SBW转向系统及其方向盘反作用扭矩信号生成方法和装置与流程

sbw转向系统及其方向盘反作用扭矩信号生成方法和装置
技术领域
1.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：

2.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。
3.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)。
4.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。
5.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。
6.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。
7.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。
8.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。
9.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。
10.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。


技术实现要素：

11.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。
12.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。
13.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。
14.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。
15.根据本公开的一个方面，提供了一种用于在车辆的线控转向系统中生成转向反作用扭矩信号的装置。该装置可以包括：目标频率确定器，其用于基于车轮的转速确定目标频率；齿条力信号处理器，其用于生成从车辆的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；目标反作用扭矩确定器，其用于基于经滤波的齿条力信号确定目标反作用扭矩；以及反作用扭矩信号发生器，其用于基于目标反作用扭矩生成转向反作用扭矩信号。
16.在这种情况下，目标频率可以被确定为车轮每秒的转数或该转数的倍数。另选地，目标频率可以被确定为通过将车辆每秒的移动距离除以(π
×
车轮直径)而获得的值或该值的倍数。
17.另外，可以仅在检测到制动踏板操作的情况下才执行目标频率确定、经滤波的齿条力信号生成、目标反作用扭矩确定和转向反作用扭矩信号生成。
18.齿条力信号处理器可以包括陷波滤波器，其用于生成排除了截止频带的经滤波的齿条力信号。
19.可以基于施加至车辆的转向柱的转向扭矩和用于移动sbw系统的齿条杆的驱动马达的马达扭矩来确定齿条力信号。
20.根据本公开的另一方面，提供了一种线控转向系统，其包括：车轮旋转传感器，其用于检测车轮的转速；反作用扭矩信号生成装置，其被配置为基于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，并且根据基于经滤波的齿条力信号所确定的目标反作用扭矩来生成转向反作用扭矩信号；以及转向反馈致动器，其用于根据转向反作用扭矩信号向方向盘提供反作用扭矩。
21.另外，根据本公开的另一方面，提供了一种用于在车辆的线控转向系统中生成转向反作用扭矩信号的方法。该方法可以包括：基于车轮的转速确定目标频率；生成从车辆的齿条力信号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确定目标反作用扭矩；以及基于目标反作用扭矩生成转向反作用扭矩信号。
22.根据本公开的实施方式，可以在sbw转向系统中向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。
