CN104129425A - 不用手轮扭矩传感器地提供辅助扭矩 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了不用手轮扭矩传感器地提供辅助扭矩。提供了一种控制车辆电力转向***的方法。所述方法确定车辆的一个或更多个手轮扭矩传感器不能用。所述方法通过基于手轮角度估算车辆的横向加速度和基于估算的横向加速度确定辅助扭矩量来生成辅助扭矩命令。所述方法使用生成的辅助扭矩命令控制所述电力转向***。

Description

不用手轮扭矩传感器地提供辅助扭矩
相关申请的交叉引用
本专利申请要求序列号为61/817,578申请日为2013年4月30日的美国临时专利申请、以及序列号为61/904,691申请日为2013年11月15日的美国临时专利申请的优先权。序列号为61/817,578的美国临时专利申请和序列号为61/904,691的美国临时专利申请通过引用以其全部内容结合到本文中。
背景技术
在车辆的典型电力转向(EPS)***中，手轮扭矩传感器被用于确定驾驶员所要求的辅助扭矩。当手轮扭矩传感器变得有故障并且不能正常工作时，EPS***就会无法提供辅助扭矩。在一些情形下，当手轮扭矩传感器有故障时，车辆也被置于跛行回家(Limp Home)模式中，在该模式中车辆以受限方式操作。因此，期望具有能够较好处理故障的手轮扭矩传感器的状况的EPS***。
发明内容
在本发明的一个实施方式中，提供了一种控制车辆的电力转向***的方法。所述方法确定所述车辆的一个或更多个手轮扭矩传感器不能用。所述方法通过基于手轮角度估算所述车辆的横向加速度和基于估算的横向加速度确定辅助扭矩量来生成辅助扭矩命令。所述方法使用生成的辅助扭矩命令控制所述电力转向***。
在本发明的另一个实施方式中，一种车辆的***包括动力转向***和控制模块，所述动力转向***包括一个或更多个手轮扭矩传感器。所述控制模块配置为确定所述手轮扭矩传感器中的一个或更多个不能用。所述控制模块进一步配置为通过基于手轮角度估算所述车辆的横向加速度和基于估算的横向加速度确定辅助扭矩量来生成辅助扭矩命令。所述控制模块进一步配置为使用生成的辅助扭矩命令控制所述电力转向***。
在本发明的又一个实施方式中，提供了一种控制车辆的电力转向***的方法。所述方法确定所述车辆的一个或更多个手轮扭矩传感器不能用。所述方法通过基于手轮角度估算所述车辆的非直线运动速率(non-straight movement rate)和基于估算的非直线运动速率确定辅助扭矩量来生成辅助扭矩命令。所述方法使用生成的辅助扭矩命令控制所述电力转向***。
通过结合附图的以下的描述，这些和其它优势与特征将会变得更加明显。
附图说明
被视为本发明的主题在说明书的结尾处的权利要求中被特别地指出并被明确地要求。通过结合附图的以下的详细描述，本发明的前述和其它特征和优势变得明显，在这些附图中：
图1示出了根据本发明的示例性实施方式的包括辅助扭矩计算***的转向***的功能框图；
图2示出了阐述根据本发明的示例性实施方式的辅助扭矩计算***的数据流图；
图3示出了显示根据本发明的示例性实施方式的斜坡上升((ramping up)和斜坡下降(ramping down)范围的图表；
图4示出了根据本发明的示例性实施方式的诊断模块的功能框图；
图5示出了根据本发明的示例性实施方式的诊断模块的功能框图；
图6示出了根据本发明的示例性实施方式的辅助扭矩命令计算方法的流程图；
图7示出了阐述根据本发明的示例性实施方式的辅助扭矩计算***的数据流图；以及
图8示出了阐述根据本发明的示例性实施方式的辅助扭矩命令计算方法的流程图。
具体实施方式
下述描述本质上仅仅是示例性的，并不意图限制本公开、其应用或用途。应当理解的是，贯穿整个附图，相应的附图标记表示相同或相应的部分和特征。
