CN109204446B - 用于补偿电动助力转向系统的转矩的装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于补偿电动助力转向系统的转矩的装置包括柱转矩传感器，检测施加在转向轴的柱转矩；车辆速度传感器，检测车辆的车辆速度；转向角度传感器，检测转向轮的转向角速度；以及控制单元，适于计算用于控制柱转矩的高频区域的高频辅助增益，该控制单元分别从柱转矩传感器及车辆速度传感器接收柱转矩及车辆速度，基于从转向角度传感器接收的转向角速度及由MDPS电动机所施加的电动机电流，确定转向轮的转向状态是否为转向回正状态，并据之补偿高频辅助增益，再通过经补偿的高频辅助增益补偿从柱转矩及车辆速度计算的辅助转矩的高频特性。

Description

用于补偿电动助力转向系统的转矩的装置及方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年06月30日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2017-0083140的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入。

技术领域

本公开的实施例涉及一种用于补偿电动助力转向系统的转矩的装置及方法，尤其涉及一种用于补偿电动助力转向系统的转矩以改进驾驶员转向感受的装置及方法。

背景技术

车辆的电动助力转向(motor-driven power steering，MDPS)系统是通过提供在转向车辆时驾驶员施加在转向轮的转向转矩的部分，通过使用辅助助力源辅助转向的装置。

驾驶员的转向意图经由直接耦合于转向轮的转矩传感器被感知，并且相应的信号被传递至MDPS系统。MDPS系统驱动电动机，以参考当前车辆速度等来提供适当的力，由此协助驾驶员的转向力。MDPS系统在车辆停放或停止或以低速驾驶时协助较大的力，从而减少驾驶员所需的力，并且在车辆以高速驾驶时仅协助较小的力，从而保持车体的稳定性。

同时，在装备了这样的MDPS系统的车辆中，需要有基于驾驶员的转向状态来改进驾驶员经由转向轮感受到的转向感受的系统。具体的，在驾驶员让转向回正的情况下，在提供给MDPS系统的机构中由于摩擦力、惯性或MDPS电动机缺乏响应而产生的瞬时负载可能引发问题，导致驾驶员感受到粘滞的转向感觉。此外，在驾驶员保持转向轮的情况下，由于转矩传感器及感知当前MDPS电动机的当前传感器中的噪音，可能会有微小的振动和噪音经由转向轮传出，由此引起问题，从而使得驾驶员的转向感觉劣化。

本公开的背景技术在公开号为2005-0046726(日期为2005年05月18日)的韩国未审查的专利中公开。

发明内容

各种实施例指向一种用于补偿电动助力转向系统的转矩的装置及方法，用于通过消除在转向轮的转向状态为转向回正状态或者转向保持状态的情况下由驾驶员感受到的转向不协调感，改进驾驶员的转向感。

在实施例中，一种用于补偿电动助力转向系统的转矩的装置可以包括：柱转矩传感器，检测施加在转向轴的柱转矩；车辆速度传感器，检测车辆的车辆速度；转向角度传感器，检测转向轮的转向角速度；以及控制单元，适于计算用于控制所述柱转矩的高频区域的高频辅助增益，所述控制单元分别从所述柱转矩传感器及所述车辆速度传感器接收所述柱转矩及所述车辆速度，基于从所述转向角度传感器接收的所述转向角速度及由电动助力转向(motor-driven power steering，MDPS)电动机所施加的电动机电流，确定所述转向轮的转向状态是否为转向回正状态，依赖于确定的结果，补偿所述高频辅助增益，以及通过所述经补偿的高频辅助增益，补偿从所述柱转矩及所述车辆速度计算的辅助转矩的高频特性。

当通过相对于时间微分所述转向角速度计算的转向角加速度收敛于0值并且所述电动机电流的幅值等于或者大于预定的参数时，所述控制单元可以确定所述转向轮的转向状态是所述转向回正状态。

所述控制单元可以在所述转向轮的转向状态为所述转向回正状态的情况下向上地补偿所述高频辅助增益，并且在所述转向轮的转向状态不为所述转向回正状态的情况下，通过维持所述高频辅助增益来补偿所述高频辅助增益。

