CN111824249B - 在没有扭矩传感器的转向***操作中提供辅助扭矩 - Google Patents

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Abstract

本文描述的技术解决方案包括一种控制电动助力转向***的方法，该方法包括：确定电动助力转向***的一个或多个手轮扭矩传感器处于不运行，并且作为响应，通过基于电动助力转向***的马达的马达角度和车辆速度估计前滑移角来生成辅助扭矩命令。该方法还包括将前滑移角转换成齿条力。该方法还包括基于齿条力来确定辅助扭矩量，以及使用所生成的辅助扭矩命令来控制电动助力转向***。

Description

在没有扭矩传感器的转向***操作中提供辅助扭矩
背景技术
在车辆的典型电动助力转向(EPS)***中，手轮扭矩传感器被用于确定驾驶员要求的辅助扭矩。当手轮扭矩传感器变成失效的且无法正常运行时，EPS***可能无法提供转向辅助扭矩。一些方法不能提供针对滚动车辆速度的辅助检测。
发明内容
根据一个或多个实施例，一种控制电动助力转向***的方法包括：确定电动助力转向***的一个或多个手轮扭矩传感器处于不运行，并且作为响应，通过基于电动助力转向***的马达的马达角度和车辆速度估计前滑移角(front slip angle)来生成辅助扭矩命令。该方法还包括将前滑移角转换成齿条力。该方法还包括基于齿条力来确定辅助扭矩量，以及使用所生成的辅助扭矩命令来控制电动助力转向***。
根据一个或多个实施例，一种电动助力转向***包括一个或多个手轮扭矩传感器。该电动助力转向***还包括马达和控制器，该控制器生成辅助扭矩命令以用于使用马达来生成辅助扭矩。生成辅助扭矩命令包括执行一种方法，该方法包括确定电动助力转向***的一个或多个手轮扭矩传感器处于不运行，并且作为响应，通过基于电动助力转向***的马达的马达角度和车辆速度估计前滑移角来生成辅助扭矩命令。该方法还包括将前滑移角转换成齿条力。该方法还包括基于齿条力来确定辅助扭矩量，以及使用所生成的辅助扭矩命令来控制电动助力转向***。
根据一个或多个实施例，一种计算机程序产品包括其上存储有一个或多个计算机可执行指令的存储器装置，该计算机可执行指令在由处理器执行时使得处理器执行用于生成辅助扭矩命令的方法。该方法包括确定电动助力转向***的一个或多个手轮扭矩传感器处于不运行，并且作为响应，通过基于电动助力转向***的马达的马达角度和车辆速度估计前滑移角来生成辅助扭矩命令。该方法还包括将前滑移角转换成齿条力。该方法还包括基于齿条力来确定辅助扭矩量，以及使用所生成的辅助扭矩命令来控制电动助力转向***。
通过以下结合附图的描述，这些以及其他优点和特征将变得更加明显。
附图说明
在说明书的结尾处的权利要求中特别指出并明确要求保护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以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EPS***；
图2描绘了根据一个或多个实施例的用于使动态车辆模型在没有扭矩传感器的EPS中提供辅助的***的框图；
图3描绘了根据一个或多个实施例的辅助扭矩计算模块的操作的框图；
图4描绘了根据一个或多个实施例的示例轮胎拖距(pneumatic trail)模型；
图5描绘了根据一个或多个实施例的缩放模块的框图；以及
图6描绘了根据一个或多个实施例的用于在扭矩传感器发生故障时使用具有非线性轮胎模式的自行车模型来生成马达扭矩命令的示例方法的流程图。
具体实施方式