23.另外，根据本公开的实施方式，可以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。
24.另外，根据本公开的实施方式，可以在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。
附图说明
25.图1例示了其中可以使用根据本实施方式的转向反作用扭矩信号生成装置的sbw系统的配置。
26.图2是根据本实施方式的包括转向反作用扭矩信号生成装置的sbw系统的功能框图。
27.图3是例示了根据本实施方式的转向反作用扭矩信号生成装置的组件的配置图。
28.图4例示了根据本实施方式的转向反作用扭矩生成原理。
29.图5例示了根据本实施方式的包括噪声分量的齿条力信号的示例。
30.图6例示了根据本实施方式的被去除了截止频带的经滤波的齿条力信号的示例。
31.图7例示了根据本实施方式的经滤波的齿条力信号和目标反作用扭矩之间的映射关系的示例。
32.图8例示了根据本实施方式的在用于生成经滤波的齿条力信号的齿条力信号处理器中使用的陷波滤波器的滤波特性的示例。
33.图9是例示了根据本实施方式的用于生成转向反作用扭矩信号的方法的流程图。
34.图10例示了通过应用本实施方式去除了摇摆和颤抖振动分量的反作用扭矩信号的示例。
具体实施方式
35.在本公开的示例或实施方式的以下描述中，将参照附图，附图是通过例示可以实施的特定示例或实施方式的方式而示出的，并且在附图中，可以使用相同的参考标号和符号来指定相同或相似的组件，即使它们是在彼此不同的附图中时示出的。此外，在本公开的示例或实施方式的以下描述中，当确定出并入本文中的公知功能和组件的详细描述可能使本公开的一些实施方式中的主题相当不清楚时，将省略这些描述。
36.在文中可以使用诸如“第一”、“第二”、“a”、“b”、“(a)”或“(b)”之类的术语来描述本公开的要素。这些术语中的每一个不用于限定要素的本质、次序、顺序或数量等，而仅用于将相应要素与其他要素区分开来。
37.当提到第一元件与第二元件“连接或联接”、“接触或交叠”等时，应该解释为，不仅第一元件可以与第二元件“直接连接或联接”或“直接接触或交叠”，而且第三元件也可以“介于”第一元件和第二元件之间，或者第一元件和第二元件可以经由第四元件彼此“连接或联接”、“接触或交叠”等。以下，将参照附图详细描述实施方式。
38.图1例示了其中可以使用根据本实施方式的转向反作用扭矩信号生成装置的sbw系统的配置。
39.如图1所示，包括根据本实施方式的转向反作用扭矩信号生成装置的sbw系统可以包括方向盘11、用于支撑方向盘的转向柱12、安装在转向柱12的一侧并由根据本实施方式
的反作用扭矩信号生成装置200和ecu 140驱动的反作用马达130、位于转向柱12、反作用马达130或齿条杆20一侧以检测转向相关信息和齿条位置信息的感测单元110、基于车速信息通过辅助电流控制图生成用于转向反作用扭矩和转向辅助力的控制信号的电子控制单元(ecu)140、以及根据ecu的控制信号独立使车辆的左轮和右轮18中的每一个转向的一个或更多个驱动马达或驱动致动器150。
40.在该sbw转向系统中，反作用马达130和安装在转向柱上的转向扭矩传感器14和转向角传感器13可以被表示为构成sbw系统的上级的转向反馈致动器(sfa)装置。用于驱动齿条杆20的驱动马达或驱动致动器150可以被表示为构成sbw系统的下级的道路车轮致动器(rwa)装置。
41.另外，在齿条-小齿轮型的sbw系统1中，通过方向盘11旋转所产生的转向扭矩可以通过齿条-小齿轮机构传递到齿条杆20，并且由驱动致动器150所产生的转向辅助力可以通过拉杆19和齿条杆109传递到左轮和右轮18。
42.感测单元110可以包括以下中的至少一个传感器：转向角传感器13，其检测根据驾驶员对方向盘11的操纵而改变的转向柱12的旋转变化；扭矩传感器14，其安装在反作用马达130和转向柱12的一侧，以检测施加至转向柱的转向扭矩或从反作用马达130输出的反作用扭矩；车速传感器15，其用于检测车辆的车速；齿条位置传感器16，其位于齿条杆20上以检测齿条位置信息；以及马达位置传感器17，其用于检测驱动致动器150或反作用马达130的马达转子的位置。另选地，感测单元110可以从传感器接收感测信息。
43.此外，感测单元110还可以包括车轮转速传感器18，其用于检测在根据本实施方式的反作用扭矩信号生成装置200中使用的车轮的转速。
44.可选地，如下面将要描述的，可以不使用车轮转速传感器18，并且在这种情况下，可以基于来自车速传感器15的车速信息来确定车轮的转速。
45.反作用马达130可以安装在转向柱12的一侧。反作用马达130是用于根据来自本实施方式的反作用扭矩信号生成装置200或ecu 140的控制信号产生对抗驾驶员施加到方向盘11的转向力的转向反作用力的马达。
46.具体地，基于由感测单元110感测到的感测信息，反作用扭矩信号生成装置200可以生成如下所述的反作用扭矩控制信息以驱动反作用马达130。ecu 140可以使用辅助电流控制图生成转向辅助控制信号并基于该信号通过驱动致动器150向左或向右移动齿条杆20。
47.已经例示并且描述了r-eps(齿条型eps)作为图1中的sbw系统，但是，可以使用液压eps、c-eps(柱型eps)、dp-eps(双小齿轮型eps)等。
48.此外，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运行。
49.因此，有必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，来使驾驶员感受到转向感。为此，施加至方向盘的力或扭矩可以被定义为反作用力或反作用扭矩。
50.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，在前轮轮胎中可能出现振动，这通常可以称为摆振或摇摆振动。
51.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。
52.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。
53.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。
54.为此，可以使用低通滤波器(lpf)以用于sbw系统的低端信息中的噪声分量处理，或者用于对特定频段的信号进行滤波以避免硬件共振的滤波器。
55.但是，在使用这种方法的情况下，可以去除噪声分量或非必要信号分量中的一定分量，但无法去除频率依据车辆情况而变化的噪声。具体而言，在使用去除低频信号分量的低通滤波器(lpf)的情况下，存在的问题在于在提供反作用力时要反映的必要信息也被去除。
56.因此，在本实施方式中，可以建议用于通过基于车轮的转速来衰减齿条力信号中的一定截止频带来改善在sbw转向系统中向方向盘提供的反作用扭矩的感觉的方式。在本说明书中，可以以与反馈扭矩或反作用力扭矩等相同的含义来使用反作用扭矩。
57.图2是包括根据本实施方式的转向反作用扭矩信号生成装置的sbw系统的功能框图。
58.根据本实施方式的sbw系统可以包括：感测单元310，其包括车轮旋转传感器312；根据本实施方式的反作用扭矩信号生成装置200，其用于基于经滤波的齿条力信号生成目标反作用扭矩和转向反作用扭矩信号；以及转向反馈驱动单元(sfa)320，其用于基于由反作用扭矩信号生成装置生成的反作用扭矩信号向方向盘提供反馈力，即，反作用扭矩。
59.此外，虽然未示出，但是根据本实施方式的sbw系统还可以包括连接到齿条杆的驱动齿轮单元、包括用于控制齿条杆的运动的驱动马达的道路车轮致动器(rwa)、以及作为控制单元的ecu，该ecu根据施加至方向盘的转向扭矩生成转向辅助信号以控制道路车轮致动器，并基于所生成的反作用扭矩信号控制转向反馈驱动单元。
60.此外，除了或代替车轮旋转传感器312，感测单元310还可以包括车速传感器314。
61.在本实施方式中，基于车轮转速或车轮每单位时间的转数来控制反作用扭矩，并且可以使用车轮旋转传感器直接测量车轮转速，或者可以基于由车速传感器测量到的车速信息来估计车轮转速。
62.另外，本实施方式的感测单元310还可以包括制动踏板传感器316，并且仅当制动踏板传感器316检测到制动踏板的操作时，才可以激活反作用扭矩信号生成装置。
63.转向反馈驱动单元(sfa)320可以是指基于由反作用扭矩信号生成装置生成的反作用扭矩信号来向方向盘提供反作用力的机构和电子装置，并且可以包括连接至转向柱的动力传输机构和用于旋转动力传输机构的一部分的反作用马达。
64.在这种情况下，作为动力传输机构的示例，可以使用蜗杆-蜗轮齿轮机构轴，其包括连接到反作用马达轴的蜗杆和连接到转向柱的蜗轮。
65.然而，sfa 320的动力传输机构不限于此，并且可以使用皮带-皮带轮型动力传输
机构，其包括分别连接到反作用马达轴和转向柱的主动皮带轮和从动皮带轮，以及设置在皮带轮之间的皮带。
66.图3是例示了根据本实施方式的转向反作用扭矩信号生成装置的组件的配置图。
67.参照图3，根据本实施方式的转向反作用扭矩信号生成装置200可以包括目标频率确定器210、齿条力信号处理器220、目标反作用扭矩确定器230和反作用扭矩信号发生器240。
68.目标频率确定器210可以基于车轮转速信息来确定目标频率fc，车轮转速信息可以是从车轮旋转传感器312测量到的或根据车速传感器的信息计算出的。
69.在这种情况下，目标频率fc可以表示作为要从齿条力信号中去除的频带的截止频带的中心频率。
70.目标频率fc可以被确定为车辆的前轮或后轮每单位时间(例如，秒)的转数或其倍数。
71.另选地，目标频率可以被确定为通过将车辆每单位时间(例如，秒)的移动距离除以(π
×
车轮直径)获得的值或其倍数。
72.即，可以从由车轮旋转传感器312测量到的车轮转速直接确定目标频率fc，或者可以从由车速传感器314测量到的每秒车速间接地计算目标频率fc。
73.例如，如果车轮的转速为30rpm(每分钟转数)，则目标频率fc可以被确定为30/60，即，0.5hz。
74.在本实施方式中，在提供反作用扭矩时要去除的噪声分量可以包括摆振噪声或颤振噪声。
75.摆振噪声很可能是由车轮的旋转而产生的，尤其是通过与车轮的转速共振而产生的。
76.另外，在换挡或制动期间，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颤振噪声，这种颤振噪声也可能与制动装置所设置于的车轮的转速有关。
77.因此，在本实施方式中，为了当在sbw系统中向方向盘提供反作用扭矩时去除对应于车轮转速的噪声分量，可以提供如下配置：去除齿条力信号中的预定截止频带，然后基于此确定反作用扭矩。
78.在普通电动转向装置中，由于齿条杆通过小齿轮直接连接至转向柱，因此摆振或颤振可以直接传递到方向盘。
79.因此，在传统的电动转向系统中，已经使用了通过直接测量或估计摇摆振动或颤抖振动来确定辅助转向力的方法。
80.但是，在可以应用本实施方式的sbw转向系统中，由于用于驱动齿条杆的rwa装置和连接到方向盘的sfa装置是机械分离的，因此难以应用普通电动转向装置的用于去除摇摆振动或颤抖振动的技术。
81.因此，在本实施方式中，提供了以下方式：能够通过基于车轮转速去除用于计算反作用扭矩的齿条力信号的一部分并据此生成方向盘反作用扭矩，来在sbw系统中有效地衰减摆振或颤振噪声。
82.齿条力信号处理器220可以执行用于生成从车辆的齿条力信号中排除包含目标频率fc的截止频带的经滤波的齿条力信号的操作。
83.齿条力信号处理器220可以使用陷波滤波器来实现，该陷波滤波器被设计为具有目标频率fc和在目标频率fc两侧的特定裕度频率δf。
84.陷波滤波器用于从测量到的或估计出的齿条力信号中去除对应于摆振/颤振噪声分量的齿条力分量。在这种情况下，可以根据所要求的反作用扭矩的精度来将裕度频率δf适当地设置为调谐参数。
85.即，随着裕度频率δf的增加，可以去除由于摆振/颤振噪声引起的许多感觉，并且随着裕度频率被设置得小，噪音可以被去除得更少。
86.因此，如果在估计出的齿条力信号中检测到的噪声分量的频带大，则可以将裕度频率设置得较高。
87.另外，根据驾驶员的选择等，在静音模式下可以将裕度频率设置得高，以使由外界影响引起的感觉最小化，反之，在动态模式下可以将裕度频率设置得低，以动态地感受由外界影响引起的转向感。
88.此外，可以基于施加到车辆转向柱的转向扭矩、用于移动sbw系统的齿条杆的驱动马达的马达扭矩、小齿轮的角度等来估计根据本实施方式的齿条力信号。
