CN106143596B - Mdps系统的摩擦补偿装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及MDPS系统的摩擦补偿装置及方法，根据接收并处理柱扭矩信号来输出摩擦补偿扭矩的MDPS系统的摩擦补偿装置，包括：累积速度调节部，调节在所述柱扭矩信号设定的补偿区间的信息的累积速度；分车速补偿量调节部，控制所述累积速度调节部，以使所述累积速度调节部根据车速调节补偿区间信息的累积速度加快或减慢，并且根据所述车速调节补偿量增益减小或增大，来输出摩擦补偿扭矩。

Description

MDPS系统的摩擦补偿装置及方法
技术领域
本发明涉及MDPS系统的摩擦补偿装置及方法，更详细地说根据摩擦补偿大小调节摩擦补偿倾斜度，以使摩擦补偿稳定地进行，进而可改善在MDPS系统诱发的振动的MDPS系统的摩擦补偿装置及方法。
背景技术
一般地说，电动助力转向(MDPS:Motor Driven Power Steering)系统不是通常的用电动泵的驱动循环油来运行动力转向的原理，而是为了发生辅助转向力在转向盘轴下端部独立设置转向电动机，若启动车辆引擎则转向电动机运作从而运作电力转向的系统。
这种MDPS系统，为了进行顺利的运作，在计算电动机扭矩命令时，反映摩擦补偿扭矩命令来进行计算，其原因是MDPS系统，若根据在各个转向零部件驱动时发生的摩擦力无法产生转向电动机所需的辅助转向力，则不容易被转向电动机驱动转向，进而转向感或初期积聚(build-up)感应差，因此驾驶员会感觉到异质感。
并且，所述摩擦补偿扭矩命令，为了补偿机构的摩擦(friction)，输出接近步骤的命令，摩擦补偿扭矩命令越大命令值就会急剧的变化，因此如图1的示意图所示，存在在MDPS系统发生振动的问题。
即，摩擦补偿扭矩命令大的情况，会急剧变动补偿量，进而存在在MDPS系统诱发振动的问题。
本发明的背景技术已公开于韩国公开专利第10-2012-0053300号(2012.05.25公开，车辆MDPS控制装置及方法)。
发明内容
(要解决的课题)
本发明是为了解决如上所述的问题而安装的，提供MDPS系统的摩擦补偿装置及方法的目的在于，根据摩擦补偿大小调节摩擦补偿倾斜度，以使摩擦补偿稳定地进行，进而可改善在MDPS系统诱发的振动。
(课题的解决方法)
根据本发明一侧面的MDPS系统的摩擦补偿装置，根据接收并处理柱扭矩信号来输出摩擦补偿扭矩的MDPS系统的摩擦补偿装置，包括：累积速度调节部，调节在所述柱扭矩信号设定的补偿区间的信息的累积速度；分车速补偿量调节部，控制所述累积速度调节部，以使所述累积速度调节部根据车速调节补偿区间信息的累积速度加快或减慢，并且根据所述车速调节补偿量增益减小或增大，来输出摩擦补偿扭矩。
在本发明中，所述分车速补偿量调节部，在车速快的情况，控制所述累积速度调节部，使所述累积速度调节部调节补偿区间信息的累积速度以使累积速度加快，并且进行调节以使补偿量增益减小。
在本发明中，所述分车速补偿量调节部，在车速慢的情况，控制所述累积速度调节部，使所述累积速度调节部调节补偿区间信息的累积速度以使累积速度减慢，并且进行调节以使补偿量增益增大。
在本发明中，所述的MDPS系统的摩擦补偿装置还包括解耦(decouple)增益调节部，为使只在有使用者转向意志的情况执行摩擦补偿，只在发生根据使用者转向意志的扭矩的情况，输出根据该扭矩的补偿量增益。
在本发明中，所述解耦增益调节部，利用以查找表的形态提前保存的柱扭矩/增益信息，输出根据扭矩的补偿量增益。
在本发明中，所述的MDPS系统的摩擦补偿装置还包括补偿量增益合成部，合成在所述分车速补偿量调节部输出的补偿量增益以及在所述解耦增益调节部对应于根据使用者转向意志发生的扭矩而输出的补偿量增益，输出最终的摩擦补偿扭矩。
根据本发明另一侧面的MDPS系统的摩擦补偿方法，根据接收并处理柱扭矩信号来输出摩擦补偿扭矩的MDPS系统的摩擦补偿方法，包括：通过累积速度调节部调节在所述柱扭矩信号设定的补偿区间的信息的累积速度的步骤；及通过分车速补偿量调节部，控制所述累积速度调节部，使所述累积速度调节部根据车速调节补偿区间信息的累积速度加快或减慢，并且根据所述车速调节补偿量增益减小或增大，来输出摩擦补偿扭矩的步骤。
