CN107021133B - 转向控制装置及转向控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明根据一实施例提供一种转向控制装置，包含：一检测单元，配置以检测被定位在一前轮中的一主动齿轮的角度、一柱转矩及一电动机电流；一频率推算单元，配置以基于所述主动齿轮的角度、所述柱转矩或所述电动机电流中的至少一个来推算通过交通工具行驶在道路而产生的一道路表面频率；一齿条力推算单元，配置以基于所述主动齿轮的角度、所述柱转矩或所述电动机电流中的至少一个来推算一齿条力；及一控制单元，配置以基于所述道路表面频率来提取被包含在所述齿条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齿条力而控制一转向装置。

Description

转向控制装置及转向控制方法
相关申请文件参考
本申请是根据2015年10月06日提交的韩国申请案第10-2015-0140359号所主张的优先权，在此被用于作为本文说明的参考。
技术领域
本发明的实施方式涉及一种转向控制技术。
背景技术
所述转向控制装置的目的是允许一驾驶通过转动多个前轮沿着一预期方向驱动一交通工具。
这样的一转向控制装置使用一EPS作为用于辅助需要转动所述前轮的力的方式。
需要旋转所述前轮的力由轮胎中产生的一校准转矩而形成，且所述校准转矩可被转换成所述齿条力，所述齿条力是所述转向装置的一外力。
因此，所述转向控制装置计算所述校准转矩或齿条力，以及用于相同的补偿，以便从而辅助旋转所述前轮所需的力。
然而，一种典型的转向控制装置不能对于所述交通工具行驶在所述道路表面的力的分量进行补偿，例如一柱弹簧或所述方向盘的惯性引起的阻尼。
发明内容
在这样的背景下，本发明的实施例的目的，根据一实施方式是提供一种转向控制装置，可提供一种驾驶具有一种通过交通工具在道路表面行驶的方式的感觉。
在一实施方式中，本发明提供一种转向控制装置，包含：一检测单元，被配置用以检测一主动齿轮的一角度、一柱转矩及一电动机电流，其中所述主动齿轮被定位在一前轮中；一频率推算单元，被配置用以基于所述主动齿轮的角度、所述柱转矩或所述电动机电流中的至少一个来推算一道路表面频率，所述道路表面频率是通过一交通工具行驶在一道路而产生；一齿条力推算单元，被配置用以基于所述主动齿轮的角度、所述柱转矩或所述电动机电流中的至少一个来推算一齿条力；及一控制单元，被配置用以基于所述道路表面频率来提取被包含在所述齿条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齿条力而控制一转向装置。
在另一实施方式中，本发明提供一种转向控制方法，包含步骤：检测一主动齿轮的一角度、一柱转矩及一电动机电流，其中所述主动齿轮被定位在一前轮中；基于所述主动齿轮的角度、所述柱转矩或所述电动机电流中的至少一个来推算一道路表面频率，所述道路表面频率是通过一交通工具行驶在一道路而产生；基于所述主动齿轮的角度、所述柱转矩或所述电动机电流中的至少一个来推算一齿条力；及基于包含所述道路表面频率的所述齿条力而控制一转向装置。
如上所述，本发明实施例可提供一种转向控制技术，其可提供一种驾驶具有一种通过交通工具在道路表面行驶的方式的感觉。
附图说明
上述内容及本发明的其他目的、特征及优点将更清楚的结合附图进行以下详细的描述，其中：
图1是根据一实施例说明一转向控制装置的一示意图。
图2是根据一实施例说明一频率推算单元的一示意图。
图3是根据一实施例说明用于一齿条力推算单元一示例的一示意图。
图4是根据一实施例说明用于一齿条力推算单元另一示例的一示意图。
图5是根据一实施例说明用于一齿条力推算单元的操作的一示例的一示意图。
图6A及6B是根据一实施例说明用于一控制单元的操作的一示例的示意图。
图7A、7B及7C是根据另一实施例说明用于一控制单元的操作的一示例的示意图。
图8是根据一实施例说明一转向控制方法的一流程图。
具体实施方式
