CN106256652B - 用于控制动力转向系统的输出的方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于控制动力转向系统的输出的方法，该方法可包括：感测车辆的行驶速度、转向角、转向角速度和转向力矩中的至少一个；通过使用行驶速度、转向角、转向角速度和转向力矩中的至少一个来获取目标转向力矩；以及通过使用目标转向力矩来确定动力转向系统的马达辅助输出。

Description

用于控制动力转向系统的输出的方法

相关申请的交叉引证

本申请要求于2015年6月18日提交的韩国专利申请第10-2015-0086703号的优先权和权益，通过引证将其全部内容结合于此。

技术领域

本发明涉及用于控制动力转向系统的输出的方法。

背景技术

当前，驾驶员通过方向盘传输的转向力矩来识别转向路感。进一步地，转向力矩通过路面反作用力以及马达助力转向系统(motor driven power steering system，电动助力转向系统)(MDPS)的马达辅助力矩来确定。

MDPS的马达辅助力矩通过用于马达控制的辅助电流的总和来确定，该辅助电流通过用于输入信号的控制逻辑功能模块获取。然而，MDPS的控制逻辑功能模块通过关于模块的控制元件的调整来确定，但是由于它们之间的冲突而使功能劣化。

例如，因为马达辅助力矩在摩擦补偿控制的情况下增加但是在阻尼控制的情况下减小，所以难以控制。

另外，因为目标转向力矩不清楚，所以尽管反馈诸如路面反作用力的额外信号，但是存在难以获取马达辅助力矩的困难，并且难以确定马达控制量。

在本发明的背景技术部分中所公开的信息仅用于加深对本发明的总体背景的理解，而不应被视为承认或者以任何形式暗示该信息构成了已经为本领域技术人员所知晓的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面旨在提供用于控制动力转向系统的输出的方法，该方法具有根据车辆的行驶条件控制马达助力转向系统的输出的优点。

本发明的示例性实施方式提供了用于控制动力转向系统的输出的方法，该方法包括：感测车辆的行驶速度、转向角、转向角速度和转向力矩中的至少一个；通过使用行驶速度、转向角、转向角速度和转向力矩中的至少一个来获取目标转向力矩；并且通过使用目标转向力矩确定动力转向系统的马达辅助输出。

确定马达辅助输出的步骤可包括获取车辆的路面反作用力，并且估算动力转向系统的摩擦力。

确定马达辅助输出的步骤可进一步包括通过使用目标转向力矩、路面反作用力和摩擦力获取马达辅助输出。

获取马达辅助输出的步骤可包括通过从路面反作用力和摩擦力的总和中减去目标转向力矩来获取马达辅助力矩。

获取目标转向力矩的步骤可包括通过使用三维转向力矩图计算目标转向力矩，该三维转向力矩图通过转向角、转向角速度和转向力矩为各个行驶速度而形成。

三维转向力矩图可包括转向部分和恢复部分，该转向部分和恢复部分通过使用转向角和转向角速度而分开。

在转向部分中，通过使转向角和转向角速度相乘获取的值可以是正值，并且在恢复部分中，通过使转向角和转向角速度相乘获取的值可以是负值。

该方法可进一步包括当方向盘不由驾驶员保持时，通过使用方向盘的剩余转向角和根据方向盘的恢复力的转向角速度来确定马达辅助输出。

根据本发明，通过使用转向角、转向角速度和转向力矩形成三维转向力矩图，并且根据车辆的行驶条件获取目标转向力矩并且确定马达辅助输出来实现该目标，可以使马达助力转向系统的目标转向力矩清晰可见并且提高转向路感。

本发明的方法和设备具有其他特征和优点，这些特征和优点在结合于本文中的附图以及随后的具体实施方式中将是显而易见的或者进行详细阐述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的某些原理。

附图说明

图1是简要示出了根据本发明的示例性实施方式的控制马达助力转向系统的输出的过程的流程图。

图2是示出了根据本发明的示例性实施方式的根据转向角和转向角速度的幅值的转向部分和恢复部分的示图。

图3、图4、图5和图6示出了根据转向角和转向角速度的转向部分或恢复部分的实例。

图7是示出了根据本发明的示例性实施方式的通过使用图3、图4、图5和图6形成的三维转向力矩图的示图。

应当理解，附图不必按比例绘制，而是呈现了说明本发明的基本原理的各种特征的略微简化的表示。如本文所公开的本发明的具体设计特征，包括，例如，具体尺寸、定向、位置和形状，将部分地由特定的预期应用和使用环境来确定。

在图中，参考标号在多个附图中表示本发明的相同或等同部件。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的各个实施方式，实施方式的实例在附图中示出并在下文中进行描述。尽管将结合示例性实施方式来描述本发明，但是应理解的是，本说明并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方式。相反地，本发明不仅旨在涵盖示例性实施方式，而且还涵盖可包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替换、修改、等同物以及其他实施方式。