现在参考图1，其中参考不限制本发明的特定实施方式来描述本发明，示出了包括转向***12的车辆10的示例性实施方式。在不同实施方式中，转向***12包括联接到转向轴16的手轮14。在一示例性实施方式中，转向***12是电力转向(EPS)***，其进一步包括联接到转向***12的转向轴16并联接到车辆10的横拉杆20、22的转向辅助单元18。转向辅助单元18例如包括齿条与小齿轮转向机构(未示出)，其可以通过转向轴16联接到转向致动马达和齿轮装置(下文中将被称作转向致动器)。在操作过程中，随着手轮14被车辆操作者(驾驶员)转动，转向辅助单元18的马达提供帮助以移动横拉杆20、22，横拉杆20、，22进而分别移动分别联接到车辆10的车道轮28、30的转向节(steering knuckles)24、26。尽管EPS***被示于图1中并描述于本文，但是应当意识到，本公开的转向***12能够包括不同受控制的转向***，包括但不限于，具有液压配置的转向***和通过线配置转向。
如图1所示，车辆10进一步包括检测和测量转向***12和/或车辆10的可观察状况的各种传感器31-33。传感器31-33基于可观察状况生成传感器信号。在不同实施方式中，传感器31-33例如包括手轮扭矩传感器、手轮角度传感器、横向加速度传感器、偏航率(yaw rate)传感器、车道轮速度传感器和其它传感器。在一个实施方式中，这些传感器中的一些具有冗余或备用传感器，以验证或补充传感器信号。传感器31-33将这些信号发送至控制模块40。
在不同实施方式中，控制模块40基于能用的(enabled)传感器信号中的一个或更多个并且进一步基于本公开的辅助扭矩计算***和方法控制转向***12和/或车辆10的操作。一般而言，当提供手轮扭矩信号的手轮扭矩传感器不能用或出现故障时，本发明的不同实施方式中的方法不需要使用典型地指示驾驶员所要求的辅助的手轮扭矩信号来生成辅助扭矩命令。在一个实施方式中，该方法因有故障的手轮扭矩传感器切换至跛行回家模式(Limp Home mode)。此外，该方法通过使用例如具有包括灯光、声音警告等的信号装置(tell-tales)的机构来警示车辆驾驶员转向***处于故障状况。驾驶员也将通过转向感觉中的变化注意到故障状况。
图2描绘了图1中的控制模块40用于控制图1中的转向***12和/或车辆10的数据流图。在不同实施方式中，控制模块40能眵包括一个或更多个子模块和数据存储器。本文所使用的术语模块和子模块是指执行一个或更多个软件或固件程序的专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享的，专用的或组)和存储器，组合逻辑电路和/或提供所描述的功能的其它合适的元件。如能够意识到的，图2中所示的子模块能够被组合和/或进一步被分割以便类似地计算辅助扭矩。如能够意识到的，图2中所示的子模块能够实施为单个控制模块40(如图所示)或多个控制模块(未示出)。至控制模块40的输入能够由车辆10的传感器(图1)生成，能够在控制模块40内被模型化(例如，通过其它子模块(未示出))，能眵接收自其它控制模块(未示出)，和/或能眵被预先限定。在一个实例中，控制模块40包括横向加速度估算模块205、辅助扭矩确定模块210、饱和模块215、象限控制模块220和诊断模块225。
横向加速度估算模块205接收手轮角度(HWA)信号240与车辆速度信号245作为输入。横向加速度估算模块205基于HWA信号和车辆速度信号245估算车辆10的横向加速度。在一个实施方式中，横向加速度估算模块205使用下述的横向加速度增益方程式：
A y = V 2 wb ( us ( V ) × V 2 wb + ( 9.81 × 57.3 ) ) × sr × HWA × K sf ( V ) - - - ( 1 )
其中，V是车辆速度信号245；wb是指车辆轴距；sr是车辆转向比；us(V)是转向不足梯度，其是车辆速度V的函数；HWA是HWA信号240；9.81是重力加速度常数；Ksf(V)是速度校正系数，其是车辆速度V的函数；以及Ay是被估算的横向加速度。在一实施方式中，横向加速度增益方程式(1)中所使用的参数和常数以及用于识别与车辆速度相关的参数(例如，us(V)和Ksf(V))的查询表都被存储在控制模块40的存储器(未示出)中。