以下的实施例将参照附图进行详细的描述。每个附图添加标号作为部件，相同的部件将使用相同的标号，如果可以的话，尽量在不同的附图中显示。另外，在本发明以下的说明中，并入本文中的已知功能及配置的详细描述，当可能使本发明的主题不清楚是被省略。
在下文中，本发明的示例性实施例将参照附图详细说明。在本发明的组件描述中，可使用的用语如“第一(first)”、“第二(second)”、“A”、“B”、“a”、“b”等。应当指出的是，若说明书描述的是一个组件“连接(connected)”、“耦合(coupled)”或“接合(joined)”至另一组件，虽然所述第一组件可之间“连接(connected)”、“耦合(coupled)”或“接合(joined)”至第二组件，一第三组件也可“连接(connected)”、“耦合(coupled)”或“接合(joined)”在第一及第二组件之间。
图1是根据一实施例说明一转向控制装置的一示意图。
参照图1所示，根据一实施例的所示转向控制装置100可包含：一检测单元110，用于检测一主动齿轮的一角度、一柱转矩及一电动机电流，其中所述主动齿轮被定位在一前轮中；一频率推算单元120，用以基于所述主动齿轮的角度、所述柱转矩或所述电动机电流中的至少一个来推算一道路表面频率，所述道路表面频率是通过一交通工具行驶在一道路而产生；一齿条力推算单元130，用以基于所述主动齿轮的角度、所述柱转矩或所述电动机电流中的至少一个来推算一齿条力；及一控制单元140，用以基于所述道路表面频率来提取被包含在所述齿条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齿条力而控制一转向装置。
根据一实施例的所述转向控制装置100的所述检测单元110可检测在多个所述主动齿轮中的一个上的一特定标记，由此检测所述主动齿轮的角度。另外，所述检测单元110可感测一扭力杆的一倾斜，由此检测一柱转矩，以及可感测通过一电动机电流所产生的一电压，由此检测所述电动机电流。
在上述说明的实施例仅为一示例，本发明并不局限于此。即，所述检测单元110通过使用一特定传感装置或一特定方法检测所述主动齿轮的角度、所述柱转矩，或所述电动机电流。
根据一实施例，所述转向控制装置100的所述频率推算单元120可推算一道路表面频率，基于由所述检测单元110检测的所述主动齿轮的角度、所述柱转矩，或所述电动机电流的至少一个来推算所述道路表面频率，所述道路表面频率是通过所述交通工具行驶在一道路而产生。所述道路表面频率可以是一主频率。
例如，当所述交通工具在未铺装道路上行驶时，所述交通工具可能会因为所述未铺装道路(以下的道路表面信息)而面临摆动。有一些所述道路表面信息会被传送至所述主动齿轮、所述柱及所述电动机，使得所述检测单元110可检测包含所述道路表面信息的所述主动齿轮的角度、包含所述道路表面信息的所述柱转矩及包含所述道路表面信息的所述电动机电流。
如上述的情况，所述频率推算单元120可施加包含所述道路表面信息的所述主动齿轮的角度、包含所述道路表面信息的所述柱转矩及包含所述道路表面信息的所述电动机电流的至少一个至一低通滤波器(LFP)，由此选择通过所述道路表面信息的主动齿轮的角度、通过所述道路表面信息的所述柱转矩，或通过所述道路表面信息的所述电动机电流的至少一个。也就是说，所述低通滤波器可限制其他信息的所述主动齿轮的一角度、一柱转矩及一电动机电流，而不是基于一截止频率通过所述道路表面信息的主动齿轮的角度、通过所述道路表面信息的所述柱转矩，或通过所述道路表面信息的所述电动机电流。
上述的低通滤波器的所述截止频率可为一道路表面频率的一近似值，其可通过实验预先计算。
之后，通过使用一有源陷波滤波器，所述频率推算单元120可在实时推算一道路表面频率，其相对于已经被选择的通过所述道路表面信息的主动齿轮的角度、通过所述道路表面信息的所述柱转矩，或通过所述道路表面信息的所述电动机电流的至少一个。
