專利名稱：車輪速度變化換算系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)，并且更尤其涉及用于通過使用輪速來在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中抵制車輪(road wheel)干擾的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
車輛在前車輪中受到一些程度的干擾。輪不平衡是車輪干擾的一個(gè)例子。車輪干擾可能引起可被駕駛員察覺到的駕駛盤上的振動(dòng)。這種類型的振動(dòng)與車輪轉(zhuǎn)動(dòng)平均速度直接有關(guān)。在駕駛盤處的振動(dòng)的嚴(yán)重性取決于干擾的量值以及底盤和轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)。在典型情況下，車輛駕駛員最終將使車輛接受服務(wù)以得到例如輪平衡。目前存在若干方法以減少駕駛盤振動(dòng)，然而這些方法具有缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)包括用于基于輪頻率來計(jì)算換算因子的換算模塊。該控制系統(tǒng)還包括基于輪速來評(píng)估輪干擾并且基于輪速來確定輪干擾消除量的命令模塊。該命令模塊基于輪干擾消除量和換算因子來對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)生成輔助命令。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)包括用于基于輪速來計(jì)算輪頻率的頻率估計(jì)模塊。該控制系統(tǒng)包括基于輪頻率來計(jì)算換算因子的換算模塊。該控制系統(tǒng)還包括基于輪速來評(píng)估輪干擾并且基于輪速來確定輪干擾消除量的命令模塊。該命令模塊基于輪干擾消除量和換算因子來對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)生成輔助命令。這些和其他優(yōu)點(diǎn)和特征將根據(jù)結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述而變得更加顯而易見。


在本說明書的結(jié)尾處的權(quán)利要求中特別指出和明確要求保護(hù)了被認(rèn)為是本發(fā)明的本主題。本發(fā)明的前述和其他特征以及優(yōu)點(diǎn)根據(jù)結(jié)合附圖進(jìn)行的以下詳細(xì)描述而是顯而易見的，其中:圖1是說明了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的包括電動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的車輛的功能框圖；圖2是說明了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例的電動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流示圖；圖3說明了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例性實(shí)施例的用于計(jì)算左右量值的示例性方法；
圖4說明了根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)示例性實(shí)施例的用于計(jì)算左換算值和右換算值的示例性方法。圖5說明了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例性實(shí)施例的用于計(jì)算左換算值和右換算值的另一個(gè)示例性方法；以及圖6說明了根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)示例性實(shí)施例的用于計(jì)算左換算值和右換算值的示例性方法。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考圖1，其中將參考特定實(shí)施例而不對(duì)其進(jìn)行限制來描述本發(fā)明，說明了包括轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12的車輛10的示例性實(shí)施例。在各種實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12包括耦合到轉(zhuǎn)向軸16的駕駛盤14。