无转矩传感器信号的驾驶员意图估计制造技术

一种用于确定驾驶员转矩的系统包括齿条转矩估计器模块，其基于马达角度和马达速率来确定估计的齿条转矩值。系统还包括驾驶员意图检测模块，其基于估计的齿条转矩值来计算干扰转矩缩放因子。系统还包括混合模块，其使用干扰转矩缩放因子，基于估计的齿条转矩值的缩放后的值来产生马达转矩辅助指令。

Driver's intention estimation without torque sensor signal

A system for determining driver torque includes rack and pinion torque estimator module, which determines the estimated rack torque based on motor angle and motor speed. The system also includes the driver's intention detection module, which is based on the estimated value of the rack torque to calculate the disturbance torque scaling factor. The system also includes a hybrid module, which uses the interference torque scaling factor and generates the motor torque auxiliary instructions based on the estimated value of the rack torque values.

【技术实现步骤摘要】
无转矩传感器信号的驾驶员意图估计
本申请涉及一种动力转向系统，一种用于通过动力转向系统提供马达转矩辅助指令的方法和一种用于提供马达转矩辅助指令的动力转向系统。
技术介绍
一些电动助力转向(EPS)系统使用转矩传感器来确定驾驶员所需的帮助。如果事件影响转矩传感器的功能，则系统可能无法提供完全辅助并恢复到降低辅助模式或丢失辅助模式。当EPS处于正常运行状态时，转矩传感器通常会测量驾驶员意图。然而，在转矩传感器故障期间，表示驾驶员意图的数据不可用。
技术实现思路
根据一个或多个示例，一种动力转向系统，用于提供马达转矩辅助指令，所述动力转向系统包括：齿条转矩估计器模块，基于马达角度和马达速率确定估计的齿条转矩值；驾驶员意图检测模块，基于所述估计的齿条转矩值来计算干扰转矩缩放因子；以及混合模块，使用所述干扰转矩缩放因子，基于所述估计的齿条转矩值的缩放后的值来产生所述马达转矩辅助指令。根据一个或多个示例，一种用于通过动力转向系统提供马达转矩辅助指令的方法，所述方法包括：基于马达角度和马达速率确定估计的齿条转矩值；基于所述估计的齿条转矩值来计算干扰转矩缩放因子；以及使用所述干扰转矩缩放因子，基于所述估计的齿条转矩值的缩放后的值来产生所述马达转矩辅助指令。根据一个或多个示例，一种用于提供驾驶员辅助转矩的动力转向系统，包括：转矩传感器，被配置为检测来自所述动力转向系统的方向盘的驾驶员转矩信号；以及控制模块，被配置为：响应于所述转矩传感器无故障运行，基于马达角度、马达速率和驾驶员转矩信号确定第一估计齿条转矩值；以及基于所述第一估计齿条转矩值产生第一马达转矩辅助指令。控制模块响应于检测到所述转矩传感器的故障，基于所述马达角度和马达速率确定第二估计齿条转矩值(无驾驶员转矩信号)；基于所述第二估计齿条转矩值计算干扰转矩缩放因子；以及使用所述干扰转矩缩放因子，基于所述第二估计齿条转矩值的缩放后的值产生第二马达转矩辅助指令。附图说明在说明书结尾处的权利要求书中特别指出并明确地要求保护被认为是本专利技术的主题。从以下结合附图的详细描述中，本专利技术的前述和其它特征以及优点是显而易见的，在附图中：图1示出根据示例性实施例的马达控制系统的示意图；图2示出根据一些实施例的控制模块的数据流程图；图3示出根据一些实施例的驾驶员意图检测模块的示例组件和示例数据流程图；图4示出根据一些实施例的干扰计算模块的示例组件和示例数据流；图5示出根据一些实施例的用于计算干扰转矩的干扰计算模块的数据流程图；以及图6示出根据一些实施例的缩放模块的示例组件和示例数据流。具体实施方式本文所使用的术语模块和子模块指一个或多个处理电路，诸如执行一个或更多软件或固件程序的专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享处理器、专用处理器或处理器组)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其它合适组件。可以理解，下面描述的子模块可以被组合和/或进一步分割。这里描述的技术方案有助于帮助车辆(诸如汽车)中的动力转向系统提供辅助力或转矩，使得当车辆的驾驶员在驾驶中转动车辆的方向盘时，他/她可以提供较小的努力。通常，动力转向系统基于确定驾驶员所请求的辅助的转矩传感器来提供辅助力。然而，如果转矩传感器不存在、禁用或损坏，或者在任何其它故障情况下，动力转向系统可能无法提供辅助力，这将导致驾驶员向转向器施加高于通常转矩的转矩。本文描述的技术方案通过基于齿条力(立轴转矩)估计器模块确定驾驶员的意图，而不依赖于转矩传感器来计算辅助力，从而解决这些技术问题。在一个或多个示例中，动力转向系统在后台计算本文描述的辅助力，并且响应于检测到转矩传感器的故障，动力转向系统切换到使用如本文所述的辅助力。现在参考附图，将参考具体实施例来描述本专利技术，但不限于此，图1是示出包括转向系统12的车辆10的示例性实施例。在各种实施例中，转向系统12包括耦接到转向轴系统16的方向盘14，转向系统16包括驾驶杆、中间轴和必要的接头。在一个示例性实施例中，转向系统12是电动助力转向(EPS)系统，其还包括辅助单元18，该辅助单元18耦接到转向系统12的转向轴系统16并且耦接到车辆10的连结杆20、22。可替代地，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耦接。例如，转向辅助单元18包括齿条与齿轮转向机构(未示出)，该齿条与齿轮转向机构可以通过转向轴系统16耦接到转向致动器马达19和传动装置。在操作期间，当车辆操作者转动方向盘14时，转向致动器马达19提供帮助以移动连结杆20、22，进而又分别移动被分别耦接到车辆10的道路车轮28、30的转向节24、26。如图1所示，车辆10还包括检测和测量转向系统12和/或车辆10的可观察状况的各种传感器31、32、33。传感器31、32、33基于可观察状况产生传感器信号。在一个示例中，传感器31是感测由车辆10的操作者施加到方向盘14的输入驾驶员方向盘转矩(HWT)的转矩传感器。转矩传感器基于此产生驾驶员转矩信号。在另一示例中，传感器32是感测转向致动器马达19的旋转角度以及转速的马达角度和速度传感器。在又一个示例中，传感器32是感测方向盘14的位置的方向盘位置传感器。传感器33基于此产生方向盘位置信号。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，并且可以接收诸如车速信号34的其它输入。控制模块40基于一个或多个输入并且还基于本公开的转向控制系统和方法，产生指令信号以控制转向系统12的转向致动器马达19。本公开的转向控制系统和方法应用信号调节并且执行摩擦分级来确定表面摩擦级别42，表面摩擦级别42作为可以用于通过转向辅助单元18来控制转向系统12的各个方面的控制信号。表面摩擦级别42也可以作为警报被发送到ABS44和/或ESC系统46，指示表面摩擦的变化，其可以进一步分类为中心滑移(即，在较低的方向盘角度下)或偏心滑移(即，在较高的方向盘角度下)，如本文进一步描述的。例如，可以使用控制器局域网(CAN)总线或本领域已知的其它车辆网络来执行与ABS44、ESC系统46和其它系统(未示出)的通信，以交换诸如车速信号34的信号。图2示出在转矩传感器31故障或不存在转矩传感器31的情况下，计算方向盘14的驾驶员辅助力的控制模块40的数据流程图。在一个或多个示例中，控制模块40可以包括驾驶员意图检测模块210和齿条转矩估计模块220以及其它组件。齿条转矩估计模块220确定估计的齿条转矩222(也称为马达转矩)，其被用于计算待提供给EPS的马达的指令，以帮助车辆的驾驶员通过EPS控制车辆。在一个或多个示例中，转矩估计模块220基于来自EPS的一个或多个传感器31-33的测量值估计齿条转矩222。例如，转矩估计模块220接收马达角度、马达速率和车辆速度作为输入来计算齿条转矩222。转矩估计模块220可以是静态轮胎转矩估计器或滚动轮胎转矩估计器。其它示例可以使用任何其它技术来预测齿条转矩，诸如以经验方式、通过使用查找表或通过使用基于模型的方法等等。当车辆速度低于预定水平(诸如小于等于10KPH(千米每小时)、15KPH、20KPH或任何其它此类预定速度)时，静态轮胎马达转矩估计器计算齿条转矩222。当车辆速度高于预定水平时，滚动轮胎马达转矩估计器计算齿条转矩2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力转向系统，用于提供马达转矩辅助指令，所述动力转向系统包括：齿条转矩估计器模块，基于马达角度和马达速率确定估计的齿条转矩值；驾驶员意图检测模块，基于所述估计的齿条转矩值来计算干扰转矩缩放因子；以及混合模块，使用所述干扰转矩缩放因子，基于所述估计的齿条转矩值的缩放后的值来产生所述马达转矩辅助指令。

