[发明专利]缓解机架干扰对EPS系统的影响的基于主动阻尼的方案

说明书

一种用于主动阻尼动力转向系统的系统包括：基于马达速度信号、丁字架转矩信号和最终马达命令而生成阻尼激活信号的阻尼激活模块；基于马达速度信号和车辆速度信号而生成经计算的命令的命令计算模块；以及基于阻尼激活信号和经计算的命令而生成阻尼命令的阻尼计算模块，阻尼命令降低动力转向系统的马达的马达速度以缓解机架干扰。

背景技术

本发明涉及主动阻尼机架干扰对EPS系统的影响。

电动助力转向（EPS）系统使用电动马达来提供对驾驶员的辅助和缓解道路干扰。线性系统和控制分析技术可以用于推荐校准以得到最优转向感受和道路干扰抑制。

由于电动马达的物理性质，可用马达转矩可以在马达速度增加时减小。这典型地通过马达包络曲线来描述，马达包络曲线表示可用马达转矩对马达速度曲线图，如图1A中所示。而且，针对EPS系统的驾驶/操作条件中的大部分典型地发生在更靠近原点的马达包络的区内，即最大可用马达转矩或多或少是恒定的，如图1A中所示。然而，EPS系统可能经受高于标称机架负载，使得系统操作在高得多的速度处。例如，在一个实验中，在突然刹车的情况下在越野表面上驾驶造成比典型转向负载高50%的转向负载，这造成比典型马达速度高100%的马达速度。这是复杂的非线性现象，其牵涉包括EPS机械设计、马达设计、马达控制和校准、EPS控制和校准、底盘动态性质等的因素。这些高机架负载可以导致EPS系统中的高马达速度，降低如图1A中所示的过程中的最大可用马达转矩。如果发生高马达速度和降低的最大可用马达转矩的组合，如例如图1A中所示，则马达可能无法产生充足的反作用转矩以匹配作用于EPS系统的机架负载。这可以造成马达速度方面的附加增加。该循环持续，造成EPS系统中的不合期望的高马达速度。挑战在于识别该现象并且（例如）在马达速度进一步增加之前迅速应用马达反作用转矩。存在缓解该现象的不同方式。

缓解该现象的一种方式是修改EPS机械设计以降低系统中的高马达速度。然而，该技术可以导致转向感受方面的降级。较大容量马达可以用于提供更多反作用转矩，但是这将意味着明显更多的成本。这两个方法的限制使得主动阻尼算法成为用于缓解高机架负载的影响的合期望的选项。

主动阻尼典型地使用在EPS系统中以改进转向性能。美国专利5，919，241描述了基于转向速度和用于实现EPS系统的期望的频率响应和性能的其它信号的主动阻尼的使用。U.S.6，647，329 B2和U.S.6，122，579同样描述了用于阻尼功能的不同策略。专利US 8，612，094 B2呈现了基于速度信号自身而缩放频率相关马达阻尼的策略。美国专利US 7，549，504B2和US 2009/0157258 A1呈现了一种用于向EPS系统应用主动阻尼的方法，其可以在不同的象限中不同地操作，其中基于转向轮转矩和角速度来定义象限。

一般而言，主动阻尼策略通常使用在EPS系统中以给出针对典型驾驶条件的最优转向感受和道路干扰抑制。在这些条件中，机架负载在EPS系统的典型操作范围内，并且马达速度较低（马达包络图1A中的典型驾驶区）。为了防止高马达速度（如以上描述的），期望高得多的阻尼量。典型地，这样的阻尼量值对于正常驾驶条件而言将不是所期望的。因而，这些高阻尼量值应当在典型驾驶操作范围之外并且在检测到以上描述的现象时使用。该现象的检测对于缓解这样的机架干扰是关键的。

发明内容

依照一个实施例，一种用于主动阻尼动力转向系统的系统包括：基于马达速度信号、丁字架转矩信号和最终马达命令而生成阻尼激活信号的阻尼激活模块；基于马达速度信号和车辆速度信号而生成经计算的命令的命令计算模块；以及基于阻尼激活信号和经计算的命令而生成阻尼命令的阻尼计算模块，阻尼命令降低动力转向系统的马达的马达速度以缓解机架干扰。

依照另一实施例，一种用于主动阻尼动力转向系统的方法，所述方法包括：基于马达速度信号、丁字架转矩信号和最终马达命令而确定阻尼激活信号；基于马达速度信号和车辆速度信号而确定经计算的命令；以及基于阻尼激活信号和经计算的命令而生成阻尼命令，阻尼命令降低动力转向系统的马达的马达速度以缓解机架干扰。