在本发明中，在所述输出摩擦补偿扭矩的步骤中，所述分车速补偿量调节部，在车速快的情况，控制所述累积速度调节部，使所述累积速度调节部调节补偿区间信息的累积速度以使累积速度加快，并且进行调节使补偿量增益减小。
在本发明中，在所述摩擦补偿扭矩输出步骤中，所述分车速补偿量调节部，在车速慢的情况，控制所述累积速度调节部，使所述累积速度调节部调节补偿区间信息的累积速度以使累积速度减慢，并且进行调节以使补偿量增益增大。
本发明还包括接收所述柱扭矩信号，只在发生根据使用者转向意志的扭矩的情况，通过解耦增益调节部输出相当于根据使用者转向意志的扭矩的补偿量增益的步骤。
在本发明中，在所述输出相当于根据使用者转向意志的扭矩的补偿量增益的步骤中，所述解耦增益调节部利用以查找表形态提前保存的柱扭矩/增益信息，输出根据扭矩的补偿量增益。
本发明还包括通过补偿量增益合成部，合成在所述分车速补偿量调节部输出的补偿量增益以及在解耦增益调节部对应于根据使用者的转向意志发生的扭矩而输出的补偿量增益，来输出最终的摩擦补偿扭矩的步骤。(发明的效果)
本发明根据摩擦补偿大小调节摩擦补偿倾斜度，以使摩擦补偿稳定地进行，进而可改善在MDPS系统诱发的振动，就算增加摩擦补偿扭矩的大小，也不使MDPS系统发生振动。
附图说明
图1是由示意图图示原有的根据增加摩擦补偿扭矩命令的大小而发生振动的现象的示例图。
图2是图示根据本发明一实施例的MDPS系统的摩擦补偿装置的概略性构成的示例图。
图3是图示根据本发明一实施例的MDPS系统的摩擦补偿装置适用之后的性能评价结果示意图的示例图。
图4是图示摩擦补偿扭矩的补偿前与补偿后的转向滞后的示意图的示例图。
图5是为了说明根据本发明一实施例的MDPS系统的摩擦补偿方法的流程图。
(附图标记说明)
110：补偿区间选定部
120：补偿区间累积部
130：累积速度调节部
140：累积限制部
150：分车速补偿量调节部
160：解耦增益调节部
170：补偿量增益合成部
具体实施例方式
以下，参照附图说明根据本发明的MDPS系统的摩擦补偿装置及方法的一实施例。
在这过程中，在说明明确性与便利性上，可夸张图示在图面图示的线条的厚度或构成要素的大小等。并且，后述的用语是考虑在本发明中的功能而定义的用语，这根据使用者、运用者的意图或惯例会有所不同。因此，对于这种用语的定义应该以本说明整体内容为基础来进行定义。
图2是图示根据本发明一实施例的MDPS系统的摩擦补偿装置的概略性构成的示例图。
如图2所示，根据本实施例的MDPS系统的摩擦补偿装置，包括补偿区间选定部110、补偿区间累积部120、累积速度调节部130、累积限制部140、分车速补偿量调节部150、解耦增益调节部160及补偿量增益合成部170。
所述补偿区间选定部110，通过将从柱扭矩接收的柱扭矩信号只通过限定范围的频带的带通滤波器(BPF)选定补偿区间。例如，在驾驶员将要旋转转向盘时，通过带通滤波器(BPF)滤波其变化的瞬间(即，频率在f1变更为f2的瞬间)。
所述补偿区间累积部120，累积在所述补偿区间选定部110输出的补偿区间的信息(例如，频率)。通过所述补偿区间的信息的累积，可判断驾驶员是要向左旋转转向盘，还是要向右旋转，以使判断其方向。即，通过所述补偿区间累积部120，以使通过补偿区间信息的累积来决定补偿方向。
所述累积速度调节部130调节补偿区间的信息的累积速度。
即，在驾驶员要旋转转向盘时，调节在其瞬间是要快速判断驾驶员要旋转的方向，还是缓慢地判断。假设，在需要快速判断的情况，调节累积速度使累积速度加快，在需要缓慢判断的情况，调节累积速度以使累积速度减慢。
所述累积限制部140，在累积所述补偿区间信息时，限制其累积的量。这是因为在无限制地继续累积补偿区间信息的情况，因为判断补偿方向的时间推迟，因此累积补偿区间信息，但是以能够判断补偿方向的程度进行限制(例如，A1)以使快速判断补偿方向。
