CN105416395A - 无需方向盘扭矩传感器而向零到低车辆速度提供助力扭矩 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种控制车辆的电动助力转向***的方法。该方法响应于确定车辆的一个或更多个方向盘扭矩传感器无法启用而估算将由车辆轮胎和轮胎所接触的路面表面引起的转向齿条力。该方法基于估算的转向齿条力产生转向辅助扭矩指令。该方法使用转向辅助扭矩指令控制电动助力转向***。

Description

无需方向盘扭矩传感器而向零到低车辆速度提供助力扭矩

背景技术

在典型的车辆电动助力转向(EPS)***中，方向盘扭矩传感器用于确定驾驶员要求的辅助扭矩。当方向盘扭矩传感器无法启用，并且不能正常作用时，EPS***可能无法提供转向辅助扭矩。因此，期望的是，具有一种EPS***，其更好地处理方向盘扭矩传感器无法启用的情形。

发明内容

在本发明的一个实施例中，提供了一种控制车辆的电动助力转向***的方法。该方法响应于确定车辆的一个或更多个方向盘扭矩传感器无法启用而估算由车辆轮胎和轮胎所接触的路面表面引起的转向齿条力。该方法基于估算的转向齿条力产生转向辅助扭矩指令。该方法使用转向辅助扭矩指令控制电动助力转向***。

在本发明另一实施例中，车辆的***包括控制模块和助力转向***，其包括一个或更多个方向盘扭矩传感器。控制模块配置成响应于确定车辆的一个或更多个方向盘扭矩传感器无法启用而估算由车辆轮胎和轮胎所接触的路面表面引起的转向齿条力。控制模块进一步配置成基于估算的转向齿条力产生转向辅助扭矩指令。控制模块进一步配置成使用转向辅助扭矩指令控制电动助力转向***。

这些和其它优点和特征将通过以下结合附图的描述而变得更加显而易见。

附图说明

被认为是本发明的主题在说明书的结论处的权利要求中特别地指出并清楚地要求保护。本发明的前述和其他特征及优点通过以下结合附图的描述而是显而易见的，在附图中：

图1示出了按照本发明的示例性实施例的包括辅助扭矩计算***的转向***的功能框图；

图2示出了按照本发明的示例性实施例的示出辅助扭矩计算***的数据流图；

图3描绘了按照本发明的示例性实施例的齿条负载估算器的数据流图；

图4描述了按照本发明的示例性实施例的辅助扭矩指令发生器的数据流图；

图5描绘了按照本发明的示例性实施例的基于方向盘角度的比例模块的数据流图；以及

图6示出了按照本发明的示例性实施例的辅助扭矩指令发生方法的流程图。

具体实施方式

以下描述在本质上仅仅是示例性的，并非意在限制本公开，其应用或用途。应当理解，遍及附图对应的参考标号指示相同或相应的零件和特征。

现在参考图1，其中本发明将参考具体实施例进行说明，但不限制为与具体实施例相同，示出了包括转向***12的车辆10的示例性实施例。在各种实施例中，转向***12包括方向盘14，其联接到转向轴16。在一个示例性实施例中，转向***12是电动助力转向(EPS)***，该***还包括转向辅助单元18，其联接到转向***12的转向轴16，并联接到车辆10的拉杆20、22。转向辅助单元18包括例如齿轮齿条式转向机构(未示出)，其可以通过转向轴16联接到转向致动电机和传动装置(以下称为转向致动器)。在运行期间，在车辆操作者(即，驾驶员)转动方向盘14时，转向辅助单元18的电机提供协助以移动拉杆20、22，其继而相应地移动相应地联接到车辆10的车轮28、30的转向节24、26。尽管EPS***示于图1中并在本文描述，但应理解的是，本公开的转向***12可包括各种受控转向***，包括但不限于带有液压构造的转向***，并且通过导线构造转向。

