CN103963828B - 用于控制车辆的转向***的方法和*** - Google Patents
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Abstract
提供了用于控制车辆的转向***的方法和***。探测单元配置成获得以下数值中的一个或多个：罗盘航向、全球定位***（GPS）航向、偏航速度、以及轮胎角速度差值。处理器联接至探测单元，并且配置成使用罗盘航向、GPS航向、偏航速度、以及轮胎角速度差值中的一个或多个确定车辆是否在直线路径上，如果确定车辆在直线路径上则致动转向***，以及如果确定车辆不在直线路径上则停用转向***的特征。
Description
技术领域
本公开内容总地涉及车辆，并且更具体地涉及用于控制车辆的转向***的方法和***。
背景技术
今天的某些车辆具有EPS（电能转向）***，其当短期或长期条件否则会导致转向轮的偏中心牵引力时提供扭矩补偿。用于转向的这种扭矩补偿在如下的情形中会是想要的，即车辆经常沿着并非驾驶员有意的方向引导或牵引（引导/牵引状况），并且该情形会要求驾驶员向转向轮施加扭矩，即使车辆正沿着在平滑、平整和非倾斜道路上的直线行驶。
车辆的减少扭矩EPS转向***可以不总是提供最优的扭矩补偿，例如在与相比于对相对长半径转弯（诸如高速公路斜坡）操作的直线驾驶之间的区别中。
因此，想要提供一种用于控制车辆的转向***的改进方法，例如通过利用直线驾驶相比于对相对长半径转弯（诸如高速公路斜坡）的操作之间的改进区别。也想要提供一种用于控制转向***的改进***，以及提供包括这样的方法和/或***的改进的车辆。此外，结合附图以及本发明的该背景技术、通过本发明的后续详细描述和所附权利要求，本发明的其他想要的特征和特性将变得明显。
发明内容
根据示例性实施例，提供了一种控制车辆的转向***的方法。该方法包括基于以下数值中的一个或多个而确定车辆是否在直线路径上：罗盘航向、全球定位***（GPS）航向、偏航速度、以及轮胎角速度的差值；如果确定车辆在直线路径上，则致动转向***的特征(feature)，以及如果确定车辆不在直线路径上，则停用转向***的特征。
根据另一示例性实施例，提供了一种用于控制车辆的转向***的***。该***包括探测单元和处理器。探测单元配置成获得以下数值中的一个或多个：罗盘航向、全球定位***（GPS）航向、偏航速度、和/或轮胎角速度差值。处理器联接至探测单元，并且配置成使用罗盘航向、GPS航向、偏航速度、和/或轮胎角速度差值中的一个或多个确定车辆是否在直线路径上，如果确定车辆在直线路径上则致动转向***的特征，以及如果确定车辆不在直线路径上则停用转向***的特征。
根据又一示例性实施例，提供了一种车辆。该车辆包括驾驶***、和电能转向***、以及控制***。电能转向***联接至驾驶***。控制***联接至电能转向***。控制***包括探测单元和处理器。探测单元配置成获得以下数值中的一个或多个：罗盘航向、全球定位***（GPS）航向、偏航速度、和/或轮胎角速度差值。处理器联接至探测单元并且配置成使用罗盘航向、GPS航向、偏航速度、和/或轮胎角速度差值中的一个或多个确定车辆是否在直线路径上，如果确定车辆在直线路径上则致动转向***的引导/牵引补偿特征，以及如果确定车辆不在直线路径上则终止引导/牵引补偿或基于之前的学***。
方案1. 一种控制车辆的转向***的方法，所述方法包括：
基于以下数值的一个或多个确定所述车辆是否在直线路径上：罗盘航向、全球定位***（GPS）航向、偏航速度、以及轮胎角速度的差值；
如果确定所述车辆在直线路径上则致动所述转向***的特征；以及
如果确定所述车辆不在直线路径上则停用所述转向***的特征。
方案2. 根据方案1所述的方法，其中，确定所述车辆是否在直线路径上的步骤包括确定所述车辆是否不在转弯。
方案3. 根据方案1所述的方法，其中：
致动所述转向***的特征的步骤包括当所述车辆在直线路径上时提供补偿转向扭矩；以及
停用所述转向***的特征的步骤包括当所述车辆不在直线路径上时终止所述补偿转向扭矩。
方案4. 根据方案1所述的方法，其中，停用所述转向***的特征的步骤包括：
当所述车辆不在直线路径上时，基于之前的学***。
方案5. 根据方案1所述的方法，进一步包括：
测量由所述车辆的驾驶员向所述车辆的转向柱提供的扭矩，其中，致动所述转向***的特征的步骤包括：
当所述车辆在直线路径上时，使用所述扭矩来计算补偿转向扭矩；以及
当所述车辆不在直线路径上时，不使用所述扭矩来计算所述补偿转向扭矩。
方案6. 根据方案1所述的方法，其中，确定所述车辆是否在直线路径上的步骤包括：
在第一时间处得到第一罗盘航向数值；
在第二时间处得到第二罗盘航向数值；以及
如果所述第一和第二罗盘航向数值之间的差值小于预定阈值，则确定所述车辆在直线路径上。
方案7. 根据方案1所述的方法，其中，确定所述车辆是否在直线路径上的步骤包括：