同时，所述频率推算单元120可通过使用包含所述道路表面信息的所述柱转矩来推算一道路表面频率。例如，所述频率推算单元120可推算所述道路表面频率，所述道路表面频率是通过使用所述柱转矩依时间的一改变信息而推算所述道路表面频率。更具体地，所述频率推算单元120可识别根据驾驶的方向盘操作的一改变，及根据通过使用所述柱转矩依时间的一改变信息的所述道路表面信息的传送的一改变。例如，根据所述驾驶的方向盘操作的所述柱转矩的所述改变可被计算为小于10赫兹(Hz)，以及根据所述道路表面信息的传送的所述柱转矩的所述改变被计算为20赫兹至30赫兹而超过10盒子。由于这样的事实，根据所述驾驶的方向盘操作的改变速度或周期小于根据所述道路表面的振动的所述柱转矩的改变。
因此，所述频率推算单元120可删除一频率分量，所述频率分量是利用使用上述低通滤波器(LFP)通过所述驾驶的方向盘操作而产生，由此推算所述道路表面频率。
根据一实施例的所述转向控制装置100的所述齿条力推算单元130可基于所述主动齿轮的所述角度、所述柱转矩，或所述电动机电流的至少一个的建模分析推算从所述交通工具的车轮施加的一齿条力，所述齿条力可通过所述检测单元110进行检测。
例如，所述齿条力推算单元130可以：基于通过所述检测单元110检测的所述电动机电流而计算的一电动机转矩；通过减去所述主动齿轮的推算角度而计算所述主动齿轮的一角度推算误差，所述计算是通过所述齿条力推算单元130从由所述检测单元110检测的所述主动齿轮的所述角度来推算；及基于所述柱转矩、所述电动机电流及所述主动齿轮的角度推算误差的所述建模分析推算所述齿条力、所述主动齿轮的推算角度及所述主动齿轮的推算角速度的至少一个。
所述转向控制装置的所述建模分析是基于所述主动齿轮而进行。根据所述第一建模分析，相对于不包含所述主动齿轮的所述转向操作装置的一部分而进行，当一驱动转矩被输入至所述转向操作装置，一阻尼可能存在于所述转向操作装置中，且吸收及抑制所述转向操作装置的惯性及振动，而且力可存在，取决于所述转向操作装置及通过连接至所述转向操作装置的一轴的扭力杆的方式的主动齿轮之间的角度差。即，所述第一关系式可通过基于上述关系的所述第一建模分析的方式而获得。
同样的，所述转向控制装置的建模分析基于所述主动齿轮被进行。根据第二建模分析，相对于包含所述主动齿轮的所述电动机被进行，一阻尼可能存在，吸收及抑制所述电动机操作之间的振动而作为一电动机转矩，且一皮带连接至一滚珠螺母(ball screwnut)，且所述滚珠螺母的惯性及所述滚珠螺母的一阻尼可能存在。此外，所述电动机及皮带之间的传动比，所述皮带机所述滚珠螺母之间的传动比机所述齿条杆及所述主动齿条之间的传动比可被应用于其中的每一个。即，所述第二关系式可通过基于上述关系的所述第二建模分析的方式而获得。
所述齿条力推算单元130可通过使用基于由上述转向控制装置的建模分析的方式的所述第一关系式及所述第二关系式计算的状态等式推算所述第二齿条力、所述主动齿轮的推算角度，或所述主动齿轮的推算角速度的至少一个。也就是说，所述齿条力可通过应用所述建模分析推算一值。
根据一实施例的所述转向控制装置100的所述控制单元140可基于所述道路表面频率提取包含在由所述齿条力推算单元130推算的所述齿条力中的一道路表面信息，所述道路表面信息通过所述频率推算单元120而推算，以及可基于所述道路表面信息及所述齿条力控制所述转向装置。
例如，所述频率推算单元120可通过使用一带通滤波器提取包含在所述齿条力中的所述道路表面信息，所述带通滤波器具有包含所述道路表面频率的一频率范围。
当所述转向装置仅基于所述推算齿条力而被控制，行驶在道路上的一些所述道路表面信息通过柱弹簧或所述方向盘的惯性被删除，使得驾驶在道路上行驶时可部分具有一非期望的感觉取代具有一期望的感觉。所期望的感觉是指关于20赫兹至30赫兹的一特定频率范围的所述道路表面信息的一感觉。
相反地，当所述转向装置基于所述道路表面信息及所述齿条力通过所述控制单元140而被控制，所述驾驶通过所述道路表面信息而具有一期望的感觉，而不用去感觉一非期望的感觉。即，所述控制单元140的目的是通过所述柱弹簧或所述方向盘的惯性补偿被删除的一些所述道路表面信息，由此控制所述转向装置。