所述控制单元可以基于所述柱转矩及所述车辆速度来确定补偿滤波器的补偿特性，并且通过使用补偿特性经确定的所述补偿滤波器及所述经补偿的高频辅助增益，补偿所述辅助转矩的所述高频特性。

所述补偿滤波器可以包括第一补偿滤波器及第二补偿滤波器。所述控制单元可以经由所述第一补偿滤波器主要地补偿所述辅助转矩，并且经由所述第二补偿滤波器，次要地补偿将所述主要地补偿的辅助转矩与所述经补偿的高频辅助增益相加的结果。

当所述柱转矩小于预定的参考转矩时，所述控制单元可以将所述第二补偿滤波器的补偿特性确定为滞后滤波器特性，并且当所述柱转矩等于或大于所述预定的参考转矩时，所述控制单元将所述第二补偿滤波器的补偿特性确定为领先滤波器特性，并且确定互补于所述第二补偿滤波器的所述补偿特性的所述第一补偿滤波器的补偿特性。

所述控制单元可以经由截断频率可变的可变低通滤波器(variable low passfilter，VLPF)，通过对高频特性经补偿的所述辅助转矩进行滤波，消除所述高频特性经补偿的所述辅助转矩中的高频噪音。

所述控制单元可以基于所述转向角速度及所述车辆速度，可变地调整所述可变低通滤波器的所述截断频率。

所述控制单元在基于所述转向角速度确定的所述转向轮的转向状态是转向保持状态的情况下，可以将所述可变低通滤波器的所述截断频率调整至等于或者小于预定的参考频率的值。

在实施例中，一种用于补偿电动助力转向系统的转矩的方法可以包括：由控制单元基于施加在转向轴的柱转矩及车辆的车辆速度计算用于控制所述柱转矩的高频区域的高频辅助增益；由所述控制单元基于所述转向轮的转向角速度及施加在电动助力转向(motor-driven power steering，MDPS)的电动机电流来确定所述转向轮的转向状态是否为转向回正状态，并且根据所确定的结果补偿所述高频辅助增益；以及由所述控制器通过使用所述经补偿的高频辅助增益来补偿从所述柱转矩及所述车辆速度计算的辅助转矩的高频特性。

根据本公开的实施例，无需使用任何用于改进驾驶员转向感受的单独的机构装置，在转向回正状态或者转向保持状态的驾驶员的转向感受可以通过应用补偿柱转矩的频率特性的逻辑改进，并且驾驶员的转向感受可以通过根据驾驶员的转向状态可变地补偿柱转矩的频率特性来实时地优化。

附图说明

图1是协助说明根据本公开实施例的用于补偿电动助力转向系统的转矩的装置的模块配置图。

图2是示出了根据本公开实施例的在用于补偿电动助力转向系统的转矩的装置中转向回正时的输出变化的波德图。

图3是示出了根据本公开实施例的在用于补偿电动助力转向系统的转矩的装置中转向保持时的输出变化的波德图。

图4是示出了根据本公开实施例的在用于补偿电动助力转向系统的转矩的装置中正常转向时的输出变化的波德图。

图5是协助说明根据本公开实施例的用于补偿电动助力转向系统的转矩的方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图通过各种实施例对用于补偿电动助力转向系统的转矩的装置及方法进行详细地描述。

应该注意，附图并未按照精确比例绘制，仅仅为了方便和清晰描述，线条粗细或部件的尺寸可被放大。此外，考虑到本发明的功能，对本文所使用的术语进行定义，所述术语可根据用户或操作者的习惯或目的而改变。因此，应根据本文的整篇公开内容对术语进行定义。

图1是协助说明根据本公开实施例的用于补偿电动助力转向系统的转矩的装置的模块配置图，图2是示出了根据本公开实施例的在用于补偿电动助力转向系统的转矩的装置中转向回正时的输出变化的波德图，图3是示出了根据本公开实施例的在用于补偿电动助力转向系统的转矩的装置中转向保持时的输出变化的波德图，以及图4是示出了根据本公开实施例的在用于补偿电动助力转向系统的转矩的装置中正常转向时的输出变化的波德图。