如本文所使用的术语模块和子模块是指一个或多个处理电路，例如专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享的、专用的或成组的)以及执行一个或多个软件或固件程序的存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其他合适组件。可以理解，下面描述的子模块可以被组合和/或进一步划分。
现在参考附图，在附图中将参考具体实施方式描述技术方案，但不限于此，图1是适于实施所公开的实施例的电动助力转向***(EPS)40的示例性实施例。转向机构36是齿轮齿条式***，并且包括在壳体50内的锯齿状齿条(未示出)和位于齿轮壳体52下方的小齿轮(也未示出)。当操作员输入时(下文中表示为方向盘26(例如手轮等)被转动)，上转向轴29转动并且通过万向节34连接到上转向轴29的下转向轴51转动小齿轮。小齿轮的旋转使齿条移动，齿条移动使横拉杆38(仅示出一个)移动，进而使转向节39(仅示出一个)移动，这使(一个或多个)可转向车轮44或者(一个或多个)轮胎(仅示出一个)转动。
电动助力转向辅助通过总体由附图标记24表示的控制装置来提供，并且包括控制器16和电机46，该电机46可以是永磁同步电机(PMSM)，或永磁直流电机(PMDC)或任何其他类型的马达，下文中表示为马达46。控制器16由车辆电源10通过线路12供电。控制器16从车辆速度传感器17接收表示车辆速度的车辆速度信号14。通过位置传感器32测量转向角，位置传感器32可以是光学编码型传感器、可变电阻型传感器或任何其他合适类型的位置传感器，并且向控制器16提供位置信号20。马达速度可以用转速计或任何其他装置测量，并作为马达速度信号21传输到控制器16。表示为ωm的马达速度可以被测量、计算或测量和计算的组合。例如，马达速度ωm可以被计算为通过位置传感器32测量的马达位置θ在规定的时间间隔内的变化。例如，可以根据等式ωm＝Δθ/Δt，将马达速度ωm确定为马达位置θ的导数，其中Δt是采样时间，并且Δθ是在采样间隔期间内位置的变化。可选地，可以根据马达位置将马达速度推导为位置的时间变化率。应当理解，存在许多众所周知的方法来执行求导功能。
当手轮26转动时，扭矩传感器28感测由车辆操作者施加到手轮26的扭矩。扭矩传感器28可包括扭力杆(未示出)和可变电阻型传感器(也未示出)，可变电阻型传感器向控制器16输出与扭力杆上的扭转量相关的可变扭矩信号18。虽然这是一种类型的扭矩传感器，但是与已知信号处理技术一起使用的任何其他合适的扭矩感测设备就已足够。响应于各种输入，控制器向电动马达46发送命令22，电动马达46通过蜗杆47和蜗轮48向转向***提供扭矩辅助，从而为车辆转向提供扭矩辅助。
应当注意，尽管通过参考用于电动转向应用的马达控制来描述公开的实施例，应当理解，这些参考仅是说明性的，并且公开的实施例可以应用于采用电动马达的任何马达控制应用，例如转向、阀控制等。此外，本文的参考和描述可适用于许多形式的参数传感器，包括但不限于扭矩、位置和速度等。还应注意，此处对电机的参考包括但不限于马达，为了简明扼要，下文仅参考马达，但不限于此。
在如所描绘的控制***24中，控制器16利用扭矩、位置和速度等来计算传递所需输出功率的(一个或多个)命令。控制器16被设置成与马达控制***的各种***和传感器通信。控制器16接收来自每个***传感器的信号，量化所接收的信息，并响应于其(在该实例中)例如向马达46提供(一个或多个)输出命令信号。控制器16被配置为开发从逆变器(未示出)离开的(一个或多个)对应电压，该逆变器可选地可以与控制器16结合并且在本文中将被称为控制器16，使得当所述电压被应用于马达46时，就会生成所需的扭矩或位置。在一个或多个示例中，控制器24在反馈控制模式下作为电流调节器运行，以生成命令22。可选地，在一个或多个示例中，控制器24在前馈控制模式下运行以生成命令22。因为这些电压与马达46的位置和速度以及所需的扭矩有关，所以会确定转子的位置和/或速度以及由操作者施加的扭矩。位置编码器被连接到转向轴51以检测角位置θ。编码器可以基于光学检测、磁场变化或其他方法来感测旋转位置。典型的位置传感器包括电位计、旋转变压器、同步器和编码器等，以及包括前述中的至少一者的组合。位置编码器输出指示转向轴51的角位置以及由此马达46的角位置的位置信号20。
