CN106864590B - 辅助转向控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种辅助转向控制装置，其包括：一感测单元，其用于感测转向角、小齿轮角和齿条力中的至少一个；一变化量计算单元，其用于计算作为转向角的变化的转向角变化量、作为小齿轮角的变化的小齿轮角变化量和作为齿条力的变化的齿条力变化量中的至少一个；一第一载波计算单元，其用于计算用于转向角变化量的齿条力变化量或用于小齿轮角变化量的齿条力变化量的第一载波；以及一补偿单元，其用于计算齿条力最大值和齿条力最小值，齿条力最大值和齿条力最小值是为第一载波的符号发生变化所在点对应的齿条力，所在点是通过判断第一载波的符号而确定的，并且所述补偿单元用于基于齿条力最大值和齿条力最小值之间的差值和所在点，以补偿转向扭矩。

Description

辅助转向控制装置
技术领域
本发明涉及一种辅助转向控制装置的技术。
背景技术
需要提供大于或等于在车轮中产生的齿条力的作用力，以使驾驶员通过旋转方向盘来改变车辆的转向角。
因此，驾驶车辆的驾驶员可能感到非常疲劳。
为了减少疲劳，开发并商业化了转向控制装置，其中，所述转向控制装置感测驾驶员所输入的转向扭矩，并且基于所输入的转向扭矩来补偿转向扭矩。
相反，方向盘的高度可以根据驾驶员的身体状况和舒适度来调整控制。包括在所述转向装置中的万向接头的弯曲角度可以根据高度控制来改变。
然而，以弯曲角度旋转的万向接头会引起转向扭矩的一定变化。
存在的问题在于，驾驶员可能感觉到旋转方向盘的差异感。
发明内容
在上述背景下，本发明的一目的在于提供一种辅助转向控制装置，其能够补偿由万向接头所引起的一定变化，所述万向接头以相对于转向扭矩的弯曲角度旋转。
根据本发明的一目的，提供一种辅助转向控制装置，其包括：一感测单元，所述感测单元用于感测一转向角、一小齿轮角和一齿条力中的至少一个；一变化量计算单元，所述变化量计算单元用于计算作为所述转向角的变化的转向角变化量、作为所述小齿轮角的变化的小齿轮角变化量和作为所述齿条力的变化的齿条力变化量中的至少一个；一第一载波计算单元，所述第一载波计算单元用于计算一第一载波，所述第一载波为用于转向角变化量的齿条力变化量或用于小齿轮角变化量的齿条力变化量；以及一补偿单元，所述补偿单元用于计算一齿条力最大值和一齿条力最小值，其中，所述齿条力最大值和所述齿条力最小值为第一载波的符号发生变化所在点对应的齿条力，所在点是通过判断所述第一载波的符号而确定的，并且所述补偿单元用于基于所述齿条力最大值和所述齿条力最小值之间的差值和所在点，以补偿转向扭矩。
根据本发明的另一目的，提供一种辅助转向控制装置，其包括：一感测单元，所述感测单元用于感测一转向角、一小齿轮角以及一齿条力中的至少一个；一载波计算单元，所述载波计算单元用于计算一第二载波，其中所述第二载波反映在具有作为变量的转向角或小齿轮角的基本三角波形中，从产生相同齿力条特性至下一次重复相同齿力条特性的转向角或小齿轮角，以及所述载波计算单元用于通过将所述第二载波均衡至用于所述转向角或所述小齿轮角的齿条力波形的相位以计算第三载波；以及一补偿单元，所述补偿单元用于计算齿条力最大值和齿条力最小值，其中所述齿条力最大值是所述第三载波为最大值所在点对应的齿条力，所述齿条力最小值是所述第三载波为最小值所在点对应的齿条力，以及所述补偿单元用于基于所述齿条力最大值和所述齿条力最小值之间的差值以及第三载波以补偿转向扭矩。
如上所述，根据本发明可以提供一种辅助转向控制装置，其能够补偿由万向接头所引起的一定变化，所述万向接头以相对于转向扭矩的弯曲角度旋转。
附图说明
结合参考以下的附图和详细说明将更好地理解本发明的上述和其他的目的、特性和优势，其中：
图1，示出用于描述常规转向控制装置的运作的示例。
图2，示出根据万向接头的效果的常规转向控制装置的运作波形。
图3，示出根据示例性实施例的辅助转向控制装置的结构。
图4，示出用于描述根据示例性实施例的辅助转向控制装置的运作的示例。
图5，示出用于描述根据示例性实施例的第一载波计算单元的运作的示例。