参照图1，本公开实施例的用于补偿电动助力转向系统的装置可以包括柱转矩传感器100、车辆速度传感器200、转向角度传感器300、电动机电流传感器400及控制单元500。控制单元500可以包括转向回正补偿模块510、辅助转矩计算模块530、辅助转矩补偿模块550及转向保持补偿模块570。

柱转矩传感器100可以检测在驾驶员使转向轮转向时施加在转向轴上的柱转矩T，并且将柱转矩T传递至控制单元500(稍后详述)。由柱转矩传感器100检测到的柱转矩T可以用于计算(稍后描述)用于驱动MDPS电动机的辅助转矩及用于补偿辅助转矩的高频特性的高频辅助增益。

车辆速度传感器200可以检测车辆的车辆速度V，并且将车辆速度V传递至控制单元500。作为车辆速度传感器200，各种传感器都可以被包括，例如利用车轮的旋转速度检测车辆速度的传感器、通过测量引擎的每分钟转动次数(revolutions per minute，rpm)检测车辆速度的传感器、以及利用全球定位系统(global positioning system，GPS)检测车辆速度的传感器。由于MDPS系统执行的功能是在车辆以低速驾驶时通过协助较大的力来减小驾驶员所需的力，以及在车辆高速驾驶时通过仅协助较小的力来维持车身的稳定，所以由车辆速度传感器200检测到的车辆速度V可以作为在辅助转矩、高频辅助增益及补偿特性增益(稍后描述)的计算中所考虑的参数。

转向角度传感器300可以检测转向轮的转向角速度ω，并且将转向角速度ω传递至稍后详述的控制单元500。转向角度传感器300可以通过包括光学传感器来检测转向角速度ω，或者可以通过测量转向角度并且相对于时间微分转向角度来检测转向角速度ω。由转向角度传感器300检测到的转向角速度ω可以用于确定转向轮的转向状态是否为转向回正状态(稍后描述)，并且可以用于动态地调整可变低通滤波器的截断频率。

电动机电流传感器400可以检测施加在MDPS电动机的电动机电流I，并且将电动机电流I传递至控制单元500。由电动机电流传感器400检测到的电动机电流I可以用于确定转向轮的转向状态是否为转向回正状态(稍后描述)。

控制单元500可以补偿从柱转矩T及车辆速度V计算的辅助转矩的频率特性。出于这个目的，控制单元500可以包括转向回正补偿模块510，辅助转矩计算模块530，辅助转矩补偿模块550及转向保持补偿模块570。每个组件的功能可以概述如下。

转向回正补偿模块510可以在转向轮的转向状态为转向回正状态的情况下补偿辅助转矩的高频特性，从而减少转向回正时由于摩擦力、惯性或者MDPS电动机缺乏响应而在机构中产生的瞬时负载使驾驶员感受到的粘滞的转向感觉。

辅助转矩计算模块530可以从柱转矩传感器100及车辆速度传感器200分别接收柱转矩T及车辆速度V，并且可以计算辅助转矩以协助电动助力转向装置。

辅助转矩补偿模块550可以扮演补偿辅助转矩的全部频率特性的角色。也就是说，辅助转矩补偿模块550可以根据柱转矩T的幅值，扮演避开系统的谐振点以及确定补偿滤波器(稍后描述)的补偿特性的角色，从而优化驾驶员的转向感受。

转向保持补偿模块570可以消除在转向轮的转向状态为转向保持状态的情况下，由于柱转矩传感器100及电动机电流传感器400的噪声而导致的转向轮的振动，并且，还可以扮演消除辅助转矩的高频区域噪声的角色，其中高频特性由辅助转矩补偿模块550补偿。

转向回正补偿模块510、辅助转矩补偿模块550以及转向保持补偿模块570可以如图1所示有机地结合运行，并且扮演改进驾驶员转向感受的角色。在下文中，将详细描述控制单元500通过以上分别提及的各组件来补偿辅助转矩的频率特性的过程。