例如，若通过所述频率推算单元120推算的所述道路表面频率属于20赫兹至30赫兹的所述频率范围，所述控制单元140可控制所述转向装置，以便反映所述提取的道路表面信息，由此通过所述道路表面信息的方式提供所述运动给所述转向操作装置。
相反地，若通过所述频率推算单元120推算的所述道路表面频率不属于20赫兹至30赫兹的所述频率范围，所述控制单元140可控制所述转向装置，以便不反映所述提取的道路表面信息，由此通过所述道路表面信息部分提供的方式删除所述运动给所述转向操作装置。
图2是根据一实施例说明一频率推算单元的一示意图。
如图2所示，根据一实施例的所述频率推算单元可施加通过所述检测单元检测的一柱转矩至所述低通滤波器220，由此仅输出所述道路表面信息。
为此，一低通滤波器220的一边界频率可被设置为限制频率(如：由用户输入的频率)通过实验在所述道路表面频率以外，使得所述低通滤波器220可输出所述柱转矩的道路表面信息。
此后，所述有源陷波滤波器230可接收所述柱转矩的所述道路表面信息，从所述低通滤波器220输出，由此推算在实时的所述道路表面频率。
所述有源陷波滤波器230可根据以下的等式1操作。
等式1
其中，ω(t)为一推算频率，ζ及γ大于0且为可控变量，以抵消在推算速度及噪音敏感性之间的冲突。z(t)为一变量，被定义作为其中k是指操作作为一推算频率的三角波的波峰，及'是指微分，另外，[z(t) z′(t) ω(t)]T可被定义作为在初始状态。及ω0分别为k及ω(t)的状态值。
尽管图2的描述为所述实施例，其中所述频率推算单元推算具有一柱转矩的输入的一频率，但本发明并不局限于此，且所述频率推算单元可推算具有在所述检测单元检测的其他因子的一频率。
图3是根据一实施例说明用于一齿条力推算单元一示例的一示意图。
参照图3所示，所述齿条力推算单元通过基于与所述操作装置310的所述部分(M1)相对且不包括所述主动齿轮330的所述第一建模分析及与所述电动机360的所述部分(M2)相对且包含所述主动齿轮330的所述第二建模分析，而计算的所述状态等式来推算所述齿条力、所述主动齿条330的推算角度，或所述主动齿轮330的推算角速度。
在不包含所述主动齿轮330的所述转向操作装置310的所述部分(M1)的建模分析中，所述转向操作装置310可具有根据所述驱动转矩(Td)的运动(S1)的旋转角(θc)、惯性(Jc)及阻尼(Bc)，及通过一扭力杆的方式的一常数(Kc)，且一冲击吸收装置320可存在于所述转向操作装置310及所述主动齿轮330之间。
所述第一关系式显示所述旋转角(θc)、惯性(Jc)、阻尼(Bc)及常数(Kc)的关系，其中如上所述，可表示作为以下的等式2。
等式2
Jc*θc″＝-Kc*(θc–θp)-Bc*θc'+Td
其中，θp表示所述主动齿轮330的所述角度。θc'是指所述旋转角速度，是依时间对θc的所述一次微分，及θc″是指所述旋转角加速度，是依时间对θc的所述二次微分。
另外，根据包含有所述主动齿轮330的所述电动机360的所述部分(M2)的建模分析，所述电动机330可具有根据通过所述电动机360的所述电动机转矩(Tm)的所述运动(S2)的所述旋转角度(θm)、惯性(Jm)及阻尼(Bm)，且具有通过一皮带连接所述电动机360及滚珠螺旋齿轮350及355的方式的运动(S3-1及S3-2)的滚珠螺旋齿轮350及355可具有所述旋转角(θbs)、惯性(Jbs)及阻尼(Bbs)。
通过所述皮带连接的所述电动机360及所述滚珠螺旋齿轮355可具有一齿轮比(Gb)，而且彼此互相啮合的所述滚珠螺旋齿轮350及所述齿条杆340可具有一齿轮比(Gbs)。彼此互相啮合的所述齿条杆340及所述主动齿轮330具有一齿轮比(Gp)。此外，所述齿条杆340具有所述阻尼(Br)。
所述第二关系式显示上述的变量的关系，可表示为以下的等式3。
等式3
(Jm+Jbs)*θp″＝Kc*(θc–θp)–(Bm+Bbs)*θp'-Gp*Fr+(Gb*Gp/Gbs)*Tm