在所示的示例性實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12是電動(dòng)力轉(zhuǎn)向(EPS)系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括耦合到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12的轉(zhuǎn)向軸16且耦合到車輛10的橫拉桿20、22的轉(zhuǎn)向輔助單元18。轉(zhuǎn)向輔助單元18例如包括齒條齒輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)(未示出)，其可經(jīng)由轉(zhuǎn)向軸16被耦合到轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和齒輪。在操作期間，當(dāng)由車輛操作者轉(zhuǎn)動(dòng)駕駛盤14時(shí)，轉(zhuǎn)向輔助單元18的電機(jī)提供輔助以移動(dòng)橫拉桿20、22，其轉(zhuǎn)而分別移動(dòng)被分別耦合到車輛10的道路車輪28,30的轉(zhuǎn)向節(jié)24,260如圖1中所示，車輛10進(jìn)一步包括檢測(cè)和測(cè)量轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12和/或車輛10的可觀察狀況的各種傳感器。這些傳感器基于可觀察狀況來生成傳感器信號(hào)。在所示的例子中，傳感器31和32是輪速傳感器，其分別感測(cè)輪28和30的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。傳感器31、32基于該轉(zhuǎn)動(dòng)速度來生成輪速信號(hào)。在其他例子中，可以提供除了傳感器31和32外或替代傳感器31和32的其他輪速傳感器。其他輪速傳感器可以感測(cè)后輪34、36的轉(zhuǎn)動(dòng)速度并基于該轉(zhuǎn)動(dòng)速度來生成傳感器信號(hào)。出于示例性目的，本公開將在分別與前輪28、30相關(guān)聯(lián)的傳感器31、32的情境中被討論。如將被理解的，感測(cè)輪運(yùn)動(dòng)的其他輪傳感器(諸如輪位置傳感器)，可以被用來代替輪速傳感器。在這種情況中，可以基于輪傳感器信號(hào)來計(jì)算輪速。在另一個(gè)例子中，傳感器33是扭矩傳感器，其感測(cè)置于駕駛盤14上的扭矩。傳感器33基于該扭矩生成扭矩號(hào)?？刂颇K40基于傳感器信號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)并且進(jìn)一步基于本公開的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)和方法來控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12的操作。通常來說，本公開的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)和方法評(píng)估輪速信號(hào)以確定車輪干擾。在各種實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)和方法識(shí)別具有與輪干擾有關(guān)的變化的輪速信號(hào)的一部分。轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)減少輪速信號(hào)中的變化的影響。具體地，如果輪速信號(hào)的量值超過閾值或目標(biāo)值，則轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)按比例減少輪速信號(hào)中的變化。轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)基于具有與輪干擾有關(guān)的變化的輪速信號(hào)的一部分來生成補(bǔ)償扭矩命令?，F(xiàn)在參考圖2，數(shù)據(jù)流示圖說明了用來控制圖1的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12的圖1的控制模塊40的示例性實(shí)施例。在各種實(shí)施例中，控制模塊40可以包括一個(gè)或多個(gè)子模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。如在這里使用的術(shù)語，模塊和子模塊是指提供所描述的功能性的專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件或固件程序的處理器(共享的、專用的或組)和存儲(chǔ)器、組合邏輯電路、和/或其他合適的部件。