车辆转向系统的电动机扭矩控制装置制造方法及图纸

一种车辆转向系统的电动机扭矩控制装置，包括：假想转向扭矩确定单元，以估计当车辆的方向盘以最大转向角旋转时输入到车辆的转向齿轮的假想转向扭矩；减扭矩确定单元，以计算假想转向扭矩与实际转向扭矩之间的差值；补偿扭矩确定单元，以基于差值和车辆的车速确定用于补偿实际转向扭矩的补偿扭矩；以及电动机扭矩确定单元，以基于补偿扭矩和电机的电动机辅助扭矩确定电机的输出扭矩。

Motor torque control device of vehicle steering system

【技术实现步骤摘要】
车辆转向系统的电动机扭矩控制装置
本公开涉及一种用于增强车辆的转向性能的车辆转向系统的电动机扭矩控制装置。
技术介绍
本节中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，并且可以不构成现有技术。通常，在车辆转向期间，车辆受到朝向转向方向外侧的离心力，并且受到朝向转向方向内侧的横向力。在这种情况下，当施加到车轮的轮胎上的横向力和离心力平衡时，车辆能够稳定地转动而不会滑移。当驾驶员旋转车辆的方向盘时，随着转向角增大，轮胎的接地表面的滑动区域逐渐增大。滑移区域的这种增加伴随着增加驾驶员对由于轮胎滑移引起的车辆旋转的关注。换句话说，驾驶员担心在方向盘旋转期间车辆旋转的可能性，并且因此，甚至在相对于路面的轮胎抓地力性能达到极限之前就减小转向扭矩。因此，当驾驶员甚至在轮胎抓地力性能达到极限之前就减小转向扭矩时，车辆在方向盘未以最大转向角旋转的状态下沿转向方向转动。就这一点而言，当方向盘的转向角达到最大转向角(极限)时，能够最大程度地使用轮胎的横向力。我们已经发现，即使在方向盘的转向角达到最大转向角之前就减小驾驶员转向扭矩和转向角时，在车辆行驶期间施加到轮胎上的横向力也不能被最大程度地利用，并且因此存在方向盘操纵期间车辆的转向性能劣化和驾驶员的转向感劣化的问题。
技术实现思路
在一个方面中，本公开提供了一种车辆转向系统的电动机扭矩控制装置，其根据方向盘的实时转向角来估计和计算在方向盘以最大转向角旋转期间输入到转向齿轮的假想转向扭矩和输入到转向齿轮的实际转向扭矩，生成电动机辅助扭矩，并且在补偿驾驶员转向扭矩时基于假想转向扭矩和实际转向扭矩之间的差值来额外补偿实际转向扭矩，从而增强车辆的转向性能。在一种形式中，一种车辆转向系统的电动机扭矩控制装置，用于使用电机生成电动机辅助扭矩以辅助输入到转向齿轮的驾驶员转向扭矩可以包括：假想转向扭矩确定单元，用于估计当车辆的方向盘以最大转向角旋转时输入到车辆的转向齿轮的假想转向扭矩，减扭矩确定单元，用于计算假想转向扭矩与基于方向盘的实时转向角确定的实际转向扭矩之间的差值；补偿扭矩确定单元，用于基于差值和车辆的车速确定用于补偿实际转向扭矩的补偿扭矩；以及电动机扭矩确定单元，用于基于补偿扭矩和用于辅助驾驶员转向扭矩的电动机辅助扭矩确定电机的输出扭矩。在另一种形式中，假想转向扭矩确定单元可以基于车辆的车轮的轮胎的横向力和假想轮胎拖距来估计假想转向扭矩，其中假想轮胎拖距是在车辆的轮胎不发生滑移时的轮胎拖距值。具体地，可以使用“轮胎横向力×(后倾拖拽+假想轮胎拖距)/力矩臂×转向传动比+摩擦力矩”来计算假想转向扭矩。后倾拖拽可以是通过车轮轮毂中心的垂直线在路面上的交点和中枢销中心线的向下延长线在路面上的交点之间的距离，并且力矩臂可以是中枢销和系杆之间的距离。中枢销可以安装在车轴的一端，作为转向节的旋转轴，用于改变前轮的驱动方向，并且系杆可以安装在转向齿轮和前轮之间。转向传动比可以是转向齿轮的小齿轮和齿条之间的传动比，并且摩擦力矩可以是在转向系统中生成的摩擦力矩。此外，假想转向扭矩确定单元可以基于车辆的横向加速度和偏航率、实时车速、车辆重量、从车辆中心到车轮的距离，以及质量惯性矩来预测轮胎的横向力。在又一形式中，减扭矩确定单元可以通过从假想转向扭矩减去实际转向扭矩来计算减扭矩，并且可以通过将实时生成的电动机辅助扭矩和驾驶员转向扭矩相加来计算实际转向扭矩。在又一形式中，补偿扭矩确定单元可以基于车速确定减扭矩的增益，并使用该增益确定补偿扭矩。当车速小于预定的第一车速时，增益可以被确定为“0”，当车速等于或大于第二车速时，增益可以被确定为预定的最大增益值，并且当车速等于或大于第一车速并且小于第二车速时，增益可以被确定为与车速成比例地在“0”和最大增益之间的值，其中第二车速大于第一车速。此外，补偿扭矩可以使用“减扭矩×增益”来计算。在又一形式中，电动机扭矩确定单元可以通过从电动机辅助扭矩减去补偿扭矩来计算电机的输出扭矩。从本文提供的描述中，进一步的应用领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，而不旨在限制本公开的范围。附图说明为了能够很好地理解本公开，现在将以示例的方式给出对附图参考的各种形式的描述，其中：图1是示出本公开的一种形式的车辆转向系统的电动机扭矩控制装置的配置的示意图；图2是示出电动动力转向系统的模型的图；图3是示出包括在电动机扭矩控制装置中的减扭矩确定单元的配置的示例的图；图4是示出计算减扭矩确定单元的减扭矩的方法的概念的图；以及图5是示出确定包括在电动机扭矩控制装置中的补偿扭矩确定单元的增益的方法的概念的图。本文描述的附图仅用于说明目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。具体实施方式以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或用途。应当理解，在整个附图中，相应的参考标记指示相似或相应的部件和特征。首先，下面将描述驾驶员在车辆转向期间甚至在方向盘的转向角达到极限(最大转向角)之前就减小转向扭矩(方向盘的操作力)的原因。当车辆行驶期间车轮的轮胎的滑移角超过阈值时，轮胎的接地表面可以被划分为紧贴路面的粘合区域和不紧贴路面并因此在路面上滑动的滑移区域。当方向盘的转向角增加时，轮胎的滑移角可以增加，并且当滑移角超过阈值并且增加时，轮胎的接地表面的滑移区域可以增加，并且当滑移区域增加时，轮胎拖距可以减少。轮胎拖距是车轮的轮胎的接地表面的中心点与施加到车轮的轮胎的横向力的施加点(或转向力的施加点)之间的距离，并且轮胎的恢复力矩，其与在车辆转向期间轮胎的变形一同生成，可以使用“恢复力矩＝横向力×轮胎拖距”的公式来确定。因此，随着轮胎拖距的减少，轮胎的恢复力矩可以减少。当恢复力矩减小时，驾驶员可能感觉好像轮胎抓地力性能由于通过方向盘传递的力而降低。恢复力矩可以逐渐减小，直到轮胎抓地力性能达到极限并且轮胎在路面上滑移。因此，即使在轮胎抓地力性能达到极限之前，即，即使在方向盘达到极限(最大转向角)之前，驾驶员也担心由于轮胎滑移引起的车辆旋转。换句话说，驾驶员由于方向盘旋转期间车辆旋转的可能性而感到紧张。因此，驾驶员甚至在轮胎相对于路面的抓地力性能达到极限之前就减小转向扭矩。因此，当驾驶员甚至在轮胎抓地力性能达到极限之前就减小转向扭矩时，车辆在方向盘未以最大转向角旋转的状态下沿转向方向转动。就这一点而言，当方向盘的转向角达到最大转向角时，能够最大程度地使用轮胎的横向力。因此，当甚至在方向盘的转向角达到最大转向角之前驾驶员转向扭矩和转向角就减小时，在车辆行驶期间施加到轮胎上的横向力不能被最大程度地使用，并且因此在方向盘的操纵期间车辆的转向性能劣化并且驾驶员的转向感劣化。因此，本公开可以估计和计算在方向盘以最大转向角旋转期间输入到转向齿轮的假想转向扭矩和根据方向盘的实时转向角输入到转向齿轮的实际转向扭矩，可以生成电动机辅助扭矩，并且可以在补偿驾驶员转向扭矩时基于假想转向扭矩和实际转向扭矩之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆转向系统的电动机扭矩控制装置，包括：/n假想转向扭矩确定单元，被配置为当车辆的方向盘以最大转向角旋转时估计输入到所述车辆的转向齿轮的假想转向扭矩；/n减扭矩确定单元，被配置为计算所述假想转向扭矩与基于所述方向盘的实时转向角度确定的实际转向扭矩之间的差值；/n补偿扭矩确定单元，被配置为基于所述差值和所述车辆的车速确定用于补偿所述实际转向扭矩的补偿扭矩；以及/n电动机扭矩确定单元，被配置为基于所述补偿扭矩和用于辅助驾驶员转向扭矩的电机的电动机辅助扭矩来确定所述电机的输出扭矩。/n

