CN103129611B - 车轮干扰检测 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车轮干扰检测。提供了一种用于车辆的控制方法。该控制方法包括基于轮速来估计轮干扰的大小，并基于该轮干扰的大小来生成干扰状态信号。

Description

车轮干扰检测

技术领域

本发明涉及转向系统的方法和系统，并且更特别地涉及用于通过使用轮速来确定车轮（road wheel）干扰的方法和系统。

背景技术

车辆受到在前车轮中的一些程度的干扰。轮不平衡是车轮干扰的一个示例。车轮干扰可以引起可以由驾驶员可发觉的驾驶盘中的振动。这些类型的振动与车轮转动的平均速度直接有关。在驾驶盘处的振动的严重程度既取决于干扰的大小，又取决于底盘和转向设计。在典型的情况中，该车辆驾驶员将最终使车辆接受服务，以例如使轮得到平衡。

由此，期望提供控制方法和系统，其检测车轮干扰的存在并提供警告给驾驶员。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种用于车辆的控制方法。该控制方法包括基于轮速来估计轮干扰的大小，并基于轮干扰的大小来生成干扰状态信号。

在另一个实施例中，提供了一种用于车辆的控制系统。该控制系统包括第一模块，其基于轮速来估计轮干扰的大小。第二模块，其基于该轮干扰的大小来生成干扰状态。

在又一个实施例中，提供了一种用于确定车辆中的车轮干扰的系统。该系统包括至少一个轮传感器，其生成至少一个轮信号。控制模块接收该轮信号并基于该轮信号来估计轮干扰的大小，以及基于该轮干扰的大小来生成干扰状态。

这些以及其他优点和特征将根据结合附图所进行的以下描述而变得更加显而易见。

附图说明

在本说明书的结尾处的权利要求中特别地指出且清楚地要求保护被看作为本发明的本主题。前述以及其他特征以及本发明的优点，根据结合附图所进行的以下详细描述而显而易见，其中：

图1是说明了包括根据本发明的示例性实施例的电动助力转向（electric powersteering）控制系统的车辆的功能框图；

图2是说明了根据本发明的另一个示例性实施例的电动助力转向控制系统的数据流示图；以及

图3A-3C、和4是说明了根据本发明的又一个示例性实施例的示例性电动助力转向控制方法和系统的模型。

具体实施方式

以下的描述本质上仅是示例性的，并且不意在限制本公开、应用、或使用。应当理解的是，遍及这些附图，对应的附图标记指示相同的或对应的部分和特征。

现在参照图1，其中将在同样不限制的情况下参考特定实施例来描述本发明，说明了包括转向系统12的车辆10的示例性实施例。在各种实施例中，转向系统12包括被耦合到转向轴16的驾驶盘14。在示出的示例性实施例中，转向系统12是电动助力转向（EPS）系统，其进一步包括转向辅助单元18，该转向辅助单元18耦合到该转向系统12的转向轴16并且耦合到该车辆10的拉杆20、22。例如，该转向辅助单元18包括齿轮齿条（rack and pinion）转向机构（未示出），该齿轮齿条转向机构可以通过转向轴16被耦合到转向驱动电动机（actuator motor）和齿轮。在操作期间，当该驾驶盘14由车辆操作员所转动时，该转向辅助单元18的电动机提供辅助以移动拉杆20、22，该拉杆20、22转而分别移动转向关节24、26，该转向关节24、26分别耦合到车辆10的道路车轮28、30。

如图1中所示的，该车辆10进一步地包括各种传感器，该各种传感器检测和测量转向系统12的和/或该车辆10的可观察状况。这些传感器基于可观察状况来生成传感器信号。在所示的示例中，传感器31和32是分别感测轮28和30的转动速度的轮速传感器。该传感器31、32基于该转动速度来生成轮速信号。在其他示例中，除了传感器31和32外或替代传感器31和32，可以提供其他轮速传感器。其他轮速传感器可以感测后轮34、36的转动速度，并基于该转动速度来生成传感器信号。出于示例性的目的，本公开将在分别与前轮28、30相关联的传感器31、32的情境中被讨论。如可以被理解的，感测轮移动的其他轮传感器（诸如轮位置传感器）可以被用来代替该轮速传感器。在这种情况下，可以基于该轮传感器信号来计算轮速。