图6，示出用于描述根据示例性实施例的补偿单元的运作的示例。
图7，示出用于描述根据示例性实施例的第一载波计算单元的运作的另一示例性实施例。
图8，示出根据另一示例性实施例的辅助转向控制装置的结构。
图9，示出用于描述根据另一示例性实施例的辅助转向控制装置的运作的示例。
图10，示出用于描述根据另一示例性实施例的载波计算单元和补偿单元的运作的示例。
图11，示出用于描述根据另一示例性实施例的第三载波计算单元的运作的另一示例。
图12A和图12B，示出用于描述辅助转向控制装置的效果的示例。
具体实施方式
以下，结合参考附图，将具体描述本发明的实施例。在添加附图标记给每一附图中的构件时，值得注意的是，尽管显示在不同的附图中，但是它们表示相同或相似的构件。此外，在本发明的下文描述中，如果并入本文的已知功能和配置的详细描述会使本发明的主题变得不清楚，那么将其省略。
另外，在描述本发明的构件时，可以使用术语，例如第一、第二、A、B、(a)、(b)等类似词。这些术语仅是为了将一结构构件与其他结构构件区别出来，并且一相应结构构件的属性、次序、顺序等不应受限于该术语。应当指出，当在说明书中描述一个构件与另一个构件“连接”“耦接”“接合”时，虽然说明第一个构件可以直接地与第二个构件“连接”“耦接”“接合”，一第三个构件也可能在第一个构件与第二构件之间“连接”“耦接”“接合”。
图1，示出用于描述常规转向控制装置的运作的示例。图2，示出根据万向接头的效果的常规转向控制装置的运作波形。
参见图1和图2所示，在常规车辆转向装置中，当驾驶员沿所需方向旋转方向盘1时，连接至方向盘1的转向柱2的轴5旋转。所述转向柱2通过包括万向节(universal joint)的万向接头3(cardan joint)将循环力传递至包括齿条和小齿轮的齿轮箱4的轴5。
在上述转向装置中，常规转向控制装置10包括：位于所述万向接头3和所述轴5之间的扭矩传感器11感测扭矩(例如，扭杆的上端和下端之间的角度差)；MCU(微控制单元)12基于所感测的扭矩产生驱动信号，由驱动信号驱动的电机13补偿与一齿条的齿条力相对应的转向扭矩。因此，驾驶员可以以低功率来旋转所述方向盘1。如图1所示，所述常规转向控制装置10可以感测小齿轮角，以补偿转向扭矩。然而，所述常规转向控制装置10也可以感测转向角，以补偿转向扭矩。
在下文中，描述了通过感测小齿轮角和转向角中的至少一个以补偿转向扭矩。另外，根据需要，仅公开转向角以代表所述小齿轮角或所述转向角。由于本发明示例性实施例的转向角是指由驾驶员操作方向盘的操作角度，因此，转向角和小齿轮角可以相互混合或替换。
如上所述，所述常规转向控制装置10接收作为输入的转向角或小齿轮角，并且补偿与齿条的齿条力相对应的扭矩。在这样的操作中，存有的问题在于：不能够补偿与一变化相对应的转向扭矩，在该变化(类似于正弦波形和余弦波形(其为一种三角函数的))中，在齿条力图上，从产生相同特性的时刻至下一次重复相同特性的时刻的一转向角或一小齿轮角为180度。所述转向角或所述小齿轮角为180度的变化是通过一硬件配置而产生的，其中，在所述硬件配置中，所述万向接头3具有一定角度并且旋转着。
转向扭矩可以指在驾驶员沿方向或与该方向相反的另一方向旋转方向盘1的情况下所感测的扭矩。另外，所述万向接头3的预定角度可以根据方向盘的位置而具有不同的角度，其中，所述方向盘是按照驾驶员的方便来操控的。所述万向接头3的预定角度越大，所述转向扭矩的变化也越大。例如，当驾驶员将方向盘旋转一次(例如，360度)时，根据所述万向接头3和所述轴5所形成的角度而感测到的转向扭矩包括由所述万向接头3和所述轴5之间的角度所形成的变化元素(variation element)连同根据驾驶员的转向操作的转向扭矩元素(steering torque element)。也就是说，所述变化元素的最大值和最小值之间的差值是根据所述万向接头3和所述轴5所形成的角度的增加而增加。在这种情况下，所述变化元素具有180度的周期。不管所述万向接头3和所述轴5所形成的角度如何，周期一直被保持。在类似正弦或余弦的波形中的转向角为180度的区间内可以提取上述变化元素。因此，存在的问题是在于，不能线性地产生用于提供辅助转向扭矩的驾驶员转向扭矩感测值。
