相關(guān)申請(qǐng)文件參考
本申請(qǐng)是根據(jù)2015年10月06日提交的韓國申請(qǐng)案第10-2015-0140359號(hào)所主張的優(yōu)先權(quán)，在此被用于作為本文說明的參考。
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種轉(zhuǎn)向控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
所述轉(zhuǎn)向控制裝置的目的是允許一駕駛通過轉(zhuǎn)動(dòng)多個(gè)前輪沿著一預(yù)期方向驅(qū)動(dòng)一交通工具。
這樣的一轉(zhuǎn)向控制裝置使用一eps作為用于輔助需要轉(zhuǎn)動(dòng)所述前輪的力的方式。
需要旋轉(zhuǎn)所述前輪的力由輪胎中產(chǎn)生的一校準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩而形成，且所述校準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩可被轉(zhuǎn)換成所述齒條力，所述齒條力是所述轉(zhuǎn)向裝置的一外力。
因此，所述轉(zhuǎn)向控制裝置計(jì)算所述校準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩或齒條力，以及用于相同的補(bǔ)償，以便從而輔助旋轉(zhuǎn)所述前輪所需的力。
然而，一種典型的轉(zhuǎn)向控制裝置不能對(duì)于所述交通工具行駛在所述道路表面的力的分量進(jìn)行補(bǔ)償，例如一柱彈簧或所述方向盤的慣性引起的阻尼。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
在這樣的背景下，本發(fā)明的實(shí)施例的目的，根據(jù)一實(shí)施方式是提供一種轉(zhuǎn)向控制裝置，可提供一種駕駛具有一種通過交通工具在道路表面行駛的方式的感覺。
在一實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)向控制裝置，包含：一檢測(cè)單元，被配置用以檢測(cè)一主動(dòng)齒輪的一角度、一柱轉(zhuǎn)矩及一電動(dòng)機(jī)電流，其中所述主動(dòng)齒輪被定位在一前輪中；一頻率推算單元，被配置用以基于所述主動(dòng)齒輪的角度、所述柱轉(zhuǎn)矩或所述電動(dòng)機(jī)電流中的至少一個(gè)來推算一道路表面頻率，所述道路表面頻率是通過一交通工具行駛在一道路而產(chǎn)生；一齒條力推算單元，被配置用以基于所述主動(dòng)齒輪的角度、所述柱轉(zhuǎn)矩或所述電動(dòng)機(jī)電流中的至少一個(gè)來推算一齒條力；及一控制單元，被配置用以基于所述道路表面頻率來提取被包含在所述齒條力中的一道路表面信息；以及被配置用以基于所述道路表面信息及所述齒條力而控制一轉(zhuǎn)向裝置。
在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)向控制方法，包含步驟：檢測(cè)一主動(dòng)齒輪的一角度、一柱轉(zhuǎn)矩及一電動(dòng)機(jī)電流，其中所述主動(dòng)齒輪被定位在一前輪中；基于所述主動(dòng)齒輪的角度、所述柱轉(zhuǎn)矩或所述電動(dòng)機(jī)電流中的至少一個(gè)來推算一道路表面頻率，所述道路表面頻率是通過一交通工具行駛在一道路而產(chǎn)生；基于所述主動(dòng)齒輪的角度、所述柱轉(zhuǎn)矩或所述電動(dòng)機(jī)電流中的至少一個(gè)來推算一齒條力；及基于包含所述道路表面頻率的所述齒條力而控制一轉(zhuǎn)向裝置。
如上所述，本發(fā)明實(shí)施例可提供一種轉(zhuǎn)向控制技術(shù)，其可提供一種駕駛具有一種通過交通工具在道路表面行駛的方式的感覺。
附圖說明
上述內(nèi)容及本發(fā)明的其他目的、特征及優(yōu)點(diǎn)將更清楚的結(jié)合附圖進(jìn)行以下詳細(xì)的描述，其中：
圖1是根據(jù)一實(shí)施例說明一轉(zhuǎn)向控制裝置的一示意圖。
圖2是根據(jù)一實(shí)施例說明一頻率推算單元的一示意圖。
圖3是根據(jù)一實(shí)施例說明用于一齒條力推算單元一示例的一示意圖。
圖4是根據(jù)一實(shí)施例說明用于一齒條力推算單元另一示例的一示意圖。
圖5是根據(jù)一實(shí)施例說明用于一齒條力推算單元的操作的一示例的一示意圖。
圖6a及6b是根據(jù)一實(shí)施例說明用于一控制單元的操作的一示例的示意圖。
圖7a、7b及7c是根據(jù)另一實(shí)施例說明用于一控制單元的操作的一示例的示意圖。
圖8是根據(jù)一實(shí)施例說明一轉(zhuǎn)向控制方法的一流程圖。