控制模块40基于该传感器信号中的一个或多个以及进一步基于本公开的转向控制系统和方法来控制转向系统12的操作。一般而言，本公开的转向控制系统和方法评估轮速信号来确定车轮干扰。在各种实施例中，该转向控制系统和方法识别具有与轮干扰有关的变化的轮速信号的一部分，评估该部分，并基于该评估来生成干扰状态信号。

现在参考图2，数据流示图说明了被用来控制图1的转向系统12的图1的控制模块40的示例性实施例。在各种实施例中，该控制模块40可以包括一个或多个子模块和数据存储。如在本文中所使用的，术语模块和子模块指的是提供描述的功能性的专用集成电路（ASIC）、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器（共享的、专用的、或组）和存储器、组合逻辑电路、和/或其他合适的部件。如可以被理解的，图2中所示的子模块可以被组合和/或进一步被分割以基于轮速信号来类似地确定车轮干扰。到该控制模块40的输入可以从该车辆10（图1）的传感器31、32（图1）被生成，可以从该车辆10（图1）的其他控制模块（未示出）被接收，可以被模拟，和/或可以被预定义。

在一个示例中，该控制模块40包括频率估计模块42、轮速信号调节模块44、干扰大小估计模块46、和干扰评估模块48。

该频率估计模块42接收作为输入的右轮速信号50和左轮速信号52。该频率估计模块分别为每个轮速信号50、52估计频率54、56。例如，可以通过按以下来换算该轮速信号50、52来估计该频率54、56：频率=K/(2*π)（即，基于关系：ω=2*π*频率）。在各种实施例中，当频率是一阶干扰时，K等于一，但K也可以采取其他值，诸如在二阶干扰的情况中，K等于二。该频率估计模块42可以接着对该频率施加低通滤波器或其他降噪滤波器以提供该频率估计54、56。

该轮速信号调节模块44接收作为输入的该轮速信号50、52和该频率估计54、56。该轮速信号调节模块44通过使用该频率估计54、56来预调节该轮速信号50、52以生成滤波的轮速信号62、64。如可以被理解的，各种滤波技术可以被用来执行该调节。在各种实施例中，可以施加具有指定中心频率的带通滤波器。

例如，如由图3A、3B和3C中的滤波方法所示的，窄带传递函数可以被应用于该轮速信号50、52。在该示例中，可以基于该干扰频率54、56（f_est）通过使用计算方法110来计算滤波器系数（minus_a1和a2）（例如，如图3B中所示的），其中PoleMag是用来调整滤波器带宽的常数。可以执行单位增益谐振器方法120（例如，如图3C中所示的）来基于该滤波器系数对该轮速信号50、52进行滤波。

返回参考图2，该干扰大小估计模块46接收作为输入的滤波的轮速信号62、64和干扰频率54、56。基于这些输入，该干扰大小估计模块46针对每个轮速信号62、64估计干扰。例如，该滤波的轮速信号62、64是类似正弦曲线的信号，并且振荡大小可以与该干扰大小相关。

例如，如图4中所示的，在210处，滤波的轮速信号的当前大小通过首先取绝对值，以及其次施加低通滤波器来被估计。在各种实施例中，低通滤波器的转角频率可以是Fc2Hz。该低通滤波器提取该轮速变化的绝对值的平均值。如可以被理解的，在210处，可以使用多个滤波方法中的任意。对于正弦信号而言，该平均值通过比例因子1/ 0.636与峰值有关。得到的信号（CurrMag）则是该振荡峰值振幅的估计。

