CN115923920A - 机电辅助转向系统及其操作方法、控制设备和计算机存储介质 - Google Patents

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CN115923920A CN202211170424.3A CN202211170424A CN115923920A CN 115923920 A CN115923920 A CN 115923920A CN 202211170424 A CN202211170424 A CN 202211170424A CN 115923920 A CN115923920 A CN 115923920A
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Abstract

描述了一种用于操作机动车辆的机电辅助转向系统的方法。该转向系统具有转向装置和至少一个机电致动器，其中，该至少一个机电致动器以传递扭矩的方式联接至该转向装置。该方法包括以下步骤：‑获取转向齿条力信号，该转向齿条力信号包括关于作用在转向系统的转向齿条上的转向齿条力的信息；‑获取驾驶员扭矩信号，该驾驶员扭矩信号包括关于由驾驶员施加在转向装置上的驾驶员扭矩的信息；‑确定经滤波、缩放的转向齿条力信号；以及‑特别是基于经缩放的转向齿条力信号来确定该至少一个机电致动器的转向反馈扭矩。还描述了一种用于机动车辆的机电辅助转向系统的控制设备、一种机电辅助转向系统、以及一种计算机存储介质。

Description

机电辅助转向系统及其操作方法、控制设备和计算机存储介质
技术领域
本发明涉及一种用于操作机动车辆的机电辅助转向系统的方法。此外，本发明涉及一种用于机动车辆的机电辅助转向系统的控制设备、一种机电辅助转向系统、以及一种计算机存储介质。
背景技术
在机动车辆的机电辅助转向系统中，转向装置上(例如，方向盘上或操纵杆上)的能够由驾驶员感知的扭矩能够经由联接至转向装置的机电致动器来完全或部分地设定。
机电致动器通常是电动马达，取决于转向系统的设计，该电动马达也可以联接至机动车辆的驱动轮。
在EPS转向系统中，在机动车辆的驱动轮与转向装置之间通常具有机械操作连接件。然而，在这种情况下，可以经由机电致动器通过改变转向装置上的能够由驾驶员感知的扭矩(也就是说，转向反馈扭矩)来改变转向感觉。
在线控转向转向系统中，在机动车辆的车轮与转向装置之间不具有机械操作连接件。在这种情况下，转向装置指配有其自身的机电致动器，该机电致动器产生转向反馈扭矩。在这种情况下，转向装置上的能够由驾驶员感知的基本上所有扭矩因此都由机电致动器产生。
在此的一个特别挑战在于：一方面，在所有驾驶情况下都设定转向反馈扭矩，使得该转向反馈扭矩令驾驶员愉快；另一方面，传输关于周围环境(例如，关于道路状况)的信息以及关于机动车辆(例如，机动车辆对转向移动的响应)的信息。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于操作机电辅助转向系统的方法，该方法允许改进转向反馈扭矩的设定。
根据本发明，该目的通过一种用于操作机动车辆的机电辅助转向系统的方法来实现。该转向系统具有转向装置和至少一个机电致动器，其中，该至少一个机电致动器以传递扭矩的方式联接至该转向装置。该方法包括以下步骤：
-获取转向齿条力信号，该转向齿条力信号包括关于作用在转向系统的转向齿条上的转向齿条力的信息；
-获取驾驶员扭矩信号，该驾驶员扭矩信号包括关于由驾驶员施加在转向装置上的驾驶员扭矩的信息；