横向加速度增益方程式(1)来自于Gillespie，T.D.的车辆动力学基本理论(Fumdamentals of Vehicle Dynamics)，Warrendale，PA：Society of AutomobileEngineers，1992(下文中称之为“Gillespie”)的第205页所描述的横向加速度增益方程式，其通过参考被引入本文。与Gillespie中所描述的方程式相比，方程式(1)包括数个新的因子，即，Ksf(V)和us(V)，它们代替了Gillespie中描述的方程式中的转向不足梯度参数。通过这些新的因子，方程式(1)对于Ay是有效的车辆速度范围(即：V的范围)从对Gillespie中描述的方程式是有效的车辆速度范围扩展。也就是说，对于更宽的车辆速度范围而言，使用方程式(1)计算的横向加速度值是有效的或者更少错误的。
计算的横向加速度估算值250被提供到辅助扭矩确定模块210，该辅助扭矩确定模块210也将车辆速度信号245作为输入。辅助扭矩确定模块210确定初始辅助扭矩命令265，该初始辅助扭矩命令265用于指定将由EPS生成的辅助扭矩。在一个实施方式中，辅助扭矩确定模块210使用两个或更多查询表来确定辅助扭矩。在一个实例中，辅助扭矩确定模块210使用辅助扭矩表255和260。辅助扭矩表255和260由估算的横向加速度值索引(indexed)，并且为估算的横向加速度值提供辅助扭矩值。在一实施方式中，与扭矩表260提供的辅助相比，扭矩表255提供的辅助在处于更高的辅助水平。当扭矩传感器在发生偏离中心转向情况期间失灵时，控制模块40提供稍微高于正常辅助的辅助，直到驾驶员朝中心位置向回转向。在这样的实施方式中，一旦手轮在中心位置附近或处于中心位置(例如，HWA的绝对值未超过一定阀值角度)并且扭矩传感器失灵，控制模块40就切换至扭矩表260以提供较低的辅助水平。
辅助扭矩表255和指示手轮在中心位置附近或处于中心位置的小HWA相关联。辅助扭矩表260和指示手轮偏离中心的(例如，HWA的绝对值超过阀值角度)大HWA相关联。辅助扭矩表255所提供的辅助扭矩小于辅助扭矩表260所提供的辅助扭矩。即，对于特定的车辆速度值而言，辅助扭矩表255所提供的辅助扭矩值小于辅助扭矩表260所提供的辅助扭矩值。
辅助扭矩命令265被提供至饱和模块215，该饱和模块215也将车辆速度信号245作为输入。在一个实施方式中，辅助饱和模块215将辅助扭矩命令265限制至辅助扭矩值的特定范围，以避免辅助扭矩中的不稳定性。在一个实施方式中，辅助扭矩值的范围基于车辆速度245和HWA240限定。
象限控制模块220(也被称为基于手轮速度的比例缩放(scaling)模块)将饱和辅助扭矩命令270和手轮速度信号275作为输入。在一些情况中，当驾驶员的手离开手轮时，由饱和模块215输出的饱和辅助扭矩命令270不会使手轮自然返回到中心位置。为了提供自然返回，象限控制模块220减小由辅助扭矩命令270代表的辅助扭矩值。在一个实施方式中，当手轮速度小于阀值速度时，象限控制模块220使辅助扭矩命令270斜坡下降至最小校准值(例如，由辅助扭矩命令270代表的辅助扭矩值的大约30％)。当手轮速度大于阀值速度时，象限控制模块220使辅助扭矩命令270斜坡上升至完全校准值(例如，由辅助扭矩命令270代表的辅助扭矩值的大约100％)。当辅助扭矩命令和手轮速度在相同方向时，象限控制模块220使辅助扭矩命令斜坡上升。当辅助扭矩命令和手轮速度在相反方向时(即，当辅助扭矩命令和手轮速度具有不同的符号——象限II和IV时)，象限控制模块220使辅助扭矩命令斜坡下降。
更确切地，在实施方式中，象限控制模块220基于以下准代码使辅助扭矩命令270斜坡上升或斜坡下降：
If torque_cmd＞0&HWV＞delta，斜坡上升(ramp up)；
elseif torque_cmd＞0&HWV＝＜delta，斜坡下降(ramp down)；
elseiftorque_cmd＜0&HWV＜-delta，斜坡上升(ramp up)；