如可以理解的，圖2中所示的子模塊可以被組合和/或進(jìn)一步分割以基于輪速信號(hào)在駕駛盤處類似地控制車輪干擾。對(duì)控制模塊40的輸入可以從車輛10(圖1)的傳感器31、32、33(圖1)生成，可以從車輛10(圖1)內(nèi)的其他控制模塊(未示出)接收，可以被建模，和/或可以被預(yù)定義。在一個(gè)例子中，控制模塊40包括頻率估計(jì)模塊42、輪速信號(hào)調(diào)節(jié)模塊44、換算或使能模塊46、和命令生成模塊48。頻率估計(jì)模塊42接收作為輸入的右輪速信號(hào)50和左輪速信號(hào)52。頻率估計(jì)模塊分別為每個(gè)輪速信號(hào)50、52估計(jì)右頻率54和左頻率56。具體地，右頻率54是基于右輪速信號(hào)50的且左頻率56是基于左輪速信號(hào)52的。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，右頻率54和左頻率56可以通過由以下來換算輪速信號(hào)50、52而被估計(jì):頻率=K/(2* Ir)(即基于關(guān)系:ω = 2* *頻率)。在各種實(shí)施例中，K是表示干擾的階的數(shù)值(例如，一階干擾或二階干擾)。具體地，例如，對(duì)于一階干擾K等于1，或在二階干擾的情況下K等于2。頻率估計(jì)模塊42可以接著將低通濾波器或其他降噪濾波器(未示出)應(yīng)用于換算的輪速信號(hào)以提供右頻率54和左頻率56。輪速信號(hào)調(diào)節(jié)模塊44接收作為輸入的右輪速信號(hào)50、左輪速信號(hào)52、右頻率54和左頻率56。輪速信號(hào)調(diào)節(jié)模塊44預(yù)先調(diào)節(jié)右輪速信號(hào)50和左輪速信號(hào)52以通過使用右頻率54和左頻率56來生成右濾波速度62和左濾波速度64。如可理解的，各種濾波技術(shù)可以被用來執(zhí)行調(diào)節(jié)。在各種實(shí)施例中，可以應(yīng)用具有指定中心頻率的帶通濾波器。使能模塊46接收作為輸入的右頻率54、左頻率56、右濾波速度62和左濾波速度64。使能模塊46通過生成使能信號(hào)66來使能基于右頻率54和左頻率56的輔助確定。例如，使能模塊46確定右頻率54和左頻率56的平均值。使能模塊46接著將使能信號(hào)66設(shè)定為平均值的函數(shù)。例如，查詢表(未示出)可以被用來基于右頻率54和左頻率56的平均值來輸出使能信號(hào)66。使能模塊46還生成右換算值65和左換算值68。參考圖3_5，示出了用于計(jì)算右換算值65和左換算值68的一種方法。圖3說明了用于計(jì)算右當(dāng)前量值70和左當(dāng)前量值72的方法。具體地，右當(dāng)前量值70基于右濾波速度62，且左當(dāng)前量值72基于左濾波速度64。右當(dāng)前量值70和左當(dāng)前量值72分別表示在右濾波速度62和左濾波速度64下的振蕩的量值。參考圖5，在一個(gè)實(shí)施例中，右當(dāng)前量值70和左當(dāng)前量值72可以通過使用計(jì)算右濾波速度62和左濾波速度64兩者的絕對(duì)值的方法來進(jìn)行計(jì)算。低通濾波器80接著可以被應(yīng)用于右濾波速度62和左濾波速度64的絕對(duì)值。換算因子82可以被應(yīng)用于右濾波速度62的濾波值84和左濾波速度64的濾波值86。在一個(gè)例子中，換算因子82可以是大約1/0.636，然而理解的是，也可以使用換算因子82的其他值。換算因子82與濾波值84或?yàn)V波值86的乘積分別創(chuàng)建了右當(dāng)前量值70和左當(dāng)前量值72。圖4和6是用于計(jì)算右換算值65和左換算值68的一種方法的示例性說明。參考圖4，右當(dāng)前量值70被饋送給右速率限制器88且左當(dāng)前量值72被饋送給左速率限制器90。將來自右速率限制器88和左速率限制器90兩者的輸出與自動(dòng)換算目標(biāo)值92進(jìn)行比較。自動(dòng)換算目標(biāo)值92表示在輪速信號(hào)50、52中允許的變化，其還可表示通常允許的最大變化。具體地，將來自右速率限制器88的輸出與自動(dòng)換算目標(biāo)值92進(jìn)行比較，且兩個(gè)值中更大的被用作右除數(shù)94。自動(dòng)換算目標(biāo)值92除以右除數(shù)94以產(chǎn)生右被除數(shù)。右被除數(shù)從不大于I。右被除數(shù)然后被饋送給右開關(guān)96。將來自左速率限制器90的輸出與自動(dòng)換算目標(biāo)值92進(jìn)行比較，且兩個(gè)值中更大的被用作左除數(shù)98以產(chǎn)生左被除數(shù)。左被除數(shù)從不大于I。該被除數(shù)然后被饋送給左開關(guān)100。