-确定经滤波、缩放的转向齿条力信号，其中，通过被设计为高通滤波器或带通滤波器的滤波器对所获取的转向齿条力信号进行滤波，并且特别是基于所获取的驾驶员扭矩信号对所得到的经滤波的转向齿条力信号进行缩放，以便确定经滤波、缩放的转向齿条力信号，或其中，特别是基于所获取的驾驶员扭矩信号对所获取的转向齿条力信号进行缩放，并且通过被设计为高通滤波器或带通滤波器的滤波器对所得到的经缩放的转向齿条力信号进行滤波，以便确定经滤波、缩放的转向齿条力信号；以及-特别是基于经滤波、缩放的转向齿条力信号来确定该至少一个机电致动器的转向反馈扭矩。
在此和下文中，“获取转向齿条力信号”应理解为是指直接测量转向齿条力信号和/或由其他测量变量来确定该转向齿条力信号，也就是说，计算该转向齿条力信号。
因此，可以通过转向系统的合适的传感器来直接测量转向齿条力信号。作为替代方案或此外，可以通过转向系统的合适的传感器来确定其他变量，例如电动马达的马达位置、电动马达的辅助扭矩、转向柱扭矩、转向角度和/或转向齿条位置，并且由这些变量中的一个或多个变量来确定转向齿条力信号。
通过举例的方式，可以基于数学模型来确定转向齿条力信号，其中，数学模型描述了转向系统的包括转向齿条的下部部分。该数学模型可以基于机动车辆的物理等效模型或转向系统的下部部分的物理等效模型。
基于通过机动车辆的一个或多个传感器确定的一个或多个测量变量，可以基于该数学模型计算转向齿条力信号。
特别地，基于该数学模型开发观测器，该观测器能够基于可用测量变量来确定该数学模型的未知变量。因此，可以使用该观测器来基于至少一个测量变量确定未知变量，该至少一个测量变量能够使用已经安装在转向系统中的传感器来测量。
也可以设想到，通过卡尔曼滤波器来基于可用测量变量确定该数学模型的未知变量。卡尔曼滤波器基于该至少一个测量变量算出未知变量，该至少一个测量变量能够使用已经安装在转向系统中的传感器来测量。这节省了在其他情况下需要的附加测量传感器系统的成本。
这同样适用于术语“获取驾驶员扭矩信号”，该术语应理解为是指直接测量驾驶员扭矩信号和/或由其他测量变量来确定该驾驶员扭矩信号，也就是说，计算该驾驶员扭矩信号。
通过举例的方式，可以通过扭矩传感器或所谓的“扭矩和角度传感器”(TAS传感器)来直接测量驾驶员扭矩信号，该扭矩和角度传感器能够确定转向装置的旋转角度和作用在该转向装置上的扭矩这两者。
作为替代方案或此外，可以通过转向系统的合适的传感器来确定其他变量，例如电动马达的马达位置、转向柱扭矩、转向角度和/或转向齿条位置，并且由这些变量中的一个或多个变量来确定驾驶员扭矩信号。
此外，术语“缩放”应理解为是指对应信号彼此相乘。
因此，经滤波、缩放的转向齿条力信号对应于经滤波的转向齿条力信号和至少基于所获取的驾驶员扭矩信号的另一信号的乘积。
根据本发明的方法所基于的基本观点在于：不仅使用转向齿条力信号或驾驶员扭矩信号来确定转向反馈扭矩，而且使用两种信号的组合。
已经发现，当以所获取的驾驶员扭矩信号缩放经滤波的转向齿条力信号以确定转向反馈扭矩时，能够以期望的方式非常精确地设定转向反馈扭矩。
此外，根据本发明的方法使得可以在非常短的时间间隔内确定转向反馈扭矩，也就是说，根据本发明的方法具有提高了的处理速度，因为可以仅使用转向系统的内部变量或测量变量来确定转向反馈扭矩。
根据本发明的方法使得可以向驾驶员提供关于机动车辆的周围环境(例如，关于道路状况)、以及关于机动车辆本身(特别是关于机动车辆对转向移动的响应)的非常精确的反馈。
此外，可以基于驾驶员扭矩信号通过缩放以适用于驱动机动车辆的前车桥的动态行为的方式设定经滤波的转向齿条力信号的动态分量。
高通滤波器或带通滤波器被配置成滤除(也就是说，移除)特定频率范围的转向齿条力信号。
例如，该特定频率范围是低于转向系统的谐振频率、特别是转向传动机构的谐振频率的频率范围。高通滤波器或带通滤波器相应地具有高于谐振频率的通带。
例如，谐振频率在10Hz与20Hz之间的范围内。
例如，转向装置可以是方向盘或操纵杆。
在随后的转向感觉功能(例如，基本转向扭矩、主动复位、阻尼等)中可以确定至少一个机电致动器的转向反馈扭矩。
