用于控制車輛電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的方法及控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于控制車輛電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的方法，包含至少以下步驟：借助主動(dòng)動(dòng)態(tài)控制單元提供控制信息；將控制信息饋送給轉(zhuǎn)向裝置；借助定點(diǎn)信號(hào)值變送器提供定點(diǎn)值信息；借助轉(zhuǎn)向裝置提供實(shí)際值信息；將實(shí)際值信息饋送給定點(diǎn)信號(hào)值變送器；從定點(diǎn)值信息和實(shí)際值信息中形成差值信息；以及將差值信息饋送給控制單元。其中借助至少一個(gè)濾波器單元從提供的實(shí)際值信息和/或饋送到定點(diǎn)信號(hào)值變送器的實(shí)際值信息和/或定點(diǎn)值信息和/或差值信息中濾出能夠被確定的信息分量。本發(fā)明同樣涉及用于控制車輛電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的裝置。
【專利說(shuō)明】用于控制車輛電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的方法及控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于控制車輛、尤其是機(jī)動(dòng)車輛電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的方法，以及用于控制車輛電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置、在此也稱為EPAS(電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向)系統(tǒng)在現(xiàn)有技術(shù)中是充分已知的。具有例如齒條和小齒輪轉(zhuǎn)向齒輪機(jī)構(gòu)的EPAS系統(tǒng)借助電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力轉(zhuǎn)向力，該電動(dòng)機(jī)向連接到齒條和小齒輪轉(zhuǎn)向齒輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向小齒輪的轉(zhuǎn)向軸施加旋轉(zhuǎn)力，或者向轉(zhuǎn)向齒條施加線性力。在這樣的系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)通常至少根據(jù)由車輛駕駛員施加到方向盤的輸入扭矩以及確定的車輛速度被控制。
[0003]關(guān)于上面的敘述，大體上已經(jīng)構(gòu)建了兩種方法，其中一種確定由電動(dòng)機(jī)借助靜態(tài)增加曲線(static boosting curve)、也被稱為穩(wěn)態(tài)上升曲線施加的動(dòng)力轉(zhuǎn)向力。增加曲線定義由駕駛員施加的輸入扭矩和由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力轉(zhuǎn)向力或輔助扭矩之間的靜態(tài)關(guān)系。為了轉(zhuǎn)向裝置的操作，增加曲線可以呈現(xiàn)為能夠被計(jì)算的函數(shù)或者預(yù)先存儲(chǔ)的特征曲線圖表，該函數(shù)和圖表都至少包含作為輸入變量的上述參數(shù)。借助靜態(tài)增加曲線的控制的主要優(yōu)點(diǎn)是增加曲線或這一控制易于調(diào)整。然而，缺點(diǎn)是此類型的控制不能將轉(zhuǎn)向裝置的動(dòng)態(tài)行為考慮在內(nèi)，因?yàn)樵摽刂票旧硎庆o態(tài)的并且不能動(dòng)態(tài)地起作用。
[0004]借助增加曲線的靜態(tài)控制的一個(gè)改進(jìn)是形成動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)EPAS系統(tǒng)，該系統(tǒng)在現(xiàn)有技術(shù)中也是已知的。在此借助主動(dòng)動(dòng)態(tài)控制單元、例如借助PID控制單元來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其中控制單元是定點(diǎn)值控制(setpoint-value-controlled)的并且控制裝置通常包含定點(diǎn)信號(hào)值變送器。
