CN113135228B - 对车辆转向进行修改的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种方法包括：接收齿条力估计数据，以及接收指示车辆的速度的车辆速度数据。该方法还包括：将齿条力估计数据分类为与频率范围相关联的对应的齿条力估计部分，以及基于至少一个齿条力估计部分和车辆速度数据，估计齿条力值。该方法还包括：至少基于齿条力值来控制车辆转向。

Description

对车辆转向进行修改的系统和方法

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2020年1月17日提交的序列号为62/962,526的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用的方式并入本文。

技术领域

本公开涉及用于对车辆转向进行修改的系统和方法。

背景技术

诸如汽车、卡车、运动型多用途车、跨界车、小型货车、船舶、飞机，全地形车、休闲车或其他合适的车辆之类的车辆在操作事件期间可能经历扭矩转向或牵引转向。这种车辆的对应的车轮被转动。例如，这种车辆的操作者可以转动转向机构以沿着车辆正经过的路径的弯曲部分引导车辆。在此类事件期间，操作者可能由于转向机构中的不稳定行为而经受扭矩转向或牵引转向。

通常，这种车辆设置有非预期的转向缓解系统，该系统向转向机构施加返回扭矩以减小或消除转向机构中的这种不稳定行为。车辆的非预期的转向缓解系统可以包括例如线控转向(SbW)系统，由此，车辆被设计为在方向盘和车轮之间没有机械连接。在这样的车辆中，SbW系统可以使用用于基于驾驶员输入来跟踪车轮处的位置的第一致动器，和用于经由方向盘处的扭矩跟踪向驾驶员提供道路反馈的第二致动器。通常，SbW系统可以基于转向机构的各种特性来确定返回扭矩值，并且可以根据返回扭矩值将扭矩施加到转向机构，以减小或消除转向机构的不稳定行为。

发明内容

公开的实施例的一方面包括一种转向系统。该转向系统包括处理器和存储器。存储器包括指令，这些指令在由处理器执行时使处理器：接收齿条力估计数据；接收指示与转向系统相关联的车辆的速度的车辆速度数据；将齿条力估计数据分类为与频率范围相关联的对应的齿条力估计部分；基于至少一个齿条力估计部分和车辆速度数据，估计齿条力值；以及至少基于齿条力值来控制车辆转向。

公开的实施例的另一方面包括一种方法。该方法包括：接收齿条力估计数据，以及接收指示车辆的速度的车辆速度数据。该方法还包括：将齿条力估计数据分类为与频率范围相关联的对应的齿条力估计部分，以及基于至少一个齿条力估计部分和车辆速度数据，估计齿条力值。该方法还包括：至少基于齿条力值来控制车辆转向。

公开的实施例的另一方面包括一种用于转向系统的装置。该装置包括处理器和存储器。存储器包括指令，这些指令在由处理器执行时使处理器：接收与基于观察器的模型和自行车模型中的至少一个相关联的齿条力估计数据；接收指示与转向系统相关联的车辆的速度的车辆速度数据；将齿条力估计数据分类为与频率范围相关联的对应的齿条力估计部分；在对至少一个齿条力估计部分进行过滤之后，将插值应用于至少一个齿条力估计部分；基于至少一个齿条力估计部分和车辆速度数据，估计齿条力值；以及至少基于齿条力值来控制车辆转向。

在以下对实施例、所附权利要求书和附图的详细描述中公开了本公开的这些和其他方面。

附图说明

在说明书结尾处的权利要求书中特别指出并清楚地声明了被视为本发明的主题。通过以下结合附图的详细描述，本发明的前述和其他特征及优点将变得显而易见，其中：

图1A大体上示出了根据本公开原理的车辆。

图1B大体上示出了根据本公开原理的转向管理系统。

图2大体上示出了根据本公开原理的齿条和对应的齿条组件。

图3是大体上示出了根据本公开原理的转向配置方法的流程图。

图4是大体上示出了根据本公开原理的替代转向配置方法的流程图。

具体实施方式

以下讨论针对本公开的各种实施例。尽管这些实施例中的一个或多个可能是优选的，但是所公开的实施例不应被解释为或以其他方式用作限制包括权利要求的本公开的范围。另外，本领域技术人员将理解，以下描述具有广泛的应用，并且对任何实施例的讨论仅旨在成为该实施例的示例性讨论，而无意于暗示包括权利要求的本公开的范围限于该实施例。

在使车辆的对应车轮转动的操作事件期间，车辆可能经历扭矩转向或牵引转向。扭矩转向可能包括由不相等的传动系扭矩引起的自动转向。即使传动系扭矩可能在车辆的两侧都是平衡的(例如，在μ分割道路(μ-split road)上行驶)，但是牵引转向可能包括由在车辆的两个前轮处的不相等的牵引力引起的自动转向。