如图1所示，车辆10还包括各种传感器31-33，其检测和测量转向***12和/或车辆10的可观测状态。传感器31-33周期性或连续地产生基于可观测状态的传感器信号。在各种实施例中，传感器31-33包括例如方向盘扭矩传感器，方向盘角度传感器，方向盘速度传感器，车轮速度传感器，以及其它传感器。在一个实施例中，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发送信号给控制模块40。

在各种实施例中，控制模块40基于启用的传感器信号中的一个或更多个，并进一步基于本公开的辅助扭矩计算***和方法来控制转向***12和/或车辆10的运行。一般来说，本发明的各种实施例中的方法和***当供应方向盘扭矩信号的方向盘扭矩传感器变为无法启用或有故障时，无需使用方向盘扭矩信号而产生辅助扭矩指令，方向盘扭矩信号典型地指示驾驶员所要求的辅助。具体地，当车辆静止或以相对低的速度(例如，以大约10公里每小时或以下)移动时，该方法和***利用修改的静态轮胎模型来估算齿条负载或转向齿条力。该方法和***基于方向盘角度，方向盘速度，车辆速度和先前产生的辅助扭矩指令来产生比例系数。该方法和***通过利用比例系数按比例缩放估算的转向齿条力来产生辅助扭矩指令。

图2描绘图1的控制模块40的数据流图，控制模块40用于控制图1的转向***12和/或车辆10。在各种实施例中，控制模块40可包括一个或更多个子模块和数据存储器，诸如齿条负载估算器202和辅助扭矩指令发生器204。如本文所使用的，术语模块和子模块是指特定用途集成电路(ASIC)，电子电路，执行一个或更多个软件或固件程序的处理器(共享的，专用的或成组的)和存储器，组合逻辑电路，和/或提供所描述的功能性的其它合适的组件。如可以了解的那样，图2中所示的子模块可组合和/或进一步分割以类似地产生辅助扭矩指令。如可以了解的那样，图2中所示的子模块可实施为单个控制模块40(如图所示)或多个控制模块(未显示)。对控制模块40的输入可从车辆10的传感器产生(图1)，可以在控制模块40内模拟(例如，由其他子模块(未显示出))，可以从其它控制模块(未显示)接收，和/或可以预先限定。

如所知的，齿条负载或转向齿条力是由车辆的一个或更多个轮胎和在(多个)轮胎平面相对于底面表面旋转(通过转向方向盘)时与轮胎接触的地面表面引起的。为了转向方向盘到期望的位置，转向齿条力必须通过除旋转方向盘的扭矩外的扭矩来克服。齿条负载估算器202配置成估算转向齿条力，并基于方向盘角度或位置信号206、方向盘速度信号208和车辆速度信号210产生指示转向齿条力的估算的转向齿条力信号212。方向盘角度信号206、方向盘速度信号208和车辆速度信号210分别指示由图1的各种传感器31-33检测的方向盘角度值、方向盘速度值和车辆速度值。在一些实施例中，方向盘速度信号208可基于用于从不同时间实例处的方向盘角度值计算方向盘速度值的算法来从方向盘角度信号206获得，而不是通过方向盘速度传感器产生。在一些实施例中，齿条负载估算器202利用修改的静态轮胎模型来估算转向齿条力。关于齿条负载估算器202和修改的静态轮胎模型的更多细节将在下面参考图3进一步描述。

辅助扭矩指令发生器204产生辅助扭矩指令214，其是表现出辅助扭矩的量的周期性的或连续的信号。辅助扭矩指令214用于控制图1的转向辅助单元18的电机以产生辅助扭矩，以在车辆静止或以相对低的速度(例如，以约10公里每小时(kph)或以下)移动时帮助车辆的驾驶员。具体地，辅助扭矩指令发生器204基于方向盘角度信号206、方向盘速度信号208和车辆速度信号210产生比例系数。辅助扭矩指令发生器204通过使用比例系数按比例缩放估算的转向齿条力信号212来产生辅助扭矩指令214。有关辅助扭矩指令发生器204的更多细节将在下面参考图4进一步描述。