[0005]例如在歐洲專利說(shuō)明書EPl 431 160B1中，動(dòng)力轉(zhuǎn)向力的主動(dòng)動(dòng)態(tài)控制是已知的。所述文件描述了一種車輛電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，動(dòng)力轉(zhuǎn)向力或轉(zhuǎn)向輔助扭矩借助電動(dòng)機(jī)施加到該裝置。具體地，公開(kāi)了用于控制由駕駛員體驗(yàn)的轉(zhuǎn)向特征和傳輸給駕駛員的來(lái)自道路的相反作用的絕對(duì)值的系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，獨(dú)立于道路相反作用的傳輸控制地決定并控制轉(zhuǎn)向特征。該系統(tǒng)包含用于計(jì)算由車輛駕駛員感知的定點(diǎn)方向盤扭矩的定點(diǎn)信號(hào)值變送器，以及第一控制單元及與第一控制單元平行起作用的第二控制單元。通過(guò)與第二控制單元協(xié)作，第一控制單元控制電動(dòng)機(jī)控制單元，該電動(dòng)機(jī)控制單元反過(guò)來(lái)控制電動(dòng)機(jī)。第二控制單元阻抑不希望的來(lái)自道路的相反作用，因此所述相反作用不會(huì)傳輸給駕駛員。
[0006]盡管動(dòng)態(tài)控制比借助增加曲線的靜態(tài)控制具有顯著進(jìn)步，目前已知的動(dòng)態(tài)控制EPAS系統(tǒng)仍然由借助轉(zhuǎn)向裝置傳遞給駕駛員的、關(guān)于車輛主要駕駛狀態(tài)——例如來(lái)源于車輛轉(zhuǎn)向車輪的腳輪(caster)或車輛側(cè)向加速度的轉(zhuǎn)向扭矩——的相對(duì)較差的反饋限定，因?yàn)橛绍囕v底盤傳輸給轉(zhuǎn)向裝置的信息通常由控制裝置解釋為噪音或被抵消。這導(dǎo)致主動(dòng)動(dòng)態(tài)控制的EPAS系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向感常常被駕駛員感知為合成的。
[0007]通過(guò)歐洲專利申請(qǐng)EP2 397 390 Al公開(kāi)的車輛電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的動(dòng)態(tài)控制實(shí)現(xiàn)了這一方面的改進(jìn)。將定點(diǎn)值饋送給轉(zhuǎn)向裝置控制單元的定點(diǎn)信號(hào)值變送器包含具有多個(gè)獨(dú)立元件的轉(zhuǎn)向裝置的前向模型或結(jié)構(gòu)映射，因此結(jié)構(gòu)映射可以借助易懂的參數(shù)來(lái)描述，例如，摩擦、剛性、阻尼或道路特性反饋的絕對(duì)值，并且通過(guò)這種方式實(shí)際轉(zhuǎn)向裝置的行為可以適應(yīng)結(jié)構(gòu)映射的行為。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)該背景，本發(fā)明的目的是確定一種用于控制車輛、尤其是機(jī)動(dòng)車輛電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的方法，以及用于控制車輛電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的裝置，該方法和裝置給駕駛員提供改進(jìn)的轉(zhuǎn)向感，特別地，該轉(zhuǎn)向感在關(guān)于車輛主要駕駛狀態(tài)的反饋方面更加真實(shí)。在本發(fā)明中車輛的主要駕駛狀態(tài)尤其是應(yīng)當(dāng)理解為由車輛底盤傳輸給轉(zhuǎn)向裝置的信息，例如由轉(zhuǎn)向車輛車輪的腳輪或車輛的側(cè)向加速度引起的車輛駕駛特征，并且該車輛駕駛特征旨在向駕駛員傳遞期望的駕駛感或轉(zhuǎn)向感。此外，該目的通過(guò)可能的最簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)。
[0009]這些目的通過(guò)具有以下特征的用于控制車輛電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的方法及具有以下特征的用于控制車輛電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，以下還公開(kāi)了本發(fā)明特別有利的改進(jìn)。