其中，θp'表示所述主动齿轮的旋转角速度，是依时间对θp的一次微分，以及θp″表示所述主动齿轮的选择角加速度，是依照时间对θp的二次微分。
特定对象的惯性(Jpeq)及阻尼(Bpeq)等效于所述电动机360的所述部分(M2)，其包含所述电动机360，所述滚珠螺旋齿轮350及355及所述主动齿轮330可表示为以下的等式4。
等式4
Jpeg＝Jm+Jbs,Bpeq＝Bm+Bbs
等式5可通过将等式4应用于等式3而获得。
等式5
Jpeq*θp″＝Kc*(θc–θp)-Bpeq*θp'-Gp*Fr+(Gb*Gp/Gbs)*Tm
等式6是一状态等式，具有所述齿条力、所述主动齿轮的选择角速度、所述主动齿轮的旋转角加速度及所述齿条力的一次微分的输出变量，其可基于通过不包含所述主动齿轮330的所述转向操作装置的所述部分(M1)的建模分析而计算的等式2，以及基于通过包含所述主动齿轮330的所述电动机360的所述部分(M2)的建模分析而计算的等式5而获得。等式6可通过转换相同的状态变量将包含的齿条力作为所述输出。
等式6
其中，Ts表示一柱转矩，通过扭力杆检测而得。
此外，通过输入所述柱转矩、所述电动机转矩及所述主动齿轮的角度而对于输出所述齿条力、所述主动齿轮的推算角度及所述推算角速度的推算量，同时施加一反馈结构，其用以补偿对于具有所述主动齿轮的推算角度的所述主动齿轮的角度。
等式7
其中：
L是被设计在误差上收敛的一值，及表示推算x，表示推算x'，及表示推算y。
参照图4所示，所述齿条力推算单元可通过施加至被施加而计算等式7的所述推算器410而推算所述齿条力、所述主动齿轮的推算角度，或所述主动齿轮的推算角速度的至少一个，所述电动机转矩基于：一电动机电流；所述主动齿轮的所述角度推算误差，其通过从所述主动齿轮的角度减去所述主动齿轮的推算角度而计算；及所述柱转矩而被计算。
根据一实施例的所述齿条力推算单元的操作基于图3及4已进行描述，将参照图5进行简单说明。
图5是根据一实施例说明用于一齿条力推算单元的操作的一示例的一示意图。
如图5所示，所述齿条力推算单元可基于通过所述检测单元检测的一电动机电流而计算一电动机转矩(S500)。
在一般情况下，所述电动机根据一输出电动机电流而产生一常数电动机电流。在操作S500中，所述电动机转矩可通过使用由所述检测单元检测的电动机电流及通过使用依赖于所述电动机的电动机电流的所述电动机转矩特性而计算，而且是通过实验而预先计算。
在操作S500中计算所述电动机转矩之后，所述齿条力推算单元可通过从所述检测单元检测所述主动齿轮的所述角度减去所述主动齿轮的推算角度而计算所述主动齿轮的所述角度的一推算误差(S510)。
例如，在所述操作(S510)中，所述齿条力推算单元可通过在前面的操作推算从所述检测单元检测的所述主动齿轮的所述角度减去所述主动齿轮的推算角度而计算所述主动齿轮的所述角度的推算误差。也就是说，所述齿条力推算单元可具有在操作S510中相对于所述主动齿轮的所述角度的一反馈结构。
当操作S510被执行，所述齿条力推算单元可基于所述柱转矩、所述电动机转矩及所述主动齿轮的所述角度的推算误差的建模分析计算所述齿条力、所述主动齿轮的所述角度，或所述主动齿轮的所述角速度的至少一个(S520)。
在操作S520中，所述齿条力、所述主动齿轮的所述角度，或所述主动齿轮的角速度的至少一个可通过使用应用有等式7的推算器进行推算。
图6A及6B是根据一实施例说明用于一控制单元的操作的一示例的示意图。
参照图6A及6B所示，根据所述实施例，若所述交通工具的所述齿条力如图6A所示被推算，所述控制单元可基于所述推算的齿条力施加如图6B所示的一辅助电流至一转向电动机，由此控制所述转向装置。即，正比于所述齿轮力的所述辅助电流被施加至所述转向电动机，由此对所述齿条力进行补偿，使得所述驾驶可容易地操作所述转向操作装置。
