[发明专利]转向系统的级联位置控制架构

说明书

针对干扰前馈补偿技术描述了技术方案，该技术方案使用具有内部速度和外部位置控制回路的级联控制结构来改善闭合回路位置控制系统的干扰抑制特性。根据一个或多个实施例，一种系统包括位置控制器，接收输入的齿条位置指令和测量的齿条位置，并基于输入的齿条位置指令和测量的齿条位置的差值来计算速度指令。该系统还包括速度控制器，接收速度指令和测量的马达速度，并基于速度指令和测量的马达速度的差值来计算输入转矩指令。该系统通过生成与向马达施加输入转矩指令相对应的转矩量来调节齿条的位置。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2018年4月5日提交的第62/653,065号美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用的方式并入本文。

技术领域

本申请总体涉及转向系统，并且特别地涉及解决与使用级联位置控制架构的转向系统中的位置控制相关的技术挑战。

背景技术

车辆使用的转向系统可以包括根据位置指令定位齿条的位置控制器。包括这种位置控制器的转向系统的示例可以包括线控转向系统(SbW)，其包括车轮致动器(RWA)、电动助力转向系统(EPS)等。位置控制器可以从人类驾驶员或自动驾驶员接收位置指令，例如在高级驾驶员辅助系统(ADAS)中。

发明内容

描述了用于干扰前馈补偿技术的技术方案，用于使用具有内部速度和外部位置控制回路的级联控制结构改善闭合回路位置控制系统的干扰抑制特性。根据一个或多个实施例，一种系统包括位置控制器，接收输入的齿条位置指令和测量的齿条位置，并基于输入的齿条位置指令和测量的齿条的差值来计算速度指令。该系统还包括速度控制器，接收速度指令和测量的马达速度，并基于速度指令和测量的马达速度的差值来计算输入转矩指令。该系统通过生成与向马达施加输入转矩指令相对应的转矩量来调节齿条的位置。

根据一个或多个实施例，一种方法包括由位置控制器基于输入的齿条位置指令和作为第一反馈项提供的测量的齿条位置的差值来计算速度指令。该方法还包括由速度控制器基于速度指令和作为第二反馈项提供的测量的马达速度的差值计算输入转矩指令，速度控制器与位置控制器形成级联控制回路以提供齿条位置跟踪。该方法还包括由马达通过生成对应于输入转矩指令的转矩量来调节齿条的位置。

根据一个或多个实施例，一种转向系统包括马达、齿条和多个控制器，多个控制器包括位置控制器和速度控制器。控制器使用级联控制回路执行提供齿条位置跟踪的方法，该级联控制回路包括速度反馈回路和位置反馈回路。该方法包括由位置控制器基于输入的齿条位置指令和作为第一反馈项提供的测量的齿条位置的差值来计算速度指令。该方法还包括由速度控制器基于速度指令和作为第二反馈项提供的测量的马达速度的差值计算输入转矩指令，速度控制器与位置控制器形成级联控制回路以提供齿条位置跟踪。该方法还包括由马达通过生成对应于输入转矩指令的转矩量来调节齿条的位置。

根据一个或多个实施例，转向系统是线控转向系统。

根据一个或多个实施例，多个控制器还包括阻尼控制器，该方法还包括：由阻尼控制器通过使用阻尼项缩放测量的马达速度来计算第一转矩指令；以及通过将第一转矩指令添加到输入转矩指令中来修改输入转矩指令以进行齿条位置跟踪。

根据一个或多个实施例，位置控制器是比例控制器，并且其中，基于比例控制器的可配置参数来计算速度指令。

根据一个或多个实施例，速度控制器是比例积分控制器，并且其中，基于速度控制器的可配置参数来计算输入转矩指令。

从以下结合附图的描述，这些和其他优点和特征将变得更加明显。

附图说明

在说明书结尾处的权利要求中特别指出并清楚地声明了被视为本发明的主题。通过以下结合附图的详细描述，本发明的前述和其他特征及优点将变得显而易见，其中：

图1描绘了根据一个或多个实施例的车辆中的高级驾驶员辅助系统；