[0010]應(yīng)該注意的是，在下面的說(shuō)明書中單獨(dú)描述的特征能夠以任何期望的技術(shù)上適當(dāng)?shù)姆绞奖舜私Y(jié)合，并且顯示出本發(fā)明的更多改進(jìn)。該說(shuō)明書另外特別結(jié)合附圖限定并且具體描述了本發(fā)明。
[0011]用于控制車輛、尤其是機(jī)動(dòng)車輛的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的方法，至少具有以下步驟:
[0012]-由主動(dòng)動(dòng)態(tài)控制單元提供控制信息，
[0013]-向轉(zhuǎn)向裝置饋送控制信息，
[0014]-由定點(diǎn)信號(hào)值變送器提供定點(diǎn)值信息，
[0015]-由轉(zhuǎn)向裝置提供實(shí)際值信息，
[0016]-向定點(diǎn)信號(hào)值變送器饋送實(shí)際值信息，
[0017]-通過(guò)定點(diǎn)值信息和實(shí)際值信息形成差值信息，
[0018]-向控制單元饋送差值信息，以及
[0019]-借助至少一個(gè)過(guò)濾器單元從提供的實(shí)際值信息、和/或饋送到定點(diǎn)信號(hào)值變送器的實(shí)際值信息、和/或定點(diǎn)值信息、和/或差值信息中濾除可以確定的信息分量。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，對(duì)提供的實(shí)際值信息、饋送到定點(diǎn)信號(hào)值變送器的實(shí)際值信息、定點(diǎn)值信息、差值信息的上述“和/或”組合進(jìn)行配置，因此該方法能夠僅通過(guò)任何特征來(lái)執(zhí)行或通過(guò)這些特征彼此可能的任何組合來(lái)執(zhí)行。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的方法的顯著進(jìn)步是考慮到由濾波單元濾除的信息分量可以選擇性地遠(yuǎn)離定點(diǎn)信號(hào)值變送器和/或控制單元這一事實(shí)。用這種方法，例如，借助于濾波器單元，通過(guò)例如確定特征頻率范圍和振幅范圍來(lái)僅僅從饋送到定點(diǎn)信號(hào)值變送器的實(shí)際值信息中濾除期望的類型和數(shù)量的信息分量，從而能夠阻止這些信息分量傳遞到定點(diǎn)信號(hào)值變送器，因此它們最終也不包括在定點(diǎn)值信息中。從定點(diǎn)值信息和實(shí)際值信息中形成差值的過(guò)程中，該差值信息繼續(xù)精確包含從定點(diǎn)值信息中門輸出(gated out)的那些信息分量，該實(shí)際值信息由轉(zhuǎn)向裝置提供并且包括全部初始信息分量。通過(guò)差值的形成從差值信息中刪除在定點(diǎn)值信息和提供的實(shí)際值信息中相同的信息分量。因此，主動(dòng)動(dòng)態(tài)控制單元不接收任何關(guān)于從差值信息中門輸出的信息分量的信息，其結(jié)果是這些分量不能由控制單元抵消或由控制單元解釋為噪音?？刂茊卧吹窒男畔⒎至磕軌蛞运谕募澳軌蛴蔀V波器單元確定的方式和數(shù)量通過(guò)轉(zhuǎn)向裝置由駕駛員感知。因此駕駛員能接收關(guān)于車輛主要駕駛狀態(tài)的真實(shí)反饋，盡管使用了用于控制電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的主動(dòng)動(dòng)態(tài)控制單元，因此由駕駛員感知的轉(zhuǎn)向感明顯改善。
[0022]如果濾波器單元和定點(diǎn)信號(hào)值變送器的順序互換，也就是說(shuō)，代替或除了饋送到定點(diǎn)信號(hào)值變送器的實(shí)際值信息，如果借助濾波器單元通過(guò)上面描述的方法過(guò)濾由定點(diǎn)值信號(hào)值變送器提供的定點(diǎn)值信息，也能夠得到根據(jù)本發(fā)明的相似結(jié)果。
[0023]為了使由濾波器單元門輸出的信息分量直接遠(yuǎn)離控制單元，也就是說(shuō)不借助差值的形成，根據(jù)本發(fā)明，代替或除了實(shí)際值信息和/或饋送到定點(diǎn)信號(hào)值變送器的定點(diǎn)值信息，借助濾波器單元過(guò)濾差值信息或由轉(zhuǎn)向裝置提供的實(shí)際值信息同樣是可能的。