具體實(shí)施方式
以下的實(shí)施例將參照附圖進(jìn)行詳細(xì)的描述。每個(gè)附圖添加標(biāo)號(hào)作為部件，相同的部件將使用相同的標(biāo)號(hào)，如果可以的話，盡量在不同的附圖中顯示。另外，在本發(fā)明以下的說明中，并入本文中的已知功能及配置的詳細(xì)描述，當(dāng)可能使本發(fā)明的主題不清楚是被省略。
在下文中，本發(fā)明的示例性實(shí)施例將參照附圖詳細(xì)說明。在本發(fā)明的組件描述中，可使用的用語如“第一(first)”、“第二(second)”、“a”、“b”、“a”、“b”等。應(yīng)當(dāng)指出的是，若說明書描述的是一個(gè)組件“連接(connected)”、“耦合(coupled)”或“接合(joined)”至另一組件，雖然所述第一組件可之間“連接(connected)”、“耦合(coupled)”或“接合(joined)”至第二組件，一第三組件也可“連接(connected)”、“耦合(coupled)”或“接合(joined)”在第一及第二組件之間。
圖1是根據(jù)一實(shí)施例說明一轉(zhuǎn)向控制裝置的一示意圖。
參照?qǐng)D1所示，根據(jù)一實(shí)施例的所示轉(zhuǎn)向控制裝置100可包含：一檢測(cè)單元110，用于檢測(cè)一主動(dòng)齒輪的一角度、一柱轉(zhuǎn)矩及一電動(dòng)機(jī)電流，其中所述主動(dòng)齒輪被定位在一前輪中；一頻率推算單元120，用以基于所述主動(dòng)齒輪的角度、所述柱轉(zhuǎn)矩或所述電動(dòng)機(jī)電流中的至少一個(gè)來推算一道路表面頻率，所述道路表面頻率是通過一交通工具行駛在一道路而產(chǎn)生；一齒條力推算單元130，用以基于所述主動(dòng)齒輪的角度、所述柱轉(zhuǎn)矩或所述電動(dòng)機(jī)電流中的至少一個(gè)來推算一齒條力；及一控制單元140，用以基于所述道路表面頻率來提取被包含在所述齒條力中的一道路表面信息；以及用以基于所述道路表面信息及所述齒條力而控制一轉(zhuǎn)向裝置。
根據(jù)一實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)向控制裝置100的所述檢測(cè)單元110可檢測(cè)在多個(gè)所述主動(dòng)齒輪中的一個(gè)上的一特定標(biāo)記，由此檢測(cè)所述主動(dòng)齒輪的角度。另外，所述檢測(cè)單元110可感測(cè)一扭力桿的一傾斜，由此檢測(cè)一柱轉(zhuǎn)矩，以及可感測(cè)通過一電動(dòng)機(jī)電流所產(chǎn)生的一電壓，由此檢測(cè)所述電動(dòng)機(jī)電流。
在上述說明的實(shí)施例僅為一示例，本發(fā)明并不局限于此。即，所述檢測(cè)單元110通過使用一特定傳感裝置或一特定方法檢測(cè)所述主動(dòng)齒輪的角度、所述柱轉(zhuǎn)矩，或所述電動(dòng)機(jī)電流。
根據(jù)一實(shí)施例，所述轉(zhuǎn)向控制裝置100的所述頻率推算單元120可推算一道路表面頻率，基于由所述檢測(cè)單元110檢測(cè)的所述主動(dòng)齒輪的角度、所述柱轉(zhuǎn)矩，或所述電動(dòng)機(jī)電流的至少一個(gè)來推算所述道路表面頻率，所述道路表面頻率是通過所述交通工具行駛在一道路而產(chǎn)生。所述道路表面頻率可以是一主頻率。
例如，當(dāng)所述交通工具在未鋪裝道路上行駛時(shí)，所述交通工具可能會(huì)因?yàn)樗鑫翠佈b道路(以下的道路表面信息)而面臨擺動(dòng)。有一些所述道路表面信息會(huì)被傳送至所述主動(dòng)齒輪、所述柱及所述電動(dòng)機(jī)，使得所述檢測(cè)單元110可檢測(cè)包含所述道路表面信息的所述主動(dòng)齒輪的角度、包含所述道路表面信息的所述柱轉(zhuǎn)矩及包含所述道路表面信息的所述電動(dòng)機(jī)電流。
如上述的情況，所述頻率推算單元120可施加包含所述道路表面信息的所述主動(dòng)齒輪的角度、包含所述道路表面信息的所述柱轉(zhuǎn)矩及包含所述道路表面信息的所述電動(dòng)機(jī)電流的至少一個(gè)至一低通濾波器(lfp)，由此選擇通過所述道路表面信息的主動(dòng)齒輪的角度、通過所述道路表面信息的所述柱轉(zhuǎn)矩，或通過所述道路表面信息的所述電動(dòng)機(jī)電流的至少一個(gè)。也就是說，所述低通濾波器可限制其他信息的所述主動(dòng)齒輪的一角度、一柱轉(zhuǎn)矩及一電動(dòng)機(jī)電流，而不是基于一截止頻率通過所述道路表面信息的主動(dòng)齒輪的角度、通過所述道路表面信息的所述柱轉(zhuǎn)矩，或通過所述道路表面信息的所述電動(dòng)機(jī)電流。