在使用所述万向接头3的任何转向控制装置中产生的问题与图1所示的R-EPS类型的转向控制装置10中产生的问题是一样的。
在下文中，将详细说明本发明的辅助转向装置，所述辅助转向控制装置可以解决在使用万向接头3的任何转向控制装置以及图1所示的R-EPS型转向控制装置10中产生的问题。
图3为示出根据本发明示例性实施例的辅助转向控制装置的结构的示意图。
参见图3所示，根据本发明一示例性实施例的一种辅助转向控制装置包括：一感测单元310，所述感测单元310用于感测一转向角、一小齿轮角和一转向扭矩中的至少一个；一变化量计算单元320，所述变化量计算单元320用于计算作为所述转向角的变化的转向角变化量、作为小齿轮角的变化的小齿轮角变化量和作为转向扭矩的变化的转向扭矩变化量中的至少一个；一第一载波计算单元330，所述第一载波计算单元330用于计算一作为转向扭矩变化量的第一载波，所述第一载波为用于转向角变化量的转向扭矩变化量或用于小齿轮角变化量的转向扭矩变化量；以及一补偿单元340，所述补偿单元340用于计算转向扭矩最大值和转向扭矩最小值，其中，所述转向扭矩最大值和转向扭矩最小值是第一载波的符号发生变化所在点对应的转向扭矩，所在点是通过判断所述第一载波的符号而确定的，并且所述补偿单元340用于基于所述转向扭矩最大值和所述转向扭矩最小值之间的差值和所在点，以补偿转向扭矩。
所述辅助转向控制装置300可以包括：一感测单元310，所述感测单元310被配置为根据转向角的变化而感测转向角和转向扭矩；一变化量计算单元320，所述变化量计算单元320被配置为计算作为在预定转向角区间中的转向角的变化的转向角变化量和作为转向扭矩的变化的转向扭矩变化量；一第一载波计算单元330，所述第一载波计算单元330被配置为使用用于转向角变化量的转向扭矩变化量和预定的参考三角函数波形以计算第一载波；以及一补偿单元340，所述补偿单元340被配置为通过使用第一载波以计算用于补偿第一载波的补偿扭矩。
所述感测单元310可以根据要感测的值(例如，一转向角、一小齿轮角和一转向扭矩中的至少一个)而使用用于感测转向扭矩的传感器、用于感测转向角的传感器和用于感测小齿轮角的传感器中的至少一个，但是不限于此。也就是说，所述感测单元310可以基于另一个或其他值而不是待感测的值以计算要感测的值。基于另一值或其他值以计算转向扭矩、转向角或小齿轮角的详细描述不在本发明的要点之中，因此可以被省略。
所述变化量计算单元320可以计算从所述感测单元310所感测的每一个转向角和小齿轮角的变化量以及从所述感测单元310所感测的转向扭矩的变化量中的至少一个。
所述转向角变化量、所述小齿轮角变化量和所述转向扭矩变化量分别是指在预定的相等微小时间(minute time)期间的每一个转向角、小齿轮角和转向扭矩。如上所述，所述转向角变化量、所述小齿轮角变化量和所述转向扭矩变化量可以指相同微小时间期间的变化量，但不限于此。也就是说，所述转向角变化量、所述小齿轮角变化量和所述转向扭矩变化量可以是指一转向角变化量、一小齿轮角变化量和一转向扭矩变化量，且不是微小时间而是一因素微小地变化。
或者，所述变化量计算单元320可以计算预定转向角区间中的转向角变化量和转向扭矩变化量。可以相互关联地计算所述转向角变化量和所述转向扭矩变化量。例如，转向角可以被设置为X轴，并且转向扭矩可以被设置为Y轴，从而相互关联地计算转向角变化量和转向扭矩变化量。
所述第一载波计算单元330可以将转向扭矩变化量除以转向角变化量，或者将转向扭矩变化量除以小齿轮角变化量，从而计算第一载波，所述第一载波是用于转向角变化量的转向扭矩变化量或者用于小齿轮角变化量的转向扭矩变化量。
或者，所述第一载波计算单元330可以通过转向扭矩对转向角进行求导(differentiate)以计算第一载波。也就是说，所述第一载波可以通过转向扭矩对转向角进行求导所产生的三角函数波形(例如，正弦函数或余弦函数)而被计算。可以在预定转向角区间中计算所述第一载波，并且可以将转向角区间设置为180度的N倍。此处，N是正整数。
