CN108263469A - 电机驱动的动力转向的转向回正控制装置和方法 - Google Patents

电机驱动的动力转向的转向回正控制装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108263469A
CN108263469A CN201711465997.8A CN201711465997A CN108263469A CN 108263469 A CN108263469 A CN 108263469A CN 201711465997 A CN201711465997 A CN 201711465997A CN 108263469 A CN108263469 A CN 108263469A
Authority
CN
China
Prior art keywords
speed
torque
positive
value
transform tensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711465997.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108263469B (zh
Inventor
金泰弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyundai Mobis Co Ltd
Original Assignee
Hyundai Mobis Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyundai Mobis Co Ltd filed Critical Hyundai Mobis Co Ltd
Publication of CN108263469A publication Critical patent/CN108263469A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108263469B publication Critical patent/CN108263469B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0466—Controlling the motor for returning the steering wheel to neutral position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/02—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to vehicle speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/15—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
    • B62D7/159—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels characterised by computing methods or stabilisation processes or systems, e.g. responding to yaw rate, lateral wind, load, road condition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/20—Steering systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/14—Yaw
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B62D5/0493—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures detecting processor errors, e.g. plausibility of steering direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/002—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels
    • B62D6/003—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels in order to control vehicle yaw movement, i.e. around a vertical axis
    • B62D6/005—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels in order to control vehicle yaw movement, i.e. around a vertical axis treating sensor outputs to obtain the actual yaw rate

Abstract

一种电机驱动的动力转向的转向回正控制装置和方法，可以包括：车辆速度传感器，被配置为检测车辆速度；偏航速率传感器，被配置为感测车辆的倾斜状态，并输出偏航速率值；柱扭矩传感器，被配置为检测施加至转向轴的柱扭矩；电机编码器，被配置为检测电机的旋转量；以及回正控制器，被配置为接收车辆速度、偏航速率值和柱扭矩，确定车辆是否在空档状态下驾驶，从由电机的旋转量计算齿条位置和齿条速度，设定空档驾驶状态下的目标位置值，计算使方向盘回正至目标位置值的回正扭矩，根据车辆速度和柱扭矩调整增益，并输出回正扭矩驱动值。

Description

电机驱动的动力转向的转向回正控制装置和方法
相关申请的交叉引证
本申请要求于2017年1月2日提交的韩国申请号10-2017-0000474的优先权，其全部内容通过引证结合于此。
技术领域
本发明涉及MDPS(电机驱动的动力转向)的转向回正控制装置和方法，并且更具体地，涉及以下的MDPS的转向回正控制装置和方法，即，即使轮位对准(wheel alignment，车轮定位)扭曲或转向角传感器发生错误，该装置和方法也可以通过实时监控车辆的空档驾驶状态来校正回正控制的目标位置值，并且使方向盘回正至车辆可以在空档状态下驾驶的位置，从而防止回正控制性能的劣化。
背景技术
通常，电机驱动的动力转向(MDPS)指的是这样一种系统，该系统使用电动机在驾驶员的转向方向上提供辅助扭矩，并因此使得驾驶员能够容易地操纵方向盘。
与现有的液压动力转向(HPS)不同，MDPS可以根据车辆的驾驶条件自动控制电动机的操作，并因此改善转向性能和转向感觉。
同时，MDPS包括扭矩传感器和车辆速度传感器，以便确定车辆的驾驶条件。扭矩传感器测量驾驶员输入至方向盘的转向扭矩，并且车辆速度传感器测量车辆速度。
驾驶员施加转向输入以使车辆转弯，然后在确定车辆转弯至期望程度时释放方向盘。然而，方向盘通过回正操作回正至中心。
方向盘的回正操作通过轮胎的自对准扭矩执行。通常，当车辆以5km/h至30km/h的速度转弯时，回正操作可以有效使用。
然而，施加至方向盘的自对准扭矩不足以使方向盘回正至中心，这是因为由于转向系统的摩擦力而使得剩余的转向角度依然存在。
因此，必然要提供辅助回正操作的功能以便使方向盘完全回正至中心。
因此，MDPS施加基于方向盘计算的回正扭矩，并辅助方向盘的回正操作，从而改善回正性能。
相关技术在2010年10月27日公开的并且题为“Steering return method of MDPS(MDPS的转向回正方法)”的韩国专利公开号为2010-0114995中公开。
当MDPS基于转向角度计算回正扭矩并使方向盘回正时，轮位对准可能会由于车辆的负载或道路条件以及机械部分的左右摩擦电荷而扭曲，转向角传感器的初始零调节可能会发生错误，或者可能会出现转向角传感器的滞后和偏移。在这种情况下，不能使回正控制最优化。
发明内容
本发明的实施方式针对MDPS的转向回正控制装置和方法，该装置和方法可以通过实时监控车辆的空档驾驶状态来校正回正控制的目标位置值，并使方向盘回正至车辆可以在空档状态下驾驶的位置，即使在轮位对准扭曲或转向角传感器发生错误的情况下，从而防止回正控制性能的劣化。
在一个实施方式中，MDPS的转向回正控制装置可以包括：车辆速度传感器，被配置为检测车辆速度；偏航速率传感器，被配置为感测车辆的倾斜状态，并输出偏航速率值；柱扭矩传感器，被配置为检测施加至转向轴的柱扭矩；电机编码器，被配置为检测驱动齿条杆的电机的旋转量；以及回正控制器，被配置为分别从车辆速度传感器、偏航速率传感器和柱扭矩传感器接收车辆速度、偏航速率值和柱扭矩，确定车辆是否在空档状态下驾驶，从由电机编码器输入的电机的旋转量计算齿条位置和齿条速度，设定空档驾驶状态下的目标位置值，计算使方向盘回正至目标位置值的回正扭矩，根据车辆速度和柱扭矩调整增益，并输出回正扭矩驱动值。
回正控制器可以包括：空档驾驶确定单元，被配置为分别从车辆速度传感器、偏航速率传感器和柱扭矩传感器接收车辆速度、偏航速率值和柱扭矩，并确定车辆是否在空档状态下驾驶；回正扭矩计算器，被配置为根据由空档驾驶确定单元确定的空档驾驶状态将目标位置值设定为从由电机编码器输入的电机的旋转量计算的齿条位置，基于目标位置值和当前齿条位置之间的位差计算回正量，根据齿条速度计算驱动回正量的回正速度，并计算回正扭矩；以及回正扭矩输出器，被配置为根据车辆速度和柱扭矩将增益施加至由回正扭矩计算器计算的回正扭矩，并输出回正扭矩驱动值。
回正扭矩计算器可以包括：齿条位置计算器，被配置为从由电机编码器输入的电机的旋转量计算齿条位置；齿条速度计算器，被配置为从由电机编码器输入的电机的旋转量计算齿条速度；回正量计算器，被配置为基于目标位置值和当前齿条位置之间的位差计算回正量；以及回正速度计算器，被配置为根据齿条速度计算用于驱动由回正量计算器计算的回正量的回正速度。
回正扭矩输出器可以将车辆速度增益和去耦增益施加至回正扭矩，并输出回正扭矩驱动值，其中当车辆速度处于预先设定的速度范围内时车辆速度增益被输出为1的增益，并且去耦增益随着柱扭矩增加而从1的增益减少。
在车辆速度超过参考车辆速度，柱扭矩小于每个车辆速度的参考柱扭矩，偏航速率值小于参考偏航速率值，并且累积的空档状态停留时间超过空档状态确定参考时间时，空档驾驶确定单元可以确定车辆在空档状态下驾驶。
转向回正控制装置可以进一步包括存储器，该存储器被配置为存储由回正控制器设定的空档驾驶状态下的目标位置值。
在另一个实施方式中，MDPS的转向回正控制方法可以包括：通过回正控制器分别从车辆速度传感器、偏航速率传感器和柱扭矩传感器接收车辆速度、偏航速率值和柱扭矩，并确定车辆是否在空档状态下驾驶；在确定车辆在空档状态下驾驶时通过回正控制器将当前齿条位置设定为目标位置值；根据齿条位置和齿条速度通过回正控制器计算使方向盘回正至目标位置值的回正扭矩；以及基于车辆速度和柱扭矩通过回正控制器将增益施用至计算的回正扭矩，并输出回正扭矩驱动值。
确定车辆是否在空档状态下驾驶的步骤可以包括：通过回正控制器确定车辆速度是否超过参考车辆速度；在车辆速度超过参考车辆速度时通过回正控制器确定柱扭矩是否小于每个车辆速度的参考柱扭矩；在柱扭矩小于每个车辆速度的参考柱扭矩时通过回正控制器确定偏航速率值是否小于参考偏航速率值；当偏航速率值小于参考偏航速率值时通过回正控制器累积空档状态停留时间；并且在空档状态停留时间超过空档状态确定参考时间时通过回正控制器确定车辆在空档状态下驾驶。
将当前齿条位置设定为目标位置值的步骤可以包括通过回正控制器将目标位置值存储在存储器中。
计算回正扭矩的步骤可以包括通过回正控制器从由电机编码器输入的电机的旋转量计算齿条位置和齿条速度。
计算回正扭矩的步骤可以包括：基于目标位置值和当前齿条位置之间的位差通过回正控制器计算回正量；根据齿条速度通过回正控制器计算驱动回正量的回正速度；以及根据计算的回正速度通过回正控制器计算回正扭矩。
在回正扭矩驱动值的输出中，回正扭矩输出器可以将车辆速度增益和去耦增益施加至回正扭矩，并输出回正扭矩驱动值，其中，当车辆速度处于预先设定的速度范围内时车辆速度增益被输出为1的增益，并且去耦增益随着柱扭矩增加而从1的增益减少。
附图说明
图1是示出了根据本发明的实施方式的电机驱动的动力转向(MDPS)的转向回正控制装置的方框构造示图。
图2是示出了根据本发明的实施方式的基于MDPS的转向回正控制装置中的车辆速度的车辆速度增益的曲线图。