上述的低通濾波器的所述截止頻率可為一道路表面頻率的一近似值，其可通過實(shí)驗(yàn)預(yù)先計(jì)算。
之后，通過使用一有源陷波濾波器，所述頻率推算單元120可在實(shí)時(shí)推算一道路表面頻率，其相對(duì)于已經(jīng)被選擇的通過所述道路表面信息的主動(dòng)齒輪的角度、通過所述道路表面信息的所述柱轉(zhuǎn)矩，或通過所述道路表面信息的所述電動(dòng)機(jī)電流的至少一個(gè)。
同時(shí)，所述頻率推算單元120可通過使用包含所述道路表面信息的所述柱轉(zhuǎn)矩來推算一道路表面頻率。例如，所述頻率推算單元120可推算所述道路表面頻率，所述道路表面頻率是通過使用所述柱轉(zhuǎn)矩依時(shí)間的一改變信息而推算所述道路表面頻率。更具體地，所述頻率推算單元120可識(shí)別根據(jù)駕駛的方向盤操作的一改變，及根據(jù)通過使用所述柱轉(zhuǎn)矩依時(shí)間的一改變信息的所述道路表面信息的傳送的一改變。例如，根據(jù)所述駕駛的方向盤操作的所述柱轉(zhuǎn)矩的所述改變可被計(jì)算為小于10赫茲(hz)，以及根據(jù)所述道路表面信息的傳送的所述柱轉(zhuǎn)矩的所述改變被計(jì)算為20赫茲至30赫茲而超過10盒子。由于這樣的事實(shí)，根據(jù)所述駕駛的方向盤操作的改變速度或周期小于根據(jù)所述道路表面的振動(dòng)的所述柱轉(zhuǎn)矩的改變。
因此，所述頻率推算單元120可刪除一頻率分量，所述頻率分量是利用使用上述低通濾波器(lfp)通過所述駕駛的方向盤操作而產(chǎn)生，由此推算所述道路表面頻率。
根據(jù)一實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)向控制裝置100的所述齒條力推算單元130可基于所述主動(dòng)齒輪的所述角度、所述柱轉(zhuǎn)矩，或所述電動(dòng)機(jī)電流的至少一個(gè)的建模分析推算從所述交通工具的車輪施加的一齒條力，所述齒條力可通過所述檢測(cè)單元110進(jìn)行檢測(cè)。
例如，所述齒條力推算單元130可以：基于通過所述檢測(cè)單元110檢測(cè)的所述電動(dòng)機(jī)電流而計(jì)算的一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩；通過減去所述主動(dòng)齒輪的推算角度而計(jì)算所述主動(dòng)齒輪的一角度推算誤差，所述計(jì)算是通過所述齒條力推算單元130從由所述檢測(cè)單元110檢測(cè)的所述主動(dòng)齒輪的所述角度來推算；及基于所述柱轉(zhuǎn)矩、所述電動(dòng)機(jī)電流及所述主動(dòng)齒輪的角度推算誤差的所述建模分析推算所述齒條力、所述主動(dòng)齒輪的推算角度及所述主動(dòng)齒輪的推算角速度的至少一個(gè)。
所述轉(zhuǎn)向控制裝置的所述建模分析是基于所述主動(dòng)齒輪而進(jìn)行。根據(jù)所述第一建模分析，相對(duì)于不包含所述主動(dòng)齒輪的所述轉(zhuǎn)向操作裝置的一部分而進(jìn)行，當(dāng)一驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩被輸入至所述轉(zhuǎn)向操作裝置，一阻尼可能存在于所述轉(zhuǎn)向操作裝置中，且吸收及抑制所述轉(zhuǎn)向操作裝置的慣性及振動(dòng)，而且力可存在，取決于所述轉(zhuǎn)向操作裝置及通過連接至所述轉(zhuǎn)向操作裝置的一軸的扭力桿的方式的主動(dòng)齒輪之間的角度差。即，所述第一關(guān)系式可通過基于上述關(guān)系的所述第一建模分析的方式而獲得。
同樣的，所述轉(zhuǎn)向控制裝置的建模分析基于所述主動(dòng)齒輪被進(jìn)行。根據(jù)第二建模分析，相對(duì)于包含所述主動(dòng)齒輪的所述電動(dòng)機(jī)被進(jìn)行，一阻尼可能存在，吸收及抑制所述電動(dòng)機(jī)操作之間的振動(dòng)而作為一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，且一皮帶連接至一滾珠螺母(ballscrewnut)，且所述滾珠螺母的慣性及所述滾珠螺母的一阻尼可能存在。此外，所述電動(dòng)機(jī)及皮帶之間的傳動(dòng)比，所述皮帶機(jī)所述滾珠螺母之間的傳動(dòng)比機(jī)所述齒條桿及所述主動(dòng)齒條之間的傳動(dòng)比可被應(yīng)用于其中的每一個(gè)。即，所述第二關(guān)系式可通過基于上述關(guān)系的所述第二建模分析的方式而獲得。
所述齒條力推算單元130可通過使用基于由上述轉(zhuǎn)向控制裝置的建模分析的方式的所述第一關(guān)系式及所述第二關(guān)系式計(jì)算的狀態(tài)等式推算所述第二齒條力、所述主動(dòng)齒輪的推算角度，或所述主動(dòng)齒輪的推算角速度的至少一個(gè)。也就是說，所述齒條力可通過應(yīng)用所述建模分析推算一值。