在一些实施例中，辅助扭矩指令214由混合器220与另一辅助扭矩指令216混合，指令216也是没有使用来自方向盘扭矩传感器的方向盘扭矩信号而产生的。具体地，辅助扭矩指令216是基于从方向盘角度信号估算出的车辆的横向加速度通过控制模块40的其它子模块(未示出)来产生的。在一些实施例中，混合器220通过将辅助扭矩指令214和216相加来混合这两个指令。产生辅助扭矩指令216在2014年4月28日提交的美国专利申请序列号14/263,162中描述，该专利申请通过参考它的全部而并入本文中。在这些实施例中，将辅助扭矩指令214和216的混合作为辅助扭矩指令218发送到电机。

图3描绘了图2的齿条负载估算器202的数据流图，其利用修改的静态轮胎模型来估算转向齿条力。用于估算方向盘扭矩的静态轮胎模型在vanderJagt，Pim，“PreditctionofSteeringEffortsDuringStationaryorSlowRollingParkingManeuvers(在静止或慢速行进停车机动期间转向力的预测)”，FordForschungszentrumAachenGmbH.(福特研究中心亚琛有限公司)，1999年10月27日，中描述，通过参考该文献的全部而并入本文中。该静态轮胎模型在本公开中称为“VanderJagt静态轮胎模型”。在一些实施例中，齿条负载估算器202利用修改的VanderJagt静态模型来估算方向盘扭矩。

VanderJagt静态模型包括以下公式，以用于估算由轮胎和与该轮胎接触的地面表面引起的转向齿条力：

M_z＝K_Ψ·Ψ(公式1)

其中，K_Ψ是轮胎的扭转刚度；Ψ是对于轮胎的车轮平面的偏航角；并且M_z是要由轮胎引起的转向齿条力。不同的轮胎具有不同的扭转刚度。

VanderJagt静态模型还包括以下两个公式：

$\begin{array}{ccc}{\stackrel{\·}{\mathrm{\Ψ}}}_{def}=(1-|M_z/M_{zmax}\left|\right)\·\stackrel{\·}{\mathrm{\Ψ}}& if& sign\left({\mathrm{\Ψ}}_{def}\right)=sign\left(\stackrel{\·}{\mathrm{\Ψ}}\right)\end{array}$ (公式2)

$\begin{array}{ccc}{\stackrel{\·}{\mathrm{\Ψ}}}_{def}=\stackrel{\·}{\mathrm{\Ψ}}& if& sign\left({\mathrm{\Ψ}}_{def}\right)\≠sign\left(\stackrel{\·}{\mathrm{\Ψ}}\right)\end{array}$ (公式3)

其中，是车轮平面的偏航角Ψ的时间导数；Ψ_def是在方向盘转动时轮胎的扭转变形(即，形变角)；是Ψ_def的时间导数；M_zmax是可以由轮胎产生的最大扭矩；并且，sign()是返回输入值的符号(例如，正或负)的函数，。公式2限定了当Ψ_def的符号与偏航角Ψ的时间导数的符号相同时(即，当轮胎的变形方向和车轮平面的偏航角速度的方向相同时)轮胎的扭转变形Ψ_def的时间导数公式3限定了当Ψ_def的符号与偏航角Ψ的时间导数的符号相同时(即，当轮胎的变形方向和车轮平面的偏航角速度的方向相反时)轮胎的扭转变形Ψ_def的时间导数公式2和3显示了转向齿条力和方向盘角度之间的非线性关系。

VanderJagt静态模型还包括下列公式，以用于估算车辆静止时的转向齿条力：

Ψ_defm＝M_zmax/K_Ψ(公式4)

${\mathrm{\Ψ}}_{def}={\∫}_0^t{\mathrm{\Ψ}}_{def}\·\∂t$ (公式5)

M_z＝K_Ψ·Ψ_def(公式6)