在第一时间处得到第一GPS航向数值；
在第二时间处得到第二GPS航向数值；以及
如果所述第一和第二GPS航向数值之间的差值小于预定阈值，则确定所述车辆在直线路径上。
方案8. 根据方案1所述的方法，其中，确定所述车辆是否在直线路径上的步骤包括：
如果所述偏航速度小于预定阈值，则确定所述车辆在直线路径上。
方案9. 根据方案1所述的方法，其中，确定所述车辆是否在直线路径上的步骤包括：
如果轮胎角速度的差值小于预定阈值，则确定所述车辆在直线路径上。
方案10. 一种用于控制车辆的转向***的***，所述***包括：
探测单元，所述探测单元配置成获得以下数值的一个或多个：罗盘航向、全球定位***（GPS）航向、偏航速度、以及轮胎角速度；以及
处理器，所述处理器联接至所述探测单元并且配置成：
使用所述罗盘航向、全球定位***（GPS）航向、偏航速度、以及轮胎角速度中的一个或多个确定所述车辆是否在直线路径上；
如果确定所述车辆在直线路径上，则致动所述转向***的特征；以及
如果确定所述车辆不在直线路径上，则停用所述转向***的特征。
方案11. 根据方案10所述的***，其中，所述处理器配置成：
当所述车辆在直线路径上时，提供补偿转向扭矩；以及
当所述车辆不在直线路径上时，终止所述补偿转向扭矩。
方案12. 根据方案10所述的***，其中，所述处理器配置成当所述车辆不在直线路径上时基于之前的学***。
方案13. 根据方案10所述的***，其中，
所述探测单元包括传感器，所述传感器配置成测量由所述车辆的驾驶员向所述车辆的转向柱提供的扭矩；以及
所述处理器配置成：
当所述车辆在直线路径上时，使用所述扭矩来计算补偿转向扭矩；以及
当所述车辆不在直线路径上时，不使用所述扭矩来计算所述补偿转向扭矩。
方案14. 根据方案10所述的***，其中：
所述探测单元包括罗盘，所述罗盘配置成提供：
在第一时间处的第一罗盘航向数值；以及
在第二时间处的第二罗盘航向数值；以及
所述处理器配置成如果所述第一和第二罗盘航向数值之间的差值小于预定阈值，则确定所述车辆在直线路径上。
方案15. 根据方案10所述的***，其中：
所述探测单元包括GPS***部件，所述GPS***部件配置成提供：
在第一时间处的第一GPS航向数值；以及
在第二时间处的第二GPS航向数值；以及
所述处理器配置成如果所述第一和第二GPS航向数值之间的差值小于预定阈值，则确定所述车辆在直线路径上。
方案16. 根据方案10所述的***，其中：
所述探测单元包括传感器，所述传感器配置成测量所述偏航速度；以及
所述处理器配置成如果所述偏航速度小于预定阈值，则确定所述车辆在直线路径上。
方案17. 根据方案10所述的***，其中：
所述探测单元包括传感器，所述传感器配置成测量所述轮胎角速度；以及
所述处理器配置成如果所述轮胎角速度差值小于预定阈值，则确定所述车辆在直线路径上。
方案18. 一种车辆，其包括：
驱动***；
电能转向***，所述电能转向***联接至所述驱动***；以及
控制***，所述控制***联接至所述电能转向***，所述控制***包括：
探测单元，所述探测单元配置成获得以下数值的一个或多个：罗盘航向、全球定位***（GPS）航向、偏航速度、以及轮胎角速度；以及
处理器，所述处理器联接至所述探测单元并且配置成：
使用所述罗盘航向、GPS航向、偏航速度、以及轮胎角速度中的一个或多个确定所述车辆是否在直线路径上；
如果确定所述车辆在直线路径上，则致动所述电能转向***的引导/牵引补偿特征；以及
如果确定所述车辆不在直线路径上，则终止所述引导/牵引补偿或者基于之前学***。
方案19. 根据方案18所述的车辆，其中：
所述探测单元包括罗盘，所述罗盘配置成提供：
在第一时间处的第一罗盘航向数值；以及
在第二时间处的第二罗盘航向数值；以及
所述处理器配置成如果所述第一和第二罗盘航向数值之间的差值小于预定阈值，则确定所述车辆在直线路径上。
方案20. 根据方案18所述的车辆，其中：
所述探测单元包括GPS***部件，所述GPS***部件配置成提供：
在第一时间处的第一GPS航向数值；以及
在第二时间处的第二GPS航向数值；以及
所述处理器配置成如果所述第一和第二GPS航向数值之间的差值小于预定阈值，则确定所述车辆在直线路径上。
附图说明
下面将结合以下附图描述本公开内容，其中相同附图标记表示相同元件，以及：
图1 是根据示例性实施例的车辆的功能性方块图，该车辆除了其他特征之外包括电能转向***、和用于控制电能转向***的控制***的；
图2 是根据示例性实施例的图1的电能转向***和控制***的功能性方块图；以及
图3 是根据示例性实施例的用于控制转向***的方法的流程图，并且该方法可以结合图1的车辆以及图2的电能转向***和控制***使用。
具体实施方式
以下详细描述本质上仅是示例性的并且没有意图在限定本公开内容或其应用和用途。此外，没有意图受到在之前背景技术或以下详细描述中所展示的任何理论的约束。