根據(jù)一實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)向控制裝置100的所述控制單元140可基于所述道路表面頻率提取包含在由所述齒條力推算單元130推算的所述齒條力中的一道路表面信息，所述道路表面信息通過所述頻率推算單元120而推算，以及可基于所述道路表面信息及所述齒條力控制所述轉(zhuǎn)向裝置。
例如，所述頻率推算單元120可通過使用一帶通濾波器提取包含在所述齒條力中的所述道路表面信息，所述帶通濾波器具有包含所述道路表面頻率的一頻率范圍。
當(dāng)所述轉(zhuǎn)向裝置僅基于所述推算齒條力而被控制，行駛在道路上的一些所述道路表面信息通過柱彈簧或所述方向盤的慣性被刪除，使得駕駛在道路上行駛時(shí)可部分具有一非期望的感覺取代具有一期望的感覺。所期望的感覺是指關(guān)于20赫茲至30赫茲的一特定頻率范圍的所述道路表面信息的一感覺。
相反地，當(dāng)所述轉(zhuǎn)向裝置基于所述道路表面信息及所述齒條力通過所述控制單元140而被控制，所述駕駛通過所述道路表面信息而具有一期望的感覺，而不用去感覺一非期望的感覺。即，所述控制單元140的目的是通過所述柱彈簧或所述方向盤的慣性補(bǔ)償被刪除的一些所述道路表面信息，由此控制所述轉(zhuǎn)向裝置。
例如，若通過所述頻率推算單元120推算的所述道路表面頻率屬于20赫茲至30赫茲的所述頻率范圍，所述控制單元140可控制所述轉(zhuǎn)向裝置，以便反映所述提取的道路表面信息，由此通過所述道路表面信息的方式提供所述運(yùn)動(dòng)給所述轉(zhuǎn)向操作裝置。
相反地，若通過所述頻率推算單元120推算的所述道路表面頻率不屬于20赫茲至30赫茲的所述頻率范圍，所述控制單元140可控制所述轉(zhuǎn)向裝置，以便不反映所述提取的道路表面信息，由此通過所述道路表面信息部分提供的方式刪除所述運(yùn)動(dòng)給所述轉(zhuǎn)向操作裝置。
圖2是根據(jù)一實(shí)施例說明一頻率推算單元的一示意圖。
如圖2所示，根據(jù)一實(shí)施例的所述頻率推算單元可施加通過所述檢測(cè)單元檢測(cè)的一柱轉(zhuǎn)矩至所述低通濾波器220，由此僅輸出所述道路表面信息。
為此，一低通濾波器220的一邊界頻率可被設(shè)置為限制頻率(如：由用戶輸入的頻率)通過實(shí)驗(yàn)在所述道路表面頻率以外，使得所述低通濾波器220可輸出所述柱轉(zhuǎn)矩的道路表面信息。
此后，所述有源陷波濾波器230可接收所述柱轉(zhuǎn)矩的所述道路表面信息，從所述低通濾波器220輸出，由此推算在實(shí)時(shí)的所述道路表面頻率。
所述有源陷波濾波器230可根據(jù)以下的等式1操作。
等式1
其中，ω(t)為一推算頻率，ζ及γ大于0且為可控變量，以抵消在推算速度及噪音敏感性之間的沖突。z(t)為一變量，被定義作為
盡管圖2的描述為所述實(shí)施例，其中所述頻率推算單元推算具有一柱轉(zhuǎn)矩的輸入的一頻率，但本發(fā)明并不局限于此，且所述頻率推算單元可推算具有在所述檢測(cè)單元檢測(cè)的其他因子的一頻率。
圖3是根據(jù)一實(shí)施例說明用于一齒條力推算單元一示例的一示意圖。
參照?qǐng)D3所示，所述齒條力推算單元通過基于與所述操作裝置310的所述部分(m1)相對(duì)且不包括所述主動(dòng)齒輪330的所述第一建模分析及與所述電動(dòng)機(jī)360的所述部分(m2)相對(duì)且包含所述主動(dòng)齒輪330的所述第二建模分析，而計(jì)算的所述狀態(tài)等式來推算所述齒條力、所述主動(dòng)齒條330的推算角度，或所述主動(dòng)齒輪330的推算角速度。
在不包含所述主動(dòng)齒輪330的所述轉(zhuǎn)向操作裝置310的所述部分(m1)的建模分析中，所述轉(zhuǎn)向操作裝置310可具有根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩(td)的運(yùn)動(dòng)(s1)的旋轉(zhuǎn)角(θc)、慣性(jc)及阻尼(bc)，及通過一扭力桿的方式的一常數(shù)(kc)，且一沖擊吸收裝置320可存在于所述轉(zhuǎn)向操作裝置310及所述主動(dòng)齒輪330之間。
所述第一關(guān)系式顯示所述旋轉(zhuǎn)角(θc)、慣性(jc)、阻尼(bc)及常數(shù)(kc)的關(guān)系，其中如上所述，可表示作為以下的等式2。
等式2
jc*θc″＝-kc*(θc–θp)-bc*θc'+td
其中，θp表示所述主動(dòng)齒輪330的所述角度。θc'是指所述旋轉(zhuǎn)角速度，是依時(shí)間對(duì)θc的所述一次微分，及θc″是指所述旋轉(zhuǎn)角加速度，是依時(shí)間對(duì)θc的所述二次微分。
