CN107303916B - 电机驱动的动力转向系统以及用于确定其中间位置的方法 - Google Patents

电机驱动的动力转向系统以及用于确定其中间位置的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电机驱动的动力转向系统以及用于确定其中间位置的方法。一种用于确定MDPS(电机驱动的动力转向)系统的中间位置的方法可包括：通过控制器确定车辆是否在行驶；当车辆在行驶时通过控制器确定转向转矩是否小于升高曲线上的预设的断点；且当转向转矩小于升高曲线上的预设的断点时通过控制器确定车辆处于中间状态。

Description

电机驱动的动力转向系统以及用于确定其中间位置的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年4月21号提交的韩国专利第10-2016-0048690号的优先权，通过引用将其全部内容并入本文。
技术领域
本申请涉及MDPS(电机驱动的动力转向)系统以及用于确定其中间位置的方法，并且更具体地，涉及能够通过结合行驶期间的车辆速度信息和转矩信息确定方向盘的中间位置的MDPS系统以及用于确立其中间位置的方法。
背景技术
一般而言，MDPS系统指的是包括安装在方向盘轴的底部以便生成辅助转向力的转向电机并且驱动转向电机以当车辆起动时操作动力方向盘的系统，其不同于使用通过动力泵的操作循环的油操作动力方向盘的典型的动力转向系统。
MDPS系统使用转向角信息确定方向盘的中间位置。如果检测转向角的传感器出现故障，则MDPS可无法准确地确定方向盘的中间位置。
当车轮定位扭曲时，车辆在方向盘处于中间状态的情况下行驶时会向任一侧倾斜。就是说，尽管方向盘处于中间状态，但是车辆可向任一侧倾斜，因为车轮定位扭曲。因此，由于控制能力的降低和由于过度的转向操作引起的奇怪的感觉，驾驶员可无法确保驾驶稳定性。
在2012年5月25号公开的且题为“MDPS控制装置和方法”的韩国专利公开第10-2012-0053300号中公开了本发明的现有技术。
发明内容
本发明的实施方式涉及能够通过结合行驶期间的车辆速度信息和转矩信息确定方向盘的中间位置的MDPS系统以及用于确立其中间位置的方法。
在一个实施方式中，用于确定MDPS系统的中间位置的方法可包括：通过控制器确定车辆是否在行驶；当车辆在行驶时通过控制器确定转向转矩是否小于升高曲线上的预设的断点；当转向转矩小于升高曲线上的预设的断点时通过控制器确定车辆处于中间状态。
当车辆速度等于或大于预设速度时，控制器可确定车辆在行驶。
该方法还可包括，当车辆处于中间状态时：通过控制器计算车轮定位的扭曲量；且响应于扭曲量和车轮定位的方向而向电机输出补偿转矩以便在相应方向上补偿扭曲量。
计算车轮定位扭曲量可包括基于在当前行驶的车辆中检测的值和储存在内存储器中并且包括在正常状态下预先测得的特征数据的特征数据表中所包括的值之间的差计算车轮定位扭曲量。
特征数据表可包括以下中的一个或多个：用于每个车辆运动的车辆速度、转向角和横摆率。
断点可根据车辆速度变化。
在另一实施方式中，MDPS系统可包括：车辆速度传感器，被配置成检测车辆的行驶速度；转矩传感器，被配置成检测方向盘的转向转矩；以及控制器，被配置成基于车辆的行驶速度确定车辆是否在行驶，当车辆在行驶时确定转向转矩是否小于升高曲线上的预设的断点，并且当转向转矩小于升高曲线上的预设的断点时确定车辆处于中间状态。
当车辆速度等于或大于预设速度时，控制器可确定车辆在行驶。
当车辆处于中间状态时，控制器可计算车轮定位的扭曲量，并且响应于扭曲量和车轮定位的方向而向电机输出补偿转矩以便在相应方向上补偿扭曲量。
控制器可基于在当前行驶的车辆中检测的值和储存在内存储器中并且包括正常状态下预先测得的特征数据的特征数据表中所包括的值之间的差计算车轮定位扭曲量。
特征数据表可包括以下中的一个或多个：用于每个车辆运动的车辆速度、转向角和横摆率。
断点可根据车辆速度变化。
附图说明
图1是示出了根据本发明的实施方式的MDPS系统的示意性配置的示图。
图2是用于描述确定根据本发明的实施方式的MDPS系统的中间位置的方法的流程图。
图3是示出了其中设定了用于确定在图2中的中间状态的断点的升高曲线的示图。
具体实施方式
以下将参考附图详细描述根据本发明的实施方式的MDPS(电机驱动的动力转向)系统和用于确定其中间位置的方法。
应当注意的是，附图未按精确比例绘制，而且仅为了描述方便和清晰的目的，可对线条粗细或部件尺寸进行放大。此外，本文所用的术语通过考虑本发明的作用来定义并且可以根据使用者或操作者的习惯或意图来改变。因此，术语的定义应当根据本文所陈述的全部公开内容而作出。
图1是示出了根据本发明的实施方式的MDPS系统的示意性配置的示图。
如在图1中所示，根据本发明的实施方式的MDPS系统可包括车辆速度传感器110、转矩传感器120、控制器130和电机140。
车辆速度传感器110可检测车辆的行驶速度(即，车辆速度)。
通过车辆速度传感器110检测的车辆速度信息可输出到控制器130。
转矩传感器120可检测方向盘的转向转矩(或柱转矩)。
通过转矩传感器120检测的转矩信息可输出到控制器130。
控制器130可基于通过车辆速度传感器110检测的车辆速度信息和通过转矩传感器120检测的转矩信息来计算行驶期间车轮定位的扭曲量，并且响应于该扭曲量而向电机140(或MDPS电机)输出左补偿转矩或右补偿转矩。
通常，当车轮定位向任一侧扭曲时，车辆在方向盘处于中间状态的情况下行驶时会向任一侧倾斜。