所需的扭矩可以由一个或多个扭矩传感器28确定，扭矩传感器28传输指示施加的扭矩的扭矩信号18。一个或多个示例性实施例包括这样的扭矩传感器28和来自于其的(一个或多个)扭矩信号18，该扭矩信号可以对柔性扭力杆、T形杆、弹簧或被配置为提供指示被施加的扭矩的响应的类似装置(未显示)作出响应。
在一个或多个示例中，(一个或多个)温度传感器23位于电机46处。优选地，温度传感器23配置为直接测量马达46的感测部分的温度。温度传感器23将温度信号25传输到控制器16，以便于进行本文规定的处理和补偿。典型的温度传感器包括热电偶、热敏电阻和恒温器等，以及包括前述传感器中的至少一个的组合，当该传感器被放置在适当位置时，可提供与特定温度成比例的可校准信号。
除了别的之外，位置信号20、速度信号21和(一个或多个)扭矩信号18被施加到控制器16。控制器16处理所有输入信号以生成与由可用于本文所述的算法中的处理的转子位置值、马达速度值和扭矩值而造成的每个信号相对应的值。诸如上述的测量信号通常也根据需要被线性化、补偿和滤波，以增强所获取信号的期望特性或消除所获取信号的不期望的特性。例如，信号可以被线性化以提高处理速度，或者解决信号的大动态范围。另外，基于频率或时间的补偿和滤波可以被采用来消除噪声或避免不需要的频谱特性。
为了执行规定的功能和所需的处理，以及为此进行的计算(例如，马达参数的识别、(一个或多个)控制算法等)，控制器16可以包括，但不限于(一个或多个)处理器、(一个或多个)计算机、(一个或多个)DSP、存储器、存储装置，(一个或多个)寄存器、定时、(一个或多个)中断、(一个或多个)通信接口和输入/输出信号接口等，以及包括前述中的至少一者的组合。例如，控制器16可以包括输入信号处理和滤波，以实现对来自通信接口的这样的信号的准确采样和转换或获取。控制器16的附加特征和其中的某些处理在本文稍后详细讨论。
在一个或多个示例中，当输入扭矩传感器不能起作用时，本文描述的技术方案有助于生成辅助扭矩。应当注意，尽管本文中使用转向***的实施例描述了技术方案，但是该技术方案可应用于在基于测量来自操作者(例如生物力学辅助装置)等的输入扭矩而生成辅助扭矩的任何其他应用中使用的任何其他马达控制***。。
如本文所述，诸如使用扭矩传感器28来确定操作者请求的辅助的EPS12的***的技术挑战在于，如果/当扭矩传感器28的功能出现错误/故障时，该***不能够提供辅助扭矩，称为辅助条件丧失。例如，在EPS 12中，由于操作者可能依赖于辅助扭矩来操纵车辆，所以这种辅助条件的丧失可能具有增加的灵敏度。存在用来减少出现丧失辅助的各种解决方案。此外，现有解决方案依赖于稳态车辆模型来预测侧向加速度，并使用预测的侧向加速度来计算要生成的辅助扭矩量。然而，这样的解决方案可能是保守的，因为由于使用稳态模型作为车辆模型，所以它们会限制各种动态转向输入的辅助扭矩量。例如，侧向加速度误差会使所生成的辅助扭矩按比例缩小。此外，现有解决方案使用侧向加速度来确定辅助扭矩量，但是，实际齿条负载可能不与侧向加速度成正比，并且因此，在这种情况下，辅助扭矩量可能不会与齿条负载紧密相关。
本文中描述的技术解决方案通过利用非线性车辆动力学模型提供改进水平的辅助扭矩和车辆信号，以便稳健地检测动态偏差以修改要生成的辅助扭矩来解决这样的技术挑战。