另外，根據(jù)包含有所述主動(dòng)齒輪330的所述電動(dòng)機(jī)360的所述部分(m2)的建模分析，所述電動(dòng)機(jī)330可具有根據(jù)通過所述電動(dòng)機(jī)360的所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩(tm)的所述運(yùn)動(dòng)(s2)的所述旋轉(zhuǎn)角度(θm)、慣性(jm)及阻尼(bm)，且具有通過一皮帶連接所述電動(dòng)機(jī)360及滾珠螺旋齒輪350及355的方式的運(yùn)動(dòng)(s3-1及s3-2)的滾珠螺旋齒輪350及355可具有所述旋轉(zhuǎn)角(θbs)、慣性(jbs)及阻尼(bbs)。
通過所述皮帶連接的所述電動(dòng)機(jī)360及所述滾珠螺旋齒輪355可具有一齒輪比(gb)，而且彼此互相嚙合的所述滾珠螺旋齒輪350及所述齒條桿340可具有一齒輪比(gbs)。彼此互相嚙合的所述齒條桿340及所述主動(dòng)齒輪330具有一齒輪比(gp)。此外，所述齒條桿340具有所述阻尼(br)。
所述第二關(guān)系式顯示上述的變量的關(guān)系，可表示為以下的等式3。
等式3
(jm+jbs)*θp″＝kc*(θc–θp)–(bm+bbs)*θp'-gp*fr+(gb*gp/gbs)*tm
其中，θp'表示所述主動(dòng)齒輪的旋轉(zhuǎn)角速度，是依時(shí)間對(duì)θp的一次微分，以及θp″表示所述主動(dòng)齒輪的選擇角加速度，是依照時(shí)間對(duì)θp的二次微分。
特定對(duì)象的慣性(jpeq)及阻尼(bpeq)等效于所述電動(dòng)機(jī)360的所述部分(m2)，其包含所述電動(dòng)機(jī)360，所述滾珠螺旋齒輪350及355及所述主動(dòng)齒輪330可表示為以下的等式4。
等式4
jpeg＝j(luò)m+jbs,bpeq＝bm+bbs
等式5可通過將等式4應(yīng)用于等式3而獲得。
等式5
jpeq*θp″＝kc*(θc–θp)-bpeq*θp'-gp*fr+(gb*gp/gbs)*tm
等式6是一狀態(tài)等式，具有所述齒條力、所述主動(dòng)齒輪的選擇角速度、所述主動(dòng)齒輪的旋轉(zhuǎn)角加速度及所述齒條力的一次微分的輸出變量，其可基于通過不包含所述主動(dòng)齒輪330的所述轉(zhuǎn)向操作裝置的所述部分(m1)的建模分析而計(jì)算的等式2，以及基于通過包含所述主動(dòng)齒輪330的所述電動(dòng)機(jī)360的所述部分(m2)的建模分析而計(jì)算的等式5而獲得。等式6可通過轉(zhuǎn)換相同的狀態(tài)變量將包含的齒條力作為所述輸出。
等式6
其中，ts表示一柱轉(zhuǎn)矩，通過扭力桿檢測(cè)而得。
此外，通過輸入所述柱轉(zhuǎn)矩、所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩及所述主動(dòng)齒輪的角度而對(duì)于輸出所述齒條力、所述主動(dòng)齒輪的推算角度及所述推算角速度的推算量，同時(shí)施加一反饋結(jié)構(gòu)，其用以補(bǔ)償對(duì)于具有所述主動(dòng)齒輪的推算角度的所述主動(dòng)齒輪的角度。
等式7
其中：
l是被設(shè)計(jì)在誤差上收斂的一值，及
參照?qǐng)D4所示，所述齒條力推算單元可通過施加至被施加而計(jì)算等式7的所述推算器410而推算所述齒條力、所述主動(dòng)齒輪的推算角度，或所述主動(dòng)齒輪的推算角速度的至少一個(gè)，所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩基于：一電動(dòng)機(jī)電流；所述主動(dòng)齒輪的所述角度推算誤差，其通過從所述主動(dòng)齒輪的角度減去所述主動(dòng)齒輪的推算角度而計(jì)算；及所述柱轉(zhuǎn)矩而被計(jì)算。
根據(jù)一實(shí)施例的所述齒條力推算單元的操作基于圖3及4已進(jìn)行描述，將參照?qǐng)D5進(jìn)行簡單說明。
圖5是根據(jù)一實(shí)施例說明用于一齒條力推算單元的操作的一示例的一示意圖。
如圖5所示，所述齒條力推算單元可基于通過所述檢測(cè)單元檢測(cè)的一電動(dòng)機(jī)電流而計(jì)算一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩(s500)。