elseiftorque_cmd＜0&HWV＞＝-delta，斜坡下降(ramp down)；
其中，torque_cmd是辅助扭矩命令270；HWV是手轮速度275；以及delta是阀值速度值。根据上述准代码的斜坡上升范围和斜坡下降范围示于图3中所示的图表300中。图表300的x轴代表辅助扭矩命令270。图表300的y轴代表手轮速度275。在另一实施方式中，以上的准代码仅仅基于手轮速度(HWV)来决定斜坡上升或斜坡下降，而不检查扭矩命令(torque_cmd)。
重新参见图2，斜坡处理后的辅助扭矩命令280被提供至诊断模块225。诊断模块225确定车辆10是否在可以使控制模块40生成错误的辅助扭矩命令的状况下操作。当诊断模块225确定车辆是在这种状况下操作时，诊断模块225根据该状况进一步比例缩放(scale)辅助扭矩命令。
在一个实施方式中，诊断模块225确定车辆是否在低μ状况下(即，车辆在其上操作的表面的摩擦系数低于阀值值——例如，结冰道路)操作。在该实例中，车辆计算估算的横向加速度250和测量的横向加速度285之间的差值。如上所述，估算的横向加速度250使用横向加速度增益方程式(1)由手轮角度240计算。测量的横向加速度285由车辆10的横向加速度传感器测量(图1)。当差值大时，诊断模块225确定车辆在低μ状况下操作，并且比例缩小辅助扭矩命令280以生成最终辅助扭矩命令290。通过参考图4和图5，诊断模块225的数个不同实施方式将在下文描述。
图4示出了图2中所示的诊断模块225的功能框图。在一个实施方式中，诊断模块225包括差值计算模块405和辅助扭矩比例缩放模块410。
差值计算模块405计算估算的横向加速度250和测量的横向加速度285之间的差值415。因为测量的横向加速度285滞后于估算的横向加速度250，所以差值计算模块405在计算差值时考虑该滞后。在一个实施方式中，计算的差值415是正值，该正值由估算的横向加速度250减去测量的横向加速度285并且对该减法取绝对值产生。
辅助扭矩比例缩放模块410使用数个不同的阀值值来比例缩放辅助扭矩命令280以生成最终辅助扭矩命令290。在一个实例中，辅助扭矩比例缩放模块410使用高阀值和低阀值。当差值415超过高阀值时，辅助扭矩比例缩放模块410将辅助扭矩命令比例缩小至无辅助(即，零辅助扭矩)。也就是说，当车辆在非常低的μ状况下操作时，没有辅助扭矩被命令。当差值415不超过高阀值但是超过了低阀值时，辅助扭矩比例缩放模块410减小辅助扭矩命令。在一个实例中，辅助扭矩比例缩放模块410将辅助扭矩命令比例缩小至辅助扭矩命令的大约50％。作为另一实例，辅助扭矩比例缩放模块410将辅助扭矩命令限制至最大非预期辅助扭矩值(例如，在小齿轮处为5-7Nm(牛顿米))。当差值415不超过低阀值时，辅助扭矩比例缩放模块410并不比例缩小辅助扭矩命令，而是将最终扭矩命令290设置为完全辅助扭矩命令280。
在该实例中的辅助扭矩比例缩放模块410使用两个阀值。然而，如能够意识到的，多于两个阀值值或单个阀值值都可以被用于比例缩放辅助扭矩命令。
图5示出了示例性实施方式的诊断模块225的功能框图。在一个实施方式中，诊断模块225包括低通滤波器(LPF)505、差值计算模块510、增益确定模块515、比率限制器520、饱和模块525和辅助扭矩比例缩放模块530。
在一个实施方式中，LPF505设计为具有特定截止频率，其允许由LPF505滤波的信号与车辆动力学数据(未示出)相匹配。特别地，当车辆在高μ状况下(即，在具有高摩擦系数的表面上)操作时，车辆10(图1)的测量的横向加速度数据被收集。之后，选择截止频率，该截止频率允许测量的横向加速度与经LPF505滤波的计算的横向加速度在高μ状况下基本相匹配。另外，因为测量的横向加速度285滞后于估算的横向加速度250，所以在一个实施方式中，LPF505设计为将该滞后增加至估算的横向加速度250。
