本專利申請要求序列號為14/933,461、2015年11月5日提交的美國專利申請的優(yōu)先權(quán)，該美國專利申請要求序列號為62/213,919、2015年9月3日提交的美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)，兩者在此均通過引用其全文的方式并入本文。

發(fā)明背景

本發(fā)明涉及電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，并且更具體地涉及基于模型的估計來估計駕駛員轉(zhuǎn)矩并且禁用受控速度返回的控制系統(tǒng)。

電動轉(zhuǎn)向(EPS)系統(tǒng)可以在轉(zhuǎn)向管柱和齒條齒輪組件之間使用轉(zhuǎn)矩傳感器。轉(zhuǎn)矩傳感器可以測量應(yīng)用在小齒輪上的轉(zhuǎn)矩并還作為由車輛操作者(如，駕駛員)應(yīng)用于方向盤的輸入轉(zhuǎn)矩的大致估算。轉(zhuǎn)矩傳感器的輸出可以用于計算以確定電機(jī)提供的輔助轉(zhuǎn)矩的量。

雖然轉(zhuǎn)矩傳感器可以在穩(wěn)定狀態(tài)操作期間大致估算駕駛員轉(zhuǎn)矩，但是在動態(tài)的瞬態(tài)期間或者在大的齒條力干擾期間(諸如當(dāng)駕駛員釋放方向盤或者當(dāng)駕駛員使車輛行駛在例如顛簸的路上時)，轉(zhuǎn)矩傳感器的測量值通常與駕駛員轉(zhuǎn)矩偏離。駕駛員轉(zhuǎn)矩傳感器能夠被添加在方向盤上以允許在增加的成本下的精確測量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一個實(shí)施例中，動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括生成估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩的增益模塊，以及確定融合值的融合模塊，融合值至少部分地基于估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩的導(dǎo)數(shù)，融合值應(yīng)用于方向盤的返回轉(zhuǎn)矩。

在另一個實(shí)施例中，控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的方法包括產(chǎn)生估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩；以及確定融合值，融合值至少部分地基于估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩的導(dǎo)數(shù)，融合值應(yīng)用于方向盤的返回轉(zhuǎn)矩。

從下面結(jié)合附圖的描述中，這些和其它優(yōu)點(diǎn)及特征將變得更加明顯。

附圖說明

在說明書結(jié)論部分的權(quán)利要求中，被認(rèn)作本發(fā)明的主題被特別指出并清楚地要求保護(hù)。從以下結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述中，本發(fā)明前述的和其它特征和優(yōu)點(diǎn)將是明顯的，其中：

圖1描述了根據(jù)本公開一個實(shí)施例的描述包括轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛的功能框圖；

圖2描述了根據(jù)本公開一個實(shí)施例的駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊的框圖；

圖3描述了根據(jù)本公開一個實(shí)施例的駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊的數(shù)據(jù)流圖；

圖4描述了根據(jù)本公開一個實(shí)施例在車道居中操作中應(yīng)用于轉(zhuǎn)向控制器的估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩的數(shù)據(jù)流圖；

圖5描述了根據(jù)本公開一個實(shí)施例的在受控速度功能中的估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩的數(shù)據(jù)流圖；

圖6描述了根據(jù)本公開一個實(shí)施例的在自動駕駛輔助系統(tǒng)中實(shí)施的駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊的數(shù)據(jù)流圖；

圖7描述了根據(jù)本公開一個實(shí)施例的自動駕駛輔助系統(tǒng)中的駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊的數(shù)據(jù)流圖；

圖8描述了根據(jù)本公開一個實(shí)施例的轉(zhuǎn)矩輔助生成模塊的數(shù)據(jù)流圖；

圖9描述了根據(jù)本公開一個實(shí)施例的以受控速度功能形式應(yīng)用于估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩的融合模塊的數(shù)據(jù)流圖；

圖10描述了根據(jù)本公開另一個實(shí)施例的融合模塊的數(shù)據(jù)流圖；和

圖11描述了根據(jù)本公開一個實(shí)施例的應(yīng)用于前饋返回功能的融合模塊。

具體實(shí)施例

現(xiàn)在參考附圖，其中將參考特定的實(shí)施例描述本發(fā)明，而并非限制本發(fā)明，描述了包括轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12的車輛10的示例實(shí)施例。在不同的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12包括連接到轉(zhuǎn)向軸16的方向盤14。在所示的示例性實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12是電動轉(zhuǎn)向(EPS)系統(tǒng)，其還包括連接到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12的轉(zhuǎn)向軸16以及連接到車輛10的左橫拉桿20和右橫拉桿22的轉(zhuǎn)向輔助單元18。應(yīng)當(dāng)注意，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12也可以是齒條輔助EPS(REPS)。例如，轉(zhuǎn)向輔助單元18包括齒條齒輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)(未示出)，其可以通過轉(zhuǎn)向軸16連接到轉(zhuǎn)向致動器電機(jī)和傳動裝置。在操作期間，當(dāng)車輛操作者轉(zhuǎn)動方向盤14時，轉(zhuǎn)向輔助單元18的電機(jī)提供輔助以移動左橫拉桿20和右橫拉桿22，然后其分別移動左轉(zhuǎn)向節(jié)24和右轉(zhuǎn)向節(jié)26。左轉(zhuǎn)向節(jié)24連接到左車輪28，并且右轉(zhuǎn)向節(jié)26連接到車輛10的右車輪30。

如圖1所示，車輛10還包括檢測和測量轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12和/或車輛10的信號的各種傳感器31-34。傳感器基于測量的信號產(chǎn)生傳感器信號。在一個實(shí)施例中，提供轉(zhuǎn)矩傳感器31以感測置于方向盤14上的轉(zhuǎn)矩。在所示的示例性實(shí)施例中，雖然轉(zhuǎn)矩傳感器31放置在方向盤14上，但是可以理解，轉(zhuǎn)矩傳感器31也可以不總是放置在方向盤14附近或其上。在一個實(shí)施例中，電機(jī)位置/速度傳感器32感測電機(jī)的位置和/或速度，并且方向盤位置/速度傳感器33感測方向盤位置和/或速度。另外，車輛10可以包括車輪速度傳感器34以輔助測量車輛速度。在圖1所示的實(shí)施例中，單個車輪速度傳感器34被附接到車輛10的后輪附近。雖然圖1中示出的是單個車輪速度傳感器34，但是也可以包括多個車輪速度傳感器。車輪速度傳感器34可以位于變速器殼體上并且由車輛10的變速器的輸出齒輪驅(qū)動。