[0024]一般地，根據(jù)本發(fā)明借助濾波器單元至少能夠通過(guò)滯留(retention)評(píng)估期望的反饋。然而，如果需要所述反饋甚至能夠被增大。例如，由于質(zhì)量慣性，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置已經(jīng)具有確定的、純機(jī)械方面的低通行為(low-pass behavior)和摩擦。這同樣能夠由本發(fā)明抵消。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利改進(jìn)，將要由濾波器單元過(guò)濾的信息包含轉(zhuǎn)向裝置的至少一個(gè)轉(zhuǎn)向角信息項(xiàng)和/或一個(gè)轉(zhuǎn)向角速度信息項(xiàng)和/或一個(gè)轉(zhuǎn)向角加速度信息項(xiàng)。在此背景下，借助于轉(zhuǎn)向裝置上的適宜的轉(zhuǎn)向角傳感器可以很方便地檢測(cè)轉(zhuǎn)向角。轉(zhuǎn)向角速度和轉(zhuǎn)向角加速度可以隨后確定，例如，基于經(jīng)確認(rèn)的轉(zhuǎn)向角通過(guò)計(jì)算隨時(shí)間的一次或二次導(dǎo)數(shù)。
[0026]另外，用于形成差值信息的定點(diǎn)值信息和由轉(zhuǎn)向裝置提供的實(shí)際值信息包含至少一個(gè)轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向柱的定點(diǎn)扭矩信息項(xiàng)及轉(zhuǎn)向柱的實(shí)際扭矩信息項(xiàng)，其中，例如，借助轉(zhuǎn)向柱上的相應(yīng)扭矩傳感器可以檢測(cè)實(shí)際扭矩信息項(xiàng)。因此，饋送到控制單元的差值信息構(gòu)成至少實(shí)際扭矩從定點(diǎn)扭矩的偏離。在該偏離中，控制單元產(chǎn)生用于向轉(zhuǎn)向裝置提供助力的電動(dòng)機(jī)的控制信息，例如用于由電動(dòng)機(jī)輸出的輔助扭矩的控制信號(hào)。
[0027]本發(fā)明的另一有利改進(jìn)提供了信息由濾波器單元借助波特沃斯濾波器(Butterworth filter)、尤其是波特沃斯低通濾波器進(jìn)行過(guò)濾。因此，實(shí)際值信息中相對(duì)高頻的分量、例如通常來(lái)源于道路的相反作用的分量能夠可靠而輕易地從例如饋送到定點(diǎn)信號(hào)值變送器的實(shí)際值信息中濾除。根據(jù)本發(fā)明，由車輛所行駛的路面施加于車輛轉(zhuǎn)向裝置并且因此由轉(zhuǎn)向裝置輸入到轉(zhuǎn)向裝置的實(shí)際值信息中的任何影響都可以被理解為來(lái)自道路的相反作用。
[0028]為了確保濾波器參數(shù)最佳地匹配要過(guò)濾的特定信息項(xiàng)，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)更有利的改進(jìn)，單獨(dú)的濾波器單元用于不同情況下要過(guò)濾的一個(gè)信息項(xiàng)，例如轉(zhuǎn)向角信息和/或轉(zhuǎn)向角速度信息和/或轉(zhuǎn)向角加速度信息。
[0029]為了轉(zhuǎn)向裝置的動(dòng)態(tài)控制，本發(fā)明的一個(gè)更有利的改進(jìn)提供了，由PID(比例微分積分)控制單元提供控制信息。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的裝置包含至少一個(gè)用于提供控制信息的主動(dòng)動(dòng)態(tài)控制單元以及用于提供定點(diǎn)值信息的定點(diǎn)信號(hào)值變送器，該裝置用于控制車輛、尤其是機(jī)動(dòng)車輛的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，并且尤其具有上面所描述的方法?？刂茊卧诖烁鶕?jù)定點(diǎn)值信息和由轉(zhuǎn)向裝置提供的實(shí)際值信息接收差值信息。定點(diǎn)信號(hào)值變送器接收由轉(zhuǎn)向裝置提供的實(shí)際值信息。另外，配備至少一個(gè)濾波器單元，借助該濾波器單元能夠?qū)⒖梢灶A(yù)設(shè)的信息分量從提供的實(shí)際值信息和/或由定點(diǎn)信號(hào)值變送器接收的實(shí)際值信息和/或定點(diǎn)值信息和/或差值信息中濾除。
[0031]對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的裝置，關(guān)于上面的“和/或”的組合，關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的方法中已經(jīng)提出的相同說(shuō)明相似地適用。