在一个实施方式中，LPF505是可校准的一阶滤波器。如能够意识到的，LPF505也可以是更高阶的滤波器，其设计为使得在高μ状况下的计算的横向加速度匹配到测量的横向加速度。在一个实施方式中，LPF505设计为选取频带，在该频带中，通过使用线性调频信号(chirp signal)使在高μ状况下的计算的横向加速度匹配到测量的横向加速度。
差值计算模块510对计算的并滤波的横向加速度250与测量的横向加速度285之间的差值535进行计算。差值535是正值，该正值由估算的横向加速度250减去测量的横向加速度285并且对该减法取绝对值产生。
增益确定模块515基于差值535确定增益值。增益值代表用于比例缩放辅助扭矩命令280的比例缩放因子。在一个实施方式中，增益确定模块515查询由差值535的不同值索引的表540。表540为较小的差值535提供较高的增益值，并且为较大的差值535提供较低的增益值，这由所描绘的递减曲线(sloped downcurve)示出。
比率限制器520限制增益值的变化率。即，当从先前输出的增益值到当前输出的增益值的变化率超过一定比率极限时，比率限制器520就减小从增益确定模块515输出的增益值。
饱和模块525将增益值限定至增益值的特定范围。在一个实施方式中，饱和模块525将从比率限制器520接收的增益值限制到从零至一的范围。之后，增益值545被提供到辅助扭矩比例缩放模块530，该辅助扭矩比例缩放模块530使用增益值545比例缩放辅助扭矩命令280。在一个实施方式中，辅助扭矩比例缩放模块530通过将增益值545与辅助扭矩命令280相乘来比例缩放辅助扭矩命令280，以生成最终辅助扭矩命令290。
现在参考图6，流程图示出了能够被图1、图2和图5中的控制模块40执行的辅助扭矩命令计算方法。如根据本公开能够意识到的，该方法内的操作次序并不被限制为图6中所示的顺序执行，而是可以按照可应用的并根据本公开的一个或更多个改变的次序来执行。在不同实施方式中，该方法能够安排为基于预定情况运行，和/或在车辆10操作期间连续运行。该方法不使用来自于手轮扭矩传感器的手轮扭矩信号来计算辅助扭矩命令。
在一个实例中，在框610处，横向加速度估算模块205基于手轮角度信号240和车辆速度245估算横向加速度。在一个实施方式中，横向加速度估算模块205使用上述的横向加速度增益方程式(1)来计算横向加速度信号250。
在框620处，辅助扭矩确定模块210基于估算的横向加速度信号250确定辅助扭矩命令。在一个实施方式中，辅助扭矩确定模块210查询辅助扭矩表255和260来确定由辅助扭矩命令265代表的辅助扭矩值。
在框630处，饱和模块215将辅助扭矩命令265限制至辅助扭矩值的范围。在框640处，象限控制模块220在从饱和模块215接收的辅助扭矩命令270上执行象限控制。辅助扭矩命令270基于手轮速度275的幅度和辅助扭矩命令270相对于手轮速度275的方向被比例缩放。
在框650处，诊断模块225确定车辆10是否正在可以使控制模块40生成错误的辅助扭矩命令的状况下操作。当诊断模块225确定车辆正在这种状况下操作时，诊断模块225根据确定的状况进一步比例缩放辅助扭矩命令。在一个实施方式中，诊断模块225基于计算的横向加速度250和测量的横向加速度285之间的差值比例缩放辅助扭矩命令280。在一个实施方式中，在计算差值之前，由LPF505对计算的横向加速度250滤波。
在一个实施方式中，在框650处，诊断模块225还确定用于在框610处估算横向加速度的手轮角度240是否有效。在一个实施方式中，诊断模块225基于测量的横向加速度285计算期望的手轮角度。更确切地，诊断模块225通过使用测量的横向加速度285作为Ay而求解HWA的横向加速度增益方程式(1)，来计算期望的手轮角度。替代地，在一个实施方式中，诊断模块225使用偏航率增益方程式来计算期望的手轮角度：
r = V wb us × V 2 9.81 × 57.3 × wb + 1 × HWA - - - ( 2 )