因此，本文描述的技术方案在扭矩传感器28遇到故障状况并且不能提供输入扭矩测量结果时促进生成辅助扭矩。应当注意，在其他情况下，故障状况可能与阻止使用输入扭矩信号18来确定要生成的辅助扭矩量的任何其他组件有关。因此，本文描述的技术解决方案解决了上述技术挑战。
图2描绘了根据一个或多个实施例的用于使动态车辆模型在没有扭矩传感器的EPS中提供辅助的***100的框图。如本文所使用的，“提供辅助”包括为操作者生成辅助扭矩。生成辅助扭矩包括确定将要生成的辅助扭矩量，以及通过控制器16施加对应的扭矩命令以通过马达46生成扭矩量。所描绘的一个或多个模块是一种示例性实施方式。应当理解，在其他示例中，一个或多个模块可以被组合或划分为不同的模块。在一个或多个示例中，模块可以包括在其上存储有由一个或多个处理器(例如控制器16)执行的一个或多个计算机可执行指令的存储器装置。
除其他组件外，***100还包括辅助扭矩计算模块210、缩放模块220、饱和模块230和延迟模块240。
辅助扭矩计算模块210使用车辆齿条力的动态模型来基于前馈转向角输入计算要提供的辅助量。转向角可以基于手轮26的位置和/或马达46的角度。辅助扭矩计算模块210还接收车辆速度和表面摩擦(μ)作为输入。车辆速度是车辆正在行驶的速度，并且表面摩擦是车辆正行驶的表面的摩擦系数。在一个或多个示例中，表面摩擦可以由控制器16来估计。此外，如果EPS或其他模块未估计这样的值，则可以使用标称表面摩擦值。
图3描绘了根据一个或多个实施例的辅助扭矩计算模块的操作的框图。运动学模块310将马达角度转换为轮胎角度。在一个或多个示例中，运动学模块310使用查找表，该查找表是使用在轮胎台上收集的数据而填充的。其他技术也可以用于将马达角度转换为轮胎角度，例如动态计算。此外，轮胎滞后模块320使用轮胎角度以及车辆速度来输出滞后的轮胎角度变量(δlagged)，该变量表示使用轮胎松弛长度的轮胎的一阶动力学。在一个或多个示例中，轮胎滞后模块320将取决于车辆速度的低通滤波器应用于轮胎角度以计算δlagged值。
此外，自行车模型计算器330使用自行车模型的方程来计算前轴侧向力(Fcf)和前滑移角(αf)。例如，自行车模型计算器330使用的方程包括：
偏航动力学方程：
Figure BDA0002457728820000071
以及
侧向动力学方程：
Figure BDA0002457728820000072
可以使用以下等式来计算滑移角:
Figure BDA0002457728820000073
Figure BDA0002457728820000074
在以上方程式中，Izz是旋转惯性，r是偏航率，a是重心(CG)到前轴的距离，b是CG到后轴的距离，V是CG处的侧向速度，U是CG处的纵向速度，Fcf是前轴侧向力，Fcr是后轴侧向力，αr是后轮滑移角，且m是车辆质量。此外，侧向动力学方程左侧的项
Figure BDA0002457728820000075
表示车辆的侧向加速度ay。
通常，侧向轮胎力方程式是使用线性轮胎模型来表示的，但是由于它仅表示轮胎力曲线的线性区域中的力，所以本文所述的技术解决方案通过使用作为表面摩擦的函数的非线性轮胎模型来修改自行车模型计算。可以使用基于经验或基于物理的模型来表示前后轮胎动力学。例如，典型的已知模型包括Fiala轮胎模型和Magic轮胎模型。Fiala轮胎模型被如下表示。
Figure BDA0002457728820000076
Figure BDA0002457728820000077
If＝μ*轮轴的垂直负载