[0032]通過(guò)例如濾波器單元的參數(shù)化，從信息中濾除的信息分量的類型和數(shù)量可以選擇性地設(shè)置為特定頻率范圍和/或振幅范圍。通過(guò)這種方式，從例如接收自定點(diǎn)信號(hào)值變送器的實(shí)際值信息中濾除的信息分量相應(yīng)地不會(huì)傳遞到定點(diǎn)信號(hào)值變送器，因此它們最終也不包括在定點(diǎn)值信息中。來(lái)自定點(diǎn)值信息和實(shí)際值信息的差值的形成過(guò)程中，該差值信息繼續(xù)精確包含那些從定點(diǎn)值信息中門輸出的信息分量，該實(shí)際值信息由轉(zhuǎn)向裝置提供并且包括所有初始信息分量。通過(guò)差值的形成，在差值信息中刪除定點(diǎn)值信息和提供的實(shí)際值信息中相同的信息分量。因此，主動(dòng)動(dòng)態(tài)控制單元不接收任何關(guān)于從差值信息門輸出的信息分量的信息，因此這些分量不能夠由控制單元抵消或者由控制單元解釋為噪音。未被控制單元抵消的信息分量能夠通過(guò)轉(zhuǎn)向裝置以期望的并且可以由濾波器單元確定的方式和數(shù)量由駕駛員感知。盡管使用了用于控制電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的主動(dòng)動(dòng)態(tài)控制裝置，駕駛員相應(yīng)地接收關(guān)于車輛主要駕駛狀態(tài)的真實(shí)反饋，因此由駕駛員感知的轉(zhuǎn)向感顯著改善。
[0033]如果濾波器單元和定點(diǎn)信號(hào)值變送器的順序互換，也就是說(shuō)，代替或除了由定點(diǎn)信號(hào)值變送器接收的實(shí)際值信息，如果借助濾波器單元以上面描述的方式過(guò)濾由定點(diǎn)信號(hào)值變送器提供的定點(diǎn)值信息，根據(jù)本發(fā)明的相似結(jié)果同樣可以實(shí)現(xiàn)。
[0034]為了使由濾波器單元門輸出的信息分量直接遠(yuǎn)離控制裝置，也就是說(shuō)不經(jīng)過(guò)差值的形成，根據(jù)本發(fā)明，代替或除了由定點(diǎn)信號(hào)值變送器接收的實(shí)際值信息或定點(diǎn)值信息，借助濾波器單元過(guò)濾差值信息或由轉(zhuǎn)向裝置提供的實(shí)際值信息同樣是可能的。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利改進(jìn)，將要由濾波器單元過(guò)濾的信息包含轉(zhuǎn)向裝置的至少一個(gè)轉(zhuǎn)向角信息項(xiàng)和/或一個(gè)轉(zhuǎn)向角速度信息項(xiàng)和/或一個(gè)轉(zhuǎn)向角加速度信息項(xiàng)。
[0036]本發(fā)明另一有利改進(jìn)提供了，濾波器單元包含至少一個(gè)波特沃斯濾波器，尤其是波特沃斯低通濾波器，由這一濾波器可以濾除包含于信息中的尤其相對(duì)高頻率的分量。有利的可能是，在不同情況下配備用于濾除要過(guò)濾的每一信息項(xiàng)的單獨(dú)的濾波器單元，因此濾波器單元對(duì)要專門濾除的信息的適應(yīng)性得到改善。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)更有利的改進(jìn)，提供控制信息的控制單元是PID(比例積分微分)控制單元。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0038]圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用于控制車輛電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的裝置的示意圖。本發(fā)明的有利細(xì)節(jié)及效果在下面參照另一附圖示出的示例性實(shí)施例中進(jìn)行更加詳細(xì)的解釋。
[0039]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明用于控制車輛電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的裝置的示意圖。
[0040]附圖標(biāo)記列表
[0041]I根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的控制裝置
[0042]2電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置[0043]3控制單元