89.下面将参照图5更详细地描述确定齿条力信号的方式。
90.此外，根据本实施方式的转向反作用扭矩信号生成装置200中的目标反作用扭矩确定器230可以基于经滤波的齿条力信号来确定目标反作用扭矩。
91.即，目标反作用扭矩确定器230可以确定从估计出的齿条力中去除了截止频带的经滤波的齿条力信号，然后可以基于经滤波的齿条力信号确定相应的目标反作用扭矩值。
92.可以按照特定的调谐图来确定与经滤波的齿条力信号相对应的目标反作用扭矩值。
93.反作用扭矩信号发生器240可以生成与所确定的目标反作用扭矩相对应的反作用扭矩信号。
94.反作用扭矩信号被提供给转向反馈致动器320或反作用马达，并且相应地通过驱动反作用马达来向方向盘施加反馈力，即反作用力。
95.此外，本实施方式的sbw转向系统还可以包括制动踏板传感器316，并且仅当制动踏板传感器316检测到制动踏板的操作时，才可以激活反作用扭矩信号生成装置200。
96.在本实施方式中要去除的噪声当中，颤振噪声是根据制动期间摩擦离合器或制动器的摩擦面上的制动力的变化而生成的。
97.因此，如上所述使用制动踏板传感器来检测制动踏板的操作，并且可以仅在制动操作时才应用本实施方式，从而更精确地去除噪声。
98.图4例示了根据本实施方式的转向反作用扭矩生成原理。
99.参照图4，车辆的前轮和后轮的转速信息和制动踏板信息可以施加至截止目标频率计算模块(m410)，并且可以在截止目标频率计算模块(m410)中根据预定算法来计算目标频率。计算出的目标频率可以施加至齿条力信号处理模块m420。例如，当根据车轮旋转传感器或车速传感器的信息计算出的车轮转速信息被应用时，截止目标频率计算模块可以基于所应用的信息来计算目标频率。作为另一示例，截止目标频率计算模块可以仅在从制动踏板传感器施加了制动踏板的运动检测信息时才基于车轮转速信息来计算目标频率。
100.此外，齿条力信号处理模块m420可以使输入或估计出的齿条力信号通过根据目标
频率确定的自适应滤波器，如陷波滤波器。
101.可以从自适应滤波器输出经滤波的齿条力信号，并经滤波的齿条力信号可以输入到反作用扭矩信号生成模块m430。
102.反作用扭矩信号生成模块m430可以根据预定的调谐图确定与经滤波的齿条力值相对应的反作用扭矩值，并且生成并输出与之对应的反作用扭矩信号。
103.输出的反作用扭矩信号被传输至反作用马达，以对转向柱施加反作用力。
104.如上所述，根据本实施方式，可以生成除了包括与车轮转速相对应的目标频率的预定截止频带之外的经滤波的齿条力信号，并且可以基于经滤波的齿条力信号生成转向反作用扭矩信号。因此，可以向方向盘提供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。
105.本公开的实施方式中所使用的齿条力信号可以是基于车辆转向系统的小齿轮的。具体地，通过使用基于针对不包括小齿轮的转向控制装置侧的第一建模分析和针对包括小齿轮的驱动马达侧的第二建模分析而计算的状态方程，可以估计齿条力、小齿轮的估计角度和小齿轮的估计角速度中的至少一个。
106.此外，通过使用基于马达电流而计算的驱动马达扭矩、通过从小齿轮的角度减去小齿轮的估计角度而计算的小齿轮的角度估计误差、以及柱扭矩，可以估计最终齿条力、小齿轮的估计角度和小齿轮的估计角速度中的至少一个。
107.以这种方式，可以确定齿条力信号。
108.此外，在计算齿条力信号时，已经假设rwa装置包括驱动马达、诸如滚珠螺旋齿轮和皮带之类的动力传输机构、以及其中小齿轮和齿条杆进一步单独连接的机构部分。
109.然而，齿条力信号的计算或估计不限于以上结构和方法，并且可以使用驱动马达的马达扭矩和转向扭矩作为变量根据另一种函数关系来计算齿条力信号。
110.图5例示了根据本实施方式的包括噪声分量的齿条力信号的示例，并且图6例示了根据本实施方式的去除了截止频带的经滤波的齿条力信号的示例。
111.在图5和图6二者中，上图例示了时域中的信号和频域中的信号。
112.如图5的上图所示，典型的齿条力信号frack在时域中可以在特定时间ti周期性地包括峰分量ni。
113.即，根据本实施方式，针对每个δt所生成的峰分量可以变成与车轮旋转有关的摆振噪声分量或颤振噪声分量。
114.这样的噪声分量可以在频域中被表示为特定频率处的峰分量，如图5的下图所示，并且该峰频率可以为本实施方式中的目标频率fc。
115.即，本实施方式的目标频率fc可以是图5的上图中产生峰的周期δt的倒数。因此，目标频率可以对应于车轮每秒的转数(转速)或其倍数。
116.根据本实施方式的齿条力信号处理器220可以输出去除了包含目标频率的截止频带的经滤波的齿条力信号f'rack。
117.如图6所示，经滤波的齿条力信号f'rack是去除了如图5所示的与车轮旋转有关的特定频带的噪声分量(峰)的信号。
118.图7例示了根据本实施方式的经滤波的齿条力信号和目标反作用扭矩之间的映射关系的示例。
119.参照图7，在经滤波的齿条力信号f'rack与目标反作用扭矩tr值之间可能存在特定的比例关系，并且根据朝向齿条端部的转向和返回中心的转向，可能存在特定滞后。
120.另外，目标反作用扭矩tr可以具有特定的饱和关系。即，高于特定经滤波的齿条力信号f'rack，目标反作用扭矩tr可以具有恒定最大值。
121.经滤波的齿条力信号f'rack与目标反作用扭矩tr之间的关系不限于图7的示例，并且可以具有特定的另一关系。
122.经滤波的齿条力信号f'rack与目标反作用扭矩tr之间的关系可以被定义为如图7所示的调谐图，但不限于此，并且也可以定义为预设查找表的形式。
123.图8例示了根据本实施方式的在用于生成经滤波的齿条力信号的齿条力信号处理器中所使用的陷波滤波器的滤波特性的示例。
124.根据本实施方式的齿条力信号处理器220可以被实现为陷波滤波器或自适应滤波器，其仅将包含目标频率fc的预定截止频带的信号衰减预定量或更大。
125.如图8所示，该陷波滤波器可以被设计为在目标频率fc的两侧具有特定的裕度频率δf。另外，陷波滤波器可以被设计使得在目标频率fc处的衰减率最大，并且衰减率朝着目标频率fc的两侧减小。
126.陷波滤波器可以使超过目标频率fc两侧的裕度频率δf的信号没有衰减地原样通过。
127.如上所述，陷波滤波器用于从测量到的或估计出的齿条力信号中去除与摆振/颤振噪声分量相对应的齿条力分量。
128.在这种情况下，随着裕度频率δf的增加，可以去除更多摆振/颤振噪声感觉，并且，裕度频率越小，去除越少噪声。因此，可以根据所要求的反作用扭矩的精度，将裕度频率δf适当地设置为调谐参数。
129.因此，在估计出的齿条力信号中所检测到的噪声分量的频带较大的情况下，可以将裕度频率设置得较高。
130.另外，根据驾驶员的选择等，在静音模式下可以将裕度频率设置得高，以使由外界影响引起的感觉最小化，反之，在动态模式下可以将裕度频率设置得低，以动态地感受由外界影响引起的转向感。
131.另选地，在检测到车辆振动后，在诸如越野环境之类的由车轮旋转造成的振动的影响大的驾驶环境下，可以将裕度频率设置得大，并且在诸如高速公路驾驶之类的稳定驾驶环境中，可以设置小的裕度频率。
132.图10例示了通过应用本实施方式从中去除了摇摆和颤抖振动分量的反作用扭矩信号的示例。
133.根据以上配置，反作用扭矩信号发生器240可以生成与所确定的目标反作用扭矩相对应的反作用扭矩信号。
134.在此时输出的反作用扭矩信号st中，如图10所示，可以去除根据车轮转速重复地包括的噪声分量。
135.如上所述，根据本实施方式，通过根据驾驶环境(模式)或驾驶员的选择来动态地设置被用作齿条力信号处理器的陷波滤波器的裕度频率，能够更精确地控制方向盘的反作用扭矩。
136.此外，如上所述的根据本实施方式的反作用扭矩信号生成装置200以及其中所包括的目标频率确定器210、齿条力信号处理器220、目标反作用扭矩确定器230和反作用扭矩信号发生器240可以被实施为sbw转向系统的控制装置或ecu的一部分。
137.sbw转向系统的这种控制装置或ecu可以包括处理器、诸如存储器之类的储存装置和能够执行特定功能的计算机程序。此外，目标频率确定器210、齿条力信号处理器220、目标反作用扭矩确定器230和反作用扭矩信号发生器240可以被实施为能够执行每个相应功能的软件模块。
