用于電動液壓動力轉向系統的控制方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及用于車輛的轉向系統的控制方法，更具體而言，涉及用于電動液壓動力轉向系統的控制方法，該方法可以防止出現由于車輛的行駛狀況的變化所導致的差異感(sense of difference)或者鎖住感(catching sense)。
【背景技術】
[0002]通常，減小駕駛員的操作方向盤的力以便能夠容易且快速地進行轉向操作的車輛轉向系統使用液壓來產生用于輔助駕駛員的轉向動力的力，也稱為轉向助力。
[0003]液壓動力轉向系統可以包括由發動機的旋轉動力驅動的動力轉向栗。
[0004]在車輛輪胎的摩擦力較大的停止階段或低速階段，必須增大從栗排出的流率以產生較大的轉向助力。類似地，在輪胎的摩擦力較小并且安全性較重要的中速/高速階段，必須減小從栗排出的流率以產生相對較小的轉向助力。
[0005]然而，由于動力轉向栗的旋轉與發動機RPM成正比，所以在液壓動力轉向系統中使用的動力轉向栗在中、高速時排出的流率比在低速時排出的流率更大。在這樣的情形下，會損失動力(燃料效率)。
[0006]此外，因為不能對液壓動力轉向系統進行電子控制，所以轉向性能存在局限性。
[0007]例如，當在低速段通過對轉向動力進行補償以使轉向操作比正常的時候更容易時，能夠獲得實用的轉向性能，但是現有技術中的液壓動力轉向系統不能夠根據車輛速度來進行控制。
[0008]為克服上述缺點，已經研制并應用了一種對車輛速度敏感的電機驅動動力轉向(MDPS)系統，這種系統僅僅利用電機的扭矩來輔助轉向而不使用液壓。這樣的系統可以根據行駛車輛的速度來改變轉向動力。
[0009]MDPS系統主要安裝在轎車中，以便實現車輛的燃料效率提高，由于現有技術中的液壓動力轉向系統通過利用發動機的旋轉動力來驅動動力轉向栗(液壓栗)，因此發動機動力總是被不必要地消耗。然而，因為MDPS系統通過控制電機而僅在需要轉向性能的時刻消耗所需要的能量，所以MDPS可以有助于車輛的燃料效率的提高。
[0010]但是，因為商用車輛(例如，大型轎車或卡車)的重量比一般轎車的重量更大，所以很難僅利用電機來獲取所需要的轉向動力。因此，一種利用由電機驅動液壓栗所產生的液壓來輔助轉向動力的電動液壓動力轉向(EHPS)系統得到了廣泛的使用。
[0011]圖1是示出普通的EHPS系統的立體圖，并且其示出了:方向盤1，其用于轉向操作；轉向角度傳感器(SAS) 2，其依據方向盤操作(駕駛員的輸入)來檢測轉向角度；轉向柱萬向節4 ;電機栗單元(MPU) 5，其產生并且供應用于輔助轉向動力的液壓；儲油器6，其存儲轉向液壓油；以及傳動箱7，其利用經由轉向柱3傳遞的駕駛員的轉向動力以及由液壓提供的轉向助力來執行車輛的轉向。
[0012]圖2是示意性地示出了現有技術中的EHPS系統的配置的配置圖。當駕駛員操作方向盤I時，齒條與齒輪機構單元8將從轉向柱3傳遞的旋轉動力轉換為線性運動。
[0013]齒條與齒輪機構單元8包括:齒條10和小齒輪11，所述齒條10形成在齒條桿上，所述小齒輪11與齒條10鄰接而傳遞動力。當駕駛員旋轉方向盤I時，旋轉動力經由轉向柱3傳遞至小齒輪11，并且傳遞的旋轉動力通過使齒條桿9線性運動的小齒輪11和齒條10轉換為線性動力。
[0014]電機栗單元5根據由電子控制單元(ECU)或轉向控制器20輸出的控制信號而進行驅動和控制，從而產生并供應液壓。由電機栗單元5供應的液壓經由轉向閥15供應至液壓缸12，所述轉向閥15對液壓油進行控制。
[0015]液壓缸12通過促使液壓產生轉向助力而輔助齒條桿9的線性運動，轉向閥15對被供應至液壓缸12的液壓油的流量進行控制。
[0016]附圖標記14a表示液壓油供應線路，電機栗單元5將液壓油供應至該液壓油供應線路；而附圖標記14b表示用于使液壓油返回至液壓油儲油器6的回油線路。附圖標記13表不泄壓閥(pressure relief valve, PRV)。
[0017]在現有技術的EHPS系統中，轉向控制器20基于車輛速度傳感器的信號(車輛速度信號)和轉向角度傳感器2的信號(轉向角度信號)來控制電機栗單元5的栗轉速(rpm)，從而產生轉向助力。
[0018]在這種情況下，有關轉向角度(deg)以及轉向角速度(deg/s)的信息可以從轉向角度傳感器2的信號獲取，所述轉向角度取決于駕駛員對方向盤的操作，而所述轉向角速度是由轉向角度的微分值獲取的。轉向控制器20基于車輛速度和轉向角速度而對電機栗單元5進行控制。
[0019]圖3是示出EHPS系統的轉向動力(轉向助力)的產生過程的流程圖，圖4是示出用于電機栗單元的電機控制的映射的一個示例的示意圖。
[0020]首先，在車輛行駛并且駕駛員通過操作方向盤I而作出了轉向輸入的時候(SI)，當由車輛速度傳感器檢測到的車輛速度被輸入到轉向控制器20時，轉向控制器20根據轉向角度傳感器2的信號而基于駕駛員的轉向輸入(方向盤操作)來獲取轉向角速度(S2)。