其中，Ψ_defm是轮胎的最大可能变形。公式4显示了在轮胎开始打滑之前，轮胎的最大可能变形可通过将可由轮胎产生的最大扭矩除以轮胎的扭转刚度来计算。公式5显示了轮胎的变形随着方向盘旋转而累积。公式6显示了将轮胎的扭转刚度乘以轮胎的扭转变形来估算出转向齿条力M_z。

VanderJagt静态模型还包括下列公式，以用于估算当车辆以相对缓慢的速度(例如，10kph或以下)移动时的转向齿条力：

${\stackrel{\·}{\mathrm{\Ψ}}}_{def2}=\frac{1}{\mathrm{\τ}}\·{\mathrm{\Ψ}}_{def}$ (公式7)

τ＝X_rel/(ω·r)(公式8)

${\mathrm{\Ψ}}_{def}={\∫}_0^t({\stackrel{\·}{\mathrm{\Ψ}}}_{def}+{\stackrel{\·}{\mathrm{\Ψ}}}_{def2})\·\∂t$ (公式9)

其中，τ是时间常数；是Ψ_def的时间导数；X_rel是轮胎的松弛长度；ω是轮胎旋转速度；γ是轮胎滚动半径。在VanderJagt模型中，假设在轮胎已经滚动超过轮胎松弛长度之后，轮胎具有大约稳态值的三分之二(例如，当车辆静止时轮胎的扭转刚度和扭转变形)。因此，τ指示了在时间τ轮胎具有大约其稳态值的三分之二。

在一些实施例中，齿条负载估算器202包括一个或更多个子模块和数据存储器，诸如低通滤波器304和306，最大扭矩调节器308和估算模块302。齿条负载估算器202使用修改的VanderJagt静态模型来估算转向齿条力。具体而言，低通滤波器304和306分别过滤方向盘角度信号206和方向盘速度信号208。低通滤波器304和306从方向盘角度信号206和方向盘速度信号208中去除噪声，并向方向盘角度信号206和方向盘速度信号208添加时间延迟。由于延迟将方向盘角度信号206和方向盘速度信号208的相位与轮胎的运动同步，该时间延迟使转向齿条负载的估算更准确。方向盘的运动超前于轮胎的运动，这是因为轮胎的运动是由方向盘的运动引起的。

估算模块302通过将VanderJagt静态轮胎模型的公式1-9中的转向坐标替换为方向盘角度值、方向盘速度值和车辆速度值来修改VanderJagt静态轮胎模型。例如，使用方向盘角度来代替对于轮胎的车轮平面的偏航角Ψ，并使用方向盘速度来代替车轮平面的偏航角Ψ的时间导数

最大扭矩调节器308通过调整可由轮胎产生的最大扭矩值来进一步修改VanderJagt静态轮胎模型的公式。在VanderJagt静态轮胎模型中，假定地面表面是干燥的路面。也就是说，假设表面摩擦是常数。为了依据道路摩擦变化、非线性和其他未建模的动态特性来做出转向齿条力的估算，最大扭矩调节器308按比例缩小可由轮胎产生的最大扭矩M_zmax。

在一些实施例中，最大扭矩调节器308产生基于方向盘速度的比例系数，并通过用比例系数乘以M_zmax来按比例缩小M_zmax。具体而言，最大扭矩调节器308使用经验地确定的阈方向盘速度值。阈方向盘速度用于确定方向盘速度是否指示车辆在低摩擦表面上。也就是说，在一些实施例中，如果方向盘速度大于阈方向盘速度，则最大扭矩调节器308确定车辆处在低摩擦表面上(例如，在冰冻道路上)，并将比例系数设定为较小的值(例如，1/20或0.05)。如果方向盘速度小于或等于阈方向盘速度，则最大扭矩调节器308确定车辆不在低摩擦表面上，并将比例系数设定为一个值(例如，1)，以便不按比例缩小M_zmax。在一些实施例中，最大扭矩调节器308限制了比例系数的变化率，以便平稳地按比例决定M_zmax。例如，最大扭矩调节器308将上升速率限制为0.05(即，比例系数的增加，使得M_zmax每单位时间上升0.05倍)，并限制下降速率为-50(即，比例系数单位时间下降不超过50倍)。最大扭矩调节器308用比例系数乘以M_zmax以按比例决定M_zmax。最大扭矩调节器308将按比例决定的M_zmax310发送到估算模块302，该估算模块302产生估算的转向齿条力信号212。