在此类事件期间，操作者可能由于转向机构中的不稳定行为而经受扭矩转向或牵引转向。通常，扭矩转向和/或牵引转向可能导致当车辆在相对的直线中加速时转向到车辆的一侧，或者当车辆转弯时，导致转向机构中减小的返回。

在某些情况下，这些车辆可以使用线控转向(SbW)系统，该系统将返回扭矩施加到转向机构，以减少或消除转向机构中的这种不稳定行为。这样的SbW系统通常在这样的操作事件期间分析转向机构的各种特性。例如，SbW系统可以分析转向机构的位置、施加到转向机构的扭矩以及转向机构的速度以便确定返回扭矩值。然后，SbW系统可以根据返回扭矩值向转向机构施加扭矩，以便减少或消除转向机构的不稳定行为。

在一些实施例中，施加的扭矩(例如，驾驶员的道路反馈)可以通过估计作用在车辆的齿条上的齿条力而被形成(shaped)。例如，SbW系统可以通过使用干扰观测器、利用作为输入的齿条马达命令和齿条速度来估计齿条力。附加地或可替代地，SbW系统可以使用自行车模型来估计齿条力。通常，自行车模型不包括路面数据，因此仅利用观察器估计。在作用函数(effort function)用于估计齿条力的情况下，来自观察器的齿条力可以通过插值曲线以从N映射到Nm，从而过滤内容并应用增益。

然而，由于外回路(outer loop)的有限的稳定裕度，增加作用增益以允许更多的频率成分通过可能导致方向盘处的不稳定。在裕度内选择作用增益通常影响与路面(例如，砾石，其可能具有低振幅和高频率)相关的频率成分。另外，当估计车辆或车辆组件之间的齿条力值时，齿条摩擦力(和/或相关因素)的差异可能导致频率成分的变化。这可能导致在针对车辆进行调整的情况下，转向感觉的不均匀性。此外，在某些频率下可能损失齿条力作用(rack force effort)。例如，当将齿条力估计值与作用块的输出进行比较时，可以观察到斜率下降。这导致不确定的转向感觉。

因此，可能期望诸如本文所述的那些系统和方法，其被配置为向车辆转向提供智能修改。在一些实施例中，本文描述的系统和方法可以被配置为接收齿条力估计数据。在一些实施例中，齿条力估计数据对应于基于观察器的模型。在一些实施例中，齿条力估计数据对应于自行车模型。本文描述的系统和方法可以被配置为接收指示与转向系统相关联的车辆的速度的车辆速度数据。

本文描述的系统和方法可以被配置为将齿条力估计数据分类为与频率范围相关联的对应的齿条力估计部分。在一些实施例中，与第一齿条力估计部分相关联的第一频率范围包括小于2赫兹的频率。在一些实施例中，与第二齿条力估计部分相关联的第二频率范围包括在2赫兹和8赫兹之间的频率。在一些实施例中，与第三齿条力估计部分相关联的第三频率范围包括在8赫兹和15赫兹之间的频率。

本文描述的系统和方法可以被配置为基于至少一个齿条力估计部分和车辆速度数据来估计齿条力值。本文描述的系统和方法可以被配置为至少基于齿条力值来控制车辆转向。在一些实施例中，本文描述的系统和方法可以被配置为将插值应用于至少一个齿条力估计部分以估计齿条力值。在一些实施例中，本文描述的系统和方法可以被配置为在对至少一个齿条力估计部分进行滤波之后将插值应用于至少一个齿条力估计部分。

图1A大体上示出了根据本公开原理的车辆10。车辆10可以包括任何合适的车辆，例如小汽车、卡车、运动型多用途车、小型货车、跨界车、任何其他乘用车、任何合适的商用车或任何其他合适的车辆。尽管车辆10被图示为具有车轮并且在道路上使用的乘用车，但是本公开的原理可以应用于其他交通工具，例如飞机、轮船、火车、无人机或其他合适的交通工具。

车辆10包括车主体12和发动机罩14。乘客室18至少部分地由车主体12限定。车主体12的另一部分限定引擎室20。发动机罩14可移动地附接至车主体12的一部分，使得当发动机罩14处于第一位置或打开位置时发动机罩14提供对引擎室20的访问，而当发动机罩14处于第二位置或关闭位置时发动机罩14盖住引擎室20。在一些实施例中，引擎室20可以被设置在车辆10的后部(与通常所示出的相比而言)。

乘客室18可以被设置在引擎室20的后方，但是在引擎室20被设置在车辆10的在后面的部分的实施例中，乘客室18可以被设置在引擎室20的前方。车辆10可以包括任何合适的推进系统，包括内燃机、一个或多个电动马达(例如，电动车辆)、一个或多个燃料电池、包括内燃机、一个或多个电动马达的组合的混合(例如，混合动力车辆)推进系统和/或任何其他合适的推进系统。