图1示出了根据示例性实施例的车辆100，或汽车。车辆100在本申请全文中不同点处也称作本车（host vehicle）。如下面进一步详述的，车辆100包括电能转向***（EPS）（在本文中也称作转向***）和控制***，该控制***除了其他因素之外使用直线驾驶和车辆转弯之间的区别控制转向功能，车辆转弯包括相对长半径的车辆转弯（诸如高速公路斜坡）。
如图1所描绘的，车辆100包括底盘112、本体114、四个车轮116、电子控制***118、转向***150、制动***160和控制***170。本体114布置在底盘112上并且基本上包裹了车辆100的其他部件。本体114和底盘112可以结合形成框架。车轮116每一个靠近本体114的各自拐角而可旋转地联接至底盘112。
车辆100可以是多种不同类型汽车中的任意一个，诸如例如轿车、货车、卡车、运动用途车辆（SUV），并且可以是双轮驱动（2WD）（即后轮驱动或前轮驱动）、四轮驱动（4WD）或全轮驱动（AWD）。车辆100也可以结合多个不同类型推进***中的任何一个或组合，诸如例如汽油或柴油燃料燃烧发动机、“灵活燃料车辆”（FFV）发动机（即使用汽油和乙醇的混合物）、气体合成物（例如氢气或天然气）燃料发动机、燃烧/电机混合发动机、以及电机。
在图1所示的示例性实施例中，车辆100具有内燃机130，并且包括致动器组件120。致动器组件120包括安装在底盘112上驱动车轮116的至少一个推进***129。推进***129包括推动车辆100的驱动***。在所描绘的实施例中，致动器组件120包括内燃机130。仍参照图1，燃烧发动机130被集成使得发动机130通过一个或多个驱动轴134而机械地联接至至少一些车轮116。如图1中所描绘的，车辆100也可以包括用于冷却发动机130的散热器128。
转向***150安装在底盘112或本体114上，并且控制了车轮116的转向。转向***150由电能转向（EPS）模块构成。转向***150的详细描绘提供在图2中并且在下面根据示例性实施例而结合图2被进一步讨论。
制动***160安装在底盘112上，并且提供用于车辆100的制动。制动***160经由制动踏板（未描绘）从驾驶员接收输入，并且经由制动单元（也未描绘）提供合适的制动。此外，如下面提及的，在某些实施例中，当由车辆100的驾驶员占用制动***160时，停用或者修改转向补偿。
控制***170联接至转向***150，并且控制其操作。控制***170也可以联接至各种其他车辆装置和***，除了别的以外，诸如致动器组件120、制动***160和电子控制***118。控制***170的更详细描绘提供在图2中并且在下面根据示例性实施例结合图2被进一步讨论。
图2是根据示例性实施例的***200的示意图，该***用于提供和控制车辆（诸如图1的车辆100）的电能转向（EPS）***的功能。如图2中所描绘的，根据示例性实施例，***200包括图1的转向***150和图1的控制***170。***200使用除了其他因素之外的直线驾驶与车辆转弯之间的区别提供转向功能的控制，车辆转弯包括具有相对长半径的车辆转弯（诸如高速公路斜坡）。***200优选地使用在图3中描绘的并且在下面结合图3进一步描述的方法300的步骤执行这些功能。
车辆转向***150包括方向盘212、转向柱组件214、具有齿条罩217的齿条216、控制小齿轮218、电机219、辅助小齿轮220、一个或多个系杆222、以及中间轴213。转向柱组件214联接至方向盘212，并且由此可旋转地移动。转向柱组件214配置成至少部分地基于方向盘212的运动而至少利于车辆车轮的运动。具体地，方向盘212的操作引起转向柱组件214和中间轴213的旋转运动，这进而经由控制小齿轮218和辅助小齿轮220引起齿条216和系杆222的平移运动，并且由此最终使得车辆车轮旋转。尽管图1的车辆转向***150的实施例包括双小齿轮（DP）电能转向***，但是在某些其他实施例中，可以使用其他类型转向***，诸如柱形电能转向***（CEPS）或皮带驱动（BD）电能转向***。
控制***170联接至转向***150，并且控制其操作。控制***170（优选地为下面进一步描述的其处理器270）向电机219提供指令以在合适的状况下提供对抗齿条216的补偿扭矩（以由此平衡由诸如阵风或道路中的***的环境状况导致的、或由诸如车辆对准和轮胎效应的车辆状况导致的任何不希望的扭矩）。在某些实施例中，电机219可以提供对抗转向柱组件214和/或方向盘212的补偿扭矩。
控制***170使用除了其他因素之外的直线驾驶与车辆转弯之间的区别来提供转向***150的转向功能的控制，车辆转弯包括具有相对长半径的车辆转弯（诸如高速公路斜坡）。控制***170优选地使用在图3中描绘并且在下面结合图3进一步描述的方法300的步骤来执行这些功能。
如图2所描绘的，控制***170使用来自罗盘250、全球定位***（GPS）装置252、传感器阵列254、以及控制器256中的至少一个的信号。罗盘250在时间的不同点（at variouspoints in time）处测量关于车辆航向的数值并且为控制器256提供这些罗盘航向数值以用于处理。GPS装置252接收关于车辆的航向的数值（优选地使用未描绘的GPS卫星***）并且为控制器256提供这些GPS航向数值以用于处理。
传感器阵列254联接至控制器256。传感器阵列254包括一个或多个扭矩传感器260、偏航速率传感器262、和车轮传感器266。
扭矩传感器260测量由车辆的驾驶员向方向盘212和/或转向柱组件214施加的扭矩。在一个实施例中，扭矩传感器260联接至方向盘212，并且测量由驾驶员施加的对抗方向盘212的扭矩。在另一实施例中，扭矩传感器260联接至转向柱组件214，并且测量由于驾驶员应用方向盘212所导致的施加至转向扭矩组件214的扭矩。注意到的是，在某些实施例中，扭矩传感器260可以布置在转向柱（例如用于CEPS转向***）中和/或输入轴（例如用于DP或BD转向***）中。扭矩传感器260向控制器256提供扭矩数值以用于处理，包括确定可能要求的补偿扭矩量。
偏航速率传感器262测量车辆的偏航速度。偏航速率传感器262向控制器256提供偏航速度数值以用于处理，包括确定车辆是否行驶在直线路径上。
车轮传感器266测量轮胎角速度。车轮传感器266向控制器256提供车轮角速度数值以用于处理，包括用于确定车辆是否行驶在直线路径上。
控制器256联接至罗盘250、GPS装置252、传感器阵列254、以及转向***150。控制器256控制了转向***150的各种方面，包括基于从罗盘250、GPS装置252和传感器阵列254中的至少一个获得的数值和信息而致动或停用转向功能的补偿扭矩。优选地，根据图3所描绘的并且结合图3在下面进一步描述的方法300的步骤，由控制器256，连同罗盘250、GPS装置252、传感器阵列254和转向***150来执行这些特征。
控制器256也可以经由通信总线（例如CAN总线）与对应于车辆转向***150的车辆的发动机控制单元在操作上通信，以便接收一些上述提及的数值，和/或额外数据（诸如除了其他之外可以包括车辆速度、发动机每分钟转数（RPM）等等的车辆参数），例如在执行图3的方法300的各种步骤中。
如图2所描绘的，控制器256包括计算机***，该计算机***包括处理器270、存储器272、接口274、存储装置276和总线278。处理器270执行计算机***和控制器256的计算和控制功能，并且可以包括任何类型的处理器或多个处理器、诸如微处理器的单个集成电路、或协同工作以完成处理单元功能的任何合适数目的集成电路装置和/或电路板。在操作期间，处理器270运行包含在存储器272内的一个或多个程序280，并且因此控制了控制器256和计算机***的一般操作，优选地在执行本文所描述方法（诸如在图3中所描绘的并且在下面结合图3进一步描述的方法300）的步骤中。在所描绘的实施例中，控制器256是计算机***。然而，在一些实施例中，控制器256除了计算机***之外可以包括一个或多个零件。
存储器272可以是任何类型的合适的存储器。这将包括诸如SDRAM的各种类型的动态随机访问存储器（DRAM）、各种类型静态RAM（SRAM）、以及各种类型非易失性存储器（PROM、EPORM和闪存）。总线278用于在计算机***的各种部件之间传输程序、数据、状态和其他信息或信号。在优选实施例中，存储器272存储了上述程序280连同一个或多个存储的数值282，以用于根据在图3中所描绘的并且在下面结合图3进一步描述的方法300的步骤控制车辆转向***150及其部件和子***（包括具有扭矩补偿的核心功能）。在某些示例中，存储器272与处理器270位于和/或共同位于相同的计算机芯片上。
接口274允许与计算机***通信，例如从***驱动器和/或另一计算机***，并且可以使用任何合适的方法和设备来实施。它可以包括一个或多个网络接口以与其他***或部件通信。接口274也可以包括一个或多个网络接口以与技术员通信，和/或包括一个或多个存储接口以连接至存储设备，诸如存储装置276。
存储装置276可以是任何合适类型的存储设备，包括直接访问存储装置，诸如硬盘驱动器、闪存***、软盘驱动器和光盘驱动器。在一个示例性实施例中，存储装置276包括程序产品，存储器272可以从存储装置276接收执行当前公开内容的一个或多个方法（诸如图3的方法300或其一部分）的一个或多个实施例的程序280。在另一示例性实施例中，程序产品可以直接存储在存储器272和/或盘（例如盘284）中，和/或以其它方式由存储器272和盘（例如盘284）访问，诸如在下面所提及的。
总线278可以是连接计算机和部件的任何合适的物理或逻辑机构。这包括但是不限于直接硬件引线连接、光纤、红外和无线总线技术。在操作期间，程序280存储在存储器272中并且由处理器270执行。