然而，如附图所示，根据一实施例的典型控制单元对于被包含在图6A所示的推算齿条力的道路表面信息不补偿。这可能由于所述阻尼是通过被定位在所述转向操作装置及所述齿条力之间的所述柱弹簧所产生，而且在所述转向操作装置中的惯性可能存在。
图7A、7B及7C是根据另一实施例说明用于一控制单元的操作的一示例的示意图。
参照图7A、7B及7C所示，所述齿条力推算单元可如图7A所示推算所述交通工具的所述齿条力，及所述控制单元可基于通过所述频率推算单元推算的所述道路表面频率而推算包含在如图7B所示的所述齿条力中的所述道路表面信息。
简单而言，所述控制单元可通过使用包含由所述频率推算单元推算的所述道路表面频率的一频率区域的一带通滤波器来推算如图7B所示的道路表面信息，其包含在所述推算齿条力(图7A)中。
此后，所述控制单元可基于包含在所述齿条力中的所述推算道路表面信息施加如图7C所示的一辅助电流至所述转向电动机，由此控制所述转向装置。即，正比于所述齿条力的所述辅助电流被施加至所述转向电动机，由此对所述齿条力进行补偿，使得所述驾驶可容易地操作所述转向装置。此外，所述辅助电流被施加至所述转向电动机可包含所述推算道路表面信息(图7B)，使得所述驾驶可具有一感觉，例如通过所述道路表面特征所引起的振动。
如图6A及6B以及图7A、7B及7C所示，20赫兹至30赫兹的一特定频率范围的道路表面信息的示例，且所述操作在其他的频率中可能不同。
在下文中，一转向控制方法将被简要地描述，其通过参照图1至7所描述的转向控制装置执行。
图8是根据一实施例说明一转向控制方法的一流程图。
参照图8所示，根据一实施例的所述转向控制方法可包含步骤：一检测操作S800，用以检测一主动齿轮的一角度、一柱转矩及一电动机电流，其中所述主动齿轮被定位在一前轮中；一频率推算操作S810，用以基于所述主动齿轮的角度、所述柱转矩或所述电动机电流中的至少一个来推算一道路表面频率，所述道路表面频率是通过一交通工具行驶在一道路而产生；一齿条力推算操作S820，用以基于所述主动齿轮的角度、所述柱转矩或所述电动机电流中的至少一个来推算一齿条力；及一控制操作S830，用以基于包含所述道路表面频率的所述齿条力而控制一转向装置。
根据一实施例在所述检测操作S800中，所述主动齿轮可通过检测在多个所述主动齿轮中的一个上的一特定标记而被检测。此外，在所述检测操作S800中，所述柱转矩可通过检测所述扭力杆的一倾斜而被检测，及所述电动机电流可通过检测由所述电动机电流所产生的电压而被检测。
上述实施例仅为一示例，本发明并不局限于此。也就是说，所述主动齿轮的角度、所述柱转矩，或所述电动机电流可通过使用一特定传感装置或通过使用一特定方法而被检测。
根据一实施例在所述转向控制方法的频率推算操作S810中，关于道路行驶的所述道路表面频率可基于所述主动齿轮的角度、所述柱转矩，或所述电动机电流的至少一个而被推算。所述道路表面频率可为一主频率。
例如，当交通工具行驶在未铺装道路上，所述交通工具可能面临由所述未铺装道路所造成的摆动(以下为道路表面信息)。一些道路表面信息可被传送至所述主动齿轮、所述柱及所述电动机，使得包含所述道路表面信息的所述主动齿轮的角度、一柱转矩及一电动机电流可在所述检测操作S800中被检测。
在上述情况下，在所述频率推算操作S810中，包含所述道路表面信息的所述主动齿轮的所述角度、所述柱转矩及所述电动机电流的至少一个可被施加至一低通滤波器(LFP)，由此通过所述道路表面信息的方式选择所述主动齿轮的所述角度、所述柱转矩，或所述电动机电流的至少一个。也就是说，所述低通滤波器可基于一截止频率限制通过所述道路表面信息的所述主动齿轮的所述角度、所述柱转矩，或所述电动机电流以外的所述主动齿轮的一角度、一柱转矩及一电动机电流。
上述低通滤波器的所述截止频率可为一近似值而非一实际值，是由实验而被计算。
此后，在所述频率推算操作S810中，所述道路表面频率可通过使用由所选择的道路表面信息的方式对应所述主动齿轮的所述角度、所述柱转矩，或所述电动机电流的至少一个的一有源陷波滤波器而被推算。