[0044]4控制信息
[0045]5定點(diǎn)信號(hào)值變送器
[0046]6定點(diǎn)值信息
[0047]7實(shí)際值信息
[0048]8 7的第一支路
[0049]9 7的第二支路
[0050]10減法點(diǎn)
[0051]11差值信息
[0052]12根據(jù)本發(fā)明的控制裝置
[0053]13濾波器單元
【具體實(shí)施方式】
[0054]在不同的附圖中，相同的部分通常賦予相同的附圖標(biāo)記，因此所述部分也通常只描述一次。
[0055]圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用于控制車輛、尤其是機(jī)動(dòng)車輛電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置(EPAS)2的裝置的示意圖。裝置I主要包含用于提供控制信息4的控制單元3以及用于提供定點(diǎn)值信息6的定點(diǎn)信號(hào)值變送器5。轉(zhuǎn)向裝置2提供實(shí)際值信息7，該實(shí)際信息通常包含轉(zhuǎn)向裝置2的轉(zhuǎn)向柱(圖1中未更詳細(xì)地示出)的轉(zhuǎn)向角信息、轉(zhuǎn)向角速度信息、轉(zhuǎn)向角加速度信息及實(shí)際扭矩信息。實(shí)際值可以在稱為車輛總線、例如串行總線上傳輸，或者可以分別在獨(dú)立的傳輸線上傳輸。借助例如位于轉(zhuǎn)向裝置2的轉(zhuǎn)向柱上的相應(yīng)的轉(zhuǎn)向角傳感器或扭矩傳感器(圖1中也未示出)檢測(cè)轉(zhuǎn)向角信息及扭矩信息。
[0056]實(shí)際值信息7在第一支路8饋送到定點(diǎn)信號(hào)值變送器5，并且在第二支路9傳輸?shù)綔p法點(diǎn)(subtraction point) 10。在減法點(diǎn)10,通過(guò)由定點(diǎn)值信息6及在支路9傳輸?shù)膶?shí)際值信息7形成差值來(lái)計(jì)算差值信息11，所述差值信息11隨后饋送到控制單元3。具體地，定點(diǎn)值信息6包含轉(zhuǎn)向裝置2的轉(zhuǎn)向柱的定點(diǎn)扭矩信息項(xiàng)，該扭矩信息項(xiàng)將由車輛駕駛員感知，并且在支路9中傳輸?shù)膶?shí)際值信息7包含至少一個(gè)轉(zhuǎn)向柱的實(shí)際扭矩信息項(xiàng)，該扭矩信息項(xiàng)由駕駛員實(shí)際感知。饋送到控制單元3的差值信息11因此構(gòu)成轉(zhuǎn)向裝置2的轉(zhuǎn)向柱的至少實(shí)際扭矩從定點(diǎn)扭矩的偏離。例如可以是PID控制單元的控制單元2從這一偏離中為電動(dòng)機(jī)(圖1未示出)產(chǎn)生控制信息4，例如將由電動(dòng)機(jī)輸出的輔助扭矩的控制信號(hào)，該電動(dòng)機(jī)為轉(zhuǎn)向裝置2提供助力。
[0057]至少部分實(shí)際值信息7在支路8中傳輸，并且饋送到定點(diǎn)信號(hào)值變送器5，該實(shí)際值信息包含轉(zhuǎn)向角信息、轉(zhuǎn)向角速度信息以及轉(zhuǎn)向角加速信息。定點(diǎn)信號(hào)值變送器5在此產(chǎn)生饋送到減法點(diǎn)10的定點(diǎn)值信息6。就圖1所示的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的裝置1，控制單元3將會(huì)抵消實(shí)際值信息7中的任何形式的反饋，不論這是關(guān)于車輛主要駕駛狀態(tài)的反饋，或者是關(guān)于來(lái)自道路相反作用的反饋，并且將所述反饋解釋為實(shí)際值信息的噪音。因此，裝置I尤其不允許關(guān)于車輛主要駕駛狀態(tài)的任何足夠的反饋通過(guò)轉(zhuǎn)向裝置2傳遞給車輛駕駛員，因此駕駛員感知到轉(zhuǎn)向裝置2的轉(zhuǎn)向感為合成的。