根据本发明的一个方面，获取速度信号，该速度信号包括关于机动车辆的速度的信息，其中，基于该速度信号附加地确定转向反馈扭矩。因此，至少基于速度信号和经滤波、缩放的转向齿条力信号来确定该转向反馈扭矩。换言之，该转向反馈扭矩可以适应于机动车辆的速度，使得在机动车辆的任何速度下都提供令驾驶员愉快的关于机动车辆的周围环境(例如，关于道路状况)以及关于机动车辆本身(特别是关于机动车辆对转向移动的响应)的适当反馈。因此，实际上提供的转向反馈扭矩取决于机动车辆的速度，这就是为什么转向反馈扭矩也可以说是速度相关的。
通过举例的方式，转向反馈扭矩与速度信号的缩放幅度随速度增大而下降。转向齿条力信号的高频率分量的振幅随速度增大而增大，这意味着转向齿条力信号的速度相关的缩放能够用于在需要时向驾驶员设定关于道路状况的反馈。
在本发明的一个实施例中，速度信号与驾驶员扭矩信号叠加，以便确定速度相关的驾驶员扭矩信号，特别地其中，以速度相关的驾驶员扭矩信号对经滤波的转向齿条力信号和/或所获取的转向齿条力信号进行缩放，以便获得经滤波、缩放的转向齿条力信号。换言之，因此，速度信号和驾驶员扭矩信号首先彼此组合、特别是彼此相乘。得到的速度相关的驾驶员扭矩信号包含关于驾驶员施加在转向装置上的驾驶员扭矩的信息以及关于机动车辆的速度的信息。
因此，基于驾驶员扭矩和机动车辆的速度对经滤波的转向齿条力信号进行缩放。作为替代方案或此外，可以基于驾驶员扭矩和机动车辆的速度对所获取的转向齿条力信号进行缩放，并且接着通过滤波器对其进行滤波。
由于转向反馈扭矩是基于经滤波、缩放的转向齿条力信号来确定的，因此在考虑所获取的转向齿条力信号、速度信号和驾驶员扭矩信号的情况下来确定转向反馈扭矩。从而在任何速度下和针对任何转向移动提供适当的转向反馈扭矩。
在此和下文中，术语“叠加”应理解为是指使对应信号相加或相乘。
相应地，速度相关的驾驶员扭矩信号可以对应于速度信号和驾驶员扭矩信号的总和、或速度信号和驾驶员扭矩信号的乘积。
特别地，速度相关的驾驶员扭矩信号对应于速度信号和驾驶员扭矩信号的乘积。
根据本发明的另一实施例，通过低通滤波器对所获取的转向齿条力信号进行滤波，从而给出经低通滤波的转向齿条力信号，其中，基于经低通滤波的转向齿条力信号来确定转向反馈扭矩。凭借经低通滤波的转向齿条力信号，在确定转向反馈扭矩时，也相应地考虑转向齿条力的低频率分量。
总体而言，低通滤波器被配置成滤除(也就是说，移除)特定频率范围的转向齿条力信号。
例如，该特定频率范围是高于转向系统的谐振频率、特别是转向传动机构的谐振频率的频率范围。低通滤波器相应地具有低于谐振频率的通带。
例如，谐振频率在10Hz与20Hz之间的范围内。
转向齿条力的低频率分量和高频率分量对转向反馈扭矩的影响可以彼此单独地设定，例如通过对低频率分量和高频率分量进行有区别的加权来设定。因此，可以实现转向反馈扭矩的自然作用的磁滞行为。
特别地，经低通滤波的转向齿条力信号与速度信号叠加，其中，基于由经低通滤波的转向齿条力信号和速度信号组成的叠加信号来确定转向反馈扭矩。因此，特别地，以速度相关的方式对转向齿条力的低频率分量的影响进行缩放，并且在确定转向反馈扭矩时将其考虑在内。这在机动车辆的任何速度下都提供令驾驶员愉快的关于机动车辆的周围环境(例如，关于道路状况)以及关于机动车辆本身(特别是关于机动车辆对转向移动的响应)的适当反馈。
本发明的一个方面提供的是，基于机动车辆模型来确定基于模型的转向齿条力信号，其中，基于该基于模型的转向齿条力信号来确定转向反馈扭矩。机动车辆模型可以是机动车辆的数学模型或机动车辆的零件的数学模型，其中，该数学模型可以基于机动车辆的物理等效模型。基于通过机动车辆的一个或多个传感器确定的一个或多个测量变量，可以基于该数学模型计算基于模型的转向齿条力信号。