在一些实施例中，车辆10可以包括汽油燃料引擎，诸如火花点火式引擎。在一些实施例中，车辆10可以包括柴油燃料引擎，例如压缩点火式引擎。引擎室20容纳和/或包围车辆10的推进系统的至少一些组件。附加地或可选地，推进控制装置(例如加速器致动器(例如，加速器踏板)、制动致动器(例如，制动踏板)、转向盘和其他此类组件)被设置在车辆10的乘客室18中。推进控制装置可以由车辆10的驾驶员致动或控制，并且可以直接相应地连接至推进系统的对应组件，例如油门、制动器、车轴、车辆变速器等。在一些实施例中，推进控制装置可以将信号传达到车辆计算机(例如，线控驾驶)，该车辆计算机进而可以控制推进系统的对应的推进组件。这样，在一些实施例中，车辆10可以是自主车辆。

在一些实施例中，车辆10包括经由飞轮或离合器或液力联轴节与曲轴通信的变速器。在一些实施例中，变速器包括手动变速器。在一些实施例中，变速器包括自动变速器。在内燃机或混合动力车辆的情况下，车辆10可以包括一个或多个活塞，其与曲轴协同运行以生成力，该力通过变速器被传递到一个或多个轴上，这使车轮22转动。当车辆10包括一个或多个电动马达时，车辆电池和/或燃料电池向电动马达提供能量，以使车轮22转动。

车辆10可以包括自动车辆推进系统，例如巡航控制、自适应巡航控制、自动制动控制、其他自动车辆推进系统或其组合。车辆10可以是自动或半自动车辆，或其他合适类型的车辆。车辆10可以包括与本文一般示出和/或公开的特征相比的附加的特征或更少的特征。

在一些实施例中，车辆10可以包括以太网组件24、控制器局域网(CAN)总线26、面向媒体的系统传输组件(MOST)28、FlexRay组件30(例如线控制动系统等)和本地互连网络组件(LIN)32。车辆10可以使用CAN总线26、MOST 28、FlexRay组件30、LIN 32、其他合适的网络或通信系统或其组合，以将各种信息从例如车辆内部或外部的传感器传达到例如车辆内部或外部的各种处理器或控制器。车辆10可以包括与本文一般示出和/或公开的特征相比附加的或更少的特征。

在一些实施例中，车辆10可以包括转向系统，例如EPS系统或其他合适的转向系统。转向系统可以被配置为接收各种输入，包括但不限于方向盘位置、输入扭矩、一个或多个车轮位置、其他合适的输入或信息或其组合。转向系统可以被配置为向车辆10提供转向功能和/或控制。例如，转向系统可以基于各种输入来生成辅助扭矩。转向系统可以被配置为使用辅助扭矩来选择性地控制转向系统的马达，以向车辆10的操作者提供转向辅助。

图1B大体上示出了转向管理系统100。转向管理系统100可被配置为基于导致扭矩转向、牵引转向和/或任何其他转向事件的转向事件，提供对转向车辆(诸如车辆10或其他合适车辆等)的修改。转向管理系统100包括控制器110。控制器110可以包括任何合适的控制器并且可以包括处理器。处理器可以包括任何合适的处理器，例如本文所述的那些。附加地或可替代地，控制器110可以包括两个或更多个处理器。处理器可以被配置为执行存储在诸如存储器120之类的存储器上的指令。存储器120可以包括单个盘或多个盘(例如，硬盘驱动器)，并且包括管理该存储器120内的一个或多个分区的存储管理模块。在一些实施例中，存储器120可以包括闪存、半导体(固态)存储器等。该存储器可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)或其组合。存储器120可以包括指令，这些指令在由处理器执行时使处理器至少执行车辆10的各种功能，包括本文所述的那些功能。

如所描述的，存储在存储器120上的指令在由控制器110执行时，使控制器110至少提供转向缓解。例如，控制器110可以接收与车辆10的转向机构的各种特性相对应的一个或多个测量结果。转向机构可以包括任何合适的转向机构，例如方向盘或手握式方向盘。在下文中，转向机构可以被称为方向盘。对应于方向盘的各种特性的测量结果可以包括方向盘位置。例如，转向管理系统100可以包括方向盘传感器130。方向盘传感器130可以包括方向盘位置传感器。方向盘位置传感器可以设置为靠近方向盘或远离方向盘。方向盘位置传感器可以被配置为测量方向盘相对于参考位置的位置。参考位置可以包括方向盘的中心位置(例如，车辆10的车轮22居中情况下的方向盘的位置)。