在Fiala轮胎模型的上述方程式中，Fy是轮胎侧向力，Ca是转弯刚度参数，α是轮胎滑移角，If是最大侧向轮胎力的倒数，If是μ的函数，αsl是滑行滑移角。应当注意，该方程式对于前轴或轮胎侧向力计算以及后轴或轮胎侧向力计算二者均有效。例如，对于前轴侧向力计算，将使用前滑移角αf和前轴上的垂直负载。在一个或多个示例中，自行车模型计算器330包括用于以上计算的一个或多个数字电子电路，诸如(一个或多个)乘法器、(一个或多个)数字积分器、(一个或多个)除法器、(一个或多个)加法器和(一个或多个)减法器等等。
由齿条力转换器340将自行车模型计算器的输出转换为齿条力值。非线性或线性表或方程式可以用于将估计的齿条力转换为动态辅助扭矩。这确定了EPS马达19针对各个齿条负载向驾驶员提供了多少帮助(即，辅助)。因此，使用前滑移角(αf)来计算齿条力，例如，通过根据前滑移角计算前轴侧向力。基于马达角度和车辆速度估计前滑移角。
与典型的侧向动力学模型相比，齿条力转换器是用来将由自行车模型计算的轮胎侧向力转换为齿条力的附加。在一个或多个示例中，齿条力被计算为前轴侧向力(Fcf)与轮胎拖距值的乘积。轮胎拖距是轮胎接地面(contact patch)的几何中心与由于侧滑引起的合力之间的距离。本文描述的技术方案使用轮胎拖距模型，其可以是经验模型或基于方程的模型。图4描绘了示例性的轮胎拖距模型，在其中轮胎拖距根据表面摩擦而变化。
因此，用于轮胎拖距模型的Fiala轮胎模型方程式如下所示。
Figure BDA0002457728820000081
其中，σy＝tanα；＝tanα；以及
Figure BDA0002457728820000082
在此，tp是轮胎拖距，σy和θy是用于简化表达式的中间变量。可以使用类似于提升曲线表的非线性表或通过其他方式(例如动态计算)将从非线性自行车模型获得的齿条力转换为动态辅助扭矩命令。
辅助扭矩计算模块210还基于马达角度和车辆速度来计算车辆的估计的侧向加速度。在一个实施例中，以下侧向加速度增益方程式用于计算估计的侧向加速度：
Figure BDA0002457728820000091
应当注意，可以使用任何其他技术来计算估计的侧向加速度，并且以上仅是一个示例。
辅助扭矩计算模块210输出辅助扭矩命令以及估计的侧向加速度值。
返回参考图2，辅助扭矩计算模块210的输出被输入到缩放模块220。缩放模块220对辅助扭矩命令进行缩放。图5描绘了根据一个或多个实施例的缩放模块的框图。除其他组件外，缩放模块还包括缩放因子计算器510和乘法器520。
缩放因子计算器510基于侧向加速度误差来计算缩放因子。在一个或多个实施例中，缩放因子计算器510确定车辆是否在标称条件之外(例如在低μ条件下)操作(即，车辆正在其上运行的表面的摩擦系数低于阈值，例如结冰道路)。缩放因子计算器510计算估计的侧向加速度与测量的侧向加速度之间的差。测量的侧向加速度是由车辆的侧向加速度传感器(未示出)来测量的。依据估计的侧向加速度和测量的侧向加速度之间的差，缩放因子计算器510确定车辆在低μ条件下运行，并且按比例放大/缩小辅助扭矩命令以生成最终马达扭矩命令。
缩放因子计算器510使用几个不同的阈值来缩放辅助扭矩命令以生成最终马达扭矩命令。在一个或多个示例中，缩放因子计算器510使用高阈值和低阈值。当差超过高阈值时，缩放因子计算器510将辅助扭矩命令按比例缩小至无辅助(即，零辅助扭矩)。即，当车辆在非常低的μ的条件下运行时，不会命令辅助扭矩。当差不超过高阈值但超过低阈值时，缩放因子计算器510减小辅助扭矩命令。在一个示例中，缩放因子计算器510计算将辅助扭矩命令按比例缩小到辅助扭矩命令的大约50％的缩放因子。作为另一示例，缩放因子计算器510将辅助扭矩命令限制为最大非预期辅助扭矩值(预定值，例如，在小齿轮处5-7Nm(牛顿米))。当差不超过低阈值时，缩放因子计算器510不会按比例缩小辅助扭矩命令，并且将最终扭矩命令设置为全辅助扭矩命令(预定值)。