图4描绘了图2的辅助扭矩指令发生器204的数据流图。在一些实施例中，辅助扭矩指令发生器204包括一个或更多个子模块和数据存储器，诸如基于方向盘速度的比例模块402，基于方向盘角度的比例模块404，基于方向盘速度和角度的限制器406，基于车辆速度的比例模块408，限制器410，延迟模块412，和乘法器414和416。

基于方向盘速度的比例模块402将之前由辅助扭矩指令发生器204和方向盘速度信号208产生的辅助扭矩指令214作为输入。基于方向盘速度的比例模块402产生比例系数420，以用来按比例缩小估算的转向齿条力信号212。估算的转向齿条力信号212用比例系数420来按比例决定，使得从估算的转向齿条力信号212产生的输出辅助扭矩指令214提供在没有驾驶员向方向盘提供扭矩的时候方向盘到中心位置的自然地返回。

在一些实施例中，当方向盘速度小于阈速度时基于方向盘速度的比例模块402将比例因数420设置为一个值(例如，0.3)以将估算的转向齿条力信号212下降到30％。当方向盘速度大于阈速度时基于方向盘速度的比例模块402设置比例因数420以将估算的转向齿条力信号212上升到完全值(例如，约100％)。当辅助扭矩指令214指示处于与方向盘速度信号208相同的方向上的辅助扭矩时，比例系数420用于上升估算的转向齿条力信号212。当辅助扭矩指令处于与方向盘速度相反的方向上时(即，当辅助扭矩指令214和方向盘速度具有不同的符号-象限II和IV时)，比例系数420用于下降辅助扭矩指令。基于方向盘速度的比例模块402的示例在上面并入的美国专利申请序列号14/263,162中描述。

基于方向盘角度的比例模块404将之前由辅助扭矩指令发生器204、车辆速度信号210和方向盘角度信号206产生的辅助扭矩指令214作为输入。基于方向盘角度的比例模块404产生比例系数422以用于按比例缩小估算的转向齿条力信号212。估算的转向齿条力信号212用比例系数422按比例决定，使得从估算的转向齿条力信号212产生的输出辅助扭矩指令214提供在没有驾驶员向方向盘提供扭矩的时候方向盘到中心的自然地返回。基于方向盘角度的比例模块404的更多细节在下面参照图5进一步描述。

基于方向盘速度和角度的限制器406将方向盘速度信号208和方向盘角度信号206作为输入。基于方向盘速度和角度的限制器406产生比例系数424以用来按比例缩小估算的转向齿条力信号212。估算的转向齿条力信号212用比例系数424按比例决定，使得从估算的转向齿条力信号212产生的输出辅助扭矩指令214不会过度辅助驾驶员(即，提供辅助扭矩不超过所必要的)。

在一些实施例中，基于方向盘速度和角度的限制器406使用由方向盘角度值索引的第一增益表确定第一增益值，方向盘角度值由方向盘角度信号206指示。对于方向盘角度值低于阈方向盘角度，第一增益表返回恒定的增益(例如，1)。对于由于方向盘角度值增大，方向盘角度值高于阈方向盘角度，第一增益表返回的第一增益值变小。同样地，基于方向盘速度和角度的限制器406使用由方向盘速度值索引的第二增益表确定第二增益值，方向盘速度值由方向盘速度信号208指示。对于方向盘速度值低于阈方向盘速度，第二增益表返回恒定的增益(例如，1)。对于由于方向盘速度值增大，方向盘速度值高于阈方向盘速度，第二增益表返回的第二增益值变小。基于方向盘速度和角度的限制器406将第一增益值乘以第二增益值。基于方向盘速度和角度的限制器406然后将第一和第二增益值的乘积的变化率限定到一个范围，使得乘积值变化平稳。所得到的乘积为比例系数424。