首先，将说明转向回正补偿模块510。

在MDPS系统中，为了应对由于机构中的摩擦力或者惯性而导致的MDPS电动机的响应劣化现象，需要增加高频区域的响应。就这一点而言，在用于控制柱转矩T的高频区域的高频辅助增益不论转向轮的转向状态如何都一律向上补偿的情况下，由于即便是因路面或者机构特性而导致的噪声都会被放大，故而可能更容易产生振动。为了防止这样的问题，在本实施例中，通过仅在转向回正时由转向回正补偿模块510来补偿高频辅助增益，可以改进驾驶员的转向感受。

如图1所示，转向回正补偿模块510可以包括高频辅助增益计算部511、转向角加速度计算部513、转向回正确定部515及高频补偿增益计算部517。

高频辅助增益计算部511可以分别从柱转矩传感器100及车辆速度传感器200接收柱转矩T及车辆速度V，并且可以计算用于控制柱转矩T的高频区域的高频辅助增益。高频辅助增益作为用于改进辅助转矩的高频区域中的个人控制自由度并从而实现快速响应及多种转向感受的参数，可以由高频补偿增益向上地补偿，并且通过与主要地补偿的辅助转矩相加来次要地补偿。

转向角加速度计算部513可以通过相对于时间微分从转向角传感器300接收的转向角速度ω来计算转向角加速度。

转向回正确定部515可以基于从转向角加速度计算部513接收的转向角加速度及从电动机电流传感器400接收的电动机电流I来确定转向轮的转向状态是否为转向回正状态。当转向角加速度收敛于0并且电动机电流I的幅值等于或者大于预定的基准时，转向回正确定部515可以确定转向轮的转向状态为转向回正状态。转向回正确定部515可以将转向轮的转向状态是否为转向回正状态的确定结果传递至高频补偿增益计算部517。

高频补偿增益计算部517可以从转向回正确定部515接收转向轮的转向状态是否为转向回正状态的确定结果，并且可以计算用于补偿高频辅助增益的高频补偿增益。高频补偿增益的值可以基于取决于车辆或者MDPS系统的规格的实验值及设计者的意图而有多种设计，并且可以在高频补偿增益计算部517中预先设置。高频补偿增益计算部517可以计算在转向轮的转向状态为转向回正状态的情况下用于前馈补偿高频辅助增益的高频补偿增益的值(例如，高频补偿增益>1)，并且可以计算在转向轮的转向状态不为转向回正状态的情况下用于维持由高频辅助增益计算部511计算出的高频辅助增益的高频补偿增益的值(例如，高频补偿增益＝1)。

转向回正补偿模块510可以通过将高频辅助增益乘以如上描述的计算的高频补偿增益来对高频辅助增益进行补偿。相应地，转向回正补偿模块510可以在转向轮的转向状态为转向回正状态的情况下向上补偿高频辅助增益，并且可以在转向轮的转向状态不为转向回正状态的情况下维持补偿高频辅助增益。

补偿的高频辅助增益可以通过与主要地补偿的辅助转矩相加来被用于补偿辅助转矩的高频特性(稍后描述)。由于这个原因，可以改进高频响应，并且因此，可以减少转向回正的时候由于摩擦力、惯性或者MDPS电动机缺乏响应在机构中所产生的瞬时负载而使驾驶员感受到的粘滞的转向感觉。

图2是示出了在转向回正时的输出变化的波德图。如图2所示，在本实施例中，通过经由高频补偿增益来补偿高频特性并且从而改进高频响应，改进了驾驶员在转向回正时的转向感受。另外，由于高频辅助增益仅在转向回正时向上地补偿，故而可以防止一些有关的伴随性问题，例如由于额外的补偿导致高频噪声的增加。