【技术特征摘要】
20181016 KR 10-2018-01229811.一种车辆转向系统的电动机扭矩控制装置，包括：
假想转向扭矩确定单元，被配置为当车辆的方向盘以最大转向角旋转时估计输入到所述车辆的转向齿轮的假想转向扭矩；
减扭矩确定单元，被配置为计算所述假想转向扭矩与基于所述方向盘的实时转向角度确定的实际转向扭矩之间的差值；
补偿扭矩确定单元，被配置为基于所述差值和所述车辆的车速确定用于补偿所述实际转向扭矩的补偿扭矩；以及
电动机扭矩确定单元，被配置为基于所述补偿扭矩和用于辅助驾驶员转向扭矩的电机的电动机辅助扭矩来确定所述电机的输出扭矩。


2.根据权利要求1所述的电动机扭矩控制装置，其中，所述假想转向扭矩确定单元基于所述车辆的车轮的轮胎的横向力和假想轮胎拖距来估计所述假想转向扭矩，其中，所述假想轮胎拖距是在不发生所述车辆的轮胎滑移时的轮胎拖距。


3.根据权利要求2所述的电动机扭矩控制装置，其中，所述假想转向扭矩被计算为：
假想转向扭矩＝轮胎横向力×(后倾拖拽+假想轮胎拖距)/力矩臂×转向传动比+摩擦力矩，
其中：
所述后倾拖拽是通过车轮轮毂中心的垂直线在路面上的交点与中枢销中心线的向下延长线在路面上的交点之间的距离，
所述力矩臂是中枢销和系杆之间的距离，
所述转向传动比是所述转向齿轮的小齿轮和齿条之间的传动比，并且
所述摩擦力矩是在转向系统中产生的摩擦力矩。


4.根据权利要求3所述的电动机扭矩控制装置，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：金灿中，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR