CN103057584B - 用电动动力转向装置的车轮定位装置的要求命令生成方法 - Google Patents

用电动动力转向装置的车轮定位装置的要求命令生成方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及利用电动式动力转向装置的车轮定位装置的要求命令生成方法，在加装了电动式动力转向装置的车辆中，检测驻车后转向角，通过用于把转向车轮定位于中心位置的马达角速度的要求命令，控制电动式动力转向装置的马达，把转向车轮定位于中心位置，控制实际驱动的马达的马达角速度，从而能够抵抗轮胎摩擦或负载荷重等外部干扰，提高马达控制的精密度。

Description

用电动动力转向装置的车轮定位装置的要求命令生成方法
技术领域
本发明涉及利用电动式动力转向装置的车轮定位装置的要求命令生成方法，尤其涉及一种在加装了电动式动力转向装置的车辆中，检测驻车后转向角，生成用于把转向车轮定位于中心位置的要求命令的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置的要求命令生成方法。
背景技术
一般而言，作为车辆中应用的电子控制装置(ECU:Electronic ControlUnit)，有一种电动式动力转向装置(Motor Driven Power Steering Apparatus:MDPS)，其根据车辆的速度，减小车辆转向轮的操作力，以便能够轻盈、迅速地进行转向操作。
就电动式动力转向装置而言，ECU在控制转向轮时，从转向角传感器和转矩传感器及车速传感器和发动机转数传感器接收输入信号，对与转矩值相应的电流值进行调整、演算，供应给MDPS(Motor Driven PowerSteering Apparatus)马达，MDPS马达通过旋转和减速，产生动力辅助力，使万向节旋转，利用万向节的旋转力，使齿轮与齿条进行动作，从而通过拉杆实现车轮的转向，能够拥有比液压式动力转向更高的操舵性能及操舵感。
作为相关在先技术，大韩民国公开专利10-2010-0007321号(2010.01.22.)提出了“电动式动力转向车辆的车轮定位装置”。
发明内容
（要解决的技术问题）
即使利用这种电动式动力转向装置，不仅在驾驶员完成驻车后执行转向轮的中心位置定位时存在不便，而且，在未实现中心位置定位的状态下，当驾驶员随意出发时，存在车辆可能发生碰撞的问题。
本发明正是为了改进如上所述问题而研发的，其目的在于提供一种利用电动式动力转向装置的车轮定位装置的要求命令生成方法，在加装了电动式动力转向装置的车辆中，检测驻车后转向角，生成用于把转向车轮定位于中心位置的要求命令。
（解决问题的手段）
根据本发明的一方面的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置的要求命令生成方法，其特征在于包括：初始值设定步骤，要求值生成部根据启动开关的输入，如果输入启动命令，则设定要求命令基本设计函数的初始值；初始转向角输入步骤，设定了初始值后，通过转向角传感器接受初始转向角的输入；控制区间设定步骤，为从当前转向角起，实现车轮中心位置定位，对分为角速度加速区间、角速度匀速区间及角速度减速区间的控制区间进行设定；以及要求曲线生成步骤，根据控制区间生成要求曲线。
本发明的特征在于：角速度匀速区间中的要求曲线按最大角速度生成。
本发明的特征在于：角速度加速区间与角速度减速区间按相同的要求曲线生成。
本发明的特征在于：在角速度加速区间和角速度减速区间，当转向角不足时，反复用于对不足的转向角进行转向的角速度区间的循环。
本发明的特征在于：要求命令基本设计函数是相对于时间，用循环次数置换的函数。
（发明的效果）
本发明在加装了电动式动力转向装置的车辆中，检测驻车后转向角，通过用于把转向车轮定位于中心位置的马达角速度的要求命令，控制电动式动力转向装置的马达，把转向车轮定位于中心位置，控制实际驱动的马达的马达角速度，从而能够抵抗轮胎摩擦或负载荷重等外部干扰，提高马达控制的精密度。
附图说明
图1是显示本发明一个实施例的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置的结构框图。
图2是用于说明本发明一个实施例的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置的要求命令生成方法的流程图。
图3是显示本发明一个实施例的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置的要求曲线的曲线图。