同时，所述第一载波可以与一转向扭矩变化量元素相对应，所述转向扭矩变化量元素是在预定转向角区段中通过包含在转向驱动系统中的所述万向接头和所述轴的组合角度而产生的。因此，所述第一载波可以被计算为具有上述180度的周期的三角函数波形。
或者，所述第一载波计算单元330可以使用预定参考三角函数波形以计算第一载波的相位。例如，在通过使用转向角变化量和转向扭矩变化量而计算出的第一载波与配置为正弦波形的参考三角函数之间产生相位差。因此，需要确定(identify)一相位，以将所述第一载波归一化(normalize)为正弦波形。具体地，所述第一载波计算单元330可以通过确定预定参考三角函数波形和第一载波的恒等式(identity)以计算参考三角函数波形的X轴偏移值，并且可以将所述偏移值确定(determine)为第一载波的相位。因此，所述第一载波可以被归一化为三角函数波形。
由于从所述变化量计算单元320计算出的转向角变化量、小齿轮角变化量和转向扭矩变化量分别是指在微小时间期间的转向角、小齿轮角和转向扭矩，或者因素微小地变化。从所述第一载波计算单元330所计算的第一载波可以与一值相对应，该值是通过图2所示的波形函数(例如，x轴：转向角或小齿轮角，y轴：转向扭矩)对x进行求导而产生。
例如，在图2所示的波形中，根据转向驱动系统的结构组合角度的元素类似于一正弦波形和一余弦波形，其分别是三角函数的一种类型。所述第一载波的相位可以超前(precede)图2所示的波形45度。45度可以是基于图2所示的波形特性(例如，从产生一次转向扭矩的相同特性的时刻至再一次重复转向扭矩的相同特性的时刻的一转向角或一小齿轮角为180度)的一个值。
因此，与图2所示的波形的波峰(ridge)相对应的转向扭矩最大值为所述第一载波的符号从正(+)变为负(-)所在点所对应的转向扭矩。与图2所示的波形的波谷(valley)相对应的转向扭矩最小值为第一载波的符号从负(-)变为正(+)所在另一点所对应的转向扭矩。
所述补偿单元340可以基于上述特性通过对常规转向控制装置10施加作为三角函数波形的补偿值以计算补偿扭矩。此处，三角函数波形具有最大值和最小值，所述最大值为转向扭矩最大值和在第一载波的符号从负(-)变为正(+)的另一点对应的转向扭矩最小值之间的差值的一半值，所述最小值为在第一载波的符号从正(+)变为负(-)的点对应的一负半值。因此，根据示例性实施例的辅助转向控制装置可以解决由图2所示的万向接头所引起的问题。
图4，示出用于描述根据示例性实施例的辅助转向控制装置的运作的示例。图5，示出用于描述根据示例性实施例的第一载波计算单元的运作的示例。图6，示出用于描述根据示例性实施例的补偿单元的运作的示例。
参见图4至图6，根据示例性实施例的辅助转向控制装置可以通过感测单元并使用一传感器来感测一转向扭矩和一转向角(步骤S400)。可以使用感测转向扭矩和转向角的传感器来感测所述转向扭矩和所述转向角，但是也可以使用感测与转向扭矩和转向角不同因素的传感器以及基于所感测的因素来感测所述转向扭矩和所述转向角。
当执行步骤S400时，根据示例性实施例的所述变化量计算单元计算在步骤S400中感测的转向扭矩和转向角的每一个变化量。例如，所述变化量计算单元可以计算在一预定微小时间之前和之后的转向扭矩的差值，以作为转向扭矩变化量，并且可以计算在所述微小时间之前和之后的转向角的差值，以作为转向角变化量。
在步骤S410中，描述了分别基于所述微小时间之前和之后的转向扭矩和转向角来计算转向扭矩变化量和转向角变化量，但是步骤410不限于此。也就是说，所述转向扭矩变化量可以被定义为与所述微小时间不同因素的微小变化之前和之后的转向扭矩的差值，并且所述转向角变化量可以被定义为所述因素的微小变化之前和之后的转向角的差值。
在步骤S410中，当计算所述转向角变化量和所述转向扭矩变化量时，所述第一载波计算单元可以将所述转向扭矩变化量除以所述转向角变化量，以计算第一载波，所述第一载波为用于转向角变化量的转向扭矩变换量或用于小齿轮角变化量的转向扭矩变化量(步骤S420)。