特别地，基于该数学模型开发观测器，该观测器能够基于可用测量变量来确定该数学模型的未知变量。因此，可以使用该观测器来基于至少一个测量变量确定未知变量，该至少一个测量变量能够使用已经安装在转向系统中的传感器来测量。
也可以设想到，通过卡尔曼滤波器来基于可用测量变量确定该数学模型的未知变量。卡尔曼滤波器基于该至少一个测量变量算出未知变量，该至少一个测量变量能够使用已经安装在转向系统中的传感器来测量。这节省了在其他情况下需要的附加测量传感器系统的成本。
本发明的另一个方面提供的是，基于模型的转向齿条力信号与速度信号叠加，其中，特别是基于由基于模型的转向齿条力信号和速度信号组成的叠加信号来确定转向反馈扭矩。基于模型的转向齿条力信号特别地乘以速度信号，也就是说，基于模型的转向齿条力信号以速度信号进行缩放。
通过举例的方式，取决于机动车辆的速度，对经缩放的转向齿条力信号和基于模型的转向齿条力信号进行有区别的加权。特别地，用于基于模型的转向齿条力信号中的加权因子随速度增大而增大，而用于经缩放的转向齿条力信号中的加权因子随速度增大而减小。在计算经缩放的转向齿条力信号和/或基于模型的转向齿条力信号时，可以采用对应的加权因子。
根据本发明，该目的还通过一种用于机动车辆的机电辅助转向系统的控制设备来实现。该转向系统具有转向装置以及机电转向辅助件，该机电转向辅助件具有至少一个机电致动器。该至少一个机电致动器以传递扭矩的方式联接至转向装置。该控制设备被设计成促使转向系统执行如上所述的方法。
关于控制设备的优点和其他性质，参照以上关于方法的解释，这些解释同样适用于控制设备，并且反之亦然。
根据本发明，该目的还通过一种机电辅助转向系统来实现。该机电辅助转向系统具有如上所述的控制设备、转向装置以及机电转向辅助件。该机电转向辅助件具有以传递扭矩的方式联接至转向装置的至少一个机电致动器。
关于机电辅助转向系统的优点和其他性质，参照以上关于方法的解释，这些解释同样适用于机电辅助转向系统，并且反之亦然。
根据本发明的一个方面，该机电辅助转向系统被设计为EPS转向系统或线控转向转向系统。
若转向系统被设计为EPS转向系统，则在转向装置与机动车辆的驱动轮之间具有机械操作连接件。由于机械操作连接件，关于机动车辆的周围环境和/或行为的自然反馈在一定程度上传递至转向装置。使用如上所述的方法，以预定义的方式对该自然反馈进行修改，以便在所有驾驶情况下都产生最佳转向反馈。
若转向系统被设计为线控转向转向系统，则在转向装置与机动车辆的轮子之间不具有机械操作连接件，这就是为什么如上所述的自然反馈也不存在的原因。因此，在该变体中，基本上所有转向反馈都由机电致动器通过如上所述的方法产生。从而，尽管缺少机械连接件，也产生实际且最佳的转向反馈。
根据本发明，该目的还通过一种计算机存储介质来实现，所述计算机存储介质包括具有程序代码装置的计算机程序，这些程序代码装置被设计成当计算机程序在转向系统的控制设备的计算单元上执行时，促使如上所述的转向系统执行如上所述的方法。
关于计算机存储介质的优点和其他性质，参照以上关于方法的解释，这些解释同样适用于计算机存储介质，并且反之亦然。
“程序代码装置”在此和下文中被理解为以编译和/或未编译形式呈程序代码和/或程序代码模块形式的计算机可执行指令，并且可以以任何编程语言和/或机器语言存在。
附图说明
从以下描述和参考的附图中，本发明的进一步优点和特性将变得显而易见。在附图中：
-图1的(a)至(f)示出了根据本发明的机电辅助转向系统的不同变体的示意性倾斜视图；
-图2示出了根据本发明的机电辅助转向系统的线控转向变体的示意性倾斜视图；以及
-图3示意性地示出了用于解释根据本发明的方法的顺序的框图。
具体实施方式
图1的(a)示意性地示出了用于机动车辆的转向系统10，其中，转向系统10具有传动机构12，并且被配置为具有转向柱辅助设备(“柱驱动器EPS”)的机电辅助转向系统。