将知晓的是，尽管在完全功能计算机***的背景中描述了该示例性实施例，然而本领域技术人员将认识到的是，本公开内容的机构能够分配作为程序产品，其具有一个或多个类型的用于存储程序及其指令并且执行其分配的非瞬时计算机可读信号承载媒介，诸如承载程序并且包含存储在其中的计算机指令用于使得计算机处理器（诸如处理器270）执行并且运行该程序的非瞬时计算机可读媒介。这种程序产品可以采取多种形式，并且本公开内容同等适用，而不管用于执行该分配的计算机可读信号承载媒介的特定类型。信号承载媒介的示例包括：可记录媒介，诸如软盘、硬盘、存储卡和光盘，以及诸如数字和模拟通信链接的传输媒介。类似地，将知晓的是，计算机***也可以在其它方面不同于图2中所描绘的实施例，例如不同之处在于计算机***可以联接至一个或多个远程计算机***和/或其他控制***，或者可以以其它方式使用该一个或多个远程计算机***和/或其他控制***。
图3是根据示例性实施例的用于实施车辆的转向***的补充控制的方法300的流程图。根据示例性实施例，方法300可以结合图1的车辆100以及图1和图2的转向***150和控制***170使用。
如图3中所描绘的，方法300开始于测量由驾驶员施加的对抗图1和图2的转向***150的扭矩的步骤（步骤302）。在一个实施例中，由图2的扭矩传感器260测量扭矩作为由驾驶员施加的对抗图2的方向盘212的扭矩的量度。在另一实施例中，由图2的扭矩传感器260测量扭矩，作为由于驾驶员使用方向盘212导致的对抗图2的转向柱组件214的扭矩的量度。在整个方法300中，优选地在时间的不同点处测量扭矩数值，最优选地是连续测量。
对是否需要相对长期扭矩补偿做出确定（步骤304）。基于随时间的步骤302的各种迭代的扭矩做出步骤304的确定。具体地，如果施加至方向盘的扭矩的量在至少预定时间量上大于预定的扭矩阈值，则会需要相对长期的扭矩补偿以用于转向***的功能（例如纠正车辆的对准或轮胎问题）。优选地在多个点火循环上执行步骤304的长期扭矩补偿。
如果在步骤304中确定需要长期扭矩补偿，则计算长期补偿扭矩（步骤306）。该补偿扭矩包括抵消车辆的在直线道路上需要持续驾驶员努力的对准或其他问题所需的扭矩的量。优选地由图2的处理器270使用积分控制（integral control）动作计算补偿扭矩。
补偿扭矩随后提供至转向***（步骤307）。具体地，在步骤307期间，补偿扭矩以步骤306中计算的量提供至转向***。优选地，基于由图2的处理器270提供的指令而向图2的电机219提供补偿扭矩以提供对抗图2的齿条216的补偿扭矩。在某些实施例中，可以基于由图2的处理器270提供的指令而向图2的电机219提供补偿扭矩以提供对抗图2的转向柱组件214和/或方向盘212的补偿扭矩。该方法随后进至步骤310，在下面被进一步描述。
相反地，如果在步骤304中确定并不需要长期扭矩补偿，则提供非长期扭矩补偿（步骤308）。在整个方法300中，优选在时间的不同点处执行步骤304－308的子方法，最优选地连续执行。
在步骤310期间，测量罗盘航向。优选地由图2的罗盘250来测量罗盘航向，并且罗盘航向数值提供至图2的处理器270以用于处理。在整个方法300中，优选地在时间的不同点处测量罗盘航向数值，最优选地连续测量。
计算罗盘航向数值的变化（步骤312）。在当前点火循环期间优选地基于来自步骤310的不同迭代的罗盘航向数值由图2的处理器270计算罗盘航向数值的变化。在一个示例性实施例中，大约两度航向变化的阈值可以用于某些车辆。然而，这在不同实施例中可以改变，并且可适用的阈值对于每个车辆可以不同。在整个方法300中，优选地在时间的不同点处计算罗盘航向的变化，最优选地连续计算。
GPS航向也被获得（步骤314）。GPS航向优选地由图2的GPS装置252接收或者确定，并且GPS航向数值提供至图2的处理器270以用于处理。在整个方法300中，优选地在时间的不同点处测量GPS航向数值，最优选地连续测量。
计算GPS航向数值的变化（步骤316）。在当前点火循环期间，优选地基于来自步骤316的不同迭代的GPA航向数值由图2的处理器270计算GPS航向数值的变化。在一个示例性实施例中，大约两度航向变化的阈值可以用于某些车辆。然而，这在不同实施例中可以改变，并且可适用的阈值对于每个车辆可以不同。在整个方法300中，优选地在时间的不同点处计算GPS航向的变化，最优选地连续计算。
车辆的偏航速度也被测量（步骤318）。优选地由图2的偏航传感器262测量偏航速度，并且偏航速度数值提供至图2的处理器270以用于处理。在整个方法300中，优选地在时间的不同点处测量偏航速度数值，最优选地连续测量。
轮胎角速度被测量（步骤326）。优选地由图2的车轮速度传感器266测量轮胎角速度，并且轮胎角速度数值提供至图2的处理器270以用于处理。在整个方法300中，优选地在时间的不同点处测量轮胎角速度数值，最优选地连续测量。也作为步骤326的一部分，计算关于相互并排位于车辆上的轮胎的轮胎角速度的差值。