由于所述转向角变化量是指在微小时间前后的转向角变化，并且所述转向扭矩变化量是指在微小时间前后的转向扭矩变化，因此在步骤S420中计算出的第一载波可以指通过转向角(例如，x轴)的转向扭矩(例如，y轴)的波形函数对转向角(例如，x轴)进行求导而获得的值。这将结合参考图5进行详细描述。
图5示出了包括在常规转向控制装置补偿转向扭矩F1的情况下通过万向接头的硬件所产生的正弦波形的转向扭矩变化量元素的波形510以及基于所述波形510通过第一载波计算单元所计算的第一载波520。相对于所述波形510，通过所述第一载波计算单元所计算的第一载波520具有的特性为：去除转向扭矩F1且转向角的相位超前45度。另外，所述第一载波520的振幅可以是所述波形的振幅的两倍，但是由于根据示例性实施例的辅助转向控制装置不使用所述第一载波520的振幅，因此与振幅相关的元素与根据示例性实施例的辅助转向控制装置无关。
同时，例如，在执行步骤S420时，所述补偿单元确定第一载波的符号(步骤S430)。所述补偿单元可以基于所确定的第一载波的符号来计算转向扭矩的最大值和最小值(步骤S440)。另外，所述补偿单元可以基于所计算的转向扭矩的最大值和最小值以及所述第一载波的符号发生改变的所在点来补偿与包含在转向扭矩中的万向接头的变化相对应的扭矩元素(步骤S450)。
参见图6，所述波形510在点610处具有最大值613和在点620处具有最小值623，其中，在所述点610处，所述第一载波520的符号从正(+)变为负(-)，其中所述第一载波520是基于所述波形510而被计算，且所述波形510为用于转向角的转向扭矩波形；在所述点620处，所述第一载波520的符号从负(-)变为正(+)
所述补偿单元可以基于上述特性通过对转向控制装置施加作为三角函数波形的补偿值630来补偿包括在转向扭矩中的万向接头的变化。此处，三角函数波形具有一最大值和一最小值，其中，所述最大值为转向扭矩最大值613和在另一点620处的转向扭矩最小值623之间的差值2K1的一半值K1，所述最小值为在点610处的一负半值-K1。补偿值C1(θ)可以通过以下等式1来表达。
等式1
C1(θ)＝-K1*Cos(2(θ-θ0,1))
此处，常数2是反映从产生一次转向扭矩的相同特性的时刻至下一次重复转向扭矩的相同特性时刻的转向角为180度的特性的值。θ0,1表示点610，在所述点610处，第一载波520的符号从正(+)变为负(-)。
通过等式1表示的补偿值C1(θ)630通过使用作为三角函数的余弦函数来表示，但不限于此，并且可以使用另一个三角函数来表示。
也就是说，根据示例性实施例的辅助转向控制装置可以通过在所述波形510中应用补偿值C1(θ)630来解决因万向接头的硬件操作所引起的问题，其中，所述补偿值作为转向控制装置的输出，所述万向接头的硬件操作反映至所述转向控制装置。此处，所述补偿值是指补偿扭矩。
也就是说，在转向装置中，常规转向控制装置补偿与包括在齿条力中的特定偏移F1相对应的扭矩，并且根据本发明的示例性实施例，辅助转向控制装置补偿与包括在转向扭矩中的正弦波形相对应的扭矩元素。因此，可以解决上述问题。
同时，作为另一示例，在计算一用于补偿转向扭矩的补偿扭矩时，为了计算作为三角函数波形的第一载波，可以使用与参考三角函数波形的相位差来计算第一载波的相位值。例如，可以通过确定预定参考三角函数波形和第一载波的恒等式来计算参考三角函数波形的X轴偏移值，并且可以将偏移值确定为第一载波的相位。因此，第一载波可以被导引为三角函数波形。
接下来，为了补偿第一载波与转向扭矩变化曲线图之间的相位差，根据一求导(或称微分,differentiation)的相位差可以被计算(例如，在上文中将其描述为45度的示例)。也就是说，根据通过对转向扭矩变化进行求导而获得的值，可以在第一载波与转向扭矩变化之间产生一定的相位差。因此，为了计算精确的补偿扭矩，需要精确地计算在特定转向角中要补偿的补偿扭矩。为此，补偿所述转向扭矩变化与所述第一载波之间的相位差。
另外，为了计算所述补偿扭矩，第一载波值为0的多个点被确定，并且通过使用与多个所确定的点中每一个相对应的转向扭矩值的差值来确定补偿扭矩值的大小。例如，可以确定上述点所对应的转向扭矩值，其中，在上述点中，所述第一载波值从正值变为负值，或从负值变为正值，并且可以计算相应的转向扭矩值之间的差值的一半值，以作为补偿扭矩大小。
