭矩(HWT)。扭矩传感器基于此生成驱动器扭矩信号。在另一示例中，传感器32是电机速率传感器，其感测转向执行器电机19的旋转速率。传感器32基于此生成电机速率或速度信号。在仍另一示例中，传感器33是手轮位置传感器，其感测手轮14的位置。传感器33基于此生成手轮位置信号。控制模块40接收从传感器31、32、33输入的一个或多个传感器信号，并且可以接收其它输入，诸如车辆速率信号34。控制模块40基于所述输入中的一个或多个并且还基于本公开的转向控制系统和方法生成命令信号，以控制转向系统12的转向执行器电机19。本公开的转向控制系统和方法应用信号调节并执行摩擦分类，以将表面摩擦水平42确定为可以被用于通过转向辅助单元18控制转向系统12的方面的控制信号。还可以将表面摩擦水平42作为警报发送到ABS44和/或ESC系统46，以指示表面摩擦中的变化，如在本文中进一步描述的那样，其可以进一步被分类为在中心滑移(即，在较低的手轮角处)或不在中心滑移(即，在较高的手轮角处)。可以使用例如控制器区域网络(CAN)总线或本领域中已知的其它车辆网络来执行与ABS44、ESC系统46和其它系统(未描绘)的通信，以交换诸如车辆速率信号34的信号。图2图解摩擦控制模块200的示意图，摩擦控制模块200表示使用若干EPS信号确定表面摩擦水平的图1的控制模块40内的控制逻辑的一部分。在实施例中，摩擦控制模块200包括齿条力估算模块202、EPS观察器模块204和摩擦分类器模块206。齿条力估算模块202可以基于车轮角和车辆速率估算针对不同表面的齿条力。在一些实施例中，车轮角可以由来自传感器33的HW角导出。由齿条力估算模块202估算的齿条力可以包括对应于车辆在干沥青或另一类似道路的表面上行进的干齿条力，对应于车辆在雪覆盖的表面上行进的雪齿条力，以及对应于车辆在冰覆盖的表面上行进的冰齿条力。针对干的、雪和冰覆盖的表面的代表性摩擦系数可以采用分别地由1、0.3和0.1表示的表面摩擦系数(μ)表示。虽然本文中公开了干的、雪和冰覆盖的表面，但是还预期和理解的是，齿条力估算模块202可以估算任意数量的不同表面，包括但不被限于上面描述的那些。EPS观察器模块204从电机扭矩、驱动器扭矩和电机速度中的一个或多个确定实际的齿条力。可以将多个估算的齿条力和实际的齿条力发送到摩擦分类器模块206。摩擦分类器模块206基于对实际的齿条力与估算的齿条力的比较确定摩擦水平。摩擦水平可以被表示为表面摩擦系数μnew；可以将该摩擦水平包括在被用于控制本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于车辆的动力转向系统的控制系统，包括：控制模块，可操作用于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成：基于电机速度、驱动器扭矩和电机扭矩中的至少一个确定所述车辆的齿条力；基于车轮角和车辆速率确定多个模拟齿条力；将所述齿条力与所述多个模拟齿条力相比较以生成被包括在控制信号中的摩擦水平；以及将所述控制信号发送到所述动力转向系统。
【技术特征摘要】
2015.03.25 US 62/1380851.一种用于车辆的动力转向系统的控制系统，包括：控制模块，可操作用于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成：基于电机速度、驱动器扭矩和电机扭矩中的至少一个确定所述车辆的齿条力；基于车轮角和车辆速率确定多个模拟齿条力；将所述齿条力与所述多个模拟齿条力相比较以生成被包括在控制信号中的摩擦水平；以及将所述控制信号发送到所述动力转向系统。2.如权利要求1所述的控制系统，其中所述控制模块还被配置成基于由电动力转向系统观察器获得的估算确定所述车辆的所述齿条力。3.如权利要求1所述的控制系统，其中所述控制模块还被配置成检查所述齿条力和所述多个模拟齿条力的大小，以确定是否更新所述摩擦水平。4.如权利要求1所述的控制系统，其中所述多个估算的齿条力包括雪齿条力、干齿条力和冰齿条力，其中当所述齿条力落在所述雪齿条力和干齿条力之间时，基于被从至少所述干齿条力减去的所述雪齿条力来确定所述摩擦水平。5.如权利要求1所述的控制系统，其中所述多个估算的齿条力包括雪齿条力、干齿条力和冰齿条力，其中当所述齿条力落在所述雪齿条力和冰齿条力之间时，基于被从至少所述冰齿条力减去的所述雪齿条力来确定所述摩擦水平。6.如权利要求1所述的控制系统，其中能够通过专用短程通信(DSRC)架构将所述摩擦水平无线地广播到第二车辆。7.一种控制车辆的动力转向系统的方法，所述方法包括：基于电机速度、驱动器扭矩和电机扭矩中的至少一个确定所述车辆的齿条力；基于车轮角和车辆速率确定多个模拟齿条力；将所...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·S·乔治，S·P·沙，F·博卢尔基，T·M·瓦伦吉卡，
申请(专利权)人：操纵技术IP控股公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。