根据一实施例，在所述转向控制方法的齿条力推算操作S820中，从所述交通工具车轮被施加的一外力的所述齿条力可基于已在所述检测操作S800中被检测的所述主动齿轮的所述角度、所述柱转矩，或所述电动机电流的至少一个的所述建模分析而被推算。
例如，所述齿条力推算操作S820可包含：基于在所述检测操作S800中被检测的所述电动机电流而计算一电动机转矩；通过由所述检测操作S800中检测的主动齿轮的所述角度减去在所述齿条力推算操作S820中推算的所述主动齿轮的推算角度而计算所述主动齿轮的一角度推算误差；及基于所述柱转矩、所述电动机转矩及所述主动齿轮的角度推算误差的建模分析而推算所述齿条力、所述主动齿轮的推算角度，或所述主动齿轮的推算角速度的至少一个。
所述转向控制装置的建模分析基于所述主动齿轮而被执行。根据所述第一建模分析被执行相对于不包含所述主动齿轮的所述转向操作装置的部分，当一驱动转矩被输入至所述转向操作装置，一阻尼可能存在于吸收及抑制所述转向操作装置的惯性及振动的所述转向操作装置中，通过所述扭力杆连接于所述转向操作装置的所述轴的方式，取决于所述转向操作装置及所述主动齿轮之间的角度的差的一力可能存在。即，所述第一关系式可通过基于上述描述的关系的第一建模分析的方式而获得。
同样的，所述转向控制装置的所述建模分析是基于所述主动齿轮而被执行。根据所述第二建模分析被执行相对于包含所述主动齿轮的所述电动机，在操作为宜电动机转矩的所述电动机及连接至一滚珠螺母的一皮带之间吸收及抑制所述振动的一阻尼可能存在，以及所述滚珠螺母的所述惯性及所述滚珠螺母的一阻尼可能存在。此外，在所述电动机及所述皮带之间的传动比，所述皮带及所述滚珠螺母之间的传动比，及所述齿条杆及所述主动齿轮之间的传动比可被施加至其中的每一个。即，所述第二关系式可通过基于上述的关系的所述第二建模分析而获得。
在所述齿条力推算操作S820中，所述第二齿条力、所述主动齿轮的推算角度，或所述主动齿轮的推算角速度的至少一个，可通过使用基于由上述转向控制装置的建模分析的方式的所述第一关系式及第二关系式而计算的状态等式来推算。也就是说，所述齿条力可为通过应用所述建模分析而推算的一个值。
根据一实施例在所述转向控制方法的所述控制操作S830中，包含在所述齿条力推算操作S820中推算的所述齿条力中的所述道路表面信息是基于在所述频率推算操作S810中推算的所述道路表面频率。
当所述转向装置仅基于所述推算齿条力而被控制，行驶在道路上的一些所述道路表面信息可通过所述柱弹簧或方向盘的惯性被删除，使得所述驾驶可部分具有一非期望的感觉，而取代行驶在所述道路上具有的一期望的感觉。所述期望的感觉可表示为在20赫兹至30赫兹的一特定频率范围中的所述道路表面信息的一感觉。
相反地，根据一实施例，当所述转向装置基于所述道路表面信息及所述齿条力被控制在所述控制操作S830中时，所述驾驶可通过所述道路表面信息具有一期望的感觉，而不具有一未期望的感觉。即，所述控制操作S830可对于通过所述柱弹簧或所述方向盘的惯性而被删除的一些道路表面信息进行补偿，由此控制所述转向装置。
例如，若在所述频率推算操作S830中推算的所述道路表面频率属于20赫兹至30赫兹的所述频率范围，所述控制操作S830可控制所述转向装置，以便反映所述提取的道路表面信息，由此通过所述道路表面信息至所述转向操作装置的方式提供所述运动。
相反地，若在所述频率推算操作S810中推算的所述道路表面频率不属于20赫兹至30赫兹的所述频率范围，所述控制操作S830可控制所述转向装置，以便不反映所述提取的道路表面信息，由此通过所述道路表面信息部分被提供至所述转向操作装置的方式删除所述运动。
此外，所述转向控制方法可执行的操作可通过上述基于图1至7描述的转向控制装置来执行。
即使当构成本发明实施例的所有组件已在上述说明被组合成一个单一的单元或组合成操作为一个单一的单元，本发明并不限于这种实施方式。也就是说，所有结构组件中的至少两个组件可以选择性地结合，在不脱离本发明的范围内进行操作。上述实施例的描述仅仅用于说明本发明的技术思想的目的，以及本领域的技术人员能够理解的，各种修改及改变是可能的，只要不脱离本发明的范围和精神。上述实施例的保护范围应以这样的方式在依附附权利要求的基础上理解本实施例的保护范围，且覆盖所有的技术思想而落入权利要求等同的范围内。