图3是示出了根据本发明的实施方式的基于MDPS的转向回正控制装置中的柱扭矩(column torque)的去耦增益的曲线图。
图4是示出了根据本发明的实施方式的MDPS的转向回正控制方法的流程图。
具体实施方式
在下文中将参考附图详细描述本发明的实施方式。应注意，附图不一定按精确比例绘制并且仅出于描述方便和清晰之目的对线条的厚度或部件的尺寸进行放大。此外，如在本文中使用的术语通过考虑本发明的功能来限定并且可以根据用户或操作者的习惯或意图而改变。因此，应该根据本文提出的全部公开内容做出术语的限定。
图1是示出了根据本发明的实施方式的电机驱动的动力转向(MDPS)的转向回正控制装置的方框构造示图，图2是示出了根据本发明的实施方式的基于MDPS的转向回正控制装置中的车辆速度的车辆速度增益的曲线图，并且图3是示出了根据本发明的实施方式的基于MDPS的转向回正控制装置中的柱扭矩的去耦增益的曲线图。
如在图1中示出的，根据本发明的实施方式的MDPS的转向回正控制装置可以包括车辆速度传感器10、偏航速率传感器20、柱扭矩传感器30、电机编码器60、回正控制器40以及存储器50。
在本实施方式中，MDPS系统可以应用于其中电机(未示出)耦接至转向轴(未示出)的柱MDPS(C-MDPS)、其中电机耦接至转向轴(未示出)的小齿轮的小齿轮MDPS(P-MDPS)、以及其中电机耦接至齿条(未示出)的齿条MDPS(R-MDPS)。在本实施方式中，将以R-MDPS为例来描述。
R-MDPS可以从电机接收驱动扭矩并在轴向方向上移动齿条杆(未示出)。R-MDPS可以将电机的旋转力转换成齿条杆在轴向方向上的线性驱动力。为了这个操作，R-MDPS可以包括带、滑轮、滚珠螺母、轴承、滚珠丝杠型齿条等。就是说，减速器中的滚珠螺母可以在由轴承可旋转地支持的同时耦接至齿条杆，驱动滑轮可以被固定至电机的驱动轴以使得从动滑轮将旋转力传递至耦接至齿条杆的滚珠螺母，并且在电机处的驱动滑轮和在滚珠螺母处的从动滑轮可以通过带连接以便通过滑轮和带将电机的旋转力传递至齿条杆。这时，电机的旋转力可以通过滚珠螺母和齿条杆的滚珠丝杠结构转变为齿条杆的线性驱动力。
车辆速度传感器10可以感测车辆速度，并将感测的车辆速度输出至回正控制器40。
偏航速率传感器20可以感测车辆的倾斜状态，并将偏航速率值输出至回正控制器40。
柱扭矩传感器30可以感测施加至转向轴(未示出)的柱扭矩，并将感测的柱扭矩输出至回正控制器40。
电机编码器60可以检测用于驱动齿条杆的电机的旋转量，并将检测的旋转量输出至回正控制器40。回正控制器40可以计算齿条位置和齿条速度以便计算回正量和回正速度。
回正控制器40可以分别从车辆速度传感器10、偏航速率传感器20和柱扭矩传感器30接收车辆速度、偏航速率值和柱扭矩，并确定车辆是否在空档状态下驾驶(下文中，称为空档驾驶状态)。然后，回正控制器40可以从由电机编码器60输入的电机的旋转量计算齿条位置和齿条速度，设置空档驾驶状态下的目标位置值，计算使方向盘回正至目标位置值的回正扭矩，根据车辆速度和柱扭矩调整增益值，并输出回正扭矩驱动值。
为了这个操作，回正控制器40可以包括空档驾驶确定单元410、回正扭矩计算器420和回正扭矩输出器430。
空档驾驶确定单元410可以分别从车辆速度传感器10、偏航速率传感器20和柱扭矩传感器30接收车辆速度、偏航速率值和柱扭矩，并确定车辆是否在空档状态下驾驶。
空档驾驶确定单元410可以在车辆速度超过参考车辆速度、柱扭矩小于每个车辆速度的参考柱扭矩、偏航速率值小于参考偏航速率值、并且累积的空档状态停留时间超过空档状态确定参考时间时，确定车辆在空档状态下驾驶。
更具体地，当车辆在启动之后其车辆速度超过参考车辆速度，柱扭矩小于每个车辆速度的参考柱扭矩，偏航速率值小于参考偏航速率值，并且累积的空档状态停留时间超过空档状态确定参考时间的时候驾驶时，空档驾驶确定单元410可以确定车辆在空档状态下驾驶。这时，在柱扭矩小于每个车辆速度的参考柱扭矩时，即使施加了柱扭矩，空档状态也可以根据车辆的自对准来保持，这是因为柱扭矩小于车辆的自对准量。
因此，回正控制器40可以将齿条位置设定为使方向盘回正至空档位置的目标位置值，并将该齿条位置存储在存储器50中，该齿条位置对应于在确定车辆在空档状态下驾驶时的齿条位置。