接下来将描述辅助转矩补偿模块550。

辅助转矩补偿模块550可以扮演在转向回正时、在转向保持时及在常规转向时对辅助转矩计算模块530所计算的辅助转矩的整个频率特性进行补偿的角色。也就是说，辅助转矩补偿模块550可以扮演避开系统的谐振点并且依照柱转矩T的振幅来确定补偿滤波器的补偿特性(稍后描述)的角色，进而优化驾驶员的转向感受。

如图1所示，辅助转矩补偿模块550可以包括补偿特性增益确定部551、倒数部553及补偿滤波器。补偿滤波器可以包括第一补偿滤波器555及第二补偿滤波器557。经由这种配置，辅助转矩补偿模块550可以基于柱转矩T及车辆速度V确定补偿滤波器的补偿特性，并且可以通过利用补偿特性已确定的补偿滤波器及由转向回正补偿模块510补偿的高频辅助增益，对由辅助转矩计算模块530计算的辅助转矩的高频特性进行补偿。下面，将通过辅助转矩补偿模块550的详细配置，详细描述辅助转矩补偿模块550的工作原理。

补偿特性增益确定部551可以接收柱转矩T及车辆速度V并且计算确定补偿滤波器的补偿特性的补偿特性增益。补偿特性增益是指用于确定是将第一补偿滤波器555和第二补偿滤波器557的补偿特性分别设置为领先滤波器特性及滞后滤波器特性还是分别设置为滞后滤波器特性及领先滤波器特性的参数。补偿特性增益确定部551可以通过利用柱转矩T及车辆速度V的补偿特性增益的预先设置的关系信息来确定补偿特性。该关系信息可以在补偿特性增益确定部551中以多种方案预先设置，例如柱转矩T与车辆速度V及补偿特性增益之间的映射信息、或者柱转矩T及车辆速度V与补偿特性增益的查找表或函数。

在本实施例中，辅助转矩补偿模块550可以在柱转矩T小于预设的参考转矩时确定第二补偿滤波器557的补偿特性为滞后滤波器特性，并且可以在柱转矩T等于或者大于预设的参考转矩时确定第二补偿滤波器557的补偿特性为领先滤波器特性。辅助转矩补偿模块550可以通过利用由补偿特性增益确定部551确定的补偿特性增益来确定第二补偿滤波器557的补偿特性，并且可以通过利用经由倒数部553转为倒数的补偿特性增益来确定第一补偿滤波器555的补偿特性。这样，辅助转矩补偿模块550可以互补地确定第一补偿滤波器555的补偿特性及第二补偿滤波器557的补偿特性。

参照以上说明及图1详细描述辅助转矩补偿模块550的工作原理，辅助转矩补偿模块550可以经由第一补偿滤波器555主要地补偿从辅助转矩计算模块530输出的辅助转矩，并且经由第二补偿滤波器557对主要补偿的辅助转矩及由转向回正补偿模块510补偿的高频辅助增益相加的结果进行次要补偿。

在柱转矩T小于参考转矩的情况下，第一补偿滤波器555作为领先滤波器工作，并且第二补偿滤波器557作为滞后滤波器工作。根据该原因，通过降低低频响应并且升高高频响应，可以在转向时维持协调的转向感受并且可以提升反应度。相反，在柱转矩T等于或者大于参考转矩的情况下，也即，在例如驾驶员突然地转向的情况下，第一补偿滤波器555作为滞后滤波器工作，并且第二补偿滤波器作为领先滤波器工作。根据该原因，通过同时提升低频响应及高频响应并且有效地减小振动，可以提供舒适的转向感受。

接下来将描述转向保持补偿模块570。

如图1所示，转向保持补偿模块570可以包括截断频率确定部571及可变低通滤波器573。

在驾驶员保持转向轮的情况下，驾驶员的转向感受可能因由于柱转矩传感器100及检测MDPS电动机的电流的电动机电流传感器400的噪声通过转向轮传递的细微振动及噪声而劣化。因此，在本实施例中，在基于转向角速度ω确定的转向轮的转向状态为转向保持状态的情况下，转向保持补偿模块570可以通过可变低通滤波器573，对高频特性经辅助转矩补偿模块550补偿过的辅助转矩(也即，次要地被补偿的辅助转矩)进行滤波，并且从而可以消除高频特性经补偿的辅助转矩中的高频噪声。在转向角度ω收敛于0的情况下，转向保持补偿模块570可以确定驾驶员正在保持转向轮。