在一般情況下，所述電動(dòng)機(jī)根據(jù)一輸出電動(dòng)機(jī)電流而產(chǎn)生一常數(shù)電動(dòng)機(jī)電流。在操作s500中，所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩可通過使用由所述檢測(cè)單元檢測(cè)的電動(dòng)機(jī)電流及通過使用依賴于所述電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)電流的所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩特性而計(jì)算，而且是通過實(shí)驗(yàn)而預(yù)先計(jì)算。
在操作s500中計(jì)算所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩之后，所述齒條力推算單元可通過從所述檢測(cè)單元檢測(cè)所述主動(dòng)齒輪的所述角度減去所述主動(dòng)齒輪的推算角度而計(jì)算所述主動(dòng)齒輪的所述角度的一推算誤差(s510)。
例如，在所述操作(s510)中，所述齒條力推算單元可通過在前面的操作推算從所述檢測(cè)單元檢測(cè)的所述主動(dòng)齒輪的所述角度減去所述主動(dòng)齒輪的推算角度而計(jì)算所述主動(dòng)齒輪的所述角度的推算誤差。也就是說，所述齒條力推算單元可具有在操作s510中相對(duì)于所述主動(dòng)齒輪的所述角度的一反饋結(jié)構(gòu)。
當(dāng)操作s510被執(zhí)行，所述齒條力推算單元可基于所述柱轉(zhuǎn)矩、所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩及所述主動(dòng)齒輪的所述角度的推算誤差的建模分析計(jì)算所述齒條力、所述主動(dòng)齒輪的所述角度，或所述主動(dòng)齒輪的所述角速度的至少一個(gè)(s520)。
在操作s520中，所述齒條力、所述主動(dòng)齒輪的所述角度，或所述主動(dòng)齒輪的角速度的至少一個(gè)可通過使用應(yīng)用有等式7的推算器進(jìn)行推算。
圖6a及6b是根據(jù)一實(shí)施例說明用于一控制單元的操作的一示例的示意圖。
參照?qǐng)D6a及6b所示，根據(jù)所述實(shí)施例，若所述交通工具的所述齒條力如圖6a所示被推算，所述控制單元可基于所述推算的齒條力施加如圖6b所示的一輔助電流至一轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)，由此控制所述轉(zhuǎn)向裝置。即，正比于所述齒輪力的所述輔助電流被施加至所述轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)，由此對(duì)所述齒條力進(jìn)行補(bǔ)償，使得所述駕駛可容易地操作所述轉(zhuǎn)向操作裝置。
然而，如附圖所示，根據(jù)一實(shí)施例的典型控制單元對(duì)于被包含在圖6a所示的推算齒條力的道路表面信息不補(bǔ)償。這可能由于所述阻尼是通過被定位在所述轉(zhuǎn)向操作裝置及所述齒條力之間的所述柱彈簧所產(chǎn)生，而且在所述轉(zhuǎn)向操作裝置中的慣性可能存在。
圖7a、7b及7c是根據(jù)另一實(shí)施例說明用于一控制單元的操作的一示例的示意圖。
參照?qǐng)D7a、7b及7c所示，所述齒條力推算單元可如圖7a所示推算所述交通工具的所述齒條力，及所述控制單元可基于通過所述頻率推算單元推算的所述道路表面頻率而推算包含在如圖7b所示的所述齒條力中的所述道路表面信息。
簡單而言，所述控制單元可通過使用包含由所述頻率推算單元推算的所述道路表面頻率的一頻率區(qū)域的一帶通濾波器來推算如圖7b所示的道路表面信息，其包含在所述推算齒條力(圖7a)中。
此后，所述控制單元可基于包含在所述齒條力中的所述推算道路表面信息施加如圖7c所示的一輔助電流至所述轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)，由此控制所述轉(zhuǎn)向裝置。即，正比于所述齒條力的所述輔助電流被施加至所述轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)，由此對(duì)所述齒條力進(jìn)行補(bǔ)償，使得所述駕駛可容易地操作所述轉(zhuǎn)向裝置。此外，所述輔助電流被施加至所述轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)可包含所述推算道路表面信息(圖7b)，使得所述駕駛可具有一感覺，例如通過所述道路表面特征所引起的振動(dòng)。
如圖6a及6b以及圖7a、7b及7c所示，20赫茲至30赫茲的一特定頻率范圍的道路表面信息的示例，且所述操作在其他的頻率中可能不同。
在下文中，一轉(zhuǎn)向控制方法將被簡要地描述，其通過參照?qǐng)D1至7所描述的轉(zhuǎn)向控制裝置執(zhí)行。
圖8是根據(jù)一實(shí)施例說明一轉(zhuǎn)向控制方法的一流程圖。