[0058]相反地，圖2示出了裝置12的示例性實(shí)施例的示意圖，根據(jù)本發(fā)明，該裝置用于控制車輛、尤其是機(jī)動(dòng)車輛的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置(EPAS)2。與圖1所示的裝置I相比，裝置12的顯著不同由濾波器單元13形成，該濾波器單元與定點(diǎn)信號(hào)值變送器5的上游連接。由圖2明顯看出，在由濾波器單元以過(guò)濾形式傳送到定點(diǎn)信號(hào)值變送器之前，在支路8中傳輸?shù)膶?shí)際值信息首先饋送到濾波器單元13。就圖2所示的裝置2的實(shí)施例而言，濾波器單元13包含用于要過(guò)濾的任何信息一例如轉(zhuǎn)向角信息、轉(zhuǎn)向角速度信息及轉(zhuǎn)向角加速信息一的獨(dú)立波特沃斯濾波器，濾波器單元13從實(shí)際值信息8中濾除期望信息分量的類型及數(shù)量，因此實(shí)際值信息就不再饋送到定點(diǎn)信號(hào)值變送器5，該期望信息分量的類型及數(shù)量由各自的波特沃斯濾波器的參數(shù)確定。在由定點(diǎn)值信息6及實(shí)際值信息9形成差值的過(guò)程中，該差值信息11繼續(xù)精確包含那些從定點(diǎn)值信息6中門輸出的信息分量，實(shí)際值信息9由轉(zhuǎn)向裝置2提供并且仍然包括所有原始信息分量。通過(guò)差值的形成從差值信息11中刪除定點(diǎn)值信息6和提供的實(shí)際值信息9中相同的信息分量。因此，主動(dòng)動(dòng)態(tài)控制單元3不接收關(guān)于從差值信息11中門輸出的信息分量的任何信息，其結(jié)果是，所述分量不能由控制單元3抵消或者由控制單元3解釋為噪音。未由控制單元3抵消的信息分量能夠通過(guò)轉(zhuǎn)向裝置2以希望的并且可以由濾波器單元13確定的類型和數(shù)量由駕駛員感知。與圖1所示的裝置I相比，裝置12具有能夠以非常真實(shí)的方式由駕駛員感知的轉(zhuǎn)向感，尤其關(guān)于車輛的主要駕駛狀態(tài)。另外，僅通過(guò)將濾波器單元13連接到定點(diǎn)信號(hào)值變送器5上游很容易實(shí)現(xiàn)這一改進(jìn)。
[0059]根據(jù)本發(fā)明的上述用于控制車輛電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的方法，及上述用于控制車輛電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的裝置并不限于在此公開(kāi)的實(shí)施例，而是還包含其他以相同方式起作用的實(shí)施例。具體地，例如圖2所示的濾波器單元13和定點(diǎn)信號(hào)值變送器5的順序是可以互換的。另外，除了或代替圖2所示的濾波器單元13，提供用于過(guò)濾饋送到控制單元3的差值信息11的濾波器單元是可能的。同樣，可以在轉(zhuǎn)向裝置2的下游提供濾波器單元以過(guò)濾由轉(zhuǎn)向裝置2提供的實(shí)際值信息7，并且所述濾波器單元可以單獨(dú)提供或者除前面提到的濾波器單元中的一個(gè)之外再提供。
[0060]另外，控制方法和控制裝置并不局限于在此示出的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置上的應(yīng)用。作為替代，該控制方法及控制裝置通?？梢詰?yīng)用到有類似之處的任何機(jī)電一體化力或扭矩反饋系統(tǒng)。例如，為了這一目的，圖2中的轉(zhuǎn)向裝置2可以僅替換為各自的機(jī)電一體化力或扭矩反饋系統(tǒng)。
[0061]另外，濾波器單元不局限于在此描述的波特沃斯濾波器，而是依據(jù)期望的濾波器的特征還包含其他適合類型的低通、高通或帶通濾波器，這些濾波器是本身已知的，由于這些濾波器可以從信息中濾出適當(dāng)類型和數(shù)量的所期望的信息分量。在此背景下，通過(guò)不同濾波器參數(shù)，濾波器單元可以分離為轉(zhuǎn)向裝置和/或車輛的單獨(dú)信息項(xiàng)，并且選擇性地應(yīng)用于任何信息項(xiàng)或全局性地應(yīng)用，轉(zhuǎn)向裝置信息項(xiàng)例如轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)向角速度和/或轉(zhuǎn)向角加速度，車輛信息項(xiàng)例如車輛速度、橫擺角速度和/或側(cè)向加速度。另外，可以提供用于過(guò)濾信息的多個(gè)濾波器單元，其中從信息中濾出的信息分量的類型和數(shù)量由各自的濾波器按照其參數(shù)化決定。