在上文中，描述了根据示例性实施例的辅助转向控制装置，所述辅助转向控制装置使用作为因素的转向角和转向扭矩。然而，可替换地，根据示例性实施例的辅助转向控制装置可以使用作为因素的小齿轮角和转向扭矩来操作。
图7，示出用于描述根据示例性实施例的第一载波计算单元的运作的另一示例性实施例。
如图7所示，通常，在通过所述第一载波计算单元计算第一载波520时，由于转向扭矩变化量除以转向角变化量或者转向扭矩变化量除以小齿轮角度变化量，因此，第一载波520与包括在转向扭矩中的正弦波710元素的乘法运算值的符号(例如，正(+)和负(-))具有相同的权重。然而，在通过微控制单元(MCU)计算转向角变化量、小齿轮角变化量、转向扭矩变化量和第一载波中的至少一个时，当产生错误时，第一载波520可以超前包括在转向扭矩中的正弦波710一角度，该角度不为45度。
在这种情况下，当所述补偿单元基于第一载波520的符号发生变化的所在点以计算一补偿扭矩时，存在这样的问题：由于包括转向扭矩变化的补偿值大于由万向接头所引起的转向扭矩变化，因此，可能不正确地操作转向装置。
为了防止这种误操作，所述第一载波计算单元可以记录包括在转向扭矩中的正弦波710元素与第一载波520的乘法运算值的符号，并且可以将所述第一载波平行移至转向角轴或小齿轮角轴，使得乘法运算值的符号具有相同的权重。也就是说，如上所述，可以通过计算所述转向扭矩变化和所述第一载波之间的相位差来计算补偿扭矩。
上述符号的权重可以指用于定期间隔的转向角或小齿轮角的符号的数量(number)。例如，当转向角或小齿轮角为15度的间隔并且乘法运算的符号被记录时，如图7所示，从0度到180度所记录的乘法运算值的符号可以是{0，正，正，0，负，负，0，正，正，0，负，负}。因此，正值的数量为四，负值的数量为四，因此符号的权重相同。
包括在齿条力中的正弦波710可以为一值，该值是通过从齿条力去除偏移值而获得的。
同时，下面描述使用所述第一载波计算所述补偿扭矩的另一示例性实施例。
图8，示出根据另一示例性实施例的辅助转向控制装置的结构。
参照图8，根据另一示例性实施例的辅助转向控制装置800可以包括：一感测单元810，所述感测单元810被配置为感测转向角和小齿轮角以及转向扭矩中的至少一个；一载波计算单元820，所述载波计算单元820被配置为计算一第二载波和一第三载波，其中，在第二载波中，在一预定转向角区间中根据转向驱动系统组合结构的转向扭矩变化量元素反映具有作为变量的转向角或小齿轮角的参考三角函数波形，所述第三载波是通过将第二载波均衡至一用于转向角或小齿轮角的转向扭矩波形的相位而产生的；以及一补偿单元830，所述补偿单元830被配置为计算转向扭矩最大值和转向扭矩最小值，其中所述转向扭矩最大值为第三载波为最大值的所在点所对应的转向扭矩，转向扭矩最小值为第三载波为最小值的所在点所对应的转向扭矩，并且所述补偿单元830基于所计算的转向扭矩最大值和转向扭矩最小值之间的差值和所述第三载波来补偿扭矩。
所述感测单元810可以根据要感测的值(例如，一转向角、一小齿轮角和一转向扭矩)而使用用于感测转向扭矩的传感器、用于感测转向角的传感器和用于感测小齿轮角的传感器中的至少一个，但是不限于此。也就是说，所述感测单元810可以基于另一个或其他值而不是要感测的值来计算上述值。
所述载波计算单元820可以计算第二载波，其中，在所述第二载波中，从产生一次相同特性的时刻至下一次重复相同特性的时刻的转向角或小齿轮角反映具有转向角或小齿轮角作为变量且振幅为1的参考三角函数波形。接着，所述载波计算单元820可以通过将第二载波平行移至转向角轴或小齿轮角轴而使所述第二载波与包括在转向扭矩中的正弦波的乘法运算值的所有符号中的每一个变为正，以计算第三载波。
如上所述，所述载波计算单元820可以通过将第二载波均衡至用于转向角或小齿轮角的转向扭矩波形的相位来计算第三载波，但不限于此，并且可以应用任何其它方法。