方向盘位置传感器可以在方向盘旋转期间测量相对于参考点的旋转角度或方向盘位置与参考位置之间的距离。例如，车辆10的操作者可以沿着车辆10正经过的路径的弯曲部分引导车辆10。当操作者转动方向盘以遵循路径的曲率时，方向盘的位置和参考位置之间的距离增加。方向盘位置传感器被配置为生成与方向盘位置测量结果相对应的方向盘位置信号。方向盘位置传感器将方向盘位置信号传送到控制器110。

在一些实施例中，方向盘传感器130包括方向盘扭矩传感器。方向盘扭矩传感器可以被配置为测量在方向盘旋转期间施加到方向盘的扭矩量。例如，当操作者旋转方向盘以跟随路径的曲率时，操作者向方向盘施加一定量的扭矩。附加地或可替代地，当车辆10经受扭矩转向或牵引转向时，一定量的扭矩可以从例如车辆10的车轮22被施加到方向盘。方向盘扭矩传感器确定对应于施加到方向盘的扭矩量的方向盘扭矩值。方向盘扭矩传感器生成对应于方向盘扭矩值的方向盘扭矩信号。方向盘扭矩传感器可以将方向盘扭矩信号传送到控制器110。

在一些实施例中，方向盘传感器130可以包括方向盘速度传感器。方向盘速度传感器可以被配置为测量方向盘的旋转速度。例如，当操作者旋转方向盘以跟随路径的曲率时，方向盘以一定速度旋转。附加地或可替代地，当车辆10经受扭矩转向或牵引转向时，一定量的扭矩可以从例如车辆10的车轮22被施加到方向盘，这可以增加或减小方向盘速度。方向盘速度传感器确定方向盘的方向盘速度。方向盘速度传感器生成与方向盘速度相对应的方向盘速度信号。方向盘速度传感器可以将方向盘速度信号传送到控制器110和/或方向盘控制器140。方向盘控制器140包括任何合适的控制器或处理器。

在一些实施例中，车辆10包括各种车辆10扭矩传感器150。车辆扭矩传感器150可以包括变速器扭矩传感器或被配置为测量和/或计算变速器扭矩的其他合适的传感器。变速器扭矩传感器可以被配置为测量由车辆10的变速器生成的变速器扭矩。变速器扭矩可以对应于车辆10的发动机速度或与其有关(例如，在车辆10的推进期间)。变速器扭矩传感器可以确定与测量的变速器扭矩相对应的变速器扭矩值。变速器扭矩传感器可以生成与变速器扭矩相对应的变速器扭矩信号。变速器扭矩传感器可以将变速器扭矩信号传送到控制器110和/或方向盘控制器140。

车辆扭矩传感器150可以包括驱动扭矩传感器。例如，车辆10可以包括电动车辆或混合动力车辆。车辆可以包括一个或多个马达，其被配置为在运行期间推动车辆10。一个或多个电动马达在车辆10的运行期间生成相对高的扭矩量。驱动扭矩传感器被配置为测量由车辆10的一个或多个电动马达生成的驱动或马达扭矩。驱动扭矩传感器可以被配置为以确定与测得的马达扭矩相对应的马达扭矩值。驱动扭矩传感器生成与马达扭矩值相对应的马达扭矩信号。驱动扭矩传感器将马达扭矩信号提供给控制器110和/或方向盘控制器140。

在一些实施例中，控制器110可以被配置为在方向盘旋转期间(例如，如所描述，当操作者旋转方向盘以例如跟随路径的曲率时)确定方向盘返回值(例如，返回命令)。例如，控制器110从方向盘传感器130接收与方向盘的位置相对应的方向盘位置信号。控制器110确定与方向盘位置相对应的方向盘返回值。例如，控制器110可以访问存储在存储器120中或车辆10内或远离车辆10定位的另一合适的存储装置中的二维查找表。二维查找表可以包括任何合适的查找表，并且可以指示与要施加到方向盘上的扭矩量相对应的返回值，以便在方向盘旋转期间将方向盘返回到中心位置。

在一些实施例中，控制器110从方向盘传感器130接收与方向盘扭矩值相对应的方向盘扭矩信号。控制器110可以从方向盘传感器130接收与方向盘速度相对应的方向盘速度信号。控制器110可以基于方向盘扭矩值、方向盘速度或其组合来缩放或调节方向盘返回值。

例如，控制器110可以访问二维查找表或另一个合适的查找表，以识别与方向盘扭矩值相对应的方向盘扭矩缩放值。方向盘扭矩缩放值可以指示用于缩放(例如，增加或减少)方向盘返回值以补偿方向盘扭矩值的量。控制器110可以访问二维查找表或另一个合适的查找表，以识别与方向盘速度值相对应的方向盘速度缩放值。方向盘速度缩放值可以指示用于缩放(例如，增加或减少)方向盘返回值以补偿方向盘速度值的量。控制器110可以根据方向盘扭矩缩放值、方向盘速度缩放值或其组合来缩放或调节方向盘返回值。