转向系统10具有方向盘14，该方向盘经由转向柱15的上部部分并经由转向中间轴16连接至第一小齿轮18。第一小齿轮18与转向齿条20啮合，使得向该转向齿条施加扭矩。
扭矩和/或转向角度传感器22布置在转向柱15上，并且被设计成测量转向扭矩和/或转向角度。因此，特别地，此传感器是转向扭矩和转向角度传感器、也称为“扭矩和角度传感器(TAS)”，并且除转向扭矩之外还能够提供转向角度。
还可以提供的是，电动马达24以传递扭矩的方式连接至传动机构12。
如在图1的(a)中所指示的，传动机构12可以以多种不同的方式设计，例如被设计为蜗轮机构、正齿轮或锥齿轮。
在任何情况下，至少由电动马达24提供的扭矩通过传动机构12传递至转向中间轴16，以便执行转向移动。
电动马达24以传递信号的方式连接至转向系统10的控制设备26，这仅在图1的(a)至(f)中的每个图中示意性地指示。
控制设备26被设计成基于来自转向系统10的测量数据来确定要施加的至少一个扭矩，并且将对应的控制指令传递至电动马达24，使得电动马达24至少提供要施加的扭矩。
此外，控制器26被设计成至少部分自动地、特别是完全自动地控制机动车辆，特别是使机动车辆转向。在这种情况下，电动马达24因此不仅提供辅助扭矩，还提供控制机动车辆或使机动车辆转向所需的全扭矩。
图1的(b)中所示的转向系统10与图1的(a)中所示的转向系统的区别在于，电动马达24经由传动机构12以传递扭矩的方式连接至第一小齿轮18，而非连接至转向中间轴16。因此，转向系统10具有单个小齿轮驱动器，其也称为“单小齿轮EPS”。
图1的(c)中所示的转向系统10具有与转向齿条20啮合接合的第二小齿轮18'。电动马达24经由传动机构12以传递扭矩的方式连接至第二小齿轮18'。因此，在这种情况下，转向系统10是双小齿轮转向系统、也称为“双小齿轮EPS”。
图1的(d)至图1的(f)中示出了机电辅助转向系统10的其他可能的实施例。
更确切地，图1的(d)示出了具有使用循环球式螺母27的同心转向齿条驱动器的转向系统10。在这种情况下，电动马达24直接布置在转向齿条20上，并经由循环球式螺母27向转向齿条20施加辅助扭矩。
图1的(e)示出了其中传动机构12被设计成锥齿轮、并且其中，循环球式螺母27安装在转向齿条20上的驱动器。电动马达24经由传动机构12和循环球式螺母27向转向齿条20施加辅助扭矩。
图1的(f)示出了具有安装在转向齿条20上的循环球式螺母27的带驱动器12'。电动马达24施加的辅助扭矩经由带驱动器12'的带传递至循环球式螺母27、并经由所述循环球式螺母传递至转向齿条20。
图2示出了转向系统10的另一实施例。转向系统10在此被设计为线控转向转向系统，也就是说，在方向盘14与转向齿条20之间不具有机械操作连接件。代替地，转向角度传感器22确定转向角度，并将该转向角度传递至控制设备26。控制设备26驱动电动马达24，以便产生控制机动车辆或使机动车辆转向所需的扭矩，在图2所示的示例性实施例中，该电动马达经由带驱动器连接至转向齿条20。在这种情况下，转向系统10还具有方向盘致动器24'，该方向盘致动器能够向方向盘14施加扭矩，例如以便产生道路反馈。
然而，电动马达24不必经由带驱动器连接至转向齿条20。代替地，电动马达24可以经由任何合适的传动机构(例如，经由涡轮机构)连接至转向齿条。
机电辅助转向系统10被设计成执行用于操作转向系统10的方法，下文参考图3描述该方法。
更确切地，控制设备26包括包含程序代码装置的计算机程序，这些程序代码装置被设计成当计算机程序在转向系统10的控制设备26的计算单元或处理器上执行时，促使转向系统10执行下述方法。
“程序代码装置”在此和下文中被理解为以编译和/或未编译形式呈程序代码和/或程序代码模块形式的计算机可执行指令，并且可以以任何编程语言和/或机器语言存在。