現(xiàn)在參考右開關(guān)96和左開關(guān)100，如果使能信號(hào)66包括大于零的值，則右開關(guān)96將把右被除數(shù)發(fā)送到右開關(guān)102且左開關(guān)100將把左被除數(shù)發(fā)送到左開關(guān)104。自動(dòng)換算使能值108被用來激活對(duì)輪速信號(hào)50、52的換算。具體地，自動(dòng)換算使能值108通過將真信號(hào)發(fā)送到右開關(guān)102和左開關(guān)104中的一個(gè)或兩者來激活換算，或通過將偽信號(hào)發(fā)送到右開關(guān)102和左開關(guān)104中的一個(gè)或兩者來解除換算。如果換算被解除，則右開關(guān)102和左開關(guān)104為右換算值65和左換算值68使用值“I”。參考圖6，塊200表示計(jì)算右換算值65和左換算值68以及右換算濾波速度120和左換算濾波速度122的另一個(gè)方法。角速度變化(VAV)幅值210與圖4中所示的右當(dāng)前量值70或左當(dāng)前量值72相對(duì)應(yīng)。目標(biāo)值212與圖4中所示的自動(dòng)換算目標(biāo)值92相對(duì)應(yīng)。目標(biāo)值212除以VAV幅值210以確定被發(fā)送到塊200的中間換算值214(例如，除數(shù)與圖4中所示的右除數(shù)94或左除數(shù)98相對(duì)應(yīng))。VAV216與右濾波速度62或左濾波速度64相對(duì)應(yīng)。根據(jù)圖6，如果解除了自動(dòng)換算(例如，如果VAV幅值216不大于目標(biāo)值212)則值“I”被用作為右換算值65和左換算值68。如果VAV幅值216在目標(biāo)值212之上，則歸一化VAV216(例如，右濾波速度62或左濾波速度64乘以右換算值65和左換算值68)。歸一化的VAV216導(dǎo)致新的VAV220。新的VAV220與圖2中所示的右換算濾波速度120和左換算濾波速度122相對(duì)應(yīng)。如圖6中所示的方法導(dǎo)致了極限環(huán)(limit-cycle)事件的減少，且因此改善了系統(tǒng)穩(wěn)定性限度。返回參考圖2，使能模塊46將右換算值65和左換算值68發(fā)送到輪速模塊44。輪速模塊44計(jì)算右換算濾波速度120和左換算濾波速度122。具體地，右換算濾波速度120通過將右濾波速度62乘以右換算值65來進(jìn)行計(jì)算。左換算濾波速度122通過將左濾波速度64乘以左換算值68來進(jìn)行計(jì)算。命令生成模塊48接收作為輸入的右換算濾波速度120、左換算濾波速度122、使能狀態(tài)66、駕駛盤扭矩126、和輔助命令130。如可理解的，輔助命令130可以包括基于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12(圖1)的其他操作狀況而確定的輔助值?；谶@些輸入，命令生成模塊48生成被用來控制轉(zhuǎn)向輔助單元18(圖1)的電機(jī)的最終輔助命令132。在各種實(shí)施例中，命令生成模塊48通過計(jì)算用于右換算濾波速度120和左換算濾波速度122中的每個(gè)的消除命令來確定干擾消除量；對(duì)該消除命令進(jìn)行求和；并對(duì)該總和應(yīng)用換算。命令生成模塊48然后將消除命令應(yīng)用到輔助命令130并輸出最終輔助命令132。在各種實(shí)施例中，命令生成模塊48通過使用自適應(yīng)濾波方法來計(jì)算消除命令。最終輔助命令132部分基于輪速信號(hào)50、52的換算值。盡管已經(jīng)僅僅結(jié)合有限數(shù)量的實(shí)施例詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)容易理解的是，本發(fā)明不限于這樣公開的實(shí)施例。相反，本發(fā)明可以被修改以結(jié)合上文沒有描述但與本發(fā)明的精神和范圍相當(dāng)?shù)娜我鈹?shù)量的變化、替代、置換或等效布置。此外，盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，但要理解的是，本發(fā)明的多個(gè)方面可以僅包括了所描述的實(shí)施例中的一些。因此，本發(fā)明不被看作被前述描述所限制。
權(quán)利要求