在一些实施例中，控制器110可以被配置为基于变速器扭矩值和/或马达扭矩值来进一步缩放或调节方向盘返回值。例如，控制器110可以从车辆扭矩传感器150接收与变速器扭矩值相对应的变速器扭矩信号。控制器110可以确定变速器扭矩值是否大于阈值。阈值可以包括任何合适的值，并且可以对应于指示导致方向盘的不稳定行为的变速器扭矩的扭矩值(例如，当车辆10以相对较高的速度运行时)。

如果控制器110确定变速器扭矩值大于阈值，则控制器110可以访问二维查找表或另一个合适的查找表以识别与变速器扭矩值相对应的变速器扭矩缩放值。变速器扭矩缩放值可以指示用于缩放(例如，增大或减小)方向盘返回值以补偿变速器扭矩的量。控制器110可以根据变速器扭矩缩放值缩放或调节方向盘返回值。相反，如果控制器110确定变速器扭矩值小于阈值，则控制器110不缩放或调节用于补偿变速器扭矩值的方向盘返回值。

在一些实施例中，控制器110可以从车辆扭矩传感器150接收与马达扭矩值相对应的马达扭矩信号。控制器110可以确定马达扭矩值是否大于阈值。该阈值可以包括任何合适的值，并且可以对应于指示导致方向盘的不稳定行为的马达扭矩的扭矩值(例如，当车辆10包括一个或多个马达和/或车辆10以相对较高的车辆速度运行时)。

如果控制器110确定马达扭矩值大于阈值，则控制器110可以访问二维查找表或另一个合适的查找表以识别与马达扭矩值相对应的马达扭矩缩放值。马达扭矩缩放值可以指示用于缩放(例如，增加或减小)方向盘返回值以补偿马达扭矩的量。控制器110可以根据马达扭矩缩放值缩放或调节方向盘返回值。相反，如果控制器110确定马达扭矩值小于阈值，则控制器110不缩放或调节用于补偿马达扭矩值的方向盘返回值。

在一些实施例中，控制器110可以接收变速器扭矩信号和马达扭矩信号。控制器110可以确定变速器扭矩值和马达扭矩值之一或二者是否大于阈值，并且可以相应地识别变速器扭矩缩放值和马达扭矩缩放值。控制器110可以根据变速器扭矩缩放值和马达扭矩缩放值来缩放或调节方向盘返回值。

转向管理系统100包括车轮传感器160。车轮传感器160可以包括位置传感器、速度传感器(例如，能够测量车轮的每分钟转数(rpm)、车辆的速度等)、压力传感器等。车轮传感器160可以例如能够跟踪车轮的位置(例如，相对于已知位置)、能够识别与车轮相关联的速度、能够识别车轮的rpm、能够识别车轮的压力水平等。车轮传感器160向控制器110和/或车轮控制器170提供传感器读数。车轮控制器170可以包括任何合适的控制器或处理器。

在一些实施例中，转向管理系统100和/或控制器110可以执行本文描述的方法。然而，由转向管理系统100和/或控制器110执行的本文描述的方法并不意味着是限制性的，在控制器上执行的任何类型的软件都可以执行本文描述的方法而不会脱离本公开的范围。例如，控制器(例如，在计算装置内执行软件的处理器)可以执行本文描述的方法，

图2大体上示出了根据本公开原理的齿条和对应的齿条组件。例如，车辆可以包括齿条控制器210、马达控制系统220、齿条传感器230、齿条240和/或本文其他地方描述的任何其他组件和/或元件。齿条控制器210包括任何合适的控制器或处理器。马达控制系统包括任何合适的组件和/或元件。齿条传感器230包括能够捕获传感器数据的任何传感器，该传感器数据将被用于测量或估计施加到齿条240的力。

在一些实施例中，齿条传感器230可以捕获传感器数据，并且可以(例如，经由马达控制系统220)将传感器数据发送到齿条控制器210。这可以允许齿条控制器210将传感器数据提供给控制器110(例如，其可以进一步处理传感器数据以确定齿条力估计)。

在一些实施例中，控制器110可执行本文描述的方法。然而，由控制器110执行的本文描述的方法并不意味着是限制性的，在控制器或处理器上执行的任何类型的软件都可以执行本文描述的方法而不背离本公开的范围。例如，控制器(例如，在计算装置内执行软件的处理器)可以执行本文描述的方法。

图3是大体上示出根据本公开原理的转向配置方法300的流程图。在310处，方法300接收输入数据。例如，控制器110可以从一个或多个车辆传感器和/或致动器接收齿条力频率(RF)数据。在一些实施例中，控制器110可以从方向盘传感器130、从车辆扭矩传感器250、从车轮传感器260、从齿条传感器330等接收RF数据。在一些实施例中，控制器110可以从一个或多个车辆传感器和/或致动器接收传感器数据，并且可以基于传感器数据生成RF数据。在一些实施例中，频率可以指示由与车辆10相关联的传感器测量特定力的程度。