[0062]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的方法及根據(jù)本發(fā)明的裝置均用于控制車輛、尤其是機(jī)動(dòng)車輛的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制車輛電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置(2)的方法，包含至少以下步驟: 借助主動(dòng)動(dòng)態(tài)控制單元(3)提供控制信息(4)， 將控制信息(4)饋送給轉(zhuǎn)向裝置(2)， 借助定點(diǎn)信號(hào)值變送器(5)提供定點(diǎn)值信息(6)， 借助轉(zhuǎn)向裝置(2)提供實(shí)際值信息(7，8，9)， 將實(shí)際值信息(7，8)饋送給定點(diǎn)信號(hào)值變送器(5)， 從定點(diǎn)值信息(6)和實(shí)際值信息(7，9)中形成差值信息(11)，以及 將差值信息(11)饋送給控制單元(3)， 其特征在于， 借助至少一個(gè)濾波器單元(13)從提供的實(shí)際值信息(7)和/或饋送到定點(diǎn)信號(hào)值變送器(5)的實(shí)際值信息⑶和/或定點(diǎn)值信息(6)和/或差值信息(11)中濾除能夠被確定的信息分量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其特征在于， 將由濾波器單元(13)過(guò)濾的信息包含轉(zhuǎn)向裝置(2)的至少一個(gè)轉(zhuǎn)向角信息項(xiàng)和/或一個(gè)轉(zhuǎn)向角速度信息項(xiàng)和/或一個(gè)轉(zhuǎn)向角加速度信息項(xiàng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方`法， 其特征在于， 由濾波器單元(13)借助波特沃斯濾波器過(guò)濾信息。
4.根據(jù)上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法， 其特征在于， 在各種情況下，單獨(dú)的濾波器單元(13)用于一個(gè)信息項(xiàng)。
5.根據(jù)上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法， 其特征在于， 由PID控制單元(3)提供控制信息(4)。
6.一種用于控制車輛電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置(2)的裝置，該裝置尤其是具有上述權(quán)利要求其中一項(xiàng)所述的方法，包含至少一個(gè)用于提供控制信息(4)的主動(dòng)動(dòng)態(tài)控制單元(3)以及提供定點(diǎn)值信息(6)的定點(diǎn)信號(hào)值變送器(5)，其中控制單元(3)接收來(lái)自定點(diǎn)值信息(6)和由轉(zhuǎn)向裝置(2)提供的實(shí)際值信息(7，9)的差值信息(11)，并且定點(diǎn)信號(hào)值變送器(5)接收由轉(zhuǎn)向裝置(2)提供的實(shí)際值信息(7，8)， 其特征在于， 至少一個(gè)濾波器單元(13)，借助其能夠從提供的實(shí)際值信息(7)和/或由定點(diǎn)信號(hào)值變送器(5)接收的實(shí)際值信息⑶和/或定點(diǎn)值信息(6)和/或差值信息(11)中濾除可以預(yù)設(shè)的信息分量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置， 其特征在于， 濾波器單元(13)將要過(guò)濾的信息包含轉(zhuǎn)向裝置(2)的至少一個(gè)轉(zhuǎn)向角信息項(xiàng)和/或一個(gè)轉(zhuǎn)向角速度信息項(xiàng)和/或一個(gè)轉(zhuǎn)向角加速度信息項(xiàng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，濾波器單元(13)包含至少一個(gè)波特沃斯濾波器。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8其中一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，在不同情況下，配備用于要過(guò)濾的一個(gè)信息項(xiàng)的單獨(dú)的濾波器單元(13)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9其中一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，控制單元(3)是PID控制單元`。
【文檔編號(hào)】B62D117/00GK103770835SQ201310509359
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月25日
【發(fā)明者】托斯滕·克盧格 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司