1.一種用于動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，包括: 換算模塊，其用于基于輪頻率來計(jì)算換算因子；以及 命令模塊，其基于輪速來評(píng)估輪干擾并基于輪速來確定輪干擾消除量，以及基于輪干擾消除量和換算因子來對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)生成輔助命令。
2.如權(quán)利要求1中所述的控制系統(tǒng)，包括頻率估計(jì)模塊，其中該頻率估計(jì)模塊接收輪速并基于輪速來確定輪頻率。
3.如權(quán)利要求2中所述的控制系統(tǒng)，其中所述輪頻率基于以下公式進(jìn)行計(jì)算:輪頻率=Κ/(2* π )，其中K是表示干擾的階的數(shù)值。
4.如權(quán)利要求1中所述的控制系統(tǒng)，其中所述換算模塊確定基于左輪頻率和右輪頻率的平均值的使能信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1中所述的控制系統(tǒng)，其中所述換算模塊基于當(dāng)前量值來確定換算因子，其中所述當(dāng)前量值基于濾波輪速。
6.如權(quán)利要求5中所述的控制系統(tǒng)，其中通過計(jì)算濾波輪速的絕對(duì)值、將低通濾波器應(yīng)用于所述濾波輪速的絕對(duì)值、并且將所述濾波輪速的絕對(duì)值乘以換算因子來確定所述當(dāng)前量值。
7.如權(quán)利要求5中所述的控制系統(tǒng)，其中將當(dāng)前量值發(fā)送到速率限制器并將其與自動(dòng)換算目標(biāo)值進(jìn)行比較，其中所述自動(dòng)換算目標(biāo)值表示輪速中的最大允許變化。
8.如權(quán)利要求7中所述的控制系統(tǒng)，其中將來自所述速率限制器的輸出與自動(dòng)換算目標(biāo)值進(jìn)行比較，并且來自速率限制器的輸出和所述自動(dòng)換算目標(biāo)值中的更大的被用作除數(shù)。
9.如權(quán)利要求8中所述的控制系統(tǒng)，其中將所述自動(dòng)換算目標(biāo)值除以所述除數(shù)以確定被除數(shù)，并且其中如果由所述換算模塊所確定的使能信號(hào)大于零，則所述被除數(shù)值被發(fā)送到開關(guān)。
10.如權(quán)利要求9中所述的控制系統(tǒng)，其中自動(dòng)換算使能值被用來激活輪速的換算，其中所述自動(dòng)換算使能值被發(fā)送到所述開關(guān)。
11.如權(quán)利要求1中所述的控制系統(tǒng)，包括輪速調(diào)節(jié)模塊，其接收輪速和輪頻率，并且基于所述輪頻率來生成濾波速度。
12.如權(quán)利要求1中所述的控制系統(tǒng)，其中所述換算因子基于角速度(VAV)幅值和自動(dòng)換算目標(biāo)值，其中所述自動(dòng)換算目標(biāo)值除以VAV幅值，其中所述自動(dòng)換算目標(biāo)值表示輪速中允許的變化。
13.如權(quán)利要求1中所述的控制系統(tǒng)，其中所述換算模塊基于右輪頻率來確定右換算因子且基于左輪頻率來確定左換算因子。
14.如權(quán)利要求1中所述的控制系統(tǒng)，其中所述輔助命令基于駕駛盤扭矩和輔助值。
15.—種用于動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制系統(tǒng),包括: 頻率估計(jì)模塊，其用于基于輪速來計(jì)算輪頻率； 換算模塊，其用于基于所述輪頻率來計(jì)算換算因子；以及 命令模塊，其基于所述輪速來評(píng)估輪干擾并基于所述輪速來確定輪干擾消除量，以及基于所述輪干擾消除量和所述換算因子來對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)生成輔助命令。
全文摘要
本發(fā)明涉及車輪速度變化換算系統(tǒng)，提供了一種用于動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)包括用于基于輪頻率來計(jì)算換算因子的換算模塊。該控制系統(tǒng)還包括基于輪速來評(píng)估輪干擾并基于輪速來確定輪干擾消除量的命令模塊。該命令模塊基于輪干擾消除量和換算因子來對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)生成輔助命令。
文檔編號(hào)B62D6/00GK103158763SQ201210597630
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者A·J·香檳, M·K·黑爾斯 申請(qǐng)人:操縱技術(shù)Ip控股公司