电动转向系统的摩擦估算和检测技术方案

提供了一种估算由控制模块控制的转向系统中的摩擦的方法。该方法包括由控制模块执行：估算转向载荷增益；估算转向载荷滞后；以及基于载荷增益、转向载荷滞后和参考模型来确定摩擦。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术示例性的实施例涉及动力转向系统的控制系统和方法。
技术介绍
在动力转向系统中，为了多种目的试图估算系统的全部摩擦。首先，如果摩擦过 度，会影响驾驶员保持车辆的方向控制的能力。在这种情况下，为了对其进行维修应该通知 驾驶员这种情况。其次，为了转向感，如果精确估算出摩擦幅度，可以降低驾驶员的摩擦感。
技术实现思路
提供一种估算由控制模块控制的转向系统中的摩擦的方法。该方法包括由控制模 块执行，估算转向载荷增益；估算转向载荷滞后；并基于载荷增益、转向载荷滞后和参考模 型来确定摩擦。方案1 一种估算由控制模块控制的转向系统中的摩擦的方法，包括由控制模块执行估算转向载荷增益；估算转向载荷滞后；以及基于载荷增益、转向载荷滞后和参考模型来确定摩擦。方案2 方案1的方法，其中由控制模块执了还包括当摩擦超过至少一个阈值时启 动报警信号。方案3 方案1的方法，其中由控制模块执行还包括基于摩擦启动控制信号以控制 转向系统。方案4 方案1的方法，其中估算转向载荷增益是基于转向载荷和侧向加速度的。方案5 方案1的方法，其中估算转向载荷滞后是基于转向载荷和转向角度的。方案6 方案1的方法，其中由控制模块执行还包括基于摩擦和转向载荷增益确定 附加摩擦。方案7 方案6的方法，其中由控制模块执行还包括基于摩擦和附加摩擦确定总摩擦。方案8 —种估算转向系统中的摩擦的方法，包括基于转向角度和车辆速度计算侧向加速度；基于施加于转向系统的一个或多个力计算转向载荷；基于侧向加速度以及转向载荷增益和滞后计算参考转向载荷；基于转向载荷和参考转向载荷计算总摩擦；将总摩擦与阈值比较；以及基于比较启动报警信号。方案9 方案8的方法，还包括点亮报警灯、触发声音信号、以及基于报警信号控制 转向系统中的至少一种。方案10 方案8的方法，其中确定是否存在过度摩擦包括将平均摩擦、附加摩擦和 总摩擦中的至少一个与各自的预定阈值进行比较。方案11 方案8的方法，包括在继续摩擦估算前确定至少一个条件约束是否在具 体范围内。方案12 —种车辆，包括转向系统；和与转向系统通信的控制模块，控制模块估算转向载荷增益，估算转向载荷滞后，并 基于转向载荷增益、转向载荷滞后和参考模型来确定摩擦。方案13 方案12的车辆，其中当摩擦超过至少一个阈值时控制模块启动报警信号。方案14 方案12的车辆，其中控制模块基于摩擦启动控制信号以控制转向系统。方案15 方案12的车辆，其中控制模块基于转向载荷和侧向加速度估算转向载荷增碰。方案16 方案12的车辆，其中控制模块基于转向载荷和转向角度估算转向载荷滞后。方案17 方案12的车辆，其中控制模块基于摩擦和转向载荷增益确定附加摩擦。方案18 方案17的车辆，其中控制模块基于摩擦和附加摩擦确定总摩擦。方案19 方案12的车辆，其中转向系统是电动转向系统。附图说明仅通过例子，其他目的、特征、优点和细节呈现在下面实施例的详细说明中，详细 说明参考附图，其中图1是根据典型实施例的包括摩擦估算系统的车辆的功能块图；图2是表示根据典型实施例的包括摩擦估算系统的控制模块的数据流图；图3和图4是表示转向载荷相对于转向角度或侧向加速度的曲线图；图5是表示侧向加速度相对于转向载荷的曲线图；以及图6是表示根据典型实施例的摩擦估算方法的流程图。具体实施例方式下面的描述实际上只是示例性的并不试图限定本专利技术的公开、应用或使用。应该 理解，所有的附图中相应的附图标记表示相似或相应的部分和特征。现在参考图1，此处参考特定实施例而不限于该实施例描述本专利技术，示出了包括转 向系统12的车辆10的典型实施例。在各实施例中，转向系统12包括连接到转向轴16上 的方向盘14。