在以下详细说明中，已经通过简单图示的方式仅示出并描述了本发明的某些示例性实施方式。本领域技术人员应理解，在完全不背离本发明的精神或范围的情况下，可以各种不同的方式来修改所描述的实施方式。因此，附图和说明在本质上将被视为说明性而非限制性的。贯穿本说明书，相同参考标号指代相同元件。

贯穿本说明书，除非明确描述并非如此，否则词语“包括(comprise)”以及诸如“包含(comprises)”或者“含有(comprising)”的变形应当被理解为暗示包括所述元件，但并不排除任何其他的元件。

此外，在说明书中描述的术语“…器(-er)”、“…装置(-or)”或者“模块(module)”意指为用于处理至少一个功能和操作的单元，并且可以通过硬件成分或者软件成分以及它们的组合来实现。

现在将参考图1至图7描述根据本发明的示例性实施方式的用于控制动力转向系统的输出的方法。

图1是简要示出了根据本发明的示例性实施方式的控制马达助力转向系统的输出的过程的流程图。

参考图1，在步骤S102中，根据本发明的示例性实施方式的马达助力转向系统(MDPS)通过使用车辆传感器感测车辆的行驶速度V_x、转向角θ、转向角速度dθ/dt以及转向力矩T_m。

在步骤S104中，根据本发明的示例性实施方式，包括控制器的马达助力转向系统根据方向盘是否被驾驶员保持来检测车辆的行驶模式。在根据本发明的示例性实施方式的马达助力转向系统中，可以根据车辆的行驶模式来改变用于确定马达辅助输出的方法。

例如，当驾驶员保持方向盘时，马达辅助输出可以基于三维转向力矩图来确定，并且当驾驶员没有保持方向盘时马达辅助输出可以基于稳定性和安全性来确定。

当在正常行驶模式中由驾驶员保持方向盘时，在步骤S106中，通过使用行驶速度、转向角、转向角速度和转向力矩来获取用于控制马达助力转向系统的马达的目标转向力矩。

在此，根据本发明的示例性实施方式，马达助力转向系统通过使用各个行驶速度下的转向角、转向角速度以及转向力矩，可以形成三维转向力矩图，并且通过使用三维转向力矩图来计算目标转向力矩。

在这种情况下，三维转向力矩图包括转向部分和恢复部分，通过使用转向角和转向角速度而划分该转向部分和恢复部分。例如，在转向部分中，转向角和转向角速度相乘获取的值是正值。在恢复部分中，转向角和转向角速度相乘获取的值是负值。

在步骤S108中，根据本发明的示例性实施方式，马达助力转向系统获取车辆的路面反作用力(或者齿条力)。马达助力转向系统通过使用测力传感器，可以在齿条的方向盘端部处测量路面反作用力。在此，如以下等式1所表示的，齿条力可以与通过从转向力矩和马达辅助力矩的总和中减去摩擦力所获得的值相同。

等式1：

齿条力＝转向力矩+马达辅助力矩-摩擦力

进一步地，在步骤S110中，根据本发明的示例性实施方式，马达助力转向系统估算动力转向系统的摩擦力。在此，如通过等式1所示的，动力转向系统的摩擦力可以与通过从转向力矩和马达辅助力矩的总和中减去齿条力所获得的值相同。

在步骤S112中，根据本发明的示例性实施方式，马达助力转向系统通过使用目标转向力矩、路面反作用力和摩擦力来获取马达辅助输出。

在这种情况下，根据本发明的示例性实施方式，马达助力转向系统可以通过从齿条力和摩擦力的总和中减去目标转向力矩来获取马达辅助力矩。根据本发明的示例性实施方式，在马达助力转向系统中，马达辅助力矩根据马达的特征被变换为电流值，并且该电流值可以应用于马达。

在步骤S114中，当方向盘未由驾驶员保持时，可以通过使用方向盘的剩余转向角和根据方向盘的恢复力的转向角速度来确定马达辅助输出。

在此，剩余转向角包括当释放转向柄时方向盘的由摩擦力产生的角度，并且根据恢复力的转向角速度包括当释放转向柄时方向盘通过恢复性能返回到初始状态的角速度。

图2是示出了根据本发明的示例性实施方式，取决于转向角和转向角速度的幅值的转向部分和恢复部分的示图。

根据本发明的示例性实施方式，在马达助力转向系统中，为各个行驶速度形成三维转向力矩图，并且通过使用三维转向力矩图来获取目标转向力矩。通过使用各个行驶速度的转向角、转向角速度和转向力矩来形成该三维转向力矩图。