[0021]在該情況下，電機轉速可以根據以車輛速度和轉向角速度作為輸入的映射獲取。該映射可以是3D映射(電機RPM 3D映射)，其中，轉速被設定為取決于車輛速度和轉向角速度的值。在車輛的研制步驟中，通過預先研究和調試過程來準備前述映射，并且之后，將該映射預存儲在所生產的車輛的轉向控制器中。
[0022]此外，轉向控制器20根據車輛速度和轉向角速度來獲取電機栗單元5的電機轉速，驅動電機M根據所獲取的轉速來進行控制(S3)，電機栗單元5產生并供應液壓(S4)。
[0023]因此，當從電機栗單元供應的液壓驅動傳動箱的液壓缸時(S5)，所產生的動力依據方向盤操作而輔助駕駛員轉向動力(S6)。
[0024]同時，如上所述，在現有技術的EHPS系統中，因為僅根據車輛速度和轉向角速度來應用用于控制電機轉速的邏輯(passive boost logic，被動升壓邏輯)，所以即使車輛的負載增加或滑動力矩(slip moment)由于低輪胎氣壓而增加，電機轉速受到車輛速度和轉向角速度的控制而仍然恒定不變。
[0025]但是，在該情況下，因為車輛速度影響了電機轉速，所以駕駛員的轉向動力增加了。
[0026]如上所述，在現有技術的EHPS系統中，因為電機栗單元的驅動僅僅根據車輛速度和轉向角速度而由預定的電機轉速來進行控制，所以駕駛員實際需要的轉向動力可能根據行駛狀況(例如車輛狀態、路面情況、作用于車輛上的空氣動力等等)而不同。因此，在對方向盤的操作中不能維持恒定的轉向感，并且駕駛員可能感受到差異感或者鎖住感。
[0027]公開于該【背景技術】部分的上述信息僅僅旨在加深對本申請背景的理解，因此其可以包含的信息并不構成在本國已為本領域技術人員所公知的現有技術。
【發明內容】
[0028]本申請致力于解決與現有技術相關的上述問題。
[0029]本申請致力于提供一種用于電動液壓動力轉向系統的控制方法，其可以防止由于車輛的行駛狀況(車輛狀態、道路情況、空氣動力等等)的變化所引起的差異感或鎖住感，并且通過將轉向感維持在預定水平來提高轉向性能。
[0030]在一個方面，本申請提供了一種用于電動液壓動力轉向系統的控制方法，所述系統包括:用于檢測轉向信息的傳感器、電機栗單元以及液壓缸，所述電機栗單元依據駕駛員的方向盤操作而產生用于輔助轉向動力的液壓，所述液壓缸利用從所述電機栗單元供應以輔助轉向動力的液壓驅動，所述方法可以包括:從駕駛員的轉向操作獲取轉向角度信息，并且獲取有關在操作方向盤時經由方向盤施加的轉向扭矩的信息；根據所獲取的轉向角度來確定目標轉向扭矩；以及可變地控制電機栗單元的電機轉速，以使得通過傳感器獲取的轉向扭矩滿足目標轉向扭矩。
[0031]因此，本申請的用于電動液壓動力轉向系統的控制方法不同于根據車輛速度和轉向角速度來以預定的轉速(rpm)控制電機栗單元的電機驅動的現有技術。相反，由于本申請基于目標轉向扭矩來控制電機轉速以維持轉向動力，從而克服由于影響駕駛員的轉向動力的諸如車輛狀態(例如，車輛負載或輪胎氣壓)、路面情況、空氣動力等等的因素所導致的問題，因此駕駛員可以感受到處于預定水平的轉向感，并且駕駛員在操作方向盤時不會感受到差異感或鎖住感，從而提高了轉向性能。
[0032]下面討論本申請的其它方面和優選實施方案。
[0033]應當理解，本文所使用的術語“車輛”或“車輛的”或其它類似術語一般包括機動車輛，例如包括運動型多用途車輛(SUV)、大客車、卡車、各種商用車輛的乘用汽車，包括各種舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、插電式混合動力電動車輛、氫動力車輛以及其它替代性燃料車輛(例如源于非石油能源的燃料)。正如此處所提到的，混合動力車輛是具有兩種或更多動力源的車輛，例如具有汽油動力和電力動力兩者的車輛。
【附圖說明】
[0034]接下來將參照由所附附圖顯示的本申請的某些示例性實施方案來詳細地描述本申請的以上及其它特征，這些附圖在下文中僅以顯示的方式給出，因而對本申請是非限定性的，在這些附圖中:
[0035]圖1是示出了一般EHPS系統的立體圖；
[0036]圖2是示意性地示出了現有技術中的EHPS系統的配置的配置圖；
[0037]圖3是示出了現有技術中的EHPS系統的轉向動力(轉向助力)產生過程的流程圖；
[0038]圖4是示出了用于對現有技術中的電機栗單元的進行電機控制的映射的一個示例的不意圖；
[0039]圖5是示出了根據本申請的EHPS系統的控制方法的流程圖；并且
[0040]應當了解，所附附圖并不必須是按比例繪制的，而是呈現了某種程度上經過簡化的說明本申請的基本原理的各個特征。本文所公開的本申請的具體設計特征包括例如具體尺寸、方向、位置和外形將部分地由具體所要應用和使用的環境來確定。
[0041]在這附圖中，附圖的多幅圖之中，附圖標記表示本申請的相同的或等同的部分。
【具體實施方式】
[0042]下面將詳細參考本申請的各個實施方案，這些實施方案的示例被顯示在附圖中并描述如下。盡管本申請將與示例性實施方案相結合進行描述，但是應當了解，本說明書并非旨在將本申請限制為那些不例性實施方案。相反，本申請旨在不但覆蓋這些不例性實施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權利要求所限定的本申請的精神和范圍之內的各種選擇形式、修改形式