在一些实施例中，控制器110(例如，使用基础频率选择器模块)可以接收已经使用自行车模型生成的RF数据的集合，并且可以处理该RF数据的集合以识别基础RF数据。例如，控制器110可以识别将被选择为基础频率的低频值。

在320处，方法300接收指示车辆的速度的车辆速度数据。例如，控制器110可以从车轮传感器160接收速度数据。

在330处，方法300将RF数据分类为与频率范围相关联的部分。例如，控制器110可以将RF数据分类为表示N个频率范围的部分。为了提供具体示例，控制器110可以将RF数据分类为：代表与低频相对应的第一频率范围的第一部分、代表与中等频率相对应的第二频率范围的第二部分、以及代表与高频相对应的第三频率范围的第三部分。

在一些实施例中，控制器110可以被配置为使用低频范围值(<2Hz)来捕获车辆对操作者反馈的响应。该信息可以从自行车模型或观察器获得。使用自行车模型提供基本的转向感觉减少零件之间的差异，并提高同类车辆之间的均匀性。然后将此内容通过插值曲线从而过滤内容。

在一些实施例中，控制器110可以被配置为使用中频范围值(2Hz至8Hz)和高频范围值(8Hz至15Hz，或更高)来捕获道路频率数据。该数据也通过插值曲线。这允许在较高的频率上限制和管理反馈扭矩的幅度，以使驾驶员感到舒适。

每个频率上的各个增益允许更大的调整灵活性而不会破坏稳定性裕度。

在340处，方法300基于分类的RF数据和速度数据来估计齿条力值。例如，控制器110(例如，使用作用函数、插值技术等)可以处理分类的RF数据和/或速度数据以估计齿条力值。在一些实施例中，控制器110可以使用作用函数来估计齿条力值。附加地或可替代地，控制器110可以使用自行车模型来估计齿条力值。

在一些实施例中，控制器110可以基于幅值执行一个或多个动作以识别和/或选择特定函数(和/或模型)。在一些实施例中，控制器110可以在利用自行车模型时考虑路面数据。在一些实施例中，基于操作者的偏好，可以使用独立的增益选择来选择频率范围。

在一些实施例中，控制器110可以在滤波之后利用插值。在一些实施例中，例如当在滤波之前应用插值时，幅度和斜率可能存在显着下降。因此，在插值之前进行滤波可以改善响应。在一些实施例中，插值之前进行滤波允许车辆工程师调整最终作用信号而不是中间信号，从而提高设计透明度。

通过将路面内容添加到自行车模型驱动的齿条力值的估计中，控制器110能够在车辆组件之间实现统一的转向形式。本文描述的一个或多个实施例允许控制器110在不引起不稳定的情况下增加道路反馈或频率成分。在某些情况下，频率成分的影响与齿条力值的估计分离，以提高稳定性和转向感觉。本文描述的一个或多个实施例使得能够在所有频率上具有均匀的转向感觉，并且能够缓解由于共振引起的振幅变化。本文描述的一个或多个实施例允许将诊断用于从两个或更多个齿条力估计源中选择基本频率成分、允许将诊断用于选择期望的频率范围，等等。

在350处，方法300基于估计的齿条力值选择性地控制车辆组件的位置。例如，控制器110可以选择性地控制方向盘的位置，可以选择性地控制齿条的位置，等等。

图4是大体上示出了根据本公开原理的替代转向配置方法400的流程图。在402处，方法400接收齿条力估计数据。例如，控制器110可以接收与基于观察器的模型和自行车模型之一相对应的齿条力估计数据。

在404处，方法400接收指示车辆的速度的车辆速度数据。例如，控制器110可以接收指示车辆10的车辆速度的车辆速度数据。

在406处，方法400将齿条力估计数据分类为与频率范围相关联的对应的齿条力估计部分。例如，控制器110可以将齿条力估计数据分类为具有相关联的频率范围的齿条力估计部分。

在408处，方法400基于至少一个齿条力估计部分和车辆速度数据来估计齿条力值。例如，控制器110可以基于至少一个齿条力估计部分和车辆速度数据来估计齿条力值。

在410处，方法400至少基于齿条力值来控制车辆转向。例如，控制器110可以至少使用齿条力值来控制车辆10的车辆转向的各个方面。

在一些实施例中，转向系统包括处理器和存储器。存储器包括指令，这些指令在由处理器执行时使处理器：接收齿条力估计数据；接收指示与转向系统相关联的车辆的速度的车辆速度数据；将齿条力估计数据分类为与频率范围相关联的对应的齿条力估计部分；基于至少一个齿条力估计部分和车辆速度数据，估计齿条力值；以及至少基于齿条力值来控制车辆转向。