指出的是，可以在根据图1的(a)至(f)并根据图2的转向系统10中执行用于操作转向系统的方法，并做出适当的调整。
图3示出了用于展示该方法的框图。
获取转向齿条力信号FRF,s、驾驶员扭矩信号TDR以及速度信号v。并确定基于模型的转向齿条力信号FRF,m。
在此，转向齿条力信号FRF,s和基于模型的转向齿条力信号FRF,m各自包括关于作用在转向齿条20上的转向齿条力的信息。
驾驶员扭矩信号包括关于驾驶员施加在方向盘14上的驾驶员扭矩的信息，也就是说，例如关于驾驶员施加至方向盘14的扭矩的信息。
速度信号v包括关于机动车辆的速度的信息。例如，可以从机动车辆的对应总线系统的CAN信号读取速度信息。
在此和下文中，“获取”应理解为是指直接测量对应信号和/或由其他测量变量来确定对应信号，也就是说，计算对应信号。
因此，可以直接测量转向齿条力信号FRF,s或由其他测量变量来确定转向齿条力信号。
通过举例的方式，可以通过转向系统10的合适的传感器来确定电动马达24或24'的马达位置、电动马达24的辅助扭矩、转向柱扭矩、转向角度和/或转向齿条位置，并且由这些变量中的一个或多个变量来确定转向齿条力信号FRF,s。
特别地，观测器基于转向系统10的下部部分的数学模型开发，其中，转向系统10的下部部分包括转向齿条20。
在此，该数学模型可以基于物理等效模型，转向系统10的下部部分通过该物理等效模型进行建模。
可以使用观测器来基于可用测量变量确定该数学模型的未知变量，这些可用测量变量能够使用已经安装在转向系统10中的传感器来测量。
因此，即使在未能测量数学模型的为此所需的所有变量时，也可以使用观测器来基于可用测量变量确定转向齿条力信号FRF,s。
以同样的方式，可以直接测量驾驶员扭矩信号FDR或基于其他测量变量来确定该驾驶员扭矩信号。
通过举例的方式，可以通过扭矩和/或转向角度传感器22直接测量驾驶员扭矩信号FDR。
作为替代方案或此外，可以通过转向系统10的合适的传感器来确定其他变量，例如电动马达24或24'的马达位置、转向柱扭矩、转向角度和/或转向齿条位置，并且由这些变量中的一个或多个变量来确定驾驶员扭矩信号TDR。
基于机动车辆模型确定基于模型的转向齿条力信号FRF,m。机动车辆模型可以是机动车辆的数学模型或机动车辆的零件的数学模型，其中，该数学模型可以基于机动车辆的物理等效模型。
基于通过机动车辆的一个或多个传感器确定的一个或多个测量变量，可以基于机动车辆的数学模型计算基于模型的转向齿条力信号FRF,m。
可选地，基于该数学模型开发另一个观测器，该另一个观测器能够基于可用测量变量来确定该数学模型的未知变量。因此，可以使用该另一个观测器来基于测量变量确定未知变量，这些测量变量能够使用已经安装在转向系统10中的传感器来测量。
因此，即使在未能测量机动车辆的数学模型的为此所需的所有变量时，也可以使用该另一个观测器来基于可用测量变量确定基于模型的转向齿条力信号FRF,m。
通过滤波器28对获取的转向齿条力信号FRF,s进行滤波，从而给出经滤波的转向齿条力信号FRF,HP，在所示的示例性实施例中，该滤波器被设计为高通滤波器。作为高通滤波器的替代方案，滤波器28还可以是带通滤波器。
总体而言，滤波器28(也就是说，低通滤波器或带通滤波器)被配置成滤除(也就是说，移除)特定频率范围的转向齿条力信号FRF,s。
例如，该特定频率范围是包括转向系统10的谐振频率、特别是转向传动机构12或12'的谐振频率的频率范围。
换言之，因此，使用滤波器28(也就是说，高通滤波器或带通滤波器)来滤除转向齿条力信号FRF,s的低于谐振频率的分量。
例如，谐振频率在10Hz与20Hz之间的范围内。
例如，滤波器28(也就是说，高通滤波器或带通滤波器)相应地具有高于谐振频率的通带。
通过低通滤波器30对获取的转向齿条力信号FRF,s并行地进行滤波，从而给出经低通滤波的转向齿条力信号FRF,TP。