其中，V是车辆速度信号245；wb是指车辆轴距；sr是车辆转向比；us是转向不足梯度(understeer gradient)；HWA是HWA信号240；9.81是重力加速度常数；以及r是偏航率。偏航率增益方程式(2)描述于上述被引入的Gillespie，T.D.的车辆动力学基本理论(Fundamentals of Vehicle Dynamics)，Warrendale，PA：Society of Automobile Engineers，1992的第206页。特别地，诊断模块225使用测量的偏航率作为r而求解HWA的偏航率增益方程式(2)。
诊断模块225比较计算的、估算的手轮角度与测量的手轮角度240。当估算的手轮角度与测量的手轮角度240之间的差值大于阀值值时，在一个实施方式中，诊断模块225生成指示手轮角度传感器出现故障的错误信号，并将辅助扭矩命令限制至最大非预期辅助扭矩值。在实施方式中，只有当手轮角度信号中的错误幅度大于阀值值时(即，只在大错误状况下)，诊断模块225才生成错误信号。在这样的实施方式中，在中度错误状况下，控制模块40如上所描述地对于低μ状况减小辅助扭矩命令中的增益，并不生成错误信号。
在一个实施方式中，在框650处，诊断模块225也确定用于在框610处估算横向加速度的车辆速度245是否有效。在一个实施方式中，诊断模块225基于车道轮速度估算车辆速度。特别地，在一个实施方式中，诊断模块225使用车辆10的两个或更多车道轮的道路车轮速度的均值来估算车辆速度。诊断模块225比较计算的、估算的车辆速度与测量的车辆速度245。在一个实施方式中，当估算的车辆速度和测量的车辆速度245之间的差值大于阀值值时，诊断模块225生成指示车辆速度传感器出现故障的错误信号，并将辅助扭矩命令限制至最大非预期辅助扭矩值。
根据示例性实施方式，图7描述了图1中的控制模块40用于控制图1中的转向***12和/或车辆10的的数据流图。在一个实例中，控制模块40包括跛行回家控制模块710、辅助扭矩命令生成器705和715以及辅助扭矩选择器720。
在一个实施方式中，车辆10具有生成一对手轮扭矩信号725的一对手轮扭矩传感器(图1中未示出)。在一个实施方式中，该一对手轮扭矩信号相互补充，以代表由驾驶员转动车辆手轮生成的手轮扭矩。特别地，信号的幅度合计达一定值(例如，5伏)，且信号幅度的不同组合代表手轮扭矩的不同方向和不同量。例如，一个信号的幅度(例如，2.7伏)高于另一信号的幅度(例如，2.3伏)，这意味着当驾驶员转动手轮时，在两个方向(例如，左或右)的一个方向上生成一定手轮扭矩量。在一个实施方式中，两个幅度之间的差值(例如，-5伏到5伏范围内的0.4伏)对应生成的手轮扭矩量，并且差值的符号(例如，正或负)代表手轮扭矩的方向。当手轮扭矩传感器中的一个出现故障时，信号幅度的和将偏离幅度被设想合计达到的一定值。
在一个实施方式中，跛行回家控制模块710监视手轮扭矩信号，以确定手轮扭矩传感器的一个或两个是否已出现故障。例如，当信号幅度合计达到接近于零的非常小的值并持续长于一定时间段时，跛行回家控制模块710确定两个手轮扭矩传感器均已出现故障。另外，当来自传感器的信号幅度接近于零时，跛行回家控制模块710确定手轮扭矩传感器中的一个已出现故障。如能够意识到的，对于跛行回家控制模块710存在许多其它方法来确定一个或两个传感器失灵。例如，跛行回家控制模块710可以使用生成以确定扭矩传感器中的一个或更多个已失灵的辅助扭矩的历史方向和幅度。
跛行回家控制模块710基于确定一个或两个手轮扭矩传感器出现故障，通过发送一个或更多个控制信号(如图7中的虚线箭头所示)指引辅助扭矩命令生成器705和710以及辅助扭矩命令选择模块720。例如，当跛行回家控制模块710确定两个手轮扭矩传感器都出现故障时，跛行回家控制模块710指引辅助扭矩命令生成器705基于手轮角度240生成辅助扭矩命令730。跛行回家控制模块710还指引辅助扭矩命令选择器720选择辅助扭矩命令730。
当跛行回家控制模块710确定只有一个手轮扭矩传感器出现故障时，跛行回家控制模块710指引辅助扭矩命令生成器715基于来自未出现故障的手轮扭矩传感器的手轮扭矩信号725生成辅助扭矩命令735。跛行回家控制模块710还指引辅助扭矩命令生成器705基于手轮角度240生成辅助扭矩命令730。跛行回家控制模块710还指引辅助扭矩命令选择器720选择辅助扭矩命令730和735中的一个。