在该示例中，缩放因子计算器510使用两个阈值。然而，可以理解的是，在其他示例中，可以使用两个以上的阈值或单个阈值或其他等效方法来缩放辅助扭矩命令。
除了上述基于侧向加速度的缩放之外，根据本文所述的技术方案，缩放因子计算器510还基于偏航率误差来执行缩放。偏航率误差被计算为根据动态自行车模型的估计的偏航率与测得的偏航率之间的差。
如本文所述，通过动态自行车模型根据基于角度的齿条力预测来计算马达扭矩命令。在实际齿条力下降的接近极限条件下此预测可能不准确，且非线性自行车模型不再有效。因此，为了在这样的接近极限条件下提供准确的辅助扭矩，结合侧向加速度差来使用基于偏航率误差的缩放。在生成最终马达扭矩命令时，基于偏航率的缩放提供了在这些条件下按比例缩小辅助扭矩命令的级别的信息。例如，误差项被计算为error＝abs(估计的偏航率–测量的偏航率)。误差项用于访问查找表或用作动态方程式的输入，以计算缩放因子。随着误差的增加，缩放比例从1降至零。
在一个或多个示例中，基于估计的偏航率和测量的偏航率的差来调整基于侧向加速度的缩放因子，并且将辅助扭矩命令与缩放因子相乘。可选地，或者另外，计算基于测量的偏航率和估计的偏航率的差的单独的缩放因子，并且将辅助扭矩命令与基于侧向加速度的缩放因子和基于偏航率的缩放因子两者相乘。
现在参考图2，缩放模块220的输出通过饱和模块230传递，以将辅助扭矩命令值限制为预定最大值。此外，在一个或多个示例中，延迟模块240(例如单元延迟)将马达扭矩命令的先前值(例如，来自时间t-1，t-2，...的值)提供到缩放模块220中，以用于计算马达扭矩命令的当前值(在时间t)。
图6描绘了根据一个或多个实施例的用于在扭矩传感器发生故障时使用具有非线性轮胎模型的自行车模型来生成马达扭矩命令的示例方法的流程图。根据本公开可以理解，该方法内的操作顺序不限于如图6所示的顺序执行，但是可以根据本公开内容并按照适用的一个或多个变化顺序来执行。在各种实施例中，该方法可以被调度为基于预定事件运行和/或在车辆的操作期间连续运行。该方法包括：在610处，确定扭矩传感器28是否在运行，以及是否可以测量到来自操作者的输入扭矩。如果扭矩传感器28处于运行，则该方法包括：在620处，生成马达扭矩命令以提供对应的辅助。在670处，马达扭矩命令被用于使用马达46来生成对应的扭矩量，以帮助操作者操纵车辆。
当扭矩传感器28处于不运行和/或无法测量来自操作者的输入扭矩(610)时，该方法包括：在630处，使用非线性自行车模型来估计轮胎44上的前轴侧向力，该非线性自行车模型是在如本文所述的经过修改的自行车模型。前轴侧向力被用于估计车辆的侧向加速度。此外，该方法包括：在640处，使用前轴侧向力和轮胎拖距估计来估计转向齿条力。在650处，转向齿条力被使用来计算辅助扭矩。例如，该辅助扭矩产生与转向齿条力相反且相等的力。
此外，该方法包括：在660处，对辅助扭矩进行缩放以生成马达扭矩命令。基于侧向加速度以及偏航率来执行缩放。在670处，马达扭矩命令被用于使用马达46来生成对应的扭矩量，以帮助操作员操纵车辆。
因此，本文描述的技术解决方案提供了一种动态自行车模型，其生成用于辅助命令生成的齿条力信号，在此自行车模型使用非线性轮胎模型。生成用于辅助命令生成的齿条力信号的动态自行车模型被用于计算滑移角和前轴侧向力。随后，使用轮胎拖距模型将前轴侧向力转换为齿条力。轮胎拖距模块有助于根据预测的道路摩擦系数(μ)来从前轴侧向力计算齿条力。
此外，本文描述的技术方案有助于使用动态模型来生成马达扭矩命令并基于侧向加速度或偏航率或这两者来缩放马达扭矩命令。此外，本文描述的技术方案还促进了另一动态模型，该动态模型基于偏航率来缩放马达扭矩命令，另外或可选地基于侧向加速度来进行缩放。这样的缩放减少了基于齿条力生成的辅助力。