基于车辆速度的比例模块408将车辆速度信号210作为输入。基于车辆速度的比例模块408产生比例系数426，以用来按比例缩小估算的转向齿条力信号212。估算的转向齿条力信号212使用比例系数426来按比例缩放，使得从估算的转向齿条力信号212产生的输出辅助扭矩指令214随着车辆速度增大被逐渐按比例缩小为零。具体而言，在一些实施例中，基于车辆速度的比例模块408使用由车辆速度值索引的速度相关增益表确定速度相关增益，车辆速度值由车辆速度信号210指示。随着车辆速度增大，该速度相关增益表返回的增益值变大。一旦车辆速度达到高于阈车辆速度，增益值饱和。该基于车辆速度的比例模块408然后将该增益值限定到一个范围(例如，从零到一的范围)。所得增益值是比例系数426。

在一些实施例中，乘法器414将四个比例系数420，422，424和426乘到一起，并将四个比例系数的该乘积发送到限制器410，其将该乘积限定到一个范围(例如，从零到一的范围)。乘法器416然后通过将估算的转向齿条力与四个比例系数的乘积相乘，产生输出辅助扭矩指令214。输出辅助扭矩指令214由延迟模块412延迟例如一单位时间，然后将其供应给基于方向盘速度的比例模块402和基于方向盘角度的比例模块404。另外，如上述参照图2所讨论的，在一些实施例中，辅助扭矩指令214与辅助扭矩指令216混合。

图5描绘图4的基于方向盘角度的比例模块404的数据流图。在一些实施例中，基于方向盘角度的比例模块404包括一个或更多个子模块和数据存储器，诸如增益确定器502，车辆速度相关增益表504，限制器506，减法器508，符号确定器510和512，乘法器514，选择器516，乘法器518，混合器520，限制器522，以及速率限幅器524。如上所述，基于方向盘角度的比例模块404将之前由辅助扭矩指令发生器204产生的辅助扭矩指令214，车辆速度信号210和方向盘角度信号206作为输入。

增益确定器502基于车辆速度210确定速度相关增益信号526。具体地，在一些实施例中，增益确定器502使用车辆速度相关增益表504，其是由车辆速度信号210指示的车辆速度值索引。对于低于阈车辆速度的车辆速度，速度相关增益表504返回恒定的增益(例如，1)。对于随着车辆速度值增大，车辆速度值高于阈车辆速度，速度相关增益表504返回的增益值变小。

限制器506将速度相关增益信号526限制在一定范围的增益值(例如，从零到一的范围)，以产生受限的速度相关增益信号528。减法器508然后从恒量530(例如，1)减去受限的速度相关增益信号528，以产生增益信号532。

符号确定器510和512各自取一个输入信号，并基于输入信号值符号产生符号信号。例如，当输入信号指示负值时，符号确定器产生-1。当输入信号指示正值时，符号确定器产生+1。当输入信号指示零时，符号确定器产生零。符号确定器510将辅助扭矩指令214作为输入信号，并产生符号信号534。符号确定器512将方向盘角度信号206作为输入信号，并产生符号信号536。

乘法器538通过将两个符号信号534和536相乘来产生象限信号538。当象限信号538指示负值时，意味着辅助扭矩指令214的符号与方向盘角度215的符号不同(即，二维坐标***中的第二或第四象限，其中方向盘角度值和辅助扭矩值构成两坐标轴线)。也就是说，方向盘转向中心位置的左边，并且由辅助扭矩指令214指示的辅助扭矩指向右边，或者方向盘转向中心位置的右边，并且辅助扭矩指向左边。当象限信号538指示正值时，意味着辅助扭矩指令214的符号与方向盘角度215的符号相同(即，第一或第三象限)。也就是说，方向盘转向中心位置的左边，并且由辅助扭矩指令214指示的辅助扭矩指向左边，或者方向盘转向中心位置的右边，并且辅助扭矩指向右边。当象限信号538是0时，意味着方向盘是在中心位置，或者由辅助扭矩指令214指示的辅助扭矩是零(即，方向盘是静止的)。