在220处，执行峰值保持方法来最小化对任何非轮干扰（例如，由于道路颠簸引起的干扰）的影响。将峰值（NewPeak）确定为开关的输出。如果CurrMag大于PeakPrevious，则将乘以常数MagEstDeltaScale的差加到PeakPrevious。以这种方式，如果CurrMag保持恒定，则NewPeak将最终收敛到CurrMag。MagEstLeak是通常非常接近于一的常数，其在该干扰离开的情况下允许对该峰值估计的耗散。

在230处，在输出该干扰估计66、68之前评估该频率54、56。例如，当该频率在一个范围（MagEstFreq±MagEstFreqDelta）之内时，执行该估计。

返回参考图2，该干扰评估模块48接收作为输入的干扰估计66、68。该干扰评估模块48将干扰估计与阈值相比较，并基于该比较来生成干扰状态70。例如，如果该干扰估计66、68中的任一个大于该阈值，则该干扰状态70被设置为真（TRUE）或一。如果两个干扰估计都小于或等于该阈值，则该干扰状态70被设置为伪（FALSE）或零。在各种实施例中，当该干扰状态70被设置为真时，该干扰评估模块可以在预定时间（例如，点火循环、直到执行维护等）内保持该真状态。

虽然已经仅结合有限数量的实施例来详细描述了本发明，但应当容易理解的是，本发明不限于这样公开的实施例。相反地，本发明可以被修改，以结合迄今未描述的但与本发明的精神和范围相称的任意数量的变形、变更、替换或等效布置。另外，虽然已经描述了本发明的各种实施例，但应当理解的是，本发明的多个方面可仅包括所描述的实施例中的一些。由此，本发明不被看作由前述描述所限制。

Claims (15)

1.一种用于车辆的警告系统，包括：

第一模块，配置成：

基于轮速来估计轮干扰的大小；以及

基于任何非轮干扰的影响减少所述轮干扰的大小；以及

第二模块，配置成：

基于该轮干扰的大小来生成干扰状态；以及

基于所述干扰状态，提供警告给所述车辆的驾驶员。

2.根据权利要求1所述的系统，其中该第一模块配置成：基于指示了该轮速的轮信号中的变化来估计该轮干扰的大小。

3.根据权利要求2所述的系统，其中该第一模块还配置成量化该变化。

4.根据权利要求2所述的系统，进一步包括第三模块，其配置成：估计该轮信号的频率，其中该第一模块配置成：还基于该频率来估计该轮干扰的大小。

5.根据权利要求4所述的系统，其中该第一模块配置成：当该频率在范围内时估计该轮干扰的大小。

6.根据权利要求4所述的系统，进一步包括第四模块，其配置成基于滤波器来处理该轮信号。

7.根据权利要求6所述的系统，其中该滤波器是带通滤波器。

8.一种用于车辆的警告方法，包括：

基于轮速来估计干扰频率；

使用所估计的干扰频率来处理所述轮速；

基于所处理的轮速来估计轮干扰的大小；

基于该轮干扰的大小来生成干扰状态信号；以及

基于所述干扰状态信号，提供警告给所述车辆的驾驶员。

9.根据权利要求8所述的警告方法，其中估计该轮干扰的大小是基于指示了该轮速的轮信号中的变化。

10.根据权利要求9所述的警告方法，进一步包括量化该变化。

11.根据权利要求8所述的警告方法，其中估计该轮干扰的大小还基于该干扰频率。

12.一种用于确定车辆中的车轮干扰的系统，包括：

至少一个轮传感器，其生成至少一个轮信号；以及

控制模块，其配置成：

接收该轮信号；

基于该轮信号来估计该轮干扰的大小；

基于任何非轮干扰的影响减少所述轮干扰的大小；

基于该轮干扰的大小来生成干扰状态；以及

基于所述干扰状态，提供警告给所述车辆的驾驶员。

13.根据权利要求12所述的系统，其中该控制模块配置成：基于指示了轮速的轮信号中的变化来估计轮干扰的大小。

14.根据权利要求13所述的系统，其中该控制模块配置成量化该变化。

15.根据权利要求13所述的系统，其中该控制模块配置成：估计该轮信号的频率，以及基于该频率来估计该轮干扰的大小。