在一些实施例中，与第一齿条力估计部分相关联的第一频率范围包括小于2赫兹的频率。在一些实施例中，与第二齿条力估计部分相关联的第二频率范围包括在2赫兹和8赫兹之间的频率。在一些实施例中，与第三齿条力估计部分相关联的第三频率范围包括在8赫兹和15赫兹之间的频率。在一些实施例中，齿条力估计数据对应于基于观察器的模型。在一些实施例中，齿条力估计数据对应于自行车模型。在一些实施例中，指令还使处理器：将插值应用于至少一个齿条力估计部分以估计齿条力值。在一些实施例中，指令还使处理器：在对至少一个齿条力估计部分进行滤波之后将插值应用于至少一个齿条力估计部分。

在一些实施例中，一种方法包括：接收齿条力估计数据，以及接收指示车辆的速度的车辆速度数据。该方法还包括：将齿条力估计数据分类为与频率范围相关联的对应的齿条力估计部分，以及基于至少一个齿条力估计部分和车辆速度数据，估计齿条力值。该方法还包括：至少基于齿条力值来控制车辆转向。

在一些实施例中，与第一齿条力估计部分相关联的第一频率范围包括小于2赫兹的频率。在一些实施例中，与第二齿条力估计部分相关联的第二频率范围包括在2赫兹和8赫兹之间的频率。在一些实施例中，与第三齿条力估计部分相关联的第三频率范围包括在8赫兹和15赫兹之间的频率。在一些实施例中，齿条力估计数据对应于基于观察器的模型。在一些实施例中，齿条力估计数据对应于自行车模型。在一些实施例中，该方法还包括：将插值应用于至少一个齿条力估计部分以估计齿条力值。在一些实施例中，该方法还包括：在对至少一个齿条力估计部分进行滤波之后将插值应用于至少一个齿条力估计部分。

在一些实施例中，用于转向系统的装置包括处理器和存储器。存储器包括指令，这些指令在由处理器执行时使处理器：接收与基于观察器的模型和自行车模型中的至少一个相关联的齿条力估计数据；接收指示与转向系统相关联的车辆的速度的车辆速度数据；将齿条力估计数据分类为与频率范围相关联的对应的齿条力估计部分；在对至少一个齿条力估计部分进行滤波之后，将插值应用于至少一个齿条力估计部分；基于至少一个齿条力估计部分和车辆速度数据，估计齿条力值；以及至少基于齿条力值来控制车辆转向。

在一些实施例中，与至少一个齿条力估计部分相关联的频率范围包括小于2赫兹的频率。在一些实施例中，与至少一个齿条力估计部分相关联的频率范围包括在2赫兹和8赫兹之间的频率。在一些实施例中，与至少一个齿条力估计部分相关联的频率范围包括在8赫兹和15赫兹之间的频率。

以上讨论意在说明本公开的原理和各种实施例。一旦完全理解了上述公开，许多变化和修改对于本领域技术人员将变得显而易见。意图将以下权利要求解释为包含所有这样的变化和修改。

词语“示例”在本文中用来表示用作示例、例子或说明。本文中被描述为“示例”的任何方面或设计不必被解释为比其他方面或设计更优选或有利。相反，使用“示例”一词旨在以具体方式呈现概念。如在本申请中使用的，术语“或”旨在表示包括性的“或”而不是排他性的“或”。也就是说，除非另有说明或从上下文可以清楚地看出，“X包括A或B”旨在表示任何自然的包含性排列。也就是说，如果X包含A；X包括B；或X包括A和B二者，则在任何前述情况下均满足“X包括A或B”。另外，在本申请和所附权利要求书中使用的冠词“一(a/an)”通常应被解释为意指“一个或多个”，除非另有说明或从上下文清楚地指向单数形式。此外，除非如此描述，否则贯穿全文使用术语“实施方式”或“一个实施方式”并不旨在表示相同的实施例或实施方式。

本文描述的系统、算法、方法以及指令等的实现可以以硬件、软件或其任何组合来实现。硬件可以包括，例如，计算机、知识产权(IP)内核、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑阵列、光学处理器、可编程逻辑控制器、微代码、微控制器、服务器、微处理器、数字信号处理器或任何其他合适的电路。在权利要求中，术语“处理器”应被理解为单独地或组合地包括任何前述硬件。术语“信号”和“数据”可互换使用。

如在此使用的，术语模块可以包括被设计为与其他组件一起使用的封装的功能硬件单元、控制器(例如，执行软件或固件的处理器)可执行的一组指令、被配置为执行特定功能的处理电路以及与大型系统接合的自含式硬件或软件组件。例如，模块可以包括专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、电路、数字逻辑电路、模拟电路、分立电路的组合、门电路和其他类型硬件或者它们的组合。在其他实施例中，模块可以包括存储器，该存储器存储控制器可执行以实现模块的特征的指令。