基于象限信号538，选择器516产生增益信号540。具体地，如果象限信号538指示负值，选择器516选择基于象限的增益值544作为增益信号540。在一些实施例中，基于象限的增益值544是根据不同的可能的象限信号值预设的。如果象限信号538不指示负值(即象限信号538指示正值或零)，选择器516选择恒量542(例如，1)作为增益信号540。

乘法器518将来自减法器508的增益信号532乘以来自选择器516的增益信号540以产生比例系数546。混合器520将比例系数546与来自限制器506的受限的基于速度的增益信号528混合(例如，相加)以产生比例系数548。限制器522将比例系数548限制为一定范围的增益值(例如，从零到一的范围)，以产生受限的速度系数550。速率限制器524然后将受限的比例系数550的变化率限制在一定范围内，使得受限的比例系数550的值随时间平稳地变化。速率限制器524的输出信号是比例系数422。

现在参考图6，流程图示出了可以由图1的控制模块40来执行的辅助扭矩指令产生方法。如根据本公开可理解的，方法内运行顺序不限定于如图6所示的顺序执行，也可以一个或更多个变化的可应用的顺序并按照本公开来执行。在各种实施例中，该方法可以基于预定事件来安排进行，和/或在车辆10的运行过程中连续地进行。

在框610中，控制模块40接收来自图1的传感器31-33的传感器信号。控制模块40然后确定在框620处车辆10的一个或更多个方向盘扭矩传感器是否启用或正常运行。控制模块40可通过例如分析来自传感器的方向盘扭矩信号来确定方向盘扭矩传感器是否启用。当控制模块40确定一个或更多个方向盘扭矩传感器无法启用时，控制模块40前进至框640，其将在下面进一步描述。当控制模块40确定一个或更多个方向盘扭矩传感器被启用，并且至少一个方向盘扭矩传感器信号是可用的，则在方框630处，控制模块40使用扭矩传感器信号产生辅助扭矩指令。

在框640中，控制模块40估算或预测当车辆静止或以相对低的速度(低于阈速度)移动时将要由车辆的轮胎和轮胎所接触的地面表面引起的转向齿条力。在一些实施例中，控制模块40使用修改的静态轮胎模型来估算转向齿条力。控制模块40可分别利用低通滤波器304和306来过滤方向盘角度信号206和方向盘速度信号208，以便从信号中去除噪声并向信号施加延迟。控制模块40还可以基于车辆速度信号210来按比例缩小轮胎能够产生的扭矩的最大值。

在框650中，控制模块40基于在框640中估算的转向齿条力来产生辅助扭矩指令214。具体而言，在一些实施例中，控制模块40使用多个比例系数的乘积来按比例缩小估算的转向齿条力，以便从估算的转向齿条力产生辅助扭矩指令214。控制模块40基于先前产生的辅助扭矩指令214，车辆速度信号210和方向盘角度信号206产生一个比例系数。控制模块40基于方向盘角度信号206和方向盘速度信号208产生另一个比例系数。控制模块40基于辅助扭矩指令214，车辆速度信号210和方向盘角度信号206产生另一个比例系数。控制模块40基于车辆速度信号210产生另一个比例系数。

在框660处，控制模块40任选地将在框640处产生的辅助扭矩指令与控制模块40可产生的另一个辅助扭矩指令混合。在一些实施例中，控制模块40基于从方向盘角度信号估算出的车辆横向加速度产生其他辅助扭矩指令216。