但是，这时补偿区间信息的累积速度快，或(即，补偿方向判断快)补偿量大，则存在在MDPS系统发生振动的问题。在发生如上所述的振动的情况，存在MDPS系统的机构部被机械性摩擦力损伤的问题。
因此，所述分车速补偿量调节部150，车辆速度越快，控制所述累积速度调节部130以使所述累积速度调节部130调节补偿区间信息的累积速度以使累积速度加快，并且进行调节使补偿量增益(K)减小，车辆速度越慢，控制所述累积速度调节部130以使所述累积速度调节部130调节补偿区间信息的累积速度使累积速度减慢，并且进行调节使补偿量增益(K)增大。
所述解耦增益调节部160，只在根据使用者的转向意志操作转向盘的情况，执行摩擦补偿(即，输出根据扭矩的补偿量增益)，在使用者放开转向盘的情况，因为使用者没有转向意志，因此不执行摩擦补偿(即，若根据使用者的转向意志没有控制转向盘的扭矩，则补偿量增益为最小(例如，0)。
所述补偿量增益合成部170，合成在所述分车速补偿量调节部150输出的补偿量增益与所述解耦增益调节部160输出的补偿量增益，输出最终的摩擦补偿扭矩命令。
因此，在本实施例中补偿区间信息的累积速度快的情况，也进行调节使补偿量增益减小，进而以使在MDPS系统不发生振动，就算在进行调节使补偿量增大的情况，也进行调节使补偿区间信息的累积速度减慢，进而不使在MDPS系统发生振动。
这参照图3就可以知道，与图1图示的现有的示意图对比时，在本实施例中对应于柱扭矩(B1)就算增加补偿扭矩(A1)的大小，也可确认到没有发生振动。
图3是图示根据本发明一实施例的MDPS系统的摩擦补偿装置适用之后的性能评价结果示意图的示例图。
并且，图4是图示摩擦补偿扭矩的补偿前与补偿后的转向滞后的示意图的示例图，如图4的模拟结果，可确认到以在适用摩擦补偿扭矩之前的驱动扭矩(C1)、适用0.4[Nm]的摩擦补偿扭矩之后的驱动扭矩(C2)、在适用0.8[Nm]的摩擦补偿扭矩之后的驱动扭矩(C3)的顺序降低了初期驱动扭矩。
图5是为了说明根据本发明一实施例的MDPS系统的摩擦补偿方法的流程图。参照其图面，说明本发明的具体动作。
为了补偿在根据本实施例的MDPS系统发生的摩擦力的方法为，首先通过带通滤波器滤波从柱扭矩接收的柱扭矩信号，以使只有选定为补偿区间的信息(例如，频带)通过S101。
之后，为使通过所述带通滤波器的柱扭矩信号利用于决定摩擦补偿方向，通过所述补偿区间累积部120，累积通过所述带通滤波器滤波的补偿区间信息S102。
然后，为了对应于车辆速度来调节摩擦补偿方向的判断速度，通过所述累积速度调节部130调节所述补偿区间信息的累积速度S103。
假设，在需要快速判断的情况，快速调节累积速度，在需要缓慢判断的情况，则缓慢地调节累积速度。
这时，在累积所述补偿区间信息时，通过所述累积限制部140限制所述累积的量S104。
这是因为在无限制地继续累积补偿区间信息的情况，会推迟判断补偿方向的时间，因此累积补偿区间信息，但是以能够判断补偿方向的程度来进行限制(例如，±1)，以使能够快速判断补偿方向。
然后通过所述分车速补偿量调节部150车辆速度快的情况，控制所述累积速度调节部130，以使所述累积速度调节部130调节补偿区间信息的累积速度使累积速度加快，并且进行调节使补偿量增益(K)减小。
并且，通过所述分车速补偿量调节部150车辆速度慢的情况，控制所述累积速度调节部130，以使所述累积速度调节部130调节补偿区间信息的累积速度以使累积速度减慢，并且较大地调节补偿量增益(K)S105。
然后，如同使用者放开转向盘的情况，在使用者没有转向意志的情况不执行摩擦补偿，为使只在使用者有转向意志的情况执行摩擦补偿，通过所述解耦增益调节部160输出根据扭矩的补偿量增益S106。
这时，所述解耦增益调节部160利用以查找表形态提前保存的柱扭矩/增益信息，可输出根据扭矩的补偿量增益。
然后，最终合成在所述分车速补偿量调节部150输出的补偿量增益与在所述解耦增益调节部160输出的补偿量增益，输出最终的摩擦补偿扭矩命令S107。
如上所述，在本实施例中就算补偿区间信息的累积速度快或补偿量大，不在MDPS系统发生震动，进而可防止MDPS系统的机构部被机械性摩擦力损坏。