控制模塊50基于一個或多個傳感器信號以及還基于本公開的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)和方法控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12的操作。在一個實(shí)施例中，控制模塊50包括駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60。駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60接收輸入信號(EPS系統(tǒng)的測量的信號)。例如，駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60可以基于從多個傳感器接收到的輸入信號估計駕駛員轉(zhuǎn)矩。輸入信號可以包括但不限于電機(jī)指令、由小齒輪或方向盤14上的轉(zhuǎn)矩傳感器31測量的t形桿轉(zhuǎn)矩、電機(jī)位置信號和電機(jī)速度信號。

圖2描述了圖1的控制模塊50的駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60的實(shí)施例。在不同的實(shí)施例中，控制模塊50可以包括一個或多個子模塊及數(shù)據(jù)存儲器。在本文中所使用的術(shù)語模塊和子模塊指的是專用集成電路(ASIC)、電子電路、處理器(共享的、專用的或者群組的)和執(zhí)行一個或多個軟件或固件程序的存儲器、組合邏輯電路或者提供上述功能的其它適合的部件。如所能夠意識到的，圖2所示的模塊是可以進(jìn)一步分割的。

控制模塊50的輸入可以由車輛10(圖1)的轉(zhuǎn)矩傳感器31(圖1)和電機(jī)位置/速度傳感器32產(chǎn)生。另外，輸入可以從車輛10(圖1)內(nèi)的其它控制模塊(未示出)接收，并且可以被建?；蛘哳A(yù)定?？商鎿Q地，控制模塊50可以接收來自方向盤位置/速度傳感器33的方向盤位置/速度信號。方向盤位置/速度信號被換算成電機(jī)坐標(biāo)，代替由電機(jī)位置/速度傳感器32直接提供的這些信號。

在圖2中，駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60接收多個輸入信號。在一些實(shí)施例中，輸入信號包括但限于電機(jī)指令、由轉(zhuǎn)矩傳感器測量的t形桿轉(zhuǎn)矩信號，例如電機(jī)位置信號和電機(jī)速度信號。提供t形桿轉(zhuǎn)矩信號的轉(zhuǎn)矩傳感器可以位于小齒輪上或者鄰近轉(zhuǎn)向管柱。在一些實(shí)施例中，從方向盤上的扭力桿測量t形桿轉(zhuǎn)矩信號。但是，可以預(yù)期和理解的是t形桿轉(zhuǎn)矩信號可以由任何類型的轉(zhuǎn)矩傳感器產(chǎn)生。

輸入信號通常在方向盤坐標(biāo)中換算，因?yàn)椴糠中盘柨梢杂上鄳?yīng)的傳感器在電機(jī)坐標(biāo)中原始提供。在一些實(shí)施例中，輸入信號通過機(jī)械比N和傳動裝置效率ε換算成方向盤坐標(biāo)?？商鎿Q地或者附加地，除了其它信號之外，提供給駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60的輸入信號可以包括參考電機(jī)電流信號、測量的電機(jī)電流信號、測量的方向盤位置、測量的方向盤速度和計算的電機(jī)轉(zhuǎn)矩。

駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60使用測量的輸入信號以確定估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩信號。動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠使用估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩信號進(jìn)一步補(bǔ)償方向盤和EPS。在一些實(shí)施例中，EPS系統(tǒng)的三質(zhì)體力學(xué)模型被存儲在駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60中。在確定駕駛員轉(zhuǎn)矩估計時，三質(zhì)體力學(xué)模型能夠用來表示系統(tǒng)動態(tài)。在Badawy等在SAE1999-01-0399中的電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的建模和分析中描述了三質(zhì)體EPS力學(xué)模型，該文通過引用合并到本文。但是，在估計駕駛員轉(zhuǎn)矩時，駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60可以使用其它質(zhì)體模型(如，一質(zhì)體模型、兩質(zhì)體模型、十質(zhì)體模型等)。駕駛員轉(zhuǎn)矩觀測器可以使用力學(xué)模型以基于輸入信號確定駕駛員轉(zhuǎn)矩估計。在一些實(shí)施例中，除了其它因數(shù)，三質(zhì)體模型還可以考慮齒條慣性、方向盤慣性和電機(jī)慣性。能夠用基于下面狀態(tài)空間等式的狀態(tài)空間模型表示力學(xué)模型：

y(t)＝Cx(t) (等式2)

在等式1中，u(t)是作為電機(jī)轉(zhuǎn)矩的函數(shù)的輸入矢量，x(t)是作為方向盤位置、方向盤速度、電機(jī)位置、電機(jī)速度、齒條速度、駕駛員轉(zhuǎn)矩的函數(shù)的延展?fàn)顟B(tài)矢量。在等式2中，y(t)是作為方向盤轉(zhuǎn)矩、電機(jī)位置和電機(jī)速度的函數(shù)的輸出矢量。A、B和C是狀態(tài)空間等式的矩陣。

駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60估計EPS系統(tǒng)的非測量狀態(tài)。在一些實(shí)施例中，駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60可以使用包括估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩狀態(tài)的延展?fàn)顟B(tài)矢量。在圖3中更詳細(xì)地示出了駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60。

圖3描述了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60。駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60分析接收到的輸入信號以計算估計的駕駛轉(zhuǎn)矩。由于駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60使用的算法，所以估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩可以非常接近實(shí)際駕駛員轉(zhuǎn)矩。

在操作中，可以通過永磁同步電機(jī)將電機(jī)轉(zhuǎn)矩應(yīng)用到EPS系統(tǒng)62。EPS系統(tǒng)62可能會受到干擾，包括但不限于道路振動或者在轉(zhuǎn)向操作期間駕駛員釋放方向盤。所以，作用在EPS系統(tǒng)上的實(shí)際駕駛員轉(zhuǎn)矩可能被干擾影響。

作用在EPS系統(tǒng)62上的實(shí)際駕駛員轉(zhuǎn)矩可以由傳感器模塊64測量，其可以包含包括圖1所示的傳感器在內(nèi)的任何數(shù)量的傳感器。傳感器模塊64可以分析包括實(shí)際駕駛員轉(zhuǎn)矩的實(shí)際狀態(tài)矢量以確定方向盤位置、EPS系統(tǒng)的電機(jī)位置和電機(jī)速度。傳感器模塊64還接收和分析t形桿轉(zhuǎn)矩。駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60從傳感器模塊64接收方向盤位置、t形桿轉(zhuǎn)矩、電機(jī)位置和電機(jī)速度。在一個實(shí)施例中，傳感器模塊64輸出能夠表示輸出矢量的接收信號，但是其它表示也是可能的。如下面將要更詳細(xì)描述的，輸出矢量由駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60的誤差模塊66分析。