【技术特征摘要】
2016.06.14 US 15/181,4821.一种动力转向系统，用于提供马达转矩辅助指令，所述动力转向系统包括：齿条转矩估计器模块，基于马达角度和马达速率确定估计的齿条转矩值；驾驶员意图检测模块，基于所述估计的齿条转矩值来计算干扰转矩缩放因子；以及混合模块，使用所述干扰转矩缩放因子，基于所述估计的齿条转矩值的缩放后的值来产生所述马达转矩辅助指令。2.根据权利要求1所述的动力转向系统，其中所述混合模块响应于车辆速度低于预定阈值，基于所述缩放后的值产生所述马达转矩指令。3.根据权利要求2所述的动力转向系统，其中所述齿条转矩估计模块是静态轮胎转矩估计模块。4.如权利要求1所述的动力转向系统，其中所述驾驶员意图检测模块基于下述计算所述干扰转矩缩放因子：基于所述估计的齿条转矩值、所述马达角度和所述马达速率来计算干扰转矩信号；计算所述干扰转矩信号的变化；以及实现选择器来为所述干扰转矩缩放因子在低值和默认高值之间做出选择。5.根据权利要求4所述的动力转向系统，其中通过计算所述干扰转矩信号的连续值之间的差来计算所述干扰转矩信号的变化。6.根据权利要求4所述的动力转向系统，其中所述驾驶员意图检测模块包括缩放模块，所述缩放模块基于所述干扰转矩信号的变化和先前马达转矩指令来输出所述干扰转矩缩放因子。7.根据权利要求4所述的动力转向系统，其中所述干扰转矩缩放因子响应于所述干扰转矩信号的变化值具有与先前马达转矩指令的值相反的符号来缩放所述马达转矩指令。8.根据权利要求7所述的动力转向系统，其中所述干扰转矩缩放因子响应于所述干扰转矩信号的变化值具有大于预定阈值的幅值来缩放所述马达转矩指令。9.根据权利要求4所述的动力转向系统，其中所述驾驶员意图检测模块计算所述干扰转矩缩放因子还包括：使用预定的带通滤波器从所述干扰转矩信号消除恒定的齿条力分量。10.根据权利要求4所述的动力转向系统，其中所述驾驶员意图检测模块使用扩展状态观测器来...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·M·瓦伦吉卡尔，A·J·尚帕涅，
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