本技术方案可以是处于任何可能的技术细节集成级别的***、方法和/或计算机程序产品。该计算机程序产品可以包括其上具有用于使处理器执行本技术方案的各方面的计算机可读程序指令的计算机可读存储介质。
根据本技术方案的实施例，本文中参考方法、设备(***)和计算机程序产品的流程图图示和/或框图描述了本技术方案的各方面。将理解的是，流程图图示和/或框图的每个框以及流程图图示和/或框图中的框的组合可以通过计算机可读程序指令来实现。
附图中的流程图和框图示出了根据本技术方案的各种实施例的***、方法和计算机程序产品的可能实现的体系结构、功能和操作。就这一点而言，流程图或框图中的每个框图可以表示指令的模块、片段或部分，其包括用于实现指定的(一个或多个)逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些可选实施方式中，框中指出的功能可以不按图中指出的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能，实际上连续显示的两个框实际上可以基本上同时执行，或者有时可以以相反的顺序执行。还应注意，框图和/或流程图图示的每个框以及框图和/或流程图图示的框的组合可以由执行指定功能或动作或执行特殊用途的硬件和计算机指令的组合的基于硬件的特殊用途***来实现。
还将意识到，本文示例性的执行指令的任何模块、单元、组件、服务器、计算机、终端或装置可以包括或可以访问诸如存储介质、计算机存储介质或(可移动和/或不可移动的)数据存储装置(例如磁盘、光盘或磁带)之类的计算机可读介质。计算机存储介质可以包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据之类的信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。这样的计算机存储介质可以是装置的一部分或可访问或可连接到装置。本文所述的任何应用程序或模块都可以使用计算机可读/可执行指令来实现，这些指令可以被存储或以其他方式由计算机可读介质持有。
虽然仅结合有限数量的实施例对本公开进行了详细描述，但应容易理解，本公开不限于此类公开的实施例。而是，本公开可以进行修改，纳入迄今未述及但与本公开范围相适应的任何数量的变更、改变、替换或等同布置。此外，虽然本公开的各种实施例已被描述，但是应该理解，本公开的各方面可以仅包括所述实施例的部分或各实施例的组合。因此，本公开不应被视为受前述描述的限制。

Claims (16)

1.一种控制电动助力转向***的方法，所述方法包括：
确定电动助力转向***的一个或多个手轮扭矩传感器处于不运行；
作为响应，生成辅助扭矩命令，所述生成包括：
使用利用非线性轮胎模型修改的自行车模型，基于所述电动助力转向***的马达的马达角度和车辆速度来估计前滑移角，所述非线性轮胎模型是表面摩擦的函数；
使用利用非线性轮胎模型修改的所述自行车模型，利用所述前滑移角和前轴上的垂直负载来计算前轴侧向力；
使用轮胎拖距值将所述前轴侧向力转换成齿条力；以及
基于所述齿条力来确定辅助扭矩量；以及
使用生成的辅助扭矩命令来控制所述电动助力转向***，
其中，所述轮胎拖距值是轮胎接地面的几何中心与侧滑引起的合力作用点之间的距离。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，估计所述前轴侧向力还包括基于所述马达角度和所述车辆速度来计算轮胎滞后。
3.根据权利要求1所述的方法，其中将所述前轴侧向力转换成所述齿条力包括：
使用滑移角和表面摩擦系数来估计所述轮胎拖距值；以及
计算所述前轴侧向力和所述轮胎拖距值的乘积。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述辅助扭矩命令还包括：