所述补偿单元830可以通过对转向控制装置10施加补偿值来施加补偿扭矩。此处，通过计算转向扭矩最大值和转向扭矩最小值，并将所计算的转向扭矩最大值和转向扭矩最小值之间的差值的一半值乘以第三载波，以及将乘法运算所获得的值进行反转，从而获得补偿值，其中，所述转向扭矩最大值是所计算的第三载波为最大值的所在点所对应的转向扭矩，所述转向扭矩最小值是所计算的第三载波为最小值的所在点所对应的转向扭矩。
因此，根据另一示例性实施例的辅助转向控制装置可以解决由图2所示的万向接头所引起的问题。
图9，示出用于描述根据另一示例性实施例的辅助转向控制装置的运作的示例。图10，示出用于描述根据另一示例性实施例的载波计算单元和补偿单元的运作的示例。图11，示出用于描述根据另一示例性实施例的第三载波计算单元的运作的另一示例。
参见图9至图11，根据另一示例性实施例的所述辅助转向控制装置的所述感测单元可以感测一转向扭矩和一转向角(步骤S900)。可以使用感测转向扭矩和转向角的传感器来感测所述转向扭矩和所述转向角，但是也可以使用与感测与转向扭矩和转向角不同因素的传感器以及使用所感测因素来感测所述转向扭矩和所述转向角。
当执行步骤S900时，所述载波计算单元可以使用等式2来计算一第二载波(Carri2(θ))1010，其中，在所述第二载波中，从产生一次转向扭矩的相同特性的时刻至下一次重复转向扭矩的相同特性的时刻的转向角或小齿轮角(例如为180度)反映具有作为变量的转向角或小齿轮角的参考三角函数波形(步骤S910)。
等式2
Carri2(θ)＝Cos(2θ)
此处，常数2是反映从产生一次转向扭矩的相同特性的时刻至下一次重复转向扭矩的相同特性时的转向角或小齿轮角为180度的值。
通过等式2表示的第二载波(Carri2(θ))1010通过使用作为三角函数的余弦函数来表示，但不限于此，并且可以使用另一个三角函数来表示。
所述载波计算单元可以通过将在步骤S910中所计算的第二载波1010均衡为用于转向角或小齿轮角的转向扭矩波形的相位来计算第三载波1020(步骤S920)。
例如，所述载波计算单元可以通过记录第二载波1010与包括在转向扭矩的正弦波形1110的乘法运算值的符号以及将所述第二载波1010平行移至转向角轴或小齿轮角轴而使所有所记录的符号中的每一个变为正，以计算被均衡为转向角或小齿轮角的转向扭矩波形的相位的第三载波1020。
通过所述第三载波计算单元将第二载波1010平行移至转向角(θ0,2)或小齿轮角(θ0,2)而获得的第三载波(Carri3(θ))可以通过等式3来表示。
等式3
Carri3(θ)＝Carri2(θ-θ0,2)＝Cos(2(θ-θ0,2))
当通过执行步骤S920以计算第三载波1020时，所述补偿单元可以计算一转向扭矩最大值1033和一转向扭矩最小值1043(步骤S930)，其中所述转向扭矩最大值1033为所述第三载波1020为最大值的所在点1030所对应的转向扭矩，所述转向扭矩最小值1043为所述第三载波1020为最小值的所在点1040所对应的转向扭矩。
当执行步骤S930时，所述补偿单元可以基于转向扭矩最大值1033和转向扭矩最小值1043之间的差值以及第三载波1020来计算补偿扭矩(步骤S940)，并且可以通过将所述补偿扭矩输入至转向控制装置中，以补偿由一万向接头所引起的扭矩变化现象(步骤S950)。
例如，所述补偿单元可以通过将补偿扭矩1050输入至转向控制装置来应用补偿扭矩。此处，所述补偿扭矩是通过将转向扭矩最大值1033和转向扭矩最小值1043之间的差值(2K2)的一半值(K2)乘以第三载波1020并将乘法运算获得的值反转而获得的。
从所述补偿单元输入至所述转向控制装置的补偿扭矩(C2(θ))1050可以通过等式4来计算。
等式4
C2(θ)＝-K2*Carri3(θ)＝-K2*Carri2((θ-θ0,2))＝-K2*Cos(2(θ-θ0,2))
同时，在每个预定周期执行上述用于计算补偿扭矩和第一载波的操作。可以在用于计算补偿扭矩和第一载波的操作之间使用在先前操作中所产生的输出。或者，可以在产生特定事件时执行用于计算补偿扭矩和第一载波的操作。例如，当驾驶员控制方向盘的倾斜时，可以确定产生了上述特定事件。因此，可以计算补偿扭矩或第一载波以代替先前的值。这是由于通过倾斜操作可以改变所述轴和所述万向接头之间的组合角度，因此需要重新计算补偿扭矩。此外，可以预先存储事件的情况(例如，事故发生、恶化等)，在该情况下，所述轴和所述万向接头发生变化，并且当产生预先存储的事件时，可以计算上述补偿扭矩或第一载波。
