[发明专利]用于估算转向扭矩的系统和方法

说明书

一种用于估算转向扭矩的系统和方法，该方法可以包括：在控制器中，实时地接收包括有收集在车辆中的车辆的偏转角速度值和横向加速度值的信息；在控制器中，利用估算齿条力的预定模型公式，从所接收的信息和设定信息确定并估算齿条力的值；并且在控制器中，利用预定的增益值，根据驾驶员对转向盘的操作，从齿条力的估算值产生转向扭矩的估算值。

技术领域

本发明涉及一种用于估算转向扭矩的系统和方法，更具体的，涉及一种配置为一旦扭矩检测器失效或者被移除，还能够精确地确定并估算施加至由驾驶员操作的转向盘的转向扭矩的值的系统和方法。

背景技术

通常，作为一种配置为在车辆转向时用于减少驾驶员的转向扭矩的动力辅助转向系统，相关领域中所熟知的是，利用通过液压泵所产生的液压动力来辅助驾驶员的转向力的液压动力转向(Hydraulic Power Steering，HPS)系统，以及利用电机的输出扭矩(辅助扭矩)来辅助驾驶员的转向力的电机驱动动力转向系统(Motor Driven Power SteeringSystem，MDPS)。

在上面所述的系统中，当根据驾驶员对转向盘的操作来执行转向辅助功能时，由于MDPS系统可以根据车辆的行驶情况来控制配置为转向辅助的电机的输出，因此，与液压动力转向系统相比，MDPS提供了改进的转向性能和转向感觉。

因此，这种可以根据行驶情况来改变并控制由电机的输出而产生的转向辅助力的MDPS系统被广泛地应用在近期发布的车辆中。

这种MDPS系统可以配置为包括多个检测器、控制器(MDPS ECU)和转向电机(MDPS电机)，所述多个检测器包括：配置为根据驾驶员对转向盘的操作来检测转向角度(转向柱输入角度)的转向角度检测器、配置为检测经由转向盘来接收的转向扭矩(转向盘扭矩、转向柱扭矩)的扭矩检测器、配置为检测车辆速度的车辆速度检测器、车轮速度检测器、发动机转速检测器(engine rotation detector)、偏转角速度检测器等等。

在上面的配置中，所述控制器配置为从检测器接收并获取与驾驶员相关的转向输入信息以及车辆状态信息，从而控制转向电机的操作和输出，所述转向输入信息包括转向角度、转向角速度、转向扭矩等等，所述车辆状态信息包括车辆速度、车轮速度、发动机转速、偏转角速度等等。

这里，所述转向角度指的是转向盘的位置，所述转向角速度可以指经由独立的检测器来获取的、或者从转向角度的信号(转向角度检测器的信号)的差分信号中产生的转向盘的角速度的值，而所述转向扭矩指的是驾驶员施加至转向盘的扭矩，也就是说，驾驶员的输入扭矩。

目前，所述控制器配置为根据车辆速度来控制转向电机的操作力(输出)，并产生用于调整转向辅助的扭矩(在下文中，称之为“辅助扭矩”)，并且增加电机的输出，使得在低速时驾驶员可以轻微地操作转向盘，以及减少电机的输出，使得在高速时，驾驶员可以用力地操作转向盘，从而获得了车辆的行驶安全性。

在车辆以高速行驶时，当转向盘非常轻时，即使轻微地操作转向盘，也可能发生危险情况，因此这并不能带来行驶稳定性。因此，在高速行驶状态下，通过根据车辆速度来改变转向辅助的特性并且辅助驾驶员来更用力地操作转向盘，可以实现转向盘的稳定操作。

通常，通过在控制器中控制施加至转向电机的电机的电流(用于辅助控制的电流量)来产生辅助驾驶员的转向力的转向电机的输出。

目前，所述控制器配置为随着调谐来确定对应于输出值(辅助扭矩的值)的电流量，该输出值基于在车辆中收集的信息(既是，与驾驶员相关的转向输入信息和车辆状态信息)来确定，并且所述控制器配置为将所确定的值施加至转向电机，并且经由电机的操作来产生辅助扭矩，该辅助扭矩是用于辅助驾驶员的转向力的力。