关于车辆是否行驶在直线路径（或道路）上做出确定（步骤328）。步骤328优选地包括确定关于与相对短半径转弯（诸如在交通灯处）或相对长半径转弯（诸如在高速公路斜坡处）相比车辆是否行驶在相对直的道路上。优选地，基于步骤310－326的数值的一个或多个由图2的处理器270做出步骤328的确定。
在步骤328的一个实施例中，如果步骤312的罗盘航向的变化小于预定阈值，则确定车辆正行驶在直线路径上。在一个这样的示例性实施例中，大约两度航向变化的阈值可以用于某些车辆。然而，这在不同实施例中可以改变，并且可适用的阈值对于每个车辆可以不同。
在步骤328的另一实施例中，如果步骤316的GPS航向的变化小于预定阈值，则确定车辆正行驶在直线路径上。在一个这样的示例性实施例中，大约两度航向变化的阈值可以用于某些车辆。然而，这在不同实施例中可以改变，并且可适用的阈值对于每个车辆可以不同。
在步骤328的另一实施例中，如果步骤318的偏航速度小于预定阈值，则确定车辆正行驶在直线路径上。在一个这样的示例性实施例中，大约每秒0.5度（0.5度/秒）的阈值可以用于某些车辆。然而，这在不同实施例中可以改变，并且可适用的阈值对于每个车辆可以不同。
在步骤328的另一实施例中，如果步骤326的轮胎角速度的差值（即相互并排的车轮的轮胎角速度的差值）小于预定阈值，则确定车辆正行驶在直线路径上。在一个这样的示例性实施例中，大约千分之一（0.1％）的阈值可以用于某些车辆。然而，这在不同实施例中可以改变，并且可适用的阈值对于每个车辆可以不同。在一个实施例中，角速度的差值必须低于任一轮胎的角速度的百分比，以用于对车辆正行驶在直线路径上做出确定。
如果在步骤328中确定车辆正行驶在直线路径上，则计算车辆的速度（步骤330）。在一个实施例中，由图2的处理器270基于由图2的车轮速度传感器266测得的车辆的车轮速度计算车辆速度。在某些实施例中，该车辆速度可以由处理器270接收作为沿着通信链接（例如CAN总线）通信的信号，和/或可以由处理器270从沿着这样的通信链接接收到的数据计算该车辆速度（诸如，举例而言，传输输出速度传感器数据）。
对步骤330的车辆速度是否大于预定阈值做出确定（步骤332）。在一个这样的示例性实施例中，大约每小时30英里（30mph）的阈值可以用于某些车辆。然而，这在不同实施例中可以改变，并且可适用的阈值对于不同车辆可以不同。优选地由图2的处理器270做出这个确定。
如果步骤328和332的条件均被满足（即车辆速度如步骤328中确定的正沿着直线路径行驶并且车辆速度大于步骤332的阈值），则确定存在被动或学习（learning）补偿状态（步骤336）。其他条件也可以被考虑用于确定这个有效补偿状态，诸如车辆加速度（制动或者驱动），并且可以因此被包括作为用于确定状态的额外标准。优选地由图2的处理器270做出这个确定。
相反地，如果步骤328或332的条件的至少一个未被满足（即车辆并非如步骤328中所确定的正行驶在直线路径或道路上，或者小于或等于步骤332的阈值），则确定补偿状态条件当前不存在（步骤338）。优选地也由图2的处理器270做出这个确定。
如果在步骤336中确定补偿状态条件存在，则提供学习以用于对补偿转向功能的长期扭矩补偿（步骤340）。具体地，在对应于步骤336的补偿状态条件的时间段期间步骤302的扭矩数值存储在图2的存储器272中作为其中的存储数值282，用于更新步骤306中计算的相对长期扭矩补偿的量，优选地基于积分或等价控制动作。这个学习提供对步骤306的相对长期扭矩补偿数值的调整或更新，以便除了步骤306中已经反映出的之前补偿状态条件之外还包括当前的补偿状态条件。在一个实施例中，在车辆的多个点火循环上执行步骤340的学习/调整。优选地由图2的处理器270执行步骤340的学习/调整，并且得到的更新过的数值优选地存储在图2的存储器280中，作为其中的存储数值282。
此外，需要对于是否需要短期扭矩补偿做出确定（步骤342）。如果短期扰动可以导致车辆的引导/牵引状况，则可以要求短期扭矩补偿。引导/牵引状况是指车辆经常不是沿着驾驶员意图的方向引导或牵引的车辆状况。例如，引导/牵引状况会要求驾驶员施加扭矩，即便车辆正沿着直线路径行驶。例如由于阵风或道路中的斜坡（例如道路中的凹陷或***）可以要求短期补偿。对于是否需要短期补偿的确定类似于步骤304的确定，除了在更短时间框架内（并且在当前点火循环内）施加确定之外。具体地，如果施加至方向盘的扭矩的量在当前点火循环内至少在预定时间量（即与步骤304的确定相比相对更短的时间量）上大于预定扭矩阈值，则转向***的功能将需要相对短期的扭矩补偿（例如以因为阵风、道路凹陷和/或其他临时状况而进行的调整）。在一个实施例中，由图2的处理器270使用施加至图2的方向盘212的扭矩的水平（例如由图2的扭矩传感器260测得）来做出这个确定。
