用于控制转向反馈转矩的方法 【技术领域】
本发明涉及一种用于控制闭环控制系统中的动力转向系统的转向反馈转矩的方法。
背景技术
通常地，转向转矩作为干扰而经受的变化可以通过车辆的转向机构和前悬架的恰当的几何设计而减小。然而已经证明在实际生活中很难实现这些车辆实现，因为成本和装配问题导致不能达到理想的几何尺寸。
通过使用高水平的动力支撑或者例如将驾驶员从要求的转向转矩的变化中隔离开的转向系统中各种类型的过滤、摩擦和减震的其它技术，还可以减少所经受的干扰的量。不幸地是，这样也将驾驶员从转向系统中的要求的反馈信号，例如自动对准转矩中的变化中隔离开，并且对转向反馈和转向感觉有负面影响。
此问题在具有强劲动力的发动机和宽的低断面轮胎的较小的前轮驱动轿车上最为明显。
现有技术文献EP1442958A2给出了包括开环转向转矩控制器和开环转向角控制器的转向系统。开环转向转矩控制器提供与由驾驶员使用转向轮而提供的转向转矩相重叠的输出。开环转向角控制器提供与由驾驶员使用转向轮而提供的转向角相重叠的输出。
【发明内容】
本发明提供一种用于控制闭环控制系统中的动力转向系统的转向反馈转矩的方法，由此动力转向系统提供转向反馈转矩的实际值，由此转向反馈转矩的标称值由第一装置使用车辆动态相关的测量值或者估算值计算，由此转向反馈转矩的所述实际值和转向反馈转矩的所述标称值之间的差值被用作提供控制器输出的控制器的输入，以及由此基于所述控制器输出，提供用于动力转向系统的输入，其中所述控制器输出以消除转向反馈转矩的所述实际值和转向反馈转矩的所述标称值之间的差值的方式影响所述转向反馈转矩。
只要车辆中的一个电子控制器具有足够的能力不随转向和前悬架的几何尺寸变化，本发明允许在不向车辆增加任何硬件的情况下消除和减缓转向转矩干扰。
【附图说明】
图1表示包括动力转向系统和用于示例根据本发明的方法的控制器的闭环控制系统的框图；
图2表示用于计算作为转向角ΦST的函数的标称值TNOM的特性曲线；以及
图3表示用于计算作为车辆速度v的函数的因子g的特性曲线，其中所述车速v用于计算标称值TNOM。
【具体实施方式】
本发明涉及一种用于控制闭环控制系统中地动力转向系统的转向反馈转矩的方法。
图1表示包括动力转向系统10的闭环控制系统的框图。动力转向系统10提供转向反馈转矩的实际值TACT作为输出。
闭环控制系统还包括控制器11。控制器11的输入由动力转向系统10提供的转向反馈转矩的实际值TACT和由转向反馈转矩的标称值TNOM确定。所述转向反馈转矩的标称值TNOM由第一装置12使用作为输入的与车辆动态相关的测量值或者估算值计算。
第一装置12使用转向角、和/或车速、和/或车辆侧向加速度、和/或车辆横摆率、和/或动力传动系转矩、和/或这些车辆动态相关的至少一个测量值或者估算值的时间导数的测量值或者估算值计算所述转向反馈转矩的标称值TNOM。转向角的测量值或者估算值由所述动力转向系统10提供。车速、和/或车辆侧向加速度、和/或车辆横摆率的测量值或者估算值由车辆的稳定性控制系统提供。这样的车辆的稳定性控制系统通常叫做ESP系统或者ESC系统。动力传动系转矩可以由动力传动系控制系统提供。
标称值TNOM可以使用基于物理的模型或者完全试验性的模型计算，其中所述完全试验性的模型可以使用任何可用的车辆动态信息。
转向反馈转矩的标称值TNOM可以使用不同的公式和/或特性曲线计算。例如，转向反馈转矩的标称值TNOM可以使用图2中所示的特性曲线TNOM＝f(ΦST)计算，其中ΦST是转向角，f是对称可调节函数。另外，转向反馈转矩的标称值TNOM可以由TNOM＝f(ΦST)*g(v)计算，其中f(ΦST)是图2中的特性曲线，并且g(v)是图3中的基于车速v的特性曲线。