（标号说明）
10:启动开关 20:要求值生成部
30:转向位置控制部 35:转向角传感器
40:马达角速度控制部 45:马达角速度传感器
50:切换部 60:马达电流控制部
65:马达电流传感器 70:MDPS马达
80:MDPS转矩控制部 90:补偿值生成部
具体实施方式
下面参照附图，说明本发明的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置的要求命令生成方法的一个实施例。在此过程中，附图中显示的线条的厚度或结构要素的大小等，为了说明上的明确性和便利而可能会夸张地显示。另外，后述的术语作为考虑到在本发明中的功能而定义的术语，可能会因用户、操作者的意图或惯例而异。因此，对于这种术语的定义应当基于本说明书全文的内容加以确定。
图1是显示本发明一个实施例的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置的结构框图。
如图1所示，本发明一个实施例的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置包括：要求值生成部20、转向位置控制部30、马达角速度控制部40及马达电流控制部60，以及启动开关10、切换部50、MDPS马达70、MDPS(Motor Driven Power Steering Apparatus)转矩控制部80以及补偿值生成部90。
如果输入用于把加装了电动式动力转向装置的车辆的车轮定位为中心位置的启动命令，则要求值生成部20按照转向角传感器35输入的转向角，生成用于中心位置定位的要求曲线。
此时，启动命令在驾驶员驻车后，为对车轮进行中心位置定位而启动启动开关10时发生。
另外，即使启动了启动开关10，启动命令也只有当判断为驻车状态时才输出。
驻车状态的判断可以根据通常的方法判断。
即，可以在车辆静止的状态下，判断变速挡是否变速为P挡，或以节气门的开度、发动机转数及制动器的运转状态等为基础判断驻车状态。
转向位置控制部30通过要求值生成部20生成的要求曲线和从转向角传感器35输入的转向角，计算出将进行中心位置定位的目标转向角速度，将其转换为马达角速度。
另外，具备补偿值生成部90，以通过转向角传感器35、马达角速度传感器45及马达电流传感器65输入的值为基础，生成补偿曲线，将其与要求值生成部20生成的要求曲线进行加算、补偿，从而使外部干扰造成的影响力实现最小化。
补偿值生成部90利用测定的转向角、转向角速度或马达角速度、马达电流的变动量，在要求值生成部20生成的要求转向角命令值基础上进行加算、补偿。
如上所述，补偿值生成部90在监测实际转向角、马达角速度、马达电流的同时，为推断补偿值而进行学习，周期性地输出补偿曲线，从而，转向位置控制部30在要求值生成部20生成的要求曲线基础上，加算补偿值生成部90生成的补偿曲线，补偿要求曲线，通过从转向角传感器35输入的转向角，计算出将进行中心位置定位的目标转向角速度。
马达角速度控制部40通过从转向位置控制部30输入的马达角速度与从马达角速度传感器45输入的马达角速度，生成用于驱动MDPS(MotorDriven Power SteeringApparatus)马达70的驱动电流。
马达电流控制部60比较马达角速度控制部40生成的驱动电流与由马达电流传感器65测定的马达电流，驱动MDPS马达70。
另外，本发明的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置还包括切换部50，有选择地切换从电动式动力转向装置的MDPS转矩控制部80输出的驱动电流与马达角速度控制部40生成的驱动电流，供应给马达电流控制部60。
即，MDPS转矩控制部80在驾驶员操纵转向轮时，输出用于根据转向意图而产生动力辅助力的驱动电流。
因此，在检测到驾驶员的转向意图的情况下，为按照驾驶员的转向意图而驱动MDPS马达70，通过切换部50进行切换，使MDPS转矩控制部80输出的驱动电流能够输入给马达电流控制部60。
图2是用于说明本发明一个实施例的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置的要求命令生成方法的流程图，图3是显示本发明一个实施例的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置的要求曲线的曲线图。