誤差模塊66接收輸出矢量和估計的輸出矢量作為輸入。誤差模塊66計算表示輸出矢量和估計的輸出矢量之間的差的誤差信號。估計的輸出矢量可以表示選定的估計的傳感器信號，其中輸出矢量可以表示傳感器模塊64提供的實(shí)際信號。誤差信號被傳送到換算模塊70，其計算反饋校正信號。

在操作中，換算模塊70換算誤差信號以產(chǎn)生反饋校正信號。在一個實(shí)施例中，反饋校正信號表示方向盤轉(zhuǎn)矩、電機(jī)位置和已經(jīng)被換算的電機(jī)速度信號的測量值和估計值之間的誤差。為了產(chǎn)生反饋校正信號，換算模塊70將觀測器增益值與誤差信號相乘。觀測器增益信號可以是至少部分使用穩(wěn)態(tài)卡曼濾波或者極點(diǎn)配置方法設(shè)計的矩陣，如Pretince Hall Inc(2006)出版的Gene F。Franklin、J.David Powell和Abbas Emami-Naeini撰寫的“動態(tài)系統(tǒng)的反饋控制”；Addison-Wesley1998年出版的Menlo Park第3卷中由Gene F.Franklin、J.David Powell和Michael L.Workman撰寫的“動態(tài)系統(tǒng)的數(shù)字控制”中所描述的，這兩篇文件均以引用的方式合并到本文。

換算模塊70產(chǎn)生的反饋校正信號通過使得誤差信號接近零來減小估計的輸出矢量和輸出矢量之間的差。

部分地，通過允許反饋校正信號接近零誤差信號(如，零值)，駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60估計追蹤實(shí)際駕駛員轉(zhuǎn)矩的駕駛員轉(zhuǎn)矩。駕駛員轉(zhuǎn)矩的估計被確定，而不需要特別額外的傳感器以測量駕駛員轉(zhuǎn)矩。

反饋校正信號被傳送到延展?fàn)顟B(tài)矢量估計模塊68。延展?fàn)顟B(tài)矢量估計模塊68生成延展?fàn)顟B(tài)矢量估計。

除了接收來自傳感器模塊64的輸出矢量外，駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60還接收電機(jī)轉(zhuǎn)矩指令。在一些實(shí)施例中，電機(jī)轉(zhuǎn)矩指令可以由駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60的狀態(tài)矢量估計模塊68接收。

延展?fàn)顟B(tài)矢量估計模塊68將電機(jī)轉(zhuǎn)矩指令應(yīng)用到一組延展?fàn)顟B(tài)空間等式，在一個實(shí)施例中其可以包括在等式1和2中描述的等式。延展?fàn)顟B(tài)矢量估計模塊68還將換算模塊70估計的反饋校正信號應(yīng)用于延展?fàn)顟B(tài)空間等式，從而產(chǎn)生延展?fàn)顟B(tài)矢量估計。延展?fàn)顟B(tài)矢量估計可以由表示，在一些實(shí)施例中，其是方向盤位置(x_hw)、方向盤速度電機(jī)位置電機(jī)速度齒條位置(x_am)、齒條速度和駕駛員轉(zhuǎn)矩(T_dr)的函數(shù)。

延展?fàn)顟B(tài)矢量估計被傳送到傳感器估計模塊69，其利用延展?fàn)顟B(tài)矢量估計計算估計的輸出矢量。在一些實(shí)施例中，傳感器估計模塊69選擇地過濾延展?fàn)顟B(tài)矢量估計。因此，估計的輸出矢量的信號可以對應(yīng)于輸出矢量的信號。在一些實(shí)施例中，傳感器估計模塊69應(yīng)用選擇矩陣以將延展?fàn)顟B(tài)矢量估計減少到估計的輸出矢量。

延展?fàn)顟B(tài)矢量估計用于減少誤差信號的量值。延展?fàn)顟B(tài)矢量估計接近實(shí)際狀態(tài)矢量。在一些實(shí)施例中，通過增益模塊72，延展?fàn)顟B(tài)矢量估計被乘以固定的增益值以產(chǎn)生估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩。

如上面提到的，估計的輸出矢量可以表示估計的t形桿轉(zhuǎn)矩、估計的電機(jī)位置和估計的電機(jī)速度。但是，還可以預(yù)期和理解的是，誤差模塊可以接收估計的輸出矢量和包括其它EPS信號的輸出矢量。

參考圖4，駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60產(chǎn)生的估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩可以用來代替方向盤轉(zhuǎn)矩作為控制器410的輸入。用估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩代替方向盤轉(zhuǎn)矩能夠產(chǎn)生更快的返回性能。特別地，控制器410的依賴方向盤轉(zhuǎn)矩的換算模塊409可以接收估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩信號426而不是來自扭力桿傳感器的轉(zhuǎn)矩信號。因此，不需要額外的轉(zhuǎn)矩就能得到依賴方向盤轉(zhuǎn)矩的換算模塊409所需要的轉(zhuǎn)矩數(shù)據(jù)。

特別是，控制模塊50(圖1)中的控制器410的輸入可以由車輛的傳感器30-34(圖1)產(chǎn)生，可以被建模，和/或可以被預(yù)定。在該示例中，控制器410包括方向盤返回模塊408、依賴方向盤轉(zhuǎn)矩的換算模塊409、換算的返回指令模塊412和表格數(shù)據(jù)存儲器414，如圖4所示。

方向盤返回模塊408接收車輛速度420和方向盤角度422作為輸入。例如，方向盤角度422可以是相對于方向盤中心位置的方向盤的角度位置。方向盤返回模塊408基于車輛速度420和方向盤角度422確定返回指令424。在不同的實(shí)施例中，方向盤返回模塊408使用一個或多個方向盤返回查找表425確定返回指令424。查找表425可以由車輛速度420和/或方向盤角度422作為索引。查找表425可以存儲在表格數(shù)據(jù)存儲器414中并且可由其存取。

在一個示例中，方向盤返回模塊408與九個返回表格425關(guān)聯(lián)。九個返回表格中的每一個都限定了車輛速度420。九個返回表格中的數(shù)據(jù)點(diǎn)限定了返回曲線。例如，九個返回曲線中的每一個都由十六個數(shù)據(jù)點(diǎn)組成。數(shù)據(jù)點(diǎn)由軸線限定，該軸線由方向盤角度422限定。在一個示例中，方向盤角度422的范圍是從零度到九百度。在不同的實(shí)施例中，軸線是能夠選擇的。在不同的實(shí)施例中，所有的返回曲線共用一個公共軸線。如能夠意識到的，返回曲線的數(shù)據(jù)可以漸增或漸減。限定為曲線零的速度能夠被用來作為返回速度轉(zhuǎn)折點(diǎn)(如，在轉(zhuǎn)折點(diǎn)速度下返回指令傾斜到零)。

如圖5所示，駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60(圖2)計算的估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩能夠被傳遞到融合表502。圖5更詳細(xì)地描述了本公開的受控速度返回功能。另外，駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60可以被包括在融合表中以輔助產(chǎn)生融合因數(shù)。融合表502基于車輛速度和估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生融合因數(shù)。

圖5中所述的融合策略還包括根據(jù)方向盤位置和車輛速度的函數(shù)產(chǎn)生方向盤速度參考信號的方向盤速度查找表503。方向盤速度參考信號與測量的方向盤速度相比較并輸出到PID控制504。PID控制504評估輸出并且生成返回轉(zhuǎn)矩。在乘法器506處將返回轉(zhuǎn)矩乘以融合因數(shù)以產(chǎn)生返回指令。返回指令在加法器508處被添加至輔助指令，其是輔助轉(zhuǎn)矩、阻尼值和在求和塊510中求和的任何其它EPS信號的函數(shù)。通過結(jié)合輔助指令與返回指令產(chǎn)生最終電機(jī)指令。如所示的，圖5所述的系統(tǒng)能夠應(yīng)用于受控速度返回功能，當(dāng)駕駛員的手未放在方向盤上時，其需要方向盤以預(yù)定速度返回到中心位置。EPS確定駕駛員的手不再放在方向盤上，并且生成電機(jī)轉(zhuǎn)矩以輔助方向盤返回到中心位置。當(dāng)使用t形桿轉(zhuǎn)矩時，檢測到駕駛員的手未放在方向盤會比需要的慢。這就是在實(shí)際手離開方向盤事件和t形桿轉(zhuǎn)矩減少到零之間存在時滯的原因。t形桿轉(zhuǎn)矩不僅受到駕駛員轉(zhuǎn)矩的影響而且受到方向盤慣性、阻尼和其它力以及與EPS通信的組件的影響。手離開方向盤事件之后，通常駕駛員轉(zhuǎn)矩比t形桿轉(zhuǎn)矩更快地減少到零。因此，在一個實(shí)施例中能夠使用駕駛員轉(zhuǎn)矩以響應(yīng)地起動輔助轉(zhuǎn)矩。這允許在最小的無輔助的時間間隔后，方向盤返回到中心位置。在融合表中實(shí)施駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊以能夠使方向盤平滑地返回到中心位置。

現(xiàn)在參考圖6，該數(shù)據(jù)流圖描述了用來控制在高級駕駛輔助系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制模塊50(圖1)的子模塊的一個實(shí)施例。駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60還可以在全自主或其它半自主車輛系統(tǒng)中實(shí)施。駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60生成估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩信號，其被傳送到融合查找表602。融合查找表602使用估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩信號產(chǎn)生標(biāo)量融合值。該標(biāo)量融合值與轉(zhuǎn)矩標(biāo)量查找表604產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩標(biāo)量融合值相乘。轉(zhuǎn)矩傳感器測量的t形桿轉(zhuǎn)矩被表格604使用以產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩標(biāo)量融合值。標(biāo)量乘法器在結(jié)合點(diǎn)621處與車道保持指令620相乘以產(chǎn)生車道保持轉(zhuǎn)矩指令。限制器622控制車道保持轉(zhuǎn)矩指令的量值。車道保持轉(zhuǎn)矩指令被添加到車輛轉(zhuǎn)向電機(jī)指令623以產(chǎn)生復(fù)合電機(jī)指令624。第二限制器626控制復(fù)合電機(jī)指令624以產(chǎn)生最終電機(jī)指令628。

參考圖7，駕駛員轉(zhuǎn)矩估計模塊60產(chǎn)生的估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩可以被應(yīng)用于手離開方向盤檢測模塊700。在操作中，手離開方向盤檢測模塊700過濾和處理估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩780。手離開方向盤檢測模塊700還分析從車輛速度傳感器傳送來的車輛速度。一系列的計時器和閾值檢測器被手離開方向盤檢測模塊700使用以產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩輔助信號。

圖7是控制模塊50(圖1)的手離開方向盤計算模塊700的框圖。手離開方向盤計算模塊700描述了確定手離開方向盤(HOW)狀況的方法。在所示的實(shí)施例中，手離開方向盤模塊700包括陷波濾波器770(也稱為帶阻濾波器)、包絡(luò)檢波器772、HOW狀態(tài)檢測器774和轉(zhuǎn)矩輔助產(chǎn)生模塊776。

手離開方向盤計算模塊700接受來自駕駛員估計模塊60(圖2)的估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩信號780而非來自位于方向盤附近的轉(zhuǎn)矩傳感器的轉(zhuǎn)矩信號。因此，手離合方向盤計算模塊700并不需要指示施加到方向盤上的轉(zhuǎn)矩的數(shù)量的信號。陷波濾波器770接收估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩780作為輸入。陷波濾波器770可以是構(gòu)造得移除或者削弱表示正常柱形模式頻率的估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩780中的頻率的波段或范圍的任何類型的濾波裝置，并且產(chǎn)生作為輸出的過濾的估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩信號784。如果駕駛員沒有將他或她的手放在方向盤上(如，手離開方向盤狀況)，則正常的柱形模式頻率表示方向盤和轉(zhuǎn)向軸操作所處的振動模式。如本文進(jìn)一步描述的，手離開方向盤計算模塊700預(yù)期如果沒有檢測到HOW狀況則存在手離開方向盤的狀況。例如，在一個實(shí)施例中，正常柱形模式頻率的范圍可以是大約8赫茲到大約15赫茲?？梢曰谔峁┑霓D(zhuǎn)矩傳感器的類型(如兼容轉(zhuǎn)矩傳感器對非兼容轉(zhuǎn)矩傳感器)調(diào)節(jié)正常柱形模式。然后過濾的估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩信號784被傳送到包絡(luò)檢波器772。

包絡(luò)檢波器772確定過濾的估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩信號784的包絡(luò)，并且產(chǎn)生HOW檢測信號788作為輸出。HOW檢測信號788表示在給定時間點(diǎn)處的過濾的估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩信號784的包絡(luò)E。包絡(luò)檢波器772可以使用任何數(shù)量的包絡(luò)檢波方法以確定HOW檢測信號788。例如，在基于軟件的方法中，包絡(luò)檢波器772將過濾的估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩信號784傳遞到低通濾波器(未示出)，并然后確定過濾的估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩信號784的絕對值。然后HOW檢測信號788被傳送到HOW狀態(tài)檢測器774。

HOW狀態(tài)檢測器774監(jiān)測HOW檢測信號788并且基于預(yù)定時間間隔內(nèi)HOW檢測信號788的值與轉(zhuǎn)矩閾值的比較確定是否存在HOW狀況。如果確定HOW狀況存在，則HOW狀態(tài)檢測器774產(chǎn)生低級HOW信號7110并且將其傳送到轉(zhuǎn)矩輔助產(chǎn)生模塊776。在一個實(shí)施例中，HOW狀態(tài)檢測器774可以確定駕駛員可能施加到方向盤上的力的水平。例如，中級HOW信號7112表示相對中等水平的力，并且高級HOW信號7114表示相對高水平的力。如果狀態(tài)檢測器774沒有發(fā)送低級HOW信號7110、中級HOW信號7112或者高級HOW信號7114到轉(zhuǎn)矩輔助產(chǎn)生模塊776，則存在手離開方向盤狀況。在圖7所示的示例性實(shí)施例中，HOW狀態(tài)檢測器774包括ON/OFF子模塊7104、中級子模塊7106和高級子模塊7108。ON/OFF子模塊704被用于產(chǎn)生低級HOW信號7110，中級子模塊7106被用來確定中級HOW信號7112，并且高級子模塊7108被用來產(chǎn)生高級HOW信號7114。當(dāng)估計的駕駛員施加的力的水平增加時(如，中級HOW信號7112表示相對中等水平的力，或高級HOW信號7114表示相對高水平的力)，駕駛員估計模塊60可以較高可信度水平地預(yù)測HOW狀況的實(shí)際存在。例如，中級HOW信號7112表示與低級HOW信號7110相比時相對更確定或更可靠地表示存在HOW狀況。

在圖7所示的實(shí)施例中，HOW狀態(tài)檢測器774使用了六個轉(zhuǎn)矩閾值T′，但是可以理解，也可以使用任何其它數(shù)量的轉(zhuǎn)矩閾值。ON/OFF子模塊7104包括OFF閾值790′和ON閾值792′。OFF閾值790′表示駕駛員沒有將他或她的手放在方向盤上，并且ON閾值792′表示駕駛員將他或她的手放在了方向盤上。中級子模塊7106包括中級OFF閾值794′和中級ON閾值796′。中級OFF閾值794′和中級ON閾值796′表示駕駛員施加到方向盤上的中等水平的力。高級子模塊7108包括高級OFF閾值798′和高級ON閾值7100′。高級OFF閾值798′和高級ON閾值7100′表示駕駛員施加到方向盤上的高水平的力。在一個示例性實(shí)施例中，OFF閾值790′大約是0.175Nm，ON閾值792′大約是0.7Nm，中級OFF閾值794′大約是0.8Nm，中級ON閾值796′大約是1.0Nm，高級OFF閾值798′大約是1.1Nm，并且高級ON閾值7100′大約是1.5Nm，但是，可以理解的是，也可以使用其它轉(zhuǎn)矩值。

在一個實(shí)施例中，可以基于車輛速度調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩閾值T。車輛的速度由車輛速度傳感器監(jiān)測。駕駛員估計模塊60接收來自車輛速度傳感器的車輛速度信號7120作為輸入。車輛速度信號7120被傳送到查找表7122。查找表7122被用來基于車輛速度信號7120確定修正的轉(zhuǎn)矩閾值T′。然后修正的轉(zhuǎn)矩閾值T′被傳送到HOW狀態(tài)檢測器774。特別是，修正的轉(zhuǎn)矩閾值T′包括OFF閾值790′、ON閾值792’、中級OFF閾值794′、中級ON閾值796、高級OFF閾值798′和高級ON閾值7100′。狀態(tài)檢測器774可以用修正的轉(zhuǎn)矩閾值T′代替轉(zhuǎn)矩閾值T。

第一計時器T1和第二計時器T2被提供用于ON/OFF子模塊7106、中級子模塊7106和高級子模塊7108中的每一個。特別是，ON/OFF子模塊7104與第一計時器T1和第二計時器T2通信，中級子模塊7106與中級第一計時器T1和中級第二計時器T2通信，并且高級子模塊7108與高級第一計時器T1和高級第二計時器T2通信。

HOW狀態(tài)檢測器774的ON/OFF子模塊7104監(jiān)測HOW檢測信號788直到ON/OFF子模塊7104確定HOW檢測信號788大于ON閾值792。當(dāng)確定HOW檢測信號788超過ON閾值792時，ON/OFF子模塊7104傳送起動計時器信號7130給第一計時器T1和第二計時器T2。第一計時器T1被構(gòu)造得當(dāng)接收到起動計時器信號7130時從第一時間間隔開始計時，并且第二計時器T2被構(gòu)造得當(dāng)接收到起動計時器信號7130時從第二時間間隔開始計時。第一時間間隔和第二時間間隔是可以基于應(yīng)用類型調(diào)節(jié)的可校準(zhǔn)值。在一個實(shí)施例中，第一計時器T1的第一時間間隔小于第二計時器T2的第二時間間隔。當(dāng)?shù)谝挥嫊r器T1從第一時間間隔計時時，ON/OFF子模塊7104繼續(xù)監(jiān)測HOW檢測信號788。應(yīng)當(dāng)注意到，第一計時器T1和第二計時器T2、中級第一計時器T1、中級第二計時器T2、高級第一計時器T1和高級第二計時器T2均是彼此同時運(yùn)行的。

一旦第一時間間隔期滿，則第一計時器T1將計時器1期滿信號7134傳送到ON/OFF子模塊7104。一旦ON/OFF子模塊7104接收到計時器1期滿信號7134，則ON/OFF子模塊7104確定在第一時間間隔期間HOW檢測信號788是否維持在ON閾值792之上。如果在第一時間間隔期間HOW檢測信號788維持在ON閾值792之上，則HOW狀況存在。狀態(tài)檢測器774被設(shè)置為HOW＝1狀態(tài)(如，處于HOW狀態(tài)存在)，并且ON/OFF子模塊7104生成低級HOW信號7110。ON/OFF子模塊7104還可以將重置信號7132傳送到第一計時器T1和第二計時器T2。重置信號7132初始化第一計時器T1回到time＝0。重置信號7132使第二計時器T2終止計時，并初始化第二計時器回到time＝0。

如果在第一時間間隔期間HOW檢測信號788未維持在ON閾值792之上并且未發(fā)送重置信號7132，則第二計時器T2可以繼續(xù)計時直到經(jīng)過第二時間間隔，并且然后將計時器2期滿信號7136發(fā)送到ON/OFF子模塊7104。一旦ON/OFF子模塊7104接收到計時器2期滿信號7136，則ON/OFF子模塊7104確定是否在第二時間間隔期間HOW檢測信號788維持在OFF閾值790之下。如果在第二時間間隔期間HOW檢測信號788維持在OFF閾值790之下，則HOW狀況不存在。ON/OFF子模塊7104則可以發(fā)送重置信號7132以初始化第一計時器T1和第二計時器T2。

中級子模塊7106可以利用相似的方法生成中級HOW信號7112。中級子模塊7106可以監(jiān)測HOW檢測信號788。當(dāng)確定HOW檢測信號788大于中級ON閾值796時，中級子模塊7106傳送起動計時器信號7140給中級第一計時器T1和中級第二計時器T2。當(dāng)?shù)谝挥嫊r器T1從第一時間間隔計時時，中級子模塊7106繼續(xù)監(jiān)測HOW檢測信號788。

一旦第一時間間隔期滿，則中級第一計時器T1將計時器1期滿信號7144傳送到中級子模塊7106。一旦中級子模塊7106接收到計時器1期滿信號7144，則中級子模塊7106確定在第一時間間隔期間HOW檢測信號788是否維持在中級ON閾值796之上。如果在第一時間間隔期間HOW檢測信號788維持在中級ON閾值796之上，則HOW狀況存在。狀態(tài)檢測器744被設(shè)置到中級HOW狀態(tài)并且生成中級HOW信號7112。中級子模塊7106還可以將重置信號7142傳送到中級第一計時器T1和中級第二計時器T2。

如果在第一時間間隔期間HOW檢測信號788未維持在中級ON閾值796之上并且未發(fā)送重置信號7142，則中級第二計時器T2可以繼續(xù)計時直到經(jīng)過第二時間間隔，并且然后將計時器2期滿信號7146發(fā)送到中級子模塊7106。一旦中級子模塊7106接收到計時器2期滿信號7146，則中級子模塊7106確定在第二時間間隔期間HOW檢測信號788是否維持在中級OFF閾值794之下。如果在第二時間間隔期間HOW檢測信號788維持在中級OFF閾值794之下，則中級HOW狀況不存在。然后中級子模塊7106可以傳送重置信號7142以初始化中級第一計時器T1和中級第二計時器T2。

高級子模塊7108可以利用相似的方法生成高級HOW信號7114。高級子模塊7108監(jiān)測HOW檢測信號788，并且當(dāng)確定HOW檢測信號788大于高級ON閾值7100時，高級子模塊7108傳送起動計時器信號7150給高級第一計時器T1和高級第二計時器T2。當(dāng)高級第一計時器T1從第一時間間隔計時時，高級子模塊7108繼續(xù)監(jiān)測HOW檢測信號788。

一旦第一時間間隔期滿，則高級第一計時器T1將計時器1期滿信號7154傳送到高級子模塊7106。一旦高級子模塊7108接收到計時器1期滿信號7154，則高級子模塊7108確定在第一時間間隔期間HOW檢測信號788是否維持在高級ON閾值7100之上。如果在第一時間間隔期間HOW檢測信號788維持在高級ON閾值7100之上，則高級HOW狀況存在。狀態(tài)檢測器744被設(shè)置到高級HOW狀態(tài)并且生成高級HOW信號7114。高級子模塊7108還可以將重置信號7152傳送到高級第一計時器T1和高級第二計時器T2。

如果在第一時間間隔期間HOW檢測信號788未維持在高級ON閾值7100之上并且未發(fā)送重置信號7152，則第二計時器T2可以繼續(xù)計時直到經(jīng)過第二時間間隔，并且然后將計時器2期滿信號7156發(fā)送到高級子模塊7108。一旦高級子模塊7108接收到計時器2期滿信號7156，則高級子模塊7108確定在第二時間間隔期間HOW檢測信號788是否維持在高級OFF閾值798之下。如果在第二時間間隔期間HOW檢測信號788維持在高級OFF閾值798之下，則HOW狀況不存在，并且不將狀態(tài)檢測器774設(shè)置為高級HOW狀態(tài)。然后，高級子模塊7108可以發(fā)送重置信號7152以初始化高級第一計時器T1和高級第二計時器T2。

轉(zhuǎn)矩輔助生成模塊776接收來自HOW狀態(tài)檢測器774的低級HOW信號7110、中級HOW信號7112或高級HOW信號作為輸入。轉(zhuǎn)矩輔助生成模塊776選擇地生成轉(zhuǎn)矩輔助指令Tassist以產(chǎn)生方向盤中的輕推轉(zhuǎn)矩，同時車道監(jiān)測系統(tǒng)處于輔助模式。特別是，如果從HOW狀態(tài)檢測器774接收到低級HOW信號7110、中級HOW信號7112、高級HOW信號7114中的一個，則在輔助模式中轉(zhuǎn)矩輔助生成模塊776可以只生成轉(zhuǎn)矩輔助指令Tassist。轉(zhuǎn)矩輔助生成模塊776可以基于是否接收到低級HOW信號7110、中級HOW信號7112或高級HOW信號7114調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩輔助指令Tasisst的值。特別是，當(dāng)施加到方向盤734上的力的水平增加時，轉(zhuǎn)矩輔助指令Tassist增加。例如，如果接收到高級HOW信號7114，則生成的轉(zhuǎn)矩輔助指令Tassist可以大于接收到HOW信號7110時的轉(zhuǎn)矩輔助指令Tassist。來自HOW狀態(tài)檢測器774的低級HOW信號7110、中級HOW信號7112或者高級HOW信號7114也可以被提供到車道監(jiān)測系統(tǒng)，其中車道監(jiān)測系統(tǒng)可以不從輔助模式切換到自主模式，除非HOW狀況存在(如狀態(tài)檢測器774發(fā)送低級HOW信號7110、中級HOW信號7112或者高級HOW信號7114)。

圖8描述了根據(jù)本公開一個實(shí)施例的轉(zhuǎn)矩輔助生成模塊776的數(shù)據(jù)流圖。

在操作中，轉(zhuǎn)矩輔助生成模塊776接收低級HOW指令、中級HOW指令和高級HOW指令。低級HOW指令、中級HOW指令和高級HOW指令均通過相應(yīng)的增益模塊802、804和806被做乘法。在一個實(shí)施例中，增益模塊802將低級HOW指令乘以數(shù)值0.1，增益模塊804將中級HOW指令乘以數(shù)值0.3，并且增益模塊806將高級HOW指令乘以數(shù)值0.6。增益模塊802、804和806的輸出發(fā)送到加法器808，在那里輸出被進(jìn)行求和，加法器808的和被發(fā)送到限制增加或減少速率的速率限制器810。速率限制器810的輸出被發(fā)送到飽和塊812，在那里基于從速率限制器810輸出的值計算出從0到1的數(shù)值。在乘積塊814車道居中指令與飽和塊812輸出的值相乘。乘積塊814產(chǎn)生的乘積被發(fā)送到飽和限制器816以限制乘積塊814產(chǎn)生的飽和值。然后飽和限制器的輸出被發(fā)送到加法器818，在那里，飽和限制器816的輸出與車輛轉(zhuǎn)向電機(jī)轉(zhuǎn)矩指令相加。加法器818的輸出被發(fā)送到第二飽和限制器820，其輸出Tassist指令。

圖9描述了受控速度返回模塊1400，其可以被包括在本公開的控制模塊50(圖1)中。如圖9所示，估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩能夠被傳送到融合模塊1402。融合模塊1402輸出能夠選擇性地修改乘法器1403生成的返回指令的融合因數(shù)。能夠基于車輛速度、估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩、方向盤速度、方向盤位置和目標(biāo)速度中的至少一個確定融合因數(shù)。融合因數(shù)是能夠根據(jù)估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩梯度和所需的速度誤差變化的換算值。融合因數(shù)能夠減少返回轉(zhuǎn)矩的不適當(dāng)?shù)膽?yīng)用同時改進(jìn)轉(zhuǎn)向感覺，而不需要轉(zhuǎn)向組件中的額外傳感器用于測量駕駛員轉(zhuǎn)矩。

受控速度返回模塊1400可以包括方向盤速度查找表1404，其根據(jù)方向盤位置和車輛速度生成方向盤速度參考信號。方向盤速度參考信號與測量的方向盤速度相比較并輸出到PID控制1406。PID控制1406評估輸出并且生成返回轉(zhuǎn)矩。在乘法器1403處將返回轉(zhuǎn)矩乘以融合因數(shù)以生成返回指令。返回指令在加法器1412處添加到輔助指令，其是在求和塊1410處求和的輔助轉(zhuǎn)矩、阻尼值和任何其它EPS信號的函數(shù)。在加法器1412處通過結(jié)合輔助指令與返回指令生成最終電機(jī)指令。如所示的，圖9所述的系統(tǒng)能應(yīng)用于受控速度返回功能，當(dāng)駕駛員的手未放在方向盤上時，其需要方向盤以預(yù)定速度返回到中心位置。EPS確定駕駛員的手不再放在方向盤上，并且生成電機(jī)轉(zhuǎn)矩以輔助方向盤返回到中心位置。由于實(shí)際的手離開方向盤事件和t形桿轉(zhuǎn)矩減少到零值之間的時滯，因此當(dāng)使用t形桿轉(zhuǎn)矩時，檢測到駕駛員的手未放在方向盤上比希望的慢。t形桿轉(zhuǎn)矩不僅受到駕駛員轉(zhuǎn)矩的影響而且受到方向盤慣性、阻尼和其它力以及與EPS通信的組件的影響。手離開方向盤事件之后，通常駕駛員的轉(zhuǎn)矩比t形桿轉(zhuǎn)矩更快地減少到零值。因此，在一個實(shí)施例中能夠使用駕駛員轉(zhuǎn)矩以響應(yīng)地起動輔助轉(zhuǎn)矩。這允許在最小的無輔助的時間間隔后，方向盤返回到中心位置。

圖10描述了根據(jù)一些實(shí)施例的融合模塊1402。融合模塊1402可以包括轉(zhuǎn)矩?fù)Q算因數(shù)模塊1502、轉(zhuǎn)矩梯度換算模塊1504和速度誤差換算模塊1506。融合模塊1402還包括導(dǎo)數(shù)塊1508和所需的速度誤差計算塊1510。

轉(zhuǎn)矩?fù)Q算因數(shù)模塊1502根據(jù)估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩和車輛速度確定轉(zhuǎn)矩?fù)Q算因數(shù)。在圖10中，駕駛員轉(zhuǎn)矩或者方向盤轉(zhuǎn)矩可以用來代替估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩。雖然在圖10中示出了估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩，但是應(yīng)當(dāng)理解，也可以使用測量的方向盤轉(zhuǎn)矩作為替換。轉(zhuǎn)矩?fù)Q算因數(shù)模塊1502能夠使用多個閾值確定轉(zhuǎn)矩?fù)Q算因數(shù)的量值。對于量值在全返回轉(zhuǎn)矩閾值之下的估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩值，轉(zhuǎn)矩?fù)Q算因數(shù)模塊1502可以不減小轉(zhuǎn)矩?fù)Q算因數(shù)的量值，而對于超過零返回轉(zhuǎn)矩閾值的估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩值，轉(zhuǎn)矩?fù)Q算因數(shù)模塊1502可以將轉(zhuǎn)矩?fù)Q算因數(shù)的量值減小到零值。對于落在全返回轉(zhuǎn)矩閾值和零返回轉(zhuǎn)矩閾值之間的估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩值，轉(zhuǎn)矩?fù)Q算因數(shù)模塊1502可以在估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩的量值增加時按比例地減小轉(zhuǎn)矩?fù)Q算因數(shù)。估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩的增加通常對應(yīng)于增加的方向盤駕駛員控制。因此，根據(jù)上述的必要的閾值，當(dāng)駕駛員控制增加時轉(zhuǎn)矩?fù)Q算因數(shù)減少。

轉(zhuǎn)矩梯度換算模塊1504基于估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩的導(dǎo)數(shù)和車輛速度計算轉(zhuǎn)矩梯度換算因數(shù)。估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩的導(dǎo)數(shù)由導(dǎo)數(shù)塊1508計算并輸出。導(dǎo)數(shù)值表示轉(zhuǎn)矩梯度(如駕駛員轉(zhuǎn)矩變化速率)。轉(zhuǎn)矩梯度換算模塊1504可以基于估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩的導(dǎo)數(shù)(轉(zhuǎn)矩梯度)選擇性地減小轉(zhuǎn)矩梯度換算因數(shù)。在一些實(shí)施例中，與轉(zhuǎn)矩?fù)Q算因數(shù)模塊1502類似，轉(zhuǎn)矩梯度換算模塊1504可以設(shè)置多個閾值以根據(jù)增加的轉(zhuǎn)矩梯度量值減小轉(zhuǎn)矩梯度換算因數(shù)。超過設(shè)置閾值的轉(zhuǎn)矩梯度量值可以表示駕駛員干涉方向盤。通過當(dāng)轉(zhuǎn)矩梯度增加時減小轉(zhuǎn)矩梯度換算因數(shù)，能夠避免返回轉(zhuǎn)矩的不適當(dāng)?shù)膽?yīng)用，以增加轉(zhuǎn)向感覺和對駕駛員的響應(yīng)性。

作為示例，對于量值小于全轉(zhuǎn)矩梯度閾值的轉(zhuǎn)矩梯度值，轉(zhuǎn)矩梯度換算模塊1504可以不減小轉(zhuǎn)矩梯度換算因數(shù)的量值，并且對于超過零轉(zhuǎn)矩梯度閾值的轉(zhuǎn)矩梯度值，轉(zhuǎn)矩梯度換算模塊1504可以將轉(zhuǎn)矩梯度換算因數(shù)的量值減小到零值。對于落在全轉(zhuǎn)矩梯度閾值和零轉(zhuǎn)矩梯度閾值之間的轉(zhuǎn)矩梯度值，轉(zhuǎn)矩梯度換算模塊1504可以在轉(zhuǎn)矩梯度量值增加時按比例地減小轉(zhuǎn)矩梯度換算因數(shù)。

速度誤差換算模塊1506根據(jù)速度誤差和方向盤位置(如方向盤角度)輸出速度誤差換算因數(shù)。在一些實(shí)施例中，通過得到方向盤速度的量值和目標(biāo)速度的量值之間的差而計算出速度誤差。速度誤差換算模塊1506可以選擇性地減小由速度誤差換算模塊1506根據(jù)速度誤差和方向盤位置輸出的速度誤差換算因數(shù)。

在一些實(shí)施例中，速度誤差換算模塊1506可以設(shè)置多個閾值以輔助計算速度誤差換算因數(shù)。部分地基于這些閾值，可以根據(jù)速度誤差和方向盤位置修改速度誤差換算因數(shù)。這些閾值可以表示駕駛員在位于中心的區(qū)域處干涉方向盤。通過在速度誤差和方向盤位置處于設(shè)置范圍時減小速度誤差換算因數(shù)，不需要的返回轉(zhuǎn)矩能夠成按比例減小，從而導(dǎo)致駕駛員阻力更小并且進(jìn)行位于中心的轉(zhuǎn)向操作的轉(zhuǎn)向努力更加順暢。

特別是，在一些實(shí)施例中，速度誤差換算模塊1506可以設(shè)置上限和下限速度誤差閾值以及上限和下限方向盤位置閾值。在操作中，對于落在上限和下限速度閾值和/或上限和下限方向盤位置閾值之外的速度誤差值(如，量值小于下限速度誤差閾值或者量值大于上限速度誤差閾值的速度誤差值，或者量值小于下限方向盤位置閾值或者量值大于上限方向盤位置閾值的方向盤位置值)，速度誤差換算模塊1506可以不減小速度誤差換算因數(shù)的值。因此，由于速度誤差換算模塊1506不進(jìn)行減小操作，所以速度誤差換算因數(shù)的量值可以是一致的。

對于落入上限和下限速度誤差閾值和/或上限和下限方向盤位置閾值內(nèi)的速度誤差值，速度誤差換算因數(shù)可以被減小。速度誤差換算模塊1506中所示的圖描述了作為速度誤差和方向盤位置的函數(shù)的速度誤差換算因數(shù)值。雖然示出了三個方向盤位置的速度誤差換算因數(shù)值，但是速度誤差換算模塊1506并不限于任何數(shù)量的方向盤位置或者方向盤位置與速度誤差值的組合。而且，速度誤差換算模塊1506可以包括多個子閾值，其進(jìn)一步限定或限制了速度誤差換算因數(shù)減小的量值。

轉(zhuǎn)矩?fù)Q算因數(shù)、轉(zhuǎn)矩梯度換算因數(shù)和速度誤差換算因數(shù)被發(fā)送到融合模塊1402的乘法器1512。乘法器1512生成融合因數(shù)，其是上述換算因數(shù)的函數(shù)。如圖9所示，融合因數(shù)進(jìn)一步與返回轉(zhuǎn)矩組合以生成可以由轉(zhuǎn)矩梯度和/或速度誤差換算因數(shù)修改的返回指令。

如圖11所示，轉(zhuǎn)矩梯度換算模塊1504和導(dǎo)數(shù)塊1508(圖10)可以在通過參考結(jié)合到本文的US2010/0286869中公開的控制器1610中實(shí)施，以改善性能?？刂破?610的依賴方向盤轉(zhuǎn)矩的換算模塊1609可以接收估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩信號1626而不是來自扭力桿傳感器的轉(zhuǎn)矩信號，并且將依賴方向盤轉(zhuǎn)矩的換算因數(shù)輸出到乘法器1627。依賴方向盤轉(zhuǎn)矩的換算模塊1609輸出依賴方向盤轉(zhuǎn)矩的換算因數(shù)1628，其在乘法器1627處與轉(zhuǎn)矩梯度換算模塊1504輸出的依賴轉(zhuǎn)矩梯度的換算因數(shù)融合。乘法器1627輸出改善系統(tǒng)性能的融合值。而且，由于使用估計的駕駛員轉(zhuǎn)矩，所以不需要額外的轉(zhuǎn)矩傳感器來獲得控制器1610所需要的轉(zhuǎn)矩數(shù)據(jù)。

特別是，控制模塊50(圖1)中的控制器1610的輸入能夠由車輛的傳感器30-34(圖1)產(chǎn)生，能夠被建模，和/或能夠被預(yù)定。在該示例中，控制器1610包括方向盤返回模塊1608、依賴方向盤轉(zhuǎn)矩的換算模塊1609、換算的返回指令模塊1612和表格數(shù)據(jù)存儲器1614，如圖11所示。

方向盤返回模塊1608接收車輛速度1620和方向盤角度1622作為輸入。例如，方向盤角度1622可以是相對于方向盤中心的方向盤的角度位置。方向盤返回模塊1608基于車輛速度1620和方向盤角度1622確定返回指令1624。在不同的實(shí)施例中，方向盤返回模塊1608使用一個或多個方向盤返回查找表1625確定返回指令1624。查找表1625能夠由車輛速度1620和/或方向盤角度1622作為索引。查找表1625能夠存儲在表格數(shù)據(jù)存儲器1614中以及可由其存取。

雖然只是結(jié)合了有限數(shù)量的實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明，但是應(yīng)容易理解本發(fā)明并不限于這些公開的實(shí)施例。相反，能夠?qū)Ρ景l(fā)明進(jìn)行修改以合并之前未描述的任意數(shù)量的變化、改變、代替或等同布置，但其與本發(fā)明的精神和范圍相稱。另外，雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，但是能夠理解，本發(fā)明的各方面可以只包括在部分所述實(shí)施例中。因此，本發(fā)明不應(yīng)視為被前面的描述所限制。