在框670处，控制模块40通过将在框630或650处产生的辅助扭矩指令或在框660处产生的混合发送到EPS***的电机，来控制EPS***。

尽管已经结合仅仅有限数量的实施例详细地描述了本发明，但是应当容易理解的是，本发明并不限于这些公开的实施例。而是，本发明可以被修改以并入此前未描述的任何数量的变型、变更、替换或等效布置，但其与本发明的精神和范围相符。另外，虽然已经描述了本发明的各种实施例，但是应当理解，本发明的各方面可仅包括描述的实施例中的一些。因此，本发明不应被视为受到前述描述的限制。

Claims (15)

1.一种控制车辆的电动助力转向***的方法，所述方法包括：

响应于确定所述车辆的一个或更多个方向盘扭矩传感器无法启用，估算由所述车辆的轮胎和所述轮胎所接触的路面表面引起的转向齿条力；

基于估算的转向齿条力产生转向辅助扭矩指令；以及

使用所述转向辅助扭矩指令控制所述电动助力转向***。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

用低通滤波器过滤方向盘角度；

用低通滤波器过滤方向盘速度；以及

使用过滤后的方向盘角度和过滤后的方向盘速度来估算所述转向齿条力。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

基于车辆速度按比例缩小所述轮胎能够产生的扭矩的最大值；以及

使用按比例缩小的扭矩的最大值来估算所述转向齿条力。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

使用所述转向辅助扭矩指令和方向盘速度产生比例系数；以及

用所述比例系数按比例缩放所述估算的转向齿条力。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

使用所述转向辅助扭矩指令，车辆速度和方向盘角度产生比例系数；以及

用所述比例系数按比例缩放所述估算的转向齿条力。

6.一种车辆的***，包括：

助力转向***，其包括一个或更多个方向盘扭矩传感器；以及

控制模块，其配置成：

响应于确定所述车辆的一个或更多个方向盘扭矩传感器无法启用而估算由所述车辆的轮胎和所述轮胎所接触的路面表面引起的转向齿条力；

基于估算的转向齿条力产生转向辅助扭矩指令；以及

使用所述转向辅助扭矩指令控制电动助力转向***。

7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述控制模块进一步配置成：

用低通滤波器过滤方向盘角度；

用低通滤波器过滤方向盘速度；以及

使用过滤后的方向盘角度和过滤后的方向盘速度来估算所述转向齿条力。

8.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述控制模块进一步配置成：

基于车辆速度按比例缩小所述轮胎能够产生的扭矩的最大值；以及

使用按比例缩小的扭矩的最大值来估算所述转向齿条力。

9.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述控制模块进一步配置成：

使用所述转向辅助扭矩指令和方向盘速度产生比例系数；以及

用所述比例系数按比例缩放所述估算的转向齿条力。

10.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述控制模块进一步配置成：

使用所述转向辅助扭矩指令，车辆速度和方向盘角度产生比例系数；以及

用所述比例系数按比例缩放所述估算的转向齿条力。

11.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述控制模块进一步配置成：

使用方向盘角度和方向盘速度产生比例系数；以及

用所述比例系数按比例缩放所述估算的转向齿条力。

12.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述控制模块进一步配置成：

使用所述转向辅助扭矩指令，车辆速度和方向盘角度产生比例系数；以及

用所述比例系数按比例缩放所述估算的转向齿条力。

13.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述控制模块进一步配置成：

使用车辆速度产生比例系数；以及

用所述比例系数按比例缩放所述估算的转向齿条力。

14.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述控制模块进一步配置成：

使用所述转向辅助扭矩指令，车辆速度和方向盘角度产生第一比例系数；

使用方向盘角度和方向盘速度产生第二比例系数；

使用所述转向辅助扭矩指令，车辆速度和方向盘角度产生第三比例系数；

使用车辆速度产生第四比例系数；

产生所述第一、第二、第三和第四比例系数的乘积；以及

用所述乘积按比例缩放所述估算的转向齿条力。

15.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述控制模块进一步配置成：

通过以下步骤产生辅助扭转指令：

基于方向盘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的量；以及

将两个辅助扭矩指令混合以使用两个转向辅助扭矩指令的混合控制所述电动助力转向***。