首先，要求值生成部20判断是否输入了用于中心位置定位的启动命令(S10)。
此时，虽然启动命令在驾驶员为进行车轮的中心位置定位而启动启动开关10时发生，但只有在车辆处于驻车状态时才发生。
驻车状态可以在车辆静止状态下，判断变速挡是否变速为P挡，或通过节气门的开度、发动机转数及制动器的运转状态等通常的方法进行判断。
之后，要求值生成部20设定要求命令基本设计函数的初始值(S20)。
要求命令基本设计函数设计成能够生成如图3所示的要求曲线。
例如，角加速度可以定义为角速度可以定义为转向角可以定义为此时，t表示时间。
当相对于时间，用循环次数置换如上角加速度、角速度及转向角时，要求命令按20微秒单位生成，因此，可以相对于生成要求命令的循环次数，对其进行置换。
因此，置换为t=0.02x=(1/50)x(t为时间，x为计数)，转向角置换为此时，c是要求转向角的补偿值(offset)。
如果对此进行定义，则转向角为当x增加1时，转向角如要变化0.6deg，则c为0，b为15。
如上所述，就要求命令基本设计函数而言，转向角的增加函数为减小函数设定为角速度的增加函数为减小函数设定为
之后，要求值生成部20从转向角传感器35接受初始转向角的输入(S30)。
而且，要求值生成部20根据输入的转向角，设定用于中心位置定位的控制区间(S40)。
此时，控制区间包括角速度加速区间、角速度匀速区间及角速度减速区间，角速度加速区间和角速度减速区间以相同的要求曲线生成。
如图3所示，作为对时间的计数，当计数增加时，为角速度加速区间，如果计数保持不变，则为角速度匀速区间，当计数减少时，为角速度减速区间。
此时，在角速度匀速区间的要求曲线以最大角速度生成(S50)。
最大角速度定义为
另外，当计数为最大时，转向角定义为
例如，当从转向角传感器35输入的初始转向角为200deg时，就决定用于中心位置定位的要求曲线的区间而言，由于角速度加速区间与角速度减速区间对称，所以，针对作为一半的100deg进行计算，决定区间(S60)。
因此，根据角速度加速区间或角速度减速区间，如果定位46.8deg，则其余53.2deg在角速度匀速区间进行定位。
当角速度为30deg/s时，在转向角变动0.6deg的情况下，如果角速度为最大，则转向角为7.5deg，53.2deg反复7次循环次数。
此时，在以7.5deg反复7次的情况下，为52.5deg，因此，比53.2deg少0.7deg，于是为追加驱动0.7deg，生成在角速度加速区间和角速度减速区间的计数1区间再反复1次的要求曲线。
而且，其余0.7-0.6=0.1deg用作舍数。
在上面的示例中，虽然把0.1deg用作舍数，但是，为了减小这种舍数的值，作为取样时间，虽然在实施例中应用了20ms，x=0.02t，但如果将其加快，则可以减小舍数的值。
根据如上方法，要求值生成部20通过要求曲线，生成要求命令。
本发明参照附图所示的实施例进行了说明，但是，这只是示例而已，所属技术领域的普通技术人员应当理解：可由此实现多种变形及均等的其他实施例。

Claims (3)

1.一种利用电动式动力转向装置的车轮定位装置的要求命令生成方法，其特征在于包括：
初始值设定步骤，要求值生成部根据启动开关的输入，如果输入启动命令，则设定要求命令基本设计函数的初始值；
初始转向角输入步骤，设定所述初始值后，通过转向角传感器，接受初始转向角的输入；
控制区间设定步骤，为从所述初始转向角起，实现车轮的中心位置定位，对分为角速度加速区间、角速度匀速区间及角速度减速区间的控制区间进行设定；以及
要求曲线生成步骤，根据所述控制区间生成要求曲线；
所述角速度匀速区间中的所述要求曲线按最大角速度生成；
用于驻车后将所述车轮定位为中心位置的所述启动命令在判断为驻车状态时才输出，
所述角速度加速区间与所述角速度减速区间按相同的所述要求曲线生成。
2.根据权利要求1所述的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置的要求命令生成方法，其特征在于：在所述角速度加速区间和所述角速度减速区间，当转向角不足时，反复用于对不足的所述转向角进行转向的角速度区间的循环。
3.根据权利要求1所述的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置的要求命令生成方法，其特征在于：所述要求命令基本设计函数是相对于时间，用循环次数置换的函数。
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