由于根据转向轮的保持的振动的转向干扰在停止状态大于车辆行驶的时候，故而截断频率确定部517可以考虑转向轮角速度ω及车辆速度V来确定可变低通个滤波器573的截断频率。截断频率确定部571可以通过利用预先设置的转向角速度ω及车辆速度V的截断频率的关系信息来确定可变低通滤波器573的截断频率。该关系信息可以在截断频率确定部571中以多种方案预先设置，例如，转向角速度ω与车辆速度V之间的映射信息、或者转向角速度ω及车辆速度V与截断频率的查找表或函数能。

通过上述方式，在驾驶员保持转向轮的状态下由于柱转矩传感器100及电动机电流传感器400的噪声而产生的振动可以被有效地消除。

此外，传统的MDPS系统被设计为在正常转向中仅避开对应于系统谐振点的谐振频率并且响应其它全部的频率区域。然而，由于驾驶员敏感的转向的频率区域通常低于100Hz，并且等于或者高于100Hz的高频区域为由于MDPS系统中提供的传感器或者外部环境而产生的噪声所存在的频率区域，为了消除对驾驶员的转向干扰，需要滤波高频区域的噪声。因此，转向保持补偿模块570可以扮演通过可变低通滤波器573来消除高频区域噪声的角色。

换句话说，转向保持补偿模块570可以经由截断频率可变的可变低通滤波器573，对高频特性被补偿的辅助转矩进行滤波，从而消除高频特性被补偿的辅助转矩中的高频噪声。具体的，在基于转向角速度ω确定的转向轮的转向状态为转向保持状态的情况下，可以通过利用将可变低通滤波器573的截断频率调整至等于或者小于预定的参考频率值的方法，有效地减少转向轮中在转向保持时产生的振动。

图3是示出了在转向保持时的输出变化的波德图。如图3所示，在本实施例中，当驾驶员保持转向为车辆停止的状态时，由于柱转矩传感器100及电动机电流传感器400的高频噪声而产生的振动可以经由可变低通滤波器573减少。此外，在驾驶员从转向保持状态开始转向的情况下，通过立即改变可变低通滤波器573的截断频率，高频区域的响应可以在转向时被重新增加。

图4是示出了在常规转向时的输出变化的波德图。如图4所示，在驾驶员正常转向时，中除驾驶员转向敏感的频率区域之外的频率区域的响应可以被减少，并且由于外界环境的高频噪声可以被减小，从而可以为驾驶员提供改进的转向感受。

图5是协助说明根据本公开实施例的用于补偿电动助力转向系统的转矩的方法的流程图。

参照图5描述了根据本公开实施例的用于补偿电动助力转向系统的方法，首先，控制单元500基于施加在转向轴的柱转矩T及车辆的车辆速度V计算用于控制所述柱转矩的高频区域的高频辅助增益(S100)。

然后，控制单元500基于转向轮的转向角速度ω及施加在电动助力转向(motor-driven power steering，MDPS)电动机的电动机电流I确定转向轮的转向状态是否为转向回正状态，并且根据确定的结果，补偿在步骤S100计算的高频辅助增益(S200)。

在步骤S200，当转向角加速度相对于时间的微分收敛于0值并且电动机电流I的幅值等于或者大于预定的参照时，控制单元500可以确定转向轮的转向状态为转向回正状态。此外，在转向轮的转向状态为转向回正状态的情况下，控制单元500可以向上补偿高频辅助增益，并且可以通过在转向轮的转向状态不为转向回正状态的情况下维持高频辅助增益来补偿高频辅助增益。由于前文描述了经由高频补偿增益补偿高频辅助增益的过程，在此将省略其详细的描述。