当跛行回家控制模块710确定没有手轮扭矩传感器出现故障时，跛行回家控制模块710指引辅助扭矩命令生成器705基于所有手轮扭矩信号725生成辅助扭矩命令730。跛行回家控制模块710还指引辅助扭矩命令选择器720选择辅助扭矩命令730。
当跛行回家控制模块710确定一个或两个手轮扭矩传感器失灵时，跛行回家控制模块710指引一个或更多其它模块(未示出)生成视频和/或音频警告，以便通知驾驶员一个或更多个传感器已经失灵，并且车辆正在跛行回家模式下操作。
辅助扭矩命令生成器705基于手轮角度240生成辅助扭矩命令730。辅助扭矩命令生成器705显示为单个模块以代表图1中所示的横向加速度估算模块205、辅助扭矩确定模块210、象限控制模块220和诊断模块225。因而，辅助扭矩命令730是由模块205-225生成的最终扭矩命令290。
辅助扭矩命令生成器715基于由跛行回家控制模块710指引的一个或两个手轮扭矩信号725生成辅助扭矩命令735。辅助扭矩命令选择器710选择辅助扭矩命令730和735中的一个并输出所选择的辅助扭矩命令740。当辅助扭矩命令选择器710被指引选择辅助扭矩命令730和735中的一个同时只有一个手轮扭矩信号被确定为有效时，在一个实施方式中，辅助扭矩命令选择器710比较辅助扭矩命令730和735，并且在此时选择辅助扭矩命令730和735中的较小者。
现在参考图8，流程图示出了能够由图1、2和7中的控制模块40执行的辅助扭矩命令计算方法。如根据本公开能眵意识到的，该方法内的操作次序并不被限制为图8中所示的顺序执行，而是可以以可应用的并根据本公开的一个或更多个改变次序来执行。在不同实施方式中，该方法能够安排为基于预定情况运行，和/或在车辆10操作期间连续运行。
在一个实例中，在框810处，控制模块40从传感器31-33(图1)接收传感器信号。特别地，跛行回家控制模块710监视手轮扭矩信号725，并在框820处确定车辆10的任何一个手轮扭矩传感器是否出现故障。
当跛行回家控制模块710在框820处确定没有手轮扭矩传感器出现故障时，辅助扭矩命令生成器715在框830处从所有手轮扭矩信号725生成辅助扭矩命令735。之后，该方法进行到框880，其将在下面进一步被描述。
当跛行回家控制模块710在框820处确定手轮扭矩传感器中的至少一个出现故障时，跛行回家控制模块710在框840处确定所有手轮扭矩传感器是否都出现故障。当跛行回家控制模块710在框840处确定所有手轮扭矩传感器都出现故障时，辅助扭矩命令生成器705在框850处基于手轮角度240生成辅助扭矩命令730。之后，该方法进行到框880，其将在下面进一步被描述。
当跛行回家控制模块710在框840处确定手轮扭矩传感器中的至少一个未出现故障时，辅助扭矩命令生成器715在框860处基于来自未出现故障的手轮扭矩传感器的至少一个手轮扭矩信号生成辅助扭矩命令735。辅助扭矩命令生成器705在框860处基于手轮角度240也生成辅助扭矩命令730。在框870处，辅助扭矩命令选择器720比较辅助扭矩命令730和735，并且在此时选择两个命令中代表较低辅助扭矩值的那一个。
在框880处，控制模块40将在框830、850、860或870处生成或选择的辅助扭矩命令730或735发送至转向***12，使得转向***根据在框880处发送的辅助扭矩命令生成辅助扭矩。
当确定提供手轮扭矩信号的手轮扭矩传感器出现故障时，在本公开中目前为止所描述的本发明的实施方式使用估算的横向加速度和测量的横向加速度来计算辅助扭矩命令。然而，要注意的是，这些实施方式可以使用任何非直线运动速率而不是横向加速度速率。例如，本发明的一些实施方式可以使用估算的偏航率和测量的偏航率来分别替换估算的横向加速度和测量的横向加速度，以计算辅助扭矩命令。例如，这些实施方式可以使用偏航率增益方程式(2)以便基于测量的手轮角度和/或测量的车辆速度来计算估算的偏航率，比较计算的、估算的偏航率与测量的偏航率，并且基于估算的偏航率和测量的偏航率之间的差值来比例缩放辅助扭矩命令。