如果确定需要短期扭矩补偿，则提供短期扭矩补偿（步骤344），具体地，在步骤344期间，以计算用于抵消短期扰动（例如阵风或道路中凹陷或***）的量为转向***提供补偿扭矩。在某些实施例中，如果由车辆100的驾驶员使用图1的制动***160，则停用短期扭矩补偿。优选地，基于由图2的处理器270所提供的指令而向图2的电机219提供补偿扭矩以提供对抗图2的齿条216的补偿扭矩。在某些实施例中，可以基于由图2的处理器270所提供的指令而向图2的电机219提供补偿扭矩以提供对抗图2的转向柱组件214或方向盘212的补偿扭矩。相反地，如果在步骤342中确定不需要短期补偿，则不提供短期扭矩补偿（步骤346）。
返回至步骤338，如果确定车辆并非处于用于补偿转向功能的补偿状态状况下，则不提供步骤306的长期扭矩补偿的学***。此外，如果车辆速度小于或等于步骤332的阈值，则也不提供步骤340的长期扭矩补偿并且不提供步骤344的短期扭矩补偿。
因此，当车辆并非正行驶在直线路径上时，停用补偿功能的某些特征（即长期扭矩补偿学习和短期扭矩补偿的提供）。这允许潜在地更精确和想要的结果，例如因为车辆转弯（包括相对长半径转弯，诸如用于高速公路斜坡）将不再解释为需要扭矩补偿（因为驾驶员想要扭矩来执行转弯，而不是由于对准问题、阵风、道路凹陷或***、和/或一些其他要求补偿的问题）。相反地，之前的技术可能不能区分这样的转弯（特别的，这样相对大半径转弯）与直线车辆操作。在整个方法300中，优选地在时间的不同点处执行步骤328－350的子方法，最优选地连续执行。
将知晓的是，所公开的方法和***可以不同于附图中所描绘的和本文所描述的。例如，如上面所提及的，在某些实施例中，图1的车辆100、图1和图2的转向***150和计算机***170、和/或其部分和/或其部件可以改变，和/或可以以整体或部分而布置在多个不同车辆单元、装置和/或***的任意一个或多个中。此外，将知晓的是，方法300的某些步骤可以不同于图3中所描绘的和/或在上面结合图3所描述的。类似地，将知晓的是，方法300的某些步骤可以同时发生或者以不同于图3中所描绘的和/或在上面结合图3所描述的顺序发生。
因此，提供了方法和***以用于控制用于车辆的转向***。所公开的方法和***提供了对转向***的潜在地改进用途，例如通过在直线行驶与车辆转弯相比较之间的区分，车辆转弯包括诸如高速公路斜坡的相对大半径转弯。在某些实施例中，当车辆在转弯时，可以停用短期抵消扭矩的施加（例如在阵风或道路***的情形中），和/或当车辆在转弯时可以停用抵消扭矩的长期学***衡和/或其他车辆问题进行补偿）。
尽管在前述详细描述中已展现了至少一个示例性实施例，但是应该知晓的是存在非常大量的变体。也应该知晓的是一个或多个示例性实施例仅是示例性的，并且没有意图以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。相反，前述详细描述将向本领域技术人员提供方便的路线图以用于实施一个或多个示例性实施例。应该理解的是，能够不脱离如所附权利要求和其法律等价形式所阐述的本发明的范围而对元件的功能和布置做出各种改变。
Claims (18)
1.一种控制车辆的转向***的方法，所述方法包括：
基于以下数值的一个或多个确定所述车辆是否在直线路径上：罗盘航向、全球定位***（GPS）航向、偏航速度、以及轮胎角速度的差值；
如果确定所述车辆在直线路径上则致动所述转向***的特征；以及
如果确定所述车辆不在直线路径上则停用所述转向***的特征,
其中，停用所述转向***的特征的步骤包括：
当所述车辆不在直线路径上时，基于之前的学***。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述车辆是否在直线路径上的步骤包括确定所述车辆是否不在转弯。
3.根据权利要求1所述的方法，其中：
致动所述转向***的特征的步骤包括当所述车辆在直线路径上时提供补偿转向扭矩；以及
停用所述转向***的特征的步骤包括当所述车辆不在直线路径上时终止所述补偿转向扭矩。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
测量由所述车辆的驾驶员向所述车辆的转向柱提供的扭矩，其中，致动所述转向***的特征的步骤包括：
当所述车辆在直线路径上时，使用所述扭矩来计算补偿转向扭矩；以及
当所述车辆不在直线路径上时，不使用所述扭矩来计算所述补偿转向扭矩。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述车辆是否在直线路径上的步骤包括：
在第一时间处得到第一罗盘航向数值；
在第二时间处得到第二罗盘航向数值；以及
如果所述第一和第二罗盘航向数值之间的差值小于预定阈值，则确定所述车辆在直线路径上。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述车辆是否在直线路径上的步骤包括：