此外，在一方面，例如，本文描述的系统可以使用具有计算机程序的通用计算机或通用处理器来实现，该计算机程序在被执行时实行本文描述的任何相应的方法、算法和/或指令。附加地或可选地，例如，可以利用专用计算机/处理器，其可以包含用于实行本文描述的任何方法、算法或指令的其他硬件。

此外，本公开的全部或部分实现方式可以采取可从例如计算机可用或计算机可读介质访问的计算机程序产品的形式。计算机可用或计算机可读介质可以是例如可以有形地包含、存储、传达或传输程序以供任何处理器使用或与其结合使用的任何装置。介质可以是例如电的、磁的、光学的、电磁的装置或半导体装置。也可以使用其他合适的介质。

已经描述了上述实施例、实施方式和方面，以允许容易地理解本公开并且不限制本公开。相反，本公开旨在覆盖所附权利要求的范围内所包括的各种修改和等效布置，该范围应被赋予最宽泛的解释，以涵盖法律允许的所有此类修改和等效结构。

Claims (20)

1.一种转向系统，包括：

处理器；以及

包括指令的存储器，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：

接收齿条力估计数据；

接收与所述转向系统相关联的车辆的车辆速度数据；

将所述齿条力估计数据分类为与频率范围相关联的对应的齿条力估计部分；

基于至少一个齿条力估计部分和所述车辆速度数据，估计齿条力值；以及

至少基于所述齿条力值来控制车辆转向。

2.根据权利要求1所述的转向系统，其中，与第一齿条力估计部分相关联的第一频率范围包括小于2赫兹的频率。

3.根据权利要求1所述的转向系统，其中，与第二齿条力估计部分相关联的第二频率范围包括在2赫兹和8赫兹之间的频率。

4.根据权利要求1所述的转向系统，其中，与第三齿条力估计部分相关联的第三频率范围包括在8赫兹和15赫兹之间的频率。

5.根据权利要求1所述的转向系统，其中，所述齿条力估计数据对应于观察器。

6.根据权利要求1所述的转向系统，其中，所述齿条力估计数据对应于自行车模型。

7.根据权利要求1所述的转向系统，其中，所述指令还使所述处理器：将插值应用于所述至少一个齿条力估计部分，以估计所述齿条力值。

8.根据权利要求7所述的转向系统，其中，所述指令还使所述处理器：在对所述至少一个齿条力估计部分进行滤波之后将所述插值应用于所述至少一个齿条力估计部分。

9.一种用于转向系统的方法，包括：

接收齿条力估计数据；

接收车辆的车辆速度数据；

将所述齿条力估计数据分类为与频率范围相关联的对应的齿条力估计部分；

基于至少一个齿条力估计部分和所述车辆速度数据，估计齿条力值；以及

至少基于所述齿条力值来控制车辆转向。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，与第一齿条力估计部分相关联的第一频率范围包括小于2赫兹的频率。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，与第二齿条力估计部分相关联的第二频率范围包括在2赫兹和8赫兹之间的频率。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，与第三齿条力估计部分相关联的第三频率范围包括在8赫兹和15赫兹之间的频率。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述齿条力估计数据对应于观察器。

14.根据权利要求9所述的方法，其中，所述齿条力估计数据对应于自行车模型。

15.根据权利要求9所述的方法，还包括：将插值应用于所述至少一个齿条力估计部分，以估计所述齿条力值。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：在对所述至少一个齿条力估计部分进行滤波之后将所述插值应用于所述至少一个齿条力估计部分。

17.一种用于转向系统的装置，所述装置包括：

处理器；以及

包括指令的存储器，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：

接收与观察器和自行车模型中的至少一个相关联的齿条力估计数据；

接收与所述转向系统相关联的车辆的车辆速度数据；

将所述齿条力估计数据分类为与频率范围相关联的对应的齿条力估计部分；

在对至少一个齿条力估计部分进行滤波之后，将插值应用于所述至少一个齿条力估计部分；

基于所述至少一个齿条力估计部分和所述车辆速度数据，估计齿条力值；以及

至少基于所述齿条力值来控制车辆转向。

18.根据权利要求17所述的装置，其中，与所述至少一个齿条力估计部分相关联的频率范围包括小于2赫兹的频率。

19.根据权利要求17所述的装置，其中，与所述至少一个齿条力估计部分相关联的频率范围包括在2赫兹和8赫兹之间的频率。

20.根据权利要求17所述的装置，其中，与所述至少一个齿条力估计部分相关联的频率范围包括在8赫兹和15赫兹之间的频率。