因此，由于控制能力的降低和由于过度的转向操作引起的异常感觉，驾驶员会难以确保驾驶稳定性。过度的转向操作可指示驾驶员使方向盘向车辆倾斜的那侧的相反侧转向以便直线行驶。
作为参考，当比升高图或升高曲线(参考图3)中的预设的断点(break point，转折点)(例如，Tx)小的转矩被施加到电机140，同时驾驶员以一定的车辆速度(即，车辆行驶状态)驾驶车辆时，控制器130可确定车辆在中心行驶。
此时，当车辆以一定的速度行驶(即，车辆行驶状态)时，断点Tx可根据用于每个车辆速度的调谐图而不同，且保持中间状态所需的转矩量可由于车辆的自定位特征(self-alignment characteristic)而不同。
根据本实施方式的MDPS系统可以通过结合车辆速度信息和转矩信息而不使用转向角信息来确定中间位置。
也就是说，由于即使同一类车辆根据车辆速度具有不同的自定位特征并且根据车辆速度需要用于在中间状态下行驶的不同的转矩值，但是用于确定中间状态所需的转矩量也可变化。
因此，考虑上述特征，根据本发明的实施方式的MDPS系统可使用升高曲线(参考图3)来确定行驶期间的中间状态。因此，MDPS系统可以在不使用转向角信息的情况下容易实时确定用于每个车辆速度的中间状态。
此外，当车辆的车轮定位没有扭曲时，横摆率不会显著变化。然而，如果车辆向任一侧倾斜，则车辆可具有与当车辆在中心行驶时不同的横摆率。
因此，根据本发明的实施方式的MDPS系统可基于储存在内存储器(未示出)中的特征数据表来实时确定车辆的中间状态和车轮定位扭曲。特征数据表可包括此前在车轮定位没有扭曲的正常状态下测得的特征数据，且特征数据可包括用于每个车辆运动的车辆速度、转向角和横摆率。
此外，MDPS系统可根据特征数据表中所包括的值和从当前行驶的车辆检测的值之间的差来逆向计算车轮定位的扭曲量。特征数据表可包括用于每个车辆运动的车辆速度、转向角和横摆率，且从当前行驶的车辆检测的值可包括车辆速度、转矩和横摆率。
可参考包括先前根据每个条件在车辆中测得的特征数据的特征数据表来计算取决于差的车轮定位扭曲量。当计算出车轮定位扭曲量时，控制器130可响应于扭曲量和车轮定位的方向而向电机140施加补偿转矩(左补偿转矩或右补偿转矩)以便在相应方向上补偿扭曲量，从而提高驾驶员的转向感和控制能力，同时帮助驾驶员安全地驾驶车辆。
补偿转矩可指示用于调整参考值(或偏移值)以便防止在车轮定位扭曲前方向盘返回到默认中间状态的转矩值。
图2是用于描述确定根据本发明的实施方式的MDPS系统的中间位置的方法的流程图。
如在图2中所示，在步骤S101中，控制器130可确定车辆是否以一定的车辆速度在行驶。
就是说，当该车辆速度等于或高于预设速度(例如，0Kph)时，控制器130可确定车辆以一定的车辆速度在行驶。
当车辆在行驶时(步骤S101中的是)，在步骤S102中，控制器130可确定转矩(或转向转矩)是否小于图3的升高曲线中的预设的断点(例如，Tx)。
当转矩(或转向转矩)小于升高曲线中的预设的断点Tx时(步骤S102中的是)，在步骤S103中，控制器130可打开中间状态确定标记或将中间状态确定标记设定为1。
当在行驶期间轮胎等突然出现震动或破损(故障)时，车辆的车轮定位会发生扭曲。当响应于车轮定位的扭曲而不改变方向盘的中间状态时，驾驶员可能具有异常感觉并且失去控制能力。
因此，虽然控制器130确定方向盘处于中间状态，但是在步骤S104中，控制器130可监测当前状态下的横摆率。
横摆率可称为横摆角速度，并且可指示穿过车辆中心的垂直线周围的旋转角(横摆角)变化的速度。
然后，在步骤S105中，控制器130可计算从当前行驶的车辆检测的值和在储存于内存储器(未示出)中的特征数据表中包括的值之间的差。从当前行驶的车辆检测的值可包括车辆速度、转矩、横摆率等。特征数据表可包括先前在车轮定位没有扭曲的正常状态下测得的特征数据，且该特征数据可包括用于每个车辆运动的车辆速度、转向角和横摆率。
在步骤S106中，通过参考特征数据表，控制器130可根据差计算车轮定位的扭曲量。
在步骤S107中，当在确定方向盘处于中间状态之后计算车轮定位的扭曲量时，控制器130可向电机140输出补偿转矩(左补偿转矩或右补偿转矩)以便响应于扭曲量和车轮定位的方向而在相应方向上补偿扭曲量。
也就是说，当车轮定位扭曲时，方向盘的转向角可响应于扭曲量而变化，使得车辆在方向盘处于中间状态的情况下行驶。因此，控制器130可以通过扭曲量校准转向转矩以便将参考值(或偏移值)调整为方向盘的转向角被校准的值。因此，控制器130可以防止方向盘在车轮定位扭曲之前返回到默认中间状态，从而提高稳定性，同时防止出现异常感觉并且失去控制能力。
图3是示出了其中设定了用于确定图2中的中间状态的断点的升高曲线的示图。
升高电流可指示施加的输入转矩和在转向系统中的电机所生成的辅助转矩之间的关系，在转向系统中辅助转矩由电机生成。参考图3，当在升高曲线中预设的断点Tx且将比断点小的转矩施加到电机140时，控制器130可确定车辆在中心行驶。此时，断点Tx可根据用于每个车辆速度的调整图而不同。
根据本发明的实施方式，MDPS系统以及用于确定其中间位置的方法可以通过结合行驶期间的车辆信息和转矩信息来确定方向盘的中间位置。此外，MDPS系统以及用于确定其中间位置的方法不仅可以提高稳定性，而且可以防止出现异常感觉并失去控制能力，即使驾驶员驾驶的是车轮定位扭曲的车辆。
虽然为了说明性目的已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域技术人员应当明白，在不偏离如所附权利要求书限定的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替代是可能的。