在典型实施例中，转向系统12是电动转向(EPS)系统，其还包括连接到转向 系统12的转向轴16和车辆10的转向横拉杆20、22的转向辅助单元18。转向辅助单元18包括例如齿条齿轮转向机构(未示出)，齿条齿轮转向机构可通过转向轴16连接到转向致 动马达和齿轮传动装置。在操作期间，当车辆操作者转动方向盘14时，转向辅助单元18的 马达提供助力以驱动转向横拉杆20、22，转向横拉杆20、22继而分别驱动分别连接到车辆 10的车轮28、30上的转向节24、26。虽然图1中示出了 EPS系统并在此进行了描述，但可 以意识到本专利技术的转向系统12可包括多种被控制的转向系统，包括但不限于具有液压配 置的转向系统，并且可通过有线配置转向。如图1中所示，车辆10还包括检查和测量转向系统12和/或车辆10的可观测状 况的多种传感器31、32，这些传感器包括，例如，车辆速度传感器、转向角度传感器和扭矩传 感器。传感器31、32基于可观测状况产生传感器信号。控制模块40基于一个或多个传感 器信号且还基于本专利技术的转向控制系统和方法控制转向系统12的运行。一般而言，本专利技术 的转向控制系统和方法估算转向系统12的摩擦。基于该摩擦，控制模块40产生一个或多 个通知和/或控制信号以控制转向系统12。现在参考图2，数据流图表示了图1的控制模块40的典型实施例。在多种实施例 中，控制模块40可包括一个或多个子模块和数据存储器。此处使用的术语模块和子模块是 指专用集成电路(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、或成组的)和存储器、组合逻辑电路、和/或其他提供所述功能的合适的元件。可以 意识到，图2中所示的子模块可以被组合和/或进一步分割以类似地估算摩擦和控制转向 系统12(图1)。控制模块40的输入可以从车辆10 (图1)的传感器31、32(图1)产生、可 被建模、可从车辆10(图1)内的其他控制模块(未示出)接收、和/或可预先确定。在多种实施例中，控制模块40包括侧向加速度模块42、约束模块44、增益和滞后 模块46、求和模块48、参考载荷模块50、总摩擦模块52和摩擦评估模块54。侧向加速度模块42接收输入车辆速度58和转向角度56。基于输入56、58，侧向 加速度模块42估算车辆10 (图1)的侧向加速度60。在多个实施例中，侧向加速度模块42 用车辆10(图1)的自行车模型估算侧向加速度60。在一个例子中，侧向加速度模块42基 于以下等式估算侧向加速度60 其中，符号LA表示侧向加速度60。符号HWA表示方向盘角度，也作为转向角度56。 符号V表示车辆速度58。符号L表示车辆轴距。符号K表示转向不足系数。符号N表示转 向比。在多个实施例中，车辆轴距、转向不足系数和转向比可以是预定值。在多个其他实施例中，侧向加速度模块42基于由加速度传感器测得的加速度值 估算侧向加速度，加速度传感器例如那些用在例如稳定控制系统中的传感器。可以意识到侧向加速度模块42可输出转向角度56代替侧向加速度60。差别在图 3和4中示出，其中当车辆速度变化时(104示出车辆速度增加)转向载荷100相对于转向 角度102变化。相比而言，在大范围的车辆速度内转向载荷100相对于侧向加速度106是 合理地恒定的。侧向加速度60的使用简化了随后的估算。为了容易讨论，将会在侧向加速 度60的上下文中讨论
技术实现思路
的其余部分。回到图2，约束模块44接收侧向加速度60、转向角度56、车辆速度58、转向速度62 和转向方向64作为输入。基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种估算由控制模块控制的转向系统中的摩擦的方法，包括：　　由控制模块执行：　　估算转向载荷增益；　　估算转向载荷滞后；以及　　基于载荷增益、转向载荷滞后和参考模型来确定摩擦。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：SD克莱因，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]