參照?qǐng)D8所示，根據(jù)一實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)向控制方法可包含步驟：一檢測(cè)操作s800，用以檢測(cè)一主動(dòng)齒輪的一角度、一柱轉(zhuǎn)矩及一電動(dòng)機(jī)電流，其中所述主動(dòng)齒輪被定位在一前輪中；一頻率推算操作s810，用以基于所述主動(dòng)齒輪的角度、所述柱轉(zhuǎn)矩或所述電動(dòng)機(jī)電流中的至少一個(gè)來推算一道路表面頻率，所述道路表面頻率是通過一交通工具行駛在一道路而產(chǎn)生；一齒條力推算操作s820，用以基于所述主動(dòng)齒輪的角度、所述柱轉(zhuǎn)矩或所述電動(dòng)機(jī)電流中的至少一個(gè)來推算一齒條力；及一控制操作s830，用以基于包含所述道路表面頻率的所述齒條力而控制一轉(zhuǎn)向裝置。
根據(jù)一實(shí)施例在所述檢測(cè)操作s800中，所述主動(dòng)齒輪可通過檢測(cè)在多個(gè)所述主動(dòng)齒輪中的一個(gè)上的一特定標(biāo)記而被檢測(cè)。此外，在所述檢測(cè)操作s800中，所述柱轉(zhuǎn)矩可通過檢測(cè)所述扭力桿的一傾斜而被檢測(cè)，及所述電動(dòng)機(jī)電流可通過檢測(cè)由所述電動(dòng)機(jī)電流所產(chǎn)生的電壓而被檢測(cè)。
上述實(shí)施例僅為一示例，本發(fā)明并不局限于此。也就是說，所述主動(dòng)齒輪的角度、所述柱轉(zhuǎn)矩，或所述電動(dòng)機(jī)電流可通過使用一特定傳感裝置或通過使用一特定方法而被檢測(cè)。
根據(jù)一實(shí)施例在所述轉(zhuǎn)向控制方法的頻率推算操作s810中，關(guān)于道路行駛的所述道路表面頻率可基于所述主動(dòng)齒輪的角度、所述柱轉(zhuǎn)矩，或所述電動(dòng)機(jī)電流的至少一個(gè)而被推算。所述道路表面頻率可為一主頻率。
例如，當(dāng)交通工具行駛在未鋪裝道路上，所述交通工具可能面臨由所述未鋪裝道路所造成的擺動(dòng)(以下為道路表面信息)。一些道路表面信息可被傳送至所述主動(dòng)齒輪、所述柱及所述電動(dòng)機(jī)，使得包含所述道路表面信息的所述主動(dòng)齒輪的角度、一柱轉(zhuǎn)矩及一電動(dòng)機(jī)電流可在所述檢測(cè)操作s800中被檢測(cè)。
在上述情況下，在所述頻率推算操作s810中，包含所述道路表面信息的所述主動(dòng)齒輪的所述角度、所述柱轉(zhuǎn)矩及所述電動(dòng)機(jī)電流的至少一個(gè)可被施加至一低通濾波器(lfp)，由此通過所述道路表面信息的方式選擇所述主動(dòng)齒輪的所述角度、所述柱轉(zhuǎn)矩，或所述電動(dòng)機(jī)電流的至少一個(gè)。也就是說，所述低通濾波器可基于一截止頻率限制通過所述道路表面信息的所述主動(dòng)齒輪的所述角度、所述柱轉(zhuǎn)矩，或所述電動(dòng)機(jī)電流以外的所述主動(dòng)齒輪的一角度、一柱轉(zhuǎn)矩及一電動(dòng)機(jī)電流。
上述低通濾波器的所述截止頻率可為一近似值而非一實(shí)際值，是由實(shí)驗(yàn)而被計(jì)算。
此后，在所述頻率推算操作s810中，所述道路表面頻率可通過使用由所選擇的道路表面信息的方式對(duì)應(yīng)所述主動(dòng)齒輪的所述角度、所述柱轉(zhuǎn)矩，或所述電動(dòng)機(jī)電流的至少一個(gè)的一有源陷波濾波器而被推算。
根據(jù)一實(shí)施例，在所述轉(zhuǎn)向控制方法的齒條力推算操作s820中，從所述交通工具車輪被施加的一外力的所述齒條力可基于已在所述檢測(cè)操作s800中被檢測(cè)的所述主動(dòng)齒輪的所述角度、所述柱轉(zhuǎn)矩，或所述電動(dòng)機(jī)電流的至少一個(gè)的所述建模分析而被推算。
例如，所述齒條力推算操作s820可包含：基于在所述檢測(cè)操作s800中被檢測(cè)的所述電動(dòng)機(jī)電流而計(jì)算一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩；通過由所述檢測(cè)操作s800中檢測(cè)的主動(dòng)齒輪的所述角度減去在所述齒條力推算操作s820中推算的所述主動(dòng)齒輪的推算角度而計(jì)算所述主動(dòng)齒輪的一角度推算誤差；及基于所述柱轉(zhuǎn)矩、所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩及所述主動(dòng)齒輪的角度推算誤差的建模分析而推算所述齒條力、所述主動(dòng)齒輪的推算角度，或所述主動(dòng)齒輪的推算角速度的至少一個(gè)。