如上所述，根据另一示例性实施例的辅助转向控制装置可以通过将所计算的补偿扭矩(C2(θ))1050应用于所述转向控制装置以补偿转向扭矩，从而解决由图2所示的万向接头的硬件操作所引起的转向扭矩变化的问题。
图12A和图12B，示出用于描述辅助转向控制装置的效果的示例。
如图12A和12B所示，由一万向接头的硬件操作所引起的转向扭矩发生变化(如图12A所示)的问题可以通过根据使用图3至图7描述的一示例性实施例的辅助转向装置以及根据使用图8至图11描述的另一示例性实施例的辅助转向装置以应用(apply)一补偿扭矩而被解决。因此，可以输出转向扭矩，如图12B所示。此外，如图12B所示的转向扭矩可以由常规转向控制装置来补偿。
上述说明和附图仅为了说明本发明的目的而提供了本发明的技术思想示例。本发明所涉及的领域的技术人员在不脱离本发明的基本特征的情况下能够理解不同形式的修改和变化，诸如组合、分离、替换及配置变化。因此，本发明所公开的实施例旨在说明本发明的技术思想的范围，并且本发明的范围不限于该实施例。本发明的范围要根据附属的权利要求，例如所有的技术想法包括等同于本发明的权利要求范围，来进行解释。

Claims (10)

1.一种辅助转向控制装置，其特征在于，包括：
一感测单元，所述感测单元用于感测一转向角和一根据所述转向角的变化所感测的转向扭矩；
一变化量计算单元，所述变化量计算单元用于计算一转向角变化量和一转向扭矩变化量，所述转向角变化量为在一预定转向角区间内的转向角的变化，所述转向扭矩变化量为所述转向扭矩的变化；
一第一载波计算单元，所述第一载波计算单元用于通过使用用于所述转向角变化量的转向扭矩变化量和一预定参考三角函数波形来计算一第一载波；以及
一补偿单元，所述补偿单元用于通过使用所述第一载波以计算一用于偏移所述第一载波的补偿扭矩。
2.根据权利要求1所述的辅助转向控制装置，其特征在于，所述第一载波为一在预定转向角区间内所述转向扭矩变化量对转向角的微分值，并被计算为三角函数波形。
3.根据权利要求1所述的辅助转向控制装置，其特征在于，所述第一载波计算单元通过使用预定参考三角函数波形来计算所述第一载波的相位。
4.根据权利要求3所述的辅助转向控制装置，其特征在于，所述第一载波计算单元通过确定所述预定参考三角函数波形和所述第一载波来计算所述预定参考三角函数波形的X轴偏移值，并且将所述偏移值确定为所述第一载波的相位。
5.根据权利要求1所述的辅助转向控制装置，其特征在于，所述补偿单元使用一转向扭矩最大值和一转向扭矩最小值，并且通过将所述转向扭矩最大值和所述转向扭矩最小值之间的差值来计算补偿扭矩，其中所述转向扭矩最大值与所述第一载波的值从一正值(+)变为一负值(-)时所在的点相对应，所述转向扭矩最小值与所述第一载波的值从一负值(-)变为一正值(+)时所在的点相对应。
6.根据权利要求1所述的辅助转向控制装置，其特征在于，所述补偿单元补偿所述第一载波的相位与所述转向扭矩变化量之间的相位差，其中所述相位差是根据所述第一载波的计算并通过转向扭矩变化量的微分而产生的，以计算补偿扭矩。
7.根据权利要求1所述的辅助转向控制装置，其特征在于，所述补偿扭矩使用与所述第一载波的值变为零的多个点对应的转向扭矩值的差值来确定所述补偿扭矩大小。
8.根据权利要求1所述的辅助转向控制装置，其特征在于，所述预定转向角区间被设为180度的N倍，其中N为一正整数。
9.根据权利要求8所述的辅助转向控制装置，其特征在于，根据预定周期或组合角度的变化产生事件来计算所述补偿扭矩。
10.根据权利要求8所述的辅助转向控制装置，其特征在于，所述补偿转矩为一用于抵消由万向节和轴的组合角度所产生的转向扭矩变化量的值。
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