总体而言，低通滤波器30被配置成滤除(也就是说，移除)特定频率范围的转向齿条力信号FRF,s。
例如，该特定频率范围是包括转向系统10的谐振频率、特别是转向传动机构12或12'的谐振频率的频率范围。
换言之，因此，使用低通滤波器30来滤除转向齿条力信号FRF,s的高于谐振频率的分量。
例如，谐振频率在10Hz与20Hz之间的范围内。
低通滤波器30相应地具有低于谐振频率的通带。
所获取的驾驶员扭矩TDR与速度信号叠加，更确切地，以速度信号缩放所获取的驾驶员扭矩，从而给出速度相关的驾驶员扭矩信号TDR,v。
在此，可以使获取的驾驶员扭矩信号TDR乘以第一加权函数32。通过举例的方式，第一加权函数32的值随着驾驶员扭矩增大而增大。
可以使速度信号v乘以第二加权函数34。通过举例的方式，第二加权函数34的值随速度增大而减小。
如图3所展示的，得到的速度相关的驾驶员扭矩信号TDR,v包含关于驾驶员施加在方向盘14上的驾驶员扭矩TDR的信息以及关于机动车辆的速度的信息。
以速度相关的驾驶员扭矩信号TDR,v缩放经滤波的转向齿条力信号FRF,HP，从而给出经滤波、缩放的转向齿条力信号FRF,sc。
因此，经缩放的转向齿条力信号包含关于转向齿条力的高频率分量、驾驶员扭矩、以及机动车辆的速度的信息。
指出的是，还可以首先以速度相关的驾驶员扭矩信号TDR,v缩放所获取的转向齿条力信号FRF,s，其中，接着通过滤波器28对得到的经缩放的转向齿条力信号进行滤波，以便获得经滤波、缩放的转向齿条力信号FRF,sc。因此，也可以颠倒缩放和滤波的顺序。
以速度信号v缩放(也就是说，乘以)基于模型的转向齿条力信号FRF,m，从而给出基于模型的速度相关的转向齿条力信号FRF,m,v。
在此，可以预先使速度信号v乘以第三加权函数36，特别地其中，第三加权函数36随速度增大而增大，如图3通过举例的方式所指示的。
此外，经低通滤波的转向齿条力信号FRF,TP与速度信号v叠加，从而给出经低通滤波的速度相关的转向齿条力信号FRF,TP,v。更确切地，以速度信号v缩放(也就是说，乘以)经低通滤波的转向齿条力信号FRF,TP。
此处，可以预先使速度信号v例如以第三加权函数36和第四加权函数(图3中的“1-s”)加权。
使经滤波的缩放的转向齿条力信号FRF,sc、基于模型的速度相关的转向齿条力信号FRF,m,v以及经低通滤波的速度相关的转向齿条力信号FRF,TP,v相加，从而给出组合的转向齿条力信号FRF,c。
基于组合的转向齿条力信号FRF,c，在随后的转向感觉功能(例如，基本转向扭矩、主动复位、阻尼等)中，通过控制设备26确定电动马达24或24'的转向反馈扭矩。
如图1的(a)至(f)中所展示的，在EPS转向系统中，在机动车辆的驱动轮与方向盘14之间具有机械操作连接件。然而，在这种情况下，可以经由电动马达24通过改变转向装置上的能够由驾驶员感知的扭矩(也就是说，转向反馈扭矩)来改变转向感觉。
在图2中所展示的线控转向转向系统中，在机动车辆的轮子与方向盘14之间不具有机械操作连接件。在这种情况下，方向盘14指配有其自身的电动马达24'，该电动马达产生转向反馈扭矩。因此，在这种情况下，转向装置上的能够由驾驶员感知的基本上所有扭矩都由电动马达24'产生。
无论转向系统的类型如何，如上所述的方法使得在任何驾驶状况下、特别是针对任何车辆速度都可以给出令驾驶员愉快的适当转向反馈。
例如，转向反馈向驾驶员提供关于机动车辆对转向移动的响应的信息。作为替代方案或此外，转向反馈向驾驶员提供关于机动车辆周围环境的信息、特别是关于机动车辆正在其上行驶的道路状况的信息。如果期望的话，相应地，还可以使用转向反馈来向驾驶员传递关于道路状况的有用信息和/或问题信息。

Claims (11)