生成与所述辅助扭矩量相对应的辅助扭矩命令；以及
使用侧向加速度误差来缩放所述辅助扭矩。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，生成所述辅助扭矩命令还包括：使用偏航率误差来缩放所述辅助扭矩。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述辅助扭矩命令还包括：
生成与所述辅助扭矩量相对应的辅助扭矩命令；以及
使用偏航率误差来缩放所述辅助扭矩。
7.一种电动助力转向***，包括：
一个或多个手轮扭矩传感器；
马达；以及
控制器，其生成用于使用所述马达来生成辅助扭矩的辅助扭矩命令，生成所述辅助扭矩命令包括：
确定电动助力转向***的一个或多个手轮扭矩传感器处于不运行；
使用利用非线性轮胎模型修改的自行车模型，基于所述电动助力转向***的马达的马达角度和车辆速度来估计前滑移角，所述非线性轮胎模型是表面摩擦的函数；
使用利用非线性轮胎模型修改的所述自行车模型，利用所述前滑移角和前轴上的垂直负载来计算前轴侧向力；
使用轮胎拖距值将所述前轴侧向力转换成齿条力；
基于所述齿条力来确定辅助扭矩量；以及
使用生成的辅助扭矩命令来控制所述电动助力转向***，
其中，所述轮胎拖距值是轮胎接地面的几何中心与侧滑引起的合力作用点之间的距离。
8.根据权利要求7所述的电动助力转向***，其中，估计所述前轴侧向力还包括基于所述马达角度和所述车辆速度来计算轮胎滞后。
9.根据权利要求7所述的电动助力转向***，其中，将所述前轴侧向力转换成所述齿条力包括：
使用滑移角和表面摩擦系数来估计所述轮胎拖距值；以及
计算所述前轴侧向力和所述轮胎拖距值的乘积。
10.根据权利要求7所述的电动助力转向***，其中，生成所述辅助扭矩命令还包括：
生成与所述辅助扭矩量相对应的辅助扭矩命令；以及
使用侧向加速度误差来缩放所述辅助扭矩。
11.根据权利要求10所述的电动助力转向***，其中，生成所述辅助扭矩命令还包括使用偏航率误差来缩放所述辅助扭矩。
12.根据权利要求7所述的电动助力转向***，其中，生成所述辅助扭矩命令还包括：
生成与所述辅助扭矩量相对应的辅助扭矩命令；以及
使用偏航率误差来缩放所述辅助扭矩。
13.一种计算机程序产品，包括在其上存储有一个或多个计算机可执行指令的存储器装置，所述计算机可执行指令在由处理器执行时使所述处理器执行用于生成辅助扭矩命令的方法，所述方法包括：
确定电动助力转向***的一个或多个手轮扭矩传感器处于不运行；
使用利用非线性轮胎模型修改的自行车模型，基于所述电动助力转向***的马达的马达角度和车辆速度来估计前滑移角，所述非线性轮胎模型是表面摩擦的函数；
使用利用非线性轮胎模型修改的所述自行车模型，利用所述前滑移角和前轴上的垂直负载来计算前轴侧向力；
使用轮胎拖距值将所述前轴侧向力转换成齿条力；
基于所述齿条力来确定辅助扭矩量；以及
使用生成的辅助扭矩命令来控制所述电动助力转向***，
其中，所述轮胎拖距值是轮胎接地面的几何中心与侧滑引起的合力作用点之间的距离。
14.根据权利要求13所述的计算机程序产品，其中，将所述前轴侧向力转换为所述齿条力包括：
使用滑移角和表面摩擦系数来估计所述轮胎拖距值；以及
计算所述前轴侧向力和所述轮胎拖距值的乘积。
15.根据权利要求13所述的计算机程序产品，其中，生成所述辅助扭矩命令还包括：
生成与所述辅助扭矩量相对应的辅助扭矩命令；以及
使用侧向加速度误差来缩放所述辅助扭矩。
16.根据权利要求13所述的计算机程序产品，其中，生成所述辅助扭矩命令还包括：
生成与所述辅助扭矩量相对应的辅助扭矩命令；以及
使用偏航率误差来缩放所述辅助扭矩。
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