[发明专利]SBW转向系统及其方向盘反作用扭矩信号生成方法和装置

说明书

SBW转向系统及其方向盘反作用扭矩信号生成方法和装置。本公开涉及用于生成转向反作用扭矩的装置及方法。在向线控转向系统的方向盘提供反作用扭矩时，装置可以根据车轮的转速确定目标频率，生成从齿条力信号中排除了包含目标频率的截止频带的经滤波的齿条力信号，基于经滤波的齿条力信号生成目标反作用扭矩信号，并基于目标反作用扭矩信号生成反作用扭矩。因此，可以通过为方向盘提供从中去除了诸如摆振和颤振之类的不必要振动分量的反作用扭矩，来改善SBW转向系统的转向感。

技术领域

本公开的实施方式涉及用于生成方向盘反作用扭矩的装置及方法，更具体地说，涉及线控转向系统中基于车轮转速和齿条力生成被去除了不必要的振动分量的转向反作用扭矩的装置及方法。

背景技术

车辆的线控转向(SBW)转向系统是指代替去除方向盘和车轮之间的诸如转向柱或万向节或小齿轮轴之类的机械连接装置，使用诸如马达之类的电动机使车辆转向的系统。

SBW系统总体上包括上级装置、下级装置和用于控制它们的控制装置。上级装置可以包括连接到方向盘以检测施加到方向盘的扭矩的扭矩检测单元以及作为马达装置以通过下齿条杆(rack bar)根据转向向方向盘提供反作用扭矩的转向反馈致动器(SFA)。

此外，下级装置可以生成与施加至方向盘的转向扭矩成比例的转向辅助扭矩信号，并可以使用转向辅助扭矩信号控制驱动马达或驱动致动器，该驱动马达或驱动致动器驱动用于向左和向右移动连接至车轮的拉杆的齿条杆的小齿轮(pinion gear)或滚珠螺母机构。

该SBW可以在没有包括方向盘、转向柱和SFA的上级单元与包括齿条杆驱动单元(小齿轮、滚珠螺母和用于驱动其的转向马达)的下级单元之间的机械连接的情况下独立地运行。

因此，需要通过根据执行实际转向的下级装置的齿条杆的运动旋转连接至上级装置的方向盘来使驾驶员感觉到转向感。为此目的，可以将施加至方向盘的力或扭矩定义为反作用力或反作用扭矩。

此外，在车辆行驶期间，由于车轮不平衡、均匀性差或与悬架共振，在低速或高速驾驶期间在前轮轮胎中可能发生振动，这通常称为摆振或摇摆振动。

另外，在车辆换挡或制动期间，根据摩擦离合器或制动器的摩擦面上的制动力的变化可能出现振动，这可以称为颤振或颤抖振动。

此外，当使用SFA向方向盘提供反作用力时，可能优选的是根据正常转向向方向盘提供反作用扭矩或根据取决于诸如路面之类的外部输入的齿条力变化而向方向盘提供适当的反作用扭矩。然而，没有必要在反作用扭矩中反映由于如上所述的摇摆或颤抖振动引起的齿条力变化。

即，在SBW系统向方向盘提供反作用力的情况下，有必要包含关于路面的信息，但去除诸如摆振和颤振之类的不必要信息。

发明内容

在此背景下，本公开的一个方面在于提供用于在线控转向(SBW)转向系统中向方向盘提供反作用扭矩的装置及方法。

本公开的另一方面在于提供能够在SBW转向系统中向方向盘提供从中去除了诸如摆振或颤振之类的不必要振动分量的反作用扭矩的装置及方法。

本公开的另一方面在于提供能够通过基于车轮的转速衰减齿条力信号当中的特定截止频带以计算反作用扭矩来改善在SBW转向系统中向方向盘提供的反馈扭矩或反作用扭矩的感觉的装置及方法。

本公开的另一方面在于提供如下装置及方法：其能够在SBW系统中向方向盘提供反作用扭矩时，通过根据车轮的转速确定目标频率、生成从齿条力信号中排除了包含目标频率的截止频带的经滤波的齿条力信号、基于经滤波的齿条力信号生成目标反作用扭矩信号并基于目标反作用扭矩信号生成反作用扭矩，来为方向盘提供从中去除了诸如摆振和颤振之类的不必要振动分量的反作用扭矩，以改善SBW转向系统的转向感。