接下来，控制器500通过使用在步骤S200补偿的高频辅助增益，补偿从柱转矩T及车辆速度V计算的辅助转矩的高频特性(S300)。

在步骤300，控制单元500可以基于柱转矩T及车辆速度V确定补偿滤波器的补偿特性，并且可以经由利用补偿特性已确定且高频辅助增益已在步骤S200补偿的补偿滤波器，对辅助转矩的高频特性进行补偿。补偿滤波器可以包括第一补偿滤波器555及第二补偿滤波器557。根据这一原因，控制单元500可以经由第一补偿滤波器555主要地补偿辅助转矩，并且经由第二补偿滤波器557，对已经主要地补偿的辅助转矩及经补偿的高频辅助增益相加的结果进行次要地补偿。第一及第二补偿滤波器555及557的补偿特性可以根据上文描述的柱转矩T确定的补偿特性增益互补地确定，并且因此，可以给驾驶员提供根据柱转矩T优化的转向感受。此外，因为高频响应在第一及第二补偿滤波器555及557分别作为领先及滞后滤波器工作以及分别作为滞后及领先滤波器工作的情况下均改进，故而可以减少在转向回正时产生的瞬时负载让驾驶员感受到的粘滞的转向感受。

下一步，控制单元500消除高频特性被补偿的辅助转矩的高频噪声，通过经由截断频率可变的可变低通滤波器573，对在步骤S300补偿了高频特性的辅助转矩进行滤波。

控制单元500可以基于转向角速度ω及车辆速度V变化地调整可变低通滤波器573的截断频率。因此，在基于转向角速度ω及车辆速度V判断的转向保持状态为停止状态的情况下，可以减小转向轮中的振动，并且此外，也可以消除正常转向状态中的高频噪声。

从上文可以明显地看出，根据本公开的实施例，无需使用任何用于改进驾驶员转向感受的单独的机构装置，在转向回正状态或者转向保持状态的驾驶员的转向感受可以通过应用补偿柱转矩的频率特性的逻辑改进，并且驾驶员的转向感受可以通过根据驾驶员的转向状态可变地补偿柱转矩的频率特性来实时地优化。

虽然出于说明目的，公开了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员应该理解，在不背离所附权利要求所定义的本发明的精神和范围的情况下，可做出多种改变、添加和替代。因此，公开的真实技术范围应当由随附的权利要求定义。

Claims (15)

1.一种用于补偿电动助力转向系统的转矩的装置，包括：

柱转矩传感器，检测施加在转向轴的柱转矩；

车辆速度传感器，检测车辆的车辆速度；

转向角度传感器，检测转向轮的转向角速度；以及

控制单元，适于计算用于控制所述柱转矩的高频区域的高频辅助增益，所述控制单元分别从所述柱转矩传感器及所述车辆速度传感器接收所述柱转矩及所述车辆速度，基于从所述转向角度传感器接收的所述转向角速度及由电动助力转向MDPS电动机所施加的电动机电流，确定所述转向轮的转向状态是否为转向回正状态，依赖于确定的结果，补偿所述高频辅助增益，以及通过所述经补偿的高频辅助增益，补偿从所述柱转矩及所述车辆速度计算的辅助转矩的高频特性，

其中，所述控制单元在所述转向轮的转向状态为所述转向回正状态的情况下向上地补偿所述高频辅助增益，并且在所述转向轮的转向状态不为所述转向回正状态的情况下，通过维持所述高频辅助增益来补偿所述高频辅助增益。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制单元在相对于时间微分所述转向角速度而计算的转向角加速度收敛于0值并且所述电动机电流的幅值等于或者大于预定的参数时，确定所述转向轮的转向状态是所述转向回正状态。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制单元基于所述柱转矩及所述车辆速度来确定补偿滤波器的补偿特性，并且通过使用补偿特性经确定的所述补偿滤波器及所述经补偿的高频辅助增益，补偿所述辅助转矩的所述高频特性。