138.即，如上所述的目标频率确定器210、齿条力信号处理器220、目标反作用扭矩确定器230和反作用扭矩信号发生器240可以被实施为相应的软件模块并存储在存储器中，并且每个软件模块可以在特定时间在sbw转向系统中所包括的诸如ecu之类的算术处理装置中执行。
139.图9是例示了根据本实施方式的用于生成转向反作用扭矩信号的方法的流程图。
140.参照图9，根据本实施方式的用于生成转向反作用扭矩信号的方法可以包括：基于车轮的转速确定目标频率的步骤(s1010)；生成从车辆的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的步骤(s1020)；基于经滤波的齿条力信号确定目标反作用扭矩的步骤(s1030)；以及基于目标反作用扭矩生成转向反作用扭矩信号的步骤(s1040)。
141.该生成sbw系统的转向反作用扭矩信号的方法可以由参照图2至图8描述的转向反作用扭矩信号生成装置来执行，并且将省略详细描述以避免重复。
142.此外，在这种情况下，目标频率可以被确定为车轮每秒的转数或该转数的倍数。另选地，目标频率可以被确定为通过将车辆每秒的移动距离除以(π
×
车轮直径)而获得的值或该值的倍数。
143.此外，可以仅当检测到制动踏板操作时，才执行目标频率确定(s1010)、经滤波的齿条力信号生成(s1020)、目标反作用扭矩确定(s1030)和转向反作用扭矩信号生成(s1040)。
144.如上所述，根据本实施方式，可以生成除了包括与车轮转速相对应的目标频率的预定截止频带之外的经滤波的齿条力信号，并且可以基于经滤波的齿条力信号生成转向反作用扭矩信号。因此，可以向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。
145.应当注意，尽管上述一个或更多个实施方式中所包括的配置或元件中的全部或一些已被组合以构成单个配置或组件或者组合操作，但本公开不一定限于此。即，在本公开的目的或精神的范围内，一个或更多个实施方式中所包括的配置或元件中的全部或一些可以组合以构成一个或更多个配置或组件或者以这样组合的配置或组件操作。此外，一个或更多个实施方式中所包括的每个配置或元件可以通过独立的硬件配置来实现；然而，配置或元件中的一些或全部可以通过具有一个或更多个程序模块的一个或更多个计算机程序选择性地组合并且实现，所述一个或更多个程序模块执行一个或更多个组合的硬件配置的一些或全部功能。本领域技术人员可以容易地产生构成计算机程序的代码或代码段。由于计算机可读介质中所存储的计算机程序由计算机读取和执行，因此可以实现本公开的实施方式。用于存储计算机程序的介质可以包括例如磁存储介质、光记录介质和载波介质。
146.此外，除非本文另有说明，否则本文描述的术语“包括”、“包含”、“构成”、“具有”等意指在相应的配置中或元件可以进一步包括一个或更多个其他配置或元件。除非另有定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本领域技术人员所理解的含义相同的含义。除非在本文中另有定义，否则通常使用的术语(诸如词典中定义的术语)应被解释为与在相关技术的上下文中的含义相同，并且不应被解释为理想化的或过于形式化的含义。
147.以上描述是为了使本领域技术人员能够实现和使用本公开的技术思想而提出的，并且是在特定应用及其要求的上下文中提供的。对于本领域技术人员而言，对所描述的实施方式的各种修改、添加和替换将容易显而易见，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，本文所定义的一般原理可以应用于其他实施方式和应用。仅出于例示目的，以上描述和附图提供了本公开的技术思想的示例。即，所公开的实施方式旨在例示本公开的技术思想的范围。因此，本公开的范围不限于所示的实施方式，而是符合与权利要求一致的最宽范围。应基于所附权利要求来解释本公开的保护范围，并且其等同物范围内的全部技术思想应被解释为包含在本公开的保护范围内。
148.相关申请的交叉引用
149.本技术要求于2020年6月29日提交的韩国专利申请no.10-2020-0079255的优先权，出于所有目的将其通过引用并入本文中，如同在本文中完整阐述一样。