以上，参照在图面图示的实施例说明了本发明，但是这不过是示例性，在该技术所属领域具有通常知识的技术人员应该理解能够从此实施各种变形及均等的其他实施例。因此，本发明的技术保护范围应该由以下的权利要求范围决定。

Claims (12)

1.一种MDPS系统的摩擦补偿装置，根据接收并处理柱扭矩信号来输出摩擦补偿扭矩的MDPS系统的摩擦补偿装置，其特征在于，包括：
累积速度调节部，调节在所述柱扭矩信号设定的补偿区间的信息的累积速度；
分车速补偿量调节部，控制所述累积速度调节部，以使所述累积速度调节部根据车速调节补偿区间信息的累积速度加快或减慢，并且根据所述车速调节补偿量增益减小或增大，来输出摩擦补偿扭矩。
2.根据权利要求1所述的MDPS系统的摩擦补偿装置，其特征在于，
所述分车速补偿量调节部，
在车速快的情况，控制所述累积速度调节部，使所述累积速度调节部调节补偿区间信息的累积速度以使累积速度加快，并且进行调节以使补偿量增益减小。
3.根据权利要求1所述的MDPS系统的摩擦补偿装置，其特征在于，
所述分车速补偿量调节部，
在车速慢的情况，控制所述累积速度调节部，使所述累积速度调节部调节补偿区间信息的累积速度以使累积速度减慢，并且进行调节以使补偿量增益增大。
4.根据权利要求1所述的MDPS系统的摩擦补偿装置，其特征在于，
所述的MDPS系统的摩擦补偿装置，还包括：
解耦增益调节部，为使只在有使用者转向意志的情况执行摩擦补偿，只在发生根据使用者转向意志的扭矩的情况，输出根据相应扭矩的补偿量增益。
5.根据权利要求4所述的MDPS系统的摩擦补偿装置，其特征在于，
所述解耦增益调节部，
利用以查找表的形态提前保存的柱扭矩/增益信息，输出根据扭矩的补偿量增益。
6.根据权利要求4所述的MDPS系统的摩擦补偿装置，其特征在于，
所述的MDPS系统的摩擦补偿装置，还包括：
补偿量增益合成部，合成在所述分车速补偿量调节部输出的补偿量增益以及在所述解耦增益调节部对应于根据使用者转向意志发生的扭矩而输出的补偿量增益，输出最终的摩擦补偿扭矩。
7.一种MDPS系统的摩擦补偿方法，根据接收并处理柱扭矩信号来输出摩擦补偿扭矩的MDPS系统的摩擦补偿方法，其特征在于，包括：
通过累积速度调节部调节在所述柱扭矩信号设定的补偿区间的信息的累积速度的步骤；及
通过分车速补偿量调节部，控制所述累积速度调节部，使所述累积速度调节部根据车速调节补偿区间信息的累积速度加快或减慢，并且根据所述车速调节补偿量增益减小或增大，来输出摩擦补偿扭矩的步骤。
8.根据权利要求7所述的MDPS系统的摩擦补偿方法，其特征在于，
在所述输出摩擦补偿扭矩的步骤中，
所述分车速补偿量调节部，在车速快的情况，控制所述累积速度调节部，使所述累积速度调节部调节补偿区间信息的累积速度以使累积速度加快，并且进行调节使补偿量增益减小。
9.根据权利要求7所述的MDPS系统的摩擦补偿方法，其特征在于，
在所述摩擦补偿扭矩输出步骤中，
所述分车速补偿量调节部，在车速慢的情况，控制所述累积速度调节部，使所述累积速度调节部调节补偿区间信息的累积速度以使累积速度减慢，并且进行调节以使补偿量增益增大。
10.根据权利要求7所述的MDPS系统的摩擦补偿方法，其特征在于，还包括：
接收所述柱扭矩信号，只在发生根据使用者转向意志的扭矩的情况，通过解耦增益调节部输出相当于根据使用者转向意志的扭矩的补偿量增益的步骤。
11.根据权利要求10所述的MDPS系统的摩擦补偿方法，其特征在于，
在所述输出相当于根据使用者转向意志的扭矩的补偿量增益的步骤中，
所述解耦增益调节部，利用以查找表形态提前保存的柱扭矩/增益信息，输出根据扭矩的补偿量增益。
12.根据权利要求10所述的MDPS系统的摩擦补偿方法，其特征在于，还包括：
通过补偿量增益合成部，合成在所述分车速补偿量调节部输出的补偿量增益以及在解耦增益调节部对应于根据使用者的转向意志发生的扭矩而输出的补偿量增益，来输出最终的摩擦补偿扭矩的步骤。
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