另外，转向反馈转矩的标称值TNOM可以使用以下公式计算：
TNOM=Σn-15(Cn0un+Cn1u·n),]]>其中u1是车辆的纵向速度，u2是车辆的横向加速度，u3是转向轮角度，u4是车辆的横摆率，u5是驱动车轮的(发动机)驱动转矩，其中C0n和C1n是常数，并且其中是变量u的一阶时间导数。
转向反馈转矩的标称值TNOM可以由所述第一装置12实时计算。
根据图1，由动力转向系统10提供的转向反馈转矩的实际值TACT和由所述第一装置12提供的转向反馈转矩的标称值TNOM之间的差值作为控制器11的输入使用，其中控制器11提供控制器输出COUT。
基于控制器输出COUT，提供用于动力转向系统10的输入以便以转向反馈转矩的所述实际值TACT和转向反馈转矩的所述标称值TNOM之间的差值被最小化的方式影响所述转向反馈转矩。
优选地，基于所述控制器输出COUT和基于由使用了车辆的相关动态测量值或者估算值的第二装置13提供的输出DEST提供了用于影响所述转向反馈转矩的动力转向系统10的所述输入。由所述第二装置13提供的所述输出DEST以补偿可预见的转向反馈转矩的干扰的方式影响所述转向反馈转矩。
由所述第二装置13提供的所述输出DEST是使用转向角、和/或车速、和/或车辆侧向加速度、和/或车辆横摆率、和/或动力传动系转矩、和/或这些车辆动态相关的测量值或者估算值的至少一个的时间导数的测量值或者估算值得以计算的。转向角的测量值或者估算值由所述动力转向系统10提供。
车速、和/或车辆侧向加速度、和/或车辆横摆率、和/或动力传动系转矩的测量值或者估算值可以由车辆的稳定性控制系统(ESP系统或者ESC系统)提供。
输出量DEST可以使用以下公式计算：
DEST=Σn-15(Kn0un+Kn1u·n),]]>其中u1是车辆的纵向速度，u2是车辆的横向加速度，u3是转向轮角度，u4是车辆的横摆率，u5是驱动车轮的(发动机)驱动转矩，其中K0n和K1n是常数，并且其中是变量u的一阶时间导数。
由第二装置13提供的输出DEST可以由所述第二装置13实时计算。
输出DEST可以使用基于物理的模型或者完全试验性的模型计算，其中所述完全试验性的模型可以使用任何可用的车辆动态信息。
根据图1，控制器输出COUT和由第二装置13提供的输出DEST之间的差值作为影响所述转向反馈转矩的动力转向系统10的输入使用。
优选地，动力转向系统10设计为电子动力转向系统。然而，其也可以使用液压动力转向系统或者具有同样功能的动力转向系统。
可以测量驾驶员经受的转向反馈转矩和动力转向系统施加的动力助力转矩。驾驶员经受的转向反馈转矩可以通过动力转向系统的传感器测得。由电子动力转向系统施加的动力助力转矩可以通过测量流经所述电子动力转向系统的动力辅助电机的电流的测量值而得到。另外，可以在实时的基础上计算理想/标称转向反馈转矩。该计算的标称转向反馈转矩与实际的转向反馈转矩相比较并且闭环控制消除此差别。前馈类型的控制可以在实时的基础上用于补偿可以预见的干扰以改善控制系统的响应。
本发明还提供了用于执行根据本发明的上面描述的方法的计算机程序、包含执行上面描述的根据本发明的方法的电子控制装置的电子控制动力转向系统、保存执行上面描述的根据本发明的方法的计算机程序的数据介质以及包含具有执行上面描述的根据本发明的方法的电子控制装置的电子控制动力转向系统的车辆。