进一步地，三维转向力矩图包括转向部分和恢复部分。在转向部分中，转向角和转向角速度相乘获取的值是正值，并且在恢复部分中，转向角和转向角速度相乘获取的值是负值。

参考图2，在第一转向部分中，转向角θ和转向角速度dθ/dt可以是正值，并且在第二转向部分中，转向角θ和转向角速度dθ/dt可以是负值。在第一恢复部分中，转向角θ可以是正值并且转向角速度dθ/dt可以是负值，并且在第二恢复部分中，转向角θ可以是负值并且转向角速度dθ/dt可以是正值。

图3至图6示出了根据转向角和转向角速度的转向部分或恢复部分的实例。

图3是示出了转向角和转向角速度均是正值的转向部分的示图。在此，图3的该转向部分可对应于图2的第一转向部分。

图4是示出了转向角是正值并且转向角速度是负值的恢复部分的示图。在此，图4的该恢复部分可对应于图2的第一恢复部分。

图5是示出了转向角和转向角速度均是负值的转向部分的示图。在此，图5的该转向部分可对应于图2的第二转向部分。

图6是示出了转向角是负值并且转向角速度是正值的恢复部分的示图。在此，图6的该恢复部分可对应于图2的第二恢复部分。

图7是示出了根据本发明的示例性实施方式，通过使用图3至图6而形成的三维转向力矩图的示图。

根据本发明的示例性实施方式，马达助力转向系统通过使用图7的三维转向力矩图而不需要复杂的计算过程就可以容易地获取目标转向力矩。

进一步地，车辆的各个行驶速度定义的三维转向力矩图将量化目标特征曲线应用于转向力矩和转向角。根据本发明的示例性实施方式，马达助力转向系统通过使用三维转向力矩图，提供了对当前驱动条件的反馈控制的功能。

根据本发明的示例性实施方式，马达助力转向系统也可以提供前馈控制(feedforward control)功能，在前馈控制功能中，在当前转向角和当前转向角速度的几秒之后估算的转向力矩被设置为目标值。

如所描述的，根据本发明的示例性实施方式，用于控制动力转向系统输出的方法通过使用转向角、转向角速度和转向力矩而形成三维转向力矩图，取决于车辆的行驶条件而获取目标转向力矩，并且确定马达辅助输出。因此，可以使马达助力转向系统的目标转向力矩清晰明了并且提高转向路感。

根据本发明的示例性实施方式，用于控制动力转向系统的输出的方法能够通过积极反映路面反作用力的变化来提供强的转向性能。

根据本发明的示例性实施方式，用于控制动力转向系统的输出的方法还能够简化控制逻辑，该简化通过包括以三维转向力矩图控制马达助力转向系统的各个功能来实现。

以上所描述的本发明的示例性实施方式不仅能够通过设备和方法执行，而且能够通过实现与本发明的示例性实施方式的构造相对应的功能的程序或者记录该程序的记录介质来执行。

为了说明和描述的目的，已经呈现了本发明的具体示例性实施方式的上述描述。它们不旨在是排他的或者将本发明限制于所公开的确切形式，并且根据上述教导，显而易见的是，可以具有许多修改和变化。选出并描述了示例性实施方式是为了解释本发明的某些原理及其实际应用，从而使本领域其他技术人员能够制造并利用本发明的各种示例性实施方式以及本发明的各种替换和修改。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等同物来限定。

Claims (5)

1.一种用于控制动力转向系统的输出的方法，包括：

感测车辆的行驶速度、转向角、转向角速度以及转向力矩中的至少一个；

由控制器通过使用所述行驶速度、所述转向角、所述转向角速度以及所述转向力矩中的至少一个来获得目标转向力矩；以及

由所述控制器通过使用所述目标转向力矩来确定所述动力转向系统的马达辅助输出；

其中，获取所述目标转向力矩的步骤包括：通过使用三维转向力矩图来确定所述目标转向力矩，所述三维转向力矩图由每个所述行驶速度下的所述转向角、所述转向角速度以及所述转向力矩而形成；

其中，所述三维转向力矩图包括转向部分和恢复部分，通过使用所述转向角和所述转向角速度来划分所述转向部分和所述恢复部分；

其中，在所述转向部分中，通过使所述转向角和所述转向角速度相乘获取的值是正值，并且

其中，在所述恢复部分中，通过使所述转向角和所述转向角速度相乘获取的值是负值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述马达辅助输出的步骤包括：

获取所述车辆的路面反作用力，以及

估算所述动力转向系统的摩擦力。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述马达辅助输出的步骤进一步包括：

通过使用所述目标转向力矩、所述路面反作用力以及所述摩擦力来获取所述马达辅助输出。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，获取所述马达辅助输出的步骤包括：

通过从所述路面反作用力和所述摩擦力的总和中减去所述目标转向力矩来获取马达辅助力矩。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

当方向盘未由驾驶员保持时，通过使用所述方向盘的剩余转向角以及基于所述方向盘的恢复力的转向角速度来确定所述马达辅助输出。