[发明专利]用于估计和调节待调节的摩擦力以及控制方向盘扭矩迟滞的方法、和相应的动力转向系统

权利要求书

1.一种用于确定动力转向系统(1)中待调节的摩擦力(F)的方法(100)，所述方法包括以下步骤：

根据对所述动力转向系统的一部分的速度(v)的测量和/或从施加到所述动力转向系统(1)的方向盘(3)的方向盘扭矩(T3)的测量来确定速度(v)；

根据修正的LuGre模型(LM)确定所述待调节的摩擦力(F)，

所述修正的LuGre模型(LM)将所述待调节的摩擦力(F)确定为系统状态(z)的函数，所述状态(z)的时间导数根据以下形式的等式被确定为所述系统状态(z)、所述速度(v)、第一增益(σ0)、第二增益(β)和库仑摩擦力(F_c)的函数：

【数学式1】

其中：

【数学式2】

其中，符号(z)是数量z的符号，符号(v)是数量v的符号，并且其中，

【数学式3】

其中，

【数学式4】

并且其中，

【数学式5】

z_ba＝β·z_max。

2.根据权利要求1所述的方法(100)，其中所述库仑摩擦力F_c和/或第一增益σ0、和/或第二增益β根据以下变量中的一个或多个而变化：车辆的纵向速度、车辆的横向加速度、车辆的角速度、方向盘角度或动力转向马达角度、方向盘速度或动力转向马达速度、动力转向系统的温度、外部温度、方向盘扭矩、马达扭矩。

3.根据权利要求1所述的方法(100)，确定速度的步骤包括通过辅助马达(12)的角速度传感器(24)测量第一速度(v1)和从方向盘扭矩(T3)的测量中估计第二速度(v2)，所述方向盘扭矩的测量由扭矩传感器(14)执行，确定的速度(v)是所述第一速度(v1)和第二速度(v2)之和。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(100)，其中所述待调节的摩擦力(F)是根据中间摩擦率(w)来确定的(150)，所述中间摩擦率(w)是根据所述修正的LuGre模型(LM)和所述速度(v)来确定的，所述待调节的摩擦力(F)是根据计算所述中间摩擦率(w)与估计的动态摩擦力(FRI)和期望的动态摩擦力(FRC)之间的差的乘积的步骤(150)来确定的，所述估计的动态摩擦力(FRI)是至少根据所述中间摩擦率(w)来估计的。

5.根据权利要求3所述的方法(100)，其中所述第二速度(v2)的估计包括以下步骤：

使用所述扭矩传感器(14)测量方向盘扭矩(T3)，所述扭矩传感器(14)被配置为测量方向盘(3)和电动助力转向(1)的齿条(6)之间的方向盘扭矩(T3)，

对方向盘扭矩测量(T3)进行时间推导(T3)，

将所述时间导数乘以刚度系数，以得到所述第二速度(v2)，称为扭矩速度。

6.一种用于调节动力转向系统(1)中待调节的摩擦力(F)的方法(200)，所述方法包括以下步骤：

使用根据权利要求1至5中任一项所述的方法(100)估计所述待调节的摩擦力(F)，

控制辅助马达(12)以施加目标方向盘扭矩(Cc)，所述目标方向盘扭矩调节在前一步骤中估计的所述待调节的摩擦力(F)。

7.根据权利要求6所述的方法(200)，控制所述辅助马达(12)的步骤包括以下步骤：

步骤(E5)，根据所述待调节的摩擦力(F)的估计值与齿条力估计量或代表与运动相反的一组力(RFE)的“齿条力估计量”之间的差异，确定所述目标方向盘扭矩(Cc)；

步骤(E6)，基于所述目标方向盘扭矩(Cc)和测量的方向盘扭矩(T3)对所述辅助马达(12)进行闭环控制(BF)。