1.一种用于操作机动车辆的机电辅助转向系统(10)的方法，其中，所述转向系统(10)具有转向装置(14)和至少一个机电致动器(24；24')，其中，所述至少一个机电致动器(24；24')以传递扭矩的方式联接至所述转向装置(14)，所述方法包括以下步骤：
-获取转向齿条力信号，所述转向齿条力信号包括关于作用在所述转向系统的转向齿条上的转向齿条力的信息；
-获取驾驶员扭矩信号，所述驾驶员扭矩信号包括关于由驾驶员施加在所述转向装置上的驾驶员扭矩的信息；
-确定经滤波、缩放的转向齿条力信号，其中，通过被设计为高通滤波器或带通滤波器的滤波器(28)对所获取的转向齿条力信号进行滤波，并且特别是基于所获取的驾驶员扭矩信号对所得到的经滤波的转向齿条力信号进行缩放，以便确定所述经滤波、缩放的转向齿条力信号，或者其中，特别是基于所获取的所述驾驶员扭矩信号对所获取的所述转向齿条力信号进行缩放，并且通过被设计为高通滤波器或带通滤波器的滤波器(28)对所得到的经缩放的转向齿条力信号进行滤波，以便确定所述经滤波、缩放的转向齿条力信号；以及
-特别是基于所述经滤波、缩放的转向齿条力信号来确定所述至少一个机电致动器(24；24')的转向反馈扭矩。
2.如权利要求1所述的方法，其中，获取速度信号，所述速度信号包括关于所述机动车辆的速度的信息，并且其中，基于所述速度信号附加地确定所述转向反馈扭矩。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述速度信号与所述驾驶员扭矩信号叠加，以便确定速度相关的驾驶员扭矩信号，特别地其中，以所述速度相关的驾驶员扭矩信号对所述经滤波的转向齿条力信号和/或所获取的所述转向齿条力信号进行缩放，以便获得所述经滤波、缩放的转向齿条力信号。
4.如前述权利要求之一所述的方法，其中，通过低通滤波器(30)对所获取的所述转向齿条力信号进行滤波，从而给出经低通滤波的转向齿条力信号，并且其中，基于所述经低通滤波的转向齿条力信号来确定所述转向反馈扭矩。
5.如权利要求2和4之一所述的方法，其中，所述经低通滤波的转向齿条力信号与速度信号叠加，并且其中，基于由所述经低通滤波的转向齿条力信号和所述速度信号组成的叠加信号来确定所述转向反馈扭矩。
6.如前述权利要求之一所述的方法，其中，基于机动车辆模型来确定基于模型的转向齿条力信号，并且其中，基于所述基于模型的转向齿条力信号来确定所述转向反馈扭矩。
7.如权利要求2和6之一所述的方法，其中，所述基于模型的转向齿条力信号与速度信号叠加，并且其中，特别是基于由所述基于模型的转向齿条力信号和所述速度信号组成的叠加信号来确定所述转向反馈扭矩。
8.一种用于机动车辆的机电辅助转向系统(10)的控制设备，其中，所述转向系统(10)具有转向装置(14)和机电转向辅助件，所述机电转向辅助件具有至少一个机电致动器(24；24')，其中，所述至少一个机电致动器(24；24')以传递扭矩的方式联接至所述转向装置(14)，并且其中，所述控制设备(26)被设计成促使所述转向系统(10)执行前述权利要求之一所述的方法。
9.一种机电辅助转向系统，所述机电辅助转向系统具有如权利要求8所述的控制设备(26)、转向装置(14)以及机电转向辅助件，其中，所述机电转向辅助件具有以传递扭矩的方式联接至所述转向装置(14)的至少一个机电致动器(24；24')。
10.如权利要求9所述的机电辅助转向系统，其中，所述机电辅助转向系统(10)被设计为EPS转向系统或线控转向转向系统。
11.一种计算机存储介质，所述计算机存储介质包括具有程序代码装置的计算机程序，所述程序代码装置被设计成当所述计算机程序在如权利要求9或10所述的转向系统(10)的控制设备(26)的计算单元上执行时，促使所述转向系统(10)执行如权利要求1至7之一所述的方法。
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