尽管仅仅结合有限数量的实施方式来详细描述了本发明，但是应当容易理解的是，本发明并不限于这些公开的实施方式。相反，本发明能够被修改以囊括此前未描述的任意数量的变型、改造物、替换物或等同布置，但其与本发明的精神和范围相称。此外，尽管本发明的不同实施方式已被描述，但是应当理解的是，本发明的各方面可以仅仅包括所描述的实施方式中的一些。因此，本发明并不视为受限于前文的描述。

Claims (10)

1.一种控制车辆的电力转向***的方法，所述方法包括：
确定所述车辆的一个或更多个手轮扭矩传感器不能用；
生成辅助扭矩命令，通过：
基于手轮角度估算所述车辆的横向加速度；以及
基于估算的横向加速度确定辅助扭矩量；以及
使用生成的辅助扭矩命令控制所述电力转向***。
2.如权利要求1所述的方法，
其中，估算所述横向加速度进一步基于车辆速度、所述车辆的轴距、转向比、速度校正因子和转向不足梯度中的至少一个，
其中，所述车辆的轴距基于车辆速度确定，并且所述速度校正因子基于车辆速度确定。
3.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述辅助扭矩量包括：
确定所述手轮角度是否超过阀值角度；
如果所述手轮角度未超过所述阀值角度，则使用估算的横向加速度查询第一表，其中，所述第一表规定了不同辅助扭矩量，由车辆速度索引，并且与不超过所述阀值角度的手轮角度相关联；以及
如果所述手轮角度超过所述阀值角度，则使用估算的横向加速度查询第二表，其中，所述第二表规定了不同辅助扭矩量，由车辆速度索引，并且与超过所述阀值角度的手轮角度相关联，
其中，在所述第一表中规定的辅助扭矩量小于在所述第二表中规定的相应的辅助扭矩量。
4.如权利要求1所述的方法，其中，生成所述辅助扭矩命令进一步包括：基于车辆速度和所述手轮角度将所述辅助扭矩量限制至辅助扭矩的范围。
5.如权利要求1所述的方法，其中，生成所述辅助扭矩命令进一步包括：
确定手轮速度是否超过阀值速度；
如果所述手轮速度未超过所述阀值速度，则减小所述辅助扭矩量；以及
如果所述手轮速度超过所述阀值速度，则增大所述辅助扭矩量。
6.如权利要求1所述的方法，其中，生成所述辅助扭矩命令进一步包括：
确定手轮速度和所述辅助扭矩是否具有相反的符号；和
如果所述手轮速度和所述辅助扭矩具有相反的符号，减小所述辅助扭矩量。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述辅助扭矩命令是第一辅助扭矩命令，所述方法进一步包括：
确定所述车辆的手轮扭矩传感器的至少一个是否能用；
如果并非所述车辆的所有手轮扭矩传感器都能用，则使用由能用的一个或更多个手轮扭矩传感器测量的手轮扭矩生成第二辅助扭矩命令；
比较所述第一辅助扭矩命令和所述第二辅助扭矩命令；以及
使用所述第一辅助扭矩命令和所述第二辅助扭矩命令中的较小者控制所述电力转向***。
8.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
计算估算的横向加速度和测量的横向加速度之间的差值；
确定所述差值是否超过阀值差值；
如果所述差值未超过阀值差值，则将生成的辅助扭矩命令限制至特定辅助扭矩量；以及
如果所述差值超过所述阀值差值，则控制所述电力转向***使得不施加辅助扭矩。
9.一种车辆的***，包括：
动力转向***，所述动力转向***包括一个或更多个手轮扭矩传感器；以及
控制模块，所述控制模块配置为：
确定所述手轮扭矩传感器中的一个或更多个不能用；
生成辅助扭矩命令，通过：
基于手轮角度估算所述车辆的非直线运动速率；以及
基于估算的非直线运动速率确定辅助扭矩量；以及
使用生成的辅助扭矩命令控制所述电力转向***。
10.如权利要求9所述的***，其中，所述非直线运动速率包括车辆的横向加速度速率和车辆的偏航率中的一个。
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