所述轉(zhuǎn)向控制裝置的建模分析基于所述主動(dòng)齒輪而被執(zhí)行。根據(jù)所述第一建模分析被執(zhí)行相對(duì)于不包含所述主動(dòng)齒輪的所述轉(zhuǎn)向操作裝置的部分，當(dāng)一驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩被輸入至所述轉(zhuǎn)向操作裝置，一阻尼可能存在于吸收及抑制所述轉(zhuǎn)向操作裝置的慣性及振動(dòng)的所述轉(zhuǎn)向操作裝置中，通過所述扭力桿連接于所述轉(zhuǎn)向操作裝置的所述軸的方式，取決于所述轉(zhuǎn)向操作裝置及所述主動(dòng)齒輪之間的角度的差的一力可能存在。即，所述第一關(guān)系式可通過基于上述描述的關(guān)系的第一建模分析的方式而獲得。
同樣的，所述轉(zhuǎn)向控制裝置的所述建模分析是基于所述主動(dòng)齒輪而被執(zhí)行。根據(jù)所述第二建模分析被執(zhí)行相對(duì)于包含所述主動(dòng)齒輪的所述電動(dòng)機(jī)，在操作為宜電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的所述電動(dòng)機(jī)及連接至一滾珠螺母的一皮帶之間吸收及抑制所述振動(dòng)的一阻尼可能存在，以及所述滾珠螺母的所述慣性及所述滾珠螺母的一阻尼可能存在。此外，在所述電動(dòng)機(jī)及所述皮帶之間的傳動(dòng)比，所述皮帶及所述滾珠螺母之間的傳動(dòng)比，及所述齒條桿及所述主動(dòng)齒輪之間的傳動(dòng)比可被施加至其中的每一個(gè)。即，所述第二關(guān)系式可通過基于上述的關(guān)系的所述第二建模分析而獲得。
在所述齒條力推算操作s820中，所述第二齒條力、所述主動(dòng)齒輪的推算角度，或所述主動(dòng)齒輪的推算角速度的至少一個(gè)，可通過使用基于由上述轉(zhuǎn)向控制裝置的建模分析的方式的所述第一關(guān)系式及第二關(guān)系式而計(jì)算的狀態(tài)等式來推算。也就是說，所述齒條力可為通過應(yīng)用所述建模分析而推算的一個(gè)值。
根據(jù)一實(shí)施例在所述轉(zhuǎn)向控制方法的所述控制操作s830中，包含在所述齒條力推算操作s820中推算的所述齒條力中的所述道路表面信息是基于在所述頻率推算操作s810中推算的所述道路表面頻率。
當(dāng)所述轉(zhuǎn)向裝置僅基于所述推算齒條力而被控制，行駛在道路上的一些所述道路表面信息可通過所述柱彈簧或方向盤的慣性被刪除，使得所述駕駛可部分具有一非期望的感覺，而取代行駛在所述道路上具有的一期望的感覺。所述期望的感覺可表示為在20赫茲至30赫茲的一特定頻率范圍中的所述道路表面信息的一感覺。
相反地，根據(jù)一實(shí)施例，當(dāng)所述轉(zhuǎn)向裝置基于所述道路表面信息及所述齒條力被控制在所述控制操作s830中時(shí)，所述駕駛可通過所述道路表面信息具有一期望的感覺，而不具有一未期望的感覺。即，所述控制操作s830可對(duì)于通過所述柱彈簧或所述方向盤的慣性而被刪除的一些道路表面信息進(jìn)行補(bǔ)償，由此控制所述轉(zhuǎn)向裝置。
例如，若在所述頻率推算操作s830中推算的所述道路表面頻率屬于20赫茲至30赫茲的所述頻率范圍，所述控制操作s830可控制所述轉(zhuǎn)向裝置，以便反映所述提取的道路表面信息，由此通過所述道路表面信息至所述轉(zhuǎn)向操作裝置的方式提供所述運(yùn)動(dòng)。
相反地，若在所述頻率推算操作s810中推算的所述道路表面頻率不屬于20赫茲至30赫茲的所述頻率范圍，所述控制操作s830可控制所述轉(zhuǎn)向裝置，以便不反映所述提取的道路表面信息，由此通過所述道路表面信息部分被提供至所述轉(zhuǎn)向操作裝置的方式刪除所述運(yùn)動(dòng)。
此外，所述轉(zhuǎn)向控制方法可執(zhí)行的操作可通過上述基于圖1至7描述的轉(zhuǎn)向控制裝置來執(zhí)行。
即使當(dāng)構(gòu)成本發(fā)明實(shí)施例的所有組件已在上述說明被組合成一個(gè)單一的單元或組合成操作為一個(gè)單一的單元，本發(fā)明并不限于這種實(shí)施方式。也就是說，所有結(jié)構(gòu)組件中的至少兩個(gè)組件可以選擇性地結(jié)合，在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行操作。上述實(shí)施例的描述僅僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)思想的目的，以及本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解的，各種修改及改變是可能的，只要不脫離本發(fā)明的范圍和精神。上述實(shí)施例的保護(hù)范圍應(yīng)以這樣的方式在依附附權(quán)利要求的基礎(chǔ)上理解本實(shí)施例的保護(hù)范圍，且覆蓋所有的技術(shù)思想而落入權(quán)利要求等同的范圍內(nèi)。