4.根据权利要求3所述的装置，

其中所述补偿滤波器包括第一补偿滤波器及第二补偿滤波器，并且

其中所述控制单元经由所述第一补偿滤波器，主要地补偿所述辅助转矩，并且经由所述第二补偿滤波器，次要地补偿将所述主要地补偿的辅助转矩与所述经补偿的高频辅助增益相加的结果。

5.根据权利要求4所述的装置，其中当所述柱转矩小于预定的参考转矩时，所述控制单元将所述第二补偿滤波器的补偿特性确定为滞后滤波器特性，并且当所述柱转矩等于或大于所述预定的参考转矩时，所述控制单元将所述第二补偿滤波器的补偿特性确定为领先滤波器特性，并且确定互补于所述第二补偿滤波器的所述补偿特性的所述第一补偿滤波器的补偿特性。

6.根据权利要求3所述的装置，其中所述控制单元经由截断频率可变的可变低通滤波器VLPF，通过对高频特性经补偿的所述辅助转矩进行滤波，消除所述高频特性经补偿的所述辅助转矩中的高频噪音。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述控制单元基于所述转向角速度及所述车辆速度，可变地调整所述可变低通滤波器的所述截断频率。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述控制单元在基于所述转向角速度确定的所述转向轮的转向状态是转向保持状态的情况下，将所述可变低通滤波器的所述截断频率调整至等于或者小于预定的参考频率的值。

9.一种用于补偿电动助力转向系统的转矩的方法，包括：

由控制单元基于施加在转向轴的柱转矩及车辆的车辆速度来计算用于控制所述柱转矩的高频区域的高频辅助增益；

由所述控制单元基于所述转向轮的转向角速度及施加在电动助力转向MDPS电动机的电动机电流来确定所述转向轮的转向状态是否为转向回正状态，并且根据所确定的结果补偿所述高频辅助增益；以及

由所述控制单元通过使用所述经补偿的高频辅助增益来补偿从所述柱转矩及所述车辆速度计算的辅助转矩的高频特性，

其中，在所述补偿所述高频辅助增益中，在所述转向轮的转向状态为所述转向回正状态的情况下，所述控制单元向上地补偿所述高频辅助增益，并且在所述转向轮的转向状态不为所述转向回正状态的情况下，通过维持所述高频辅助增益来补偿所述高频辅助增益。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述补偿所述高频辅助增益中，当通过相对于时间微分所述转向角速度计算的转向角加速度收敛于0值并且所述电动机电流的幅值等于或者大于预定的参数时，所述控制单元确定所述转向轮的转向状态为所述转向回正状态。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述补偿所述辅助转矩的所述高频特性中，所述控制单元基于所述柱转矩及所述车辆速度确定补偿滤波器的补偿特性，并且通过使用补偿特性经确定的所述补偿滤波器及所述经补偿的高频辅助增益，补偿所述辅助转矩的所述高频特性。

12. 根据权利要求11所述的方法，

其中所述补偿滤波器包括第一补偿滤波器及第二补偿滤波器，并且

其中，在补偿所述辅助转矩的所述高频特性中，所述控制单元经由所述第一补偿滤波器主要地补偿所述辅助转矩，并且经由所述第二补偿滤波器次要地补偿将所述经主要地补偿的辅助转矩及所述经补偿的高频辅助增益相加的结果。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述补偿所述辅助转矩的所述高频特性中，当所述柱转矩小于预定的参考转矩时，所述控制单元将所述第二补偿滤波器的补偿特性确定为滞后滤波器特性，并且当所述柱转矩等于或大于所述预定的参考转矩时，所述控制单元将所述第二补偿滤波器的补偿特性确定为领先滤波器特性，并且确定互补于所述第二补偿滤波器的所述补偿特性的所述第一补偿滤波器的补偿特性。

14.根据权利要求11所述的方法，还包括：

由所述控制单元经由截断频率可变的可变低通滤波器VLPF对高频特性经补偿的所述辅助转矩进行滤波，消除高频特性经补偿的所述辅助转矩中的高频噪音。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，在所述消除所述高频噪音中，所述控制单元基于所述转向角速度及所述车辆速度可变地调整所述可变低通滤波器的所述截断频率。

Images