Claims (9)

1.一种转向控制装置，其特征在于：所述转向控制装置包含：
一检测单元，被配置用以检测一主动齿轮的一角度、一柱转矩及一电动机电流，其中所述主动齿轮被定位在一前轮中；
一频率推算单元，被配置用以基于所述主动齿轮的角度、所述柱转矩或所述电动机电流中的至少一个来推算一道路表面频率，所述道路表面频率是通过一交通工具行驶在一道路而产生；
一齿条力推算单元，被配置用以基于所述主动齿轮的角度、所述柱转矩或所述电动机电流中的至少一个来推算一齿条力；及
一控制单元，被配置用以基于所述道路表面频率来提取被包含在所述齿条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齿条力而控制一转向装置，
其中，所述频率推算单元通过使用所述柱转矩依时间的一改变信息而推算被转移至所述柱转矩的所述道路表面频率。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述柱转矩依时间的所述改变信息包含：根据一驾驶的一方向盘操作的一频率分量；及通过所述道路表面产生的一道路表面频率，而且所述频率推算单元通过使用一预定截止频率根据所述驾驶的方向盘操作来限制所述频率分量，由此推算所述道路表面频率。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述频率推算单元通过使用一有源陷波滤波器推算所述道路表面频率。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述控制单元通过使用一带通滤波器提取被包含在所述齿条力中的所述道路表面信息，所述带通滤波器具有包含所述道路表面频率的一频率范围。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述控制单元控制所述转向装置，以便当所述道路表面频率属于一特定频率范围时反映所述道路表面信息。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述控制单元控制所述转向装置，以便当所述道路表面频率不属于一特定频率范围时不反映所述道路表面信息。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述齿条力推算单元为：
基于所述电动机电流来计算一电动机转矩；
通过使用所述主动齿轮的角度及所述主动齿轮的一推算角度来计算所述主动齿轮的一角度推算误差；及
基于所述柱转矩、所述电动机转矩及所述主动齿轮的角度推算误差三者的一建模分析来推算所述齿条力、所述主动齿轮的推算角度、或所述主动齿轮的推算角速度中的至少一个。
8.一种转向控制方法，其特征在于：所述转向控制方法包含步骤：
检测一主动齿轮的一角度、一柱转矩及一电动机电流，其中所述主动齿轮被定位在一前轮中；
基于所述主动齿轮的角度、所述柱转矩或所述电动机电流中的至少一个来推算一道路表面频率，所述道路表面频率是通过一交通工具行驶在一道路而产生；
基于所述主动齿轮的角度、所述柱转矩或所述电动机电流中的至少一个来推算一齿条力；
基于所述道路表面频率来提取被包含在所述齿条力中的一道路表面信息；及
基于所述道路表面信息及所述齿条力而控制一转向装置，
其中，所述频率的推算包含：通过使用所述柱转矩依时间的一改变信息而推算被转移至所述柱转矩的所述道路表面频率。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述控制包含：通过使用一带通滤波器提取被包含在所述齿条力中的所述道路表面信息，所述带通滤波器具有包含所述道路表面频率的一频率范围。
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