在第一时间处得到第一GPS航向数值；
在第二时间处得到第二GPS航向数值；以及
如果所述第一和第二GPS航向数值之间的差值小于预定阈值，则确定所述车辆在直线路径上。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述车辆是否在直线路径上的步骤包括：
如果所述偏航速度小于预定阈值，则确定所述车辆在直线路径上。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述车辆是否在直线路径上的步骤包括：
如果轮胎角速度的差值小于预定阈值，则确定所述车辆在直线路径上。
9.一种用于控制车辆的转向***的***，所述***包括：
探测单元，所述探测单元配置成获得以下数值的一个或多个：罗盘航向、全球定位***（GPS）航向、偏航速度、以及轮胎角速度；以及
处理器，所述处理器联接至所述探测单元并且配置成：
使用所述罗盘航向、全球定位***（GPS）航向、偏航速度、以及轮胎角速度中的一个或多个确定所述车辆是否在直线路径上；
如果确定所述车辆在直线路径上，则致动所述转向***的特征；以及
如果确定所述车辆不在直线路径上，则停用所述转向***的特征,
其中，所述处理器配置成当所述车辆不在直线路径上时基于之前的学***。
10.根据权利要求9所述的***，其中，所述处理器配置成：
当所述车辆在直线路径上时，提供补偿转向扭矩；以及
当所述车辆不在直线路径上时，终止所述补偿转向扭矩。
11.根据权利要求9所述的***，其中，
所述探测单元包括传感器，所述传感器配置成测量由所述车辆的驾驶员向所述车辆的转向柱提供的扭矩；以及
所述处理器配置成：
当所述车辆在直线路径上时，使用所述扭矩来计算补偿转向扭矩；以及
当所述车辆不在直线路径上时，不使用所述扭矩来计算所述补偿转向扭矩。
12.根据权利要求9所述的***，其中：
所述探测单元包括罗盘，所述罗盘配置成提供：
在第一时间处的第一罗盘航向数值；以及
在第二时间处的第二罗盘航向数值；以及
所述处理器配置成如果所述第一和第二罗盘航向数值之间的差值小于预定阈值，则确定所述车辆在直线路径上。
13.根据权利要求9所述的***，其中：
所述探测单元包括GPS***部件，所述GPS***部件配置成提供：
在第一时间处的第一GPS航向数值；以及
在第二时间处的第二GPS航向数值；以及
所述处理器配置成如果所述第一和第二GPS航向数值之间的差值小于预定阈值，则确定所述车辆在直线路径上。
14.根据权利要求9所述的***，其中：
所述探测单元包括传感器，所述传感器配置成测量所述偏航速度；以及
所述处理器配置成如果所述偏航速度小于预定阈值，则确定所述车辆在直线路径上。
15.根据权利要求9所述的***，其中：
所述探测单元包括传感器，所述传感器配置成测量所述轮胎角速度；以及
所述处理器配置成如果所述轮胎角速度差值小于预定阈值，则确定所述车辆在直线路径上。
16.一种车辆，其包括：
驱动***；
电能转向***，所述电能转向***联接至所述驱动***；以及
控制***，所述控制***联接至所述电能转向***，所述控制***包括：
探测单元，所述探测单元配置成获得以下数值的一个或多个：罗盘航向、全球定位***（GPS）航向、偏航速度、以及轮胎角速度；以及
处理器，所述处理器联接至所述探测单元并且配置成：
使用所述罗盘航向、GPS航向、偏航速度、以及轮胎角速度中的一个或多个确定所述车辆是否在直线路径上；
如果确定所述车辆在直线路径上，则致动所述电能转向***的引导/牵引补偿特征；以及
如果确定所述车辆不在直线路径上，则终止所述引导/牵引补偿或者基于之前学***。
17.根据权利要求16所述的车辆，其中：
所述探测单元包括罗盘，所述罗盘配置成提供：
在第一时间处的第一罗盘航向数值；以及
在第二时间处的第二罗盘航向数值；以及
所述处理器配置成如果所述第一和第二罗盘航向数值之间的差值小于预定阈值，则确定所述车辆在直线路径上。
18.根据权利要求16所述的车辆，其中：
所述探测单元包括GPS***部件，所述GPS***部件配置成提供：
在第一时间处的第一GPS航向数值；以及
在第二时间处的第二GPS航向数值；以及
所述处理器配置成如果所述第一和第二GPS航向数值之间的差值小于预定阈值，则确定所述车辆在直线路径上。
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| PB01 | Publication | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Granted publication date: 20160817 |
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