Claims (7)

1.一种用于确定电机驱动的动力转向系统的中间位置的方法，包括：
通过控制器确定车辆是否正在行驶；
当所述车辆正在行驶时，通过所述控制器确定转向转矩是否小于升高曲线上的预设的断点；并且
当所述转向转矩小于所述升高曲线上的所述预设的断点时，通过所述控制器确定所述车辆处于中间状态，
所述断点根据车辆速度而变化，
当确定所述车辆处于所述中间状态时，基于在所述车辆行驶中检测到的横摆率和至少一个存储器中预先存储的特征数据表中所包括的横摆率之间的差来计算车轮定位的扭曲量，其中，所述特征数据表包括在正常状态下获得的横摆率数据，并且
基于车轮定位的所述扭曲量来控制转向电机，以生成用于补偿车轮定位的所述扭曲量的补偿转矩。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，当车辆速度等于或大于预设速度时，所述控制器确定所述车辆正在行驶。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述特征数据表还包括车辆速度和转向角。
4.一种电机驱动的动力转向系统，包括：
车辆速度传感器，被配置成检测车辆的行驶速度；
转矩传感器，被配置成检测方向盘的转向转矩；以及
控制器，被配置成基于所述车辆的所述行驶速度确定所述车辆是否正在行驶，当所述车辆正在行驶时确定所述转向转矩是否小于升高曲线上的预设的断点，并且当所述转向转矩小于所述升高曲线上的所述预设的断点时确定所述车辆处于中间状态，
其中，当确定所述车辆处于所述中间状态时，所述控制器基于在所述车辆行驶中检测到的横摆率和至少一个存储器中预先存储的特征数据表中所包括的横摆率之间的差来计算车轮定位的扭曲量，其中，所述特征数据表包括在正常状态下获得的横摆率数据，并且其中，所述控制器基于车轮定位的所述扭曲量来控制转向电机，以生成用于补偿车轮定位的所述扭曲量的补偿转矩。
5.根据权利要求4所述的电机驱动的动力转向系统，其中，当速度等于或大于预设速度时，所述控制器确定所述车辆正在行驶。
6.根据权利要求4所述的电机驱动的动力转向系统，其中，所述特征数据表还包括车辆速度和转向角。
7.根据权利要求4所述的电机驱动的动力转向系统，其中，所述断点根据车辆速度而变化。
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