因此，转向回正控制装置可以基于车辆的实际驾驶状态确定车辆是否在空档状态下驾驶，并且使方向盘回正至车辆可以在空档状态下驾驶的空档位置，即使车辆的轮位对准由于车辆的负载或道路条件和机械部分的左右摩擦电荷而扭曲，转向角传感器的初始零点调整发生错误，或传感器发生滞后和偏移。
回正扭矩计算器420可以根据通过空档驾驶确定单元410确定的空档驾驶状态将目标位置值设定为从由电机编码器60输入的电机的旋转量计算的齿条位置，并且将目标位置值存储在存储器50中。此外，回正扭矩计算器420可以基于目标位置值和当前齿条位置之间的位差计算回正量，并根据齿条速度计算驱动回正量的回正速度，以便计算回正扭矩。
为了这个操作，回正扭矩计算器420可以包括齿条位置计算器426、齿条速度计算器428、回正量计算器422以及回正速度计算器424。
齿条位置计算器426可以从由电机编码器60输入的电机的旋转量计算齿条位置，并且齿条速度计算器428可以从由电机编码器60输入的电机的旋转量计算齿条速度。回正量计算器422可以基于目标位置值和当前齿条位置之间的位差计算回正量，并且回正速度计算器424可以根据齿条速度计算用于驱动通过回正量计算器422计算的回正量的回正速度。
因此，回正扭矩计算器420可以通过比较当前齿条位置和目标位置值来生成误差值，并且计算用于回正的齿条位置。回正扭矩计算器420可以通过利用当前齿条速度和目标速度之间的差值调整极限值、位置或速度PI增益来计算回正过程中的齿条速度，并且平稳地调整回正转向感觉。
回正扭矩输出器430可以根据车辆速度和柱扭矩将增益施加至由回正扭矩计算器420计算的回正扭矩，并输出回正扭矩驱动值。
如在图2中示出的，回正扭矩输出器430可以将车辆速度增益施加至计算的回正扭矩，并输出回正扭矩驱动值。例如，回正扭矩输出器430在车辆速度处于预先设定的速度范围以内时可以施加增益“1”。就是说，在车辆速度是“0”时，不需要进行回正控制。因此，回正扭矩输出器430可以施加“0”的增益。然而，在车辆速度处于预先设定的速度范围以内时，回正扭矩输出器430可以施加“1”的增益以执行回正控制。此外，在车辆速度超过预先设定的速度范围的高速时段过程中，考虑到车辆的自对准特征，回正扭矩输出器430可以降低回正增益以防止过大的回正控制。
如在图3中示出的，回正扭矩输出器430可以将去耦增益施加至计算的回正扭矩。在回正扭矩等于或大于预先设定的扭矩时，回正扭矩输出器430可以确定驾驶员具有操纵方向盘的意图，并减少回正增益以降低由回正控制所引起的奇怪感觉。在回正扭矩小于预先设定的扭矩时，回正扭矩输出器430可以确定驾驶员没有操纵方向盘的意图，并增加回正增益。
存储器50可以存储由回正控制器40设定的空档驾驶状态中的目标位置值，使得目标位置值可以保留，即使发动机打开或关闭。因此，目标位置值可以直接应用，直至回正控制器40确定车辆的空档驾驶状态并更新目标位置值，从而使得能够提高回正稳定性。
如上所述，根据本发明的实施方式的MDPS的转向回正控制装置可以通过实时监控车辆的空档驾驶状态来校正用于回正控制的齿条行程的目标位置值，并使方向盘回正至车辆可以在空档状态下驾驶的空档位置，即使轮位对准扭曲或转向角传感器发生错误。因此，转向回正控制装置可以防止回正控制性能的劣化，并改善驾驶员的转向便利性。
图4是示出了根据本发明的实施方式的MDPS的转向回正控制方法的流程图。
如在图4中示出的，根据本发明的实施方式的MDPS的转向回正控制方法可以从这样的过程开始，即，回正控制器40分别从车辆速度传感器10、偏航速率传感器20和柱扭矩传感器30接收车辆速度、偏航速率值和柱扭矩，并确定车辆是否在空档状态下驾驶。
具体地，在步骤S10，回正控制器40可以确定从车辆速度传感器10输入的车辆速度是否超过参考车辆速度。
当在步骤S10确定车辆速度未超过参考车辆速度时，过程可返回至步骤S10。另一方面，当在步骤S10确定车辆速度超过参考车辆速度时，在步骤S20，回正控制器40可以确定从柱扭矩传感器30输入的柱扭矩的绝对值是否小于每个车辆速度的参考柱扭矩。
当在步骤S20确定柱扭矩不小于每个车辆速度的参考柱扭矩时，过程可以返回至步骤S10。另一方面，当在步骤S20确定柱扭矩小于每个车辆速度的参考柱扭矩时，在步骤S30，回正控制器40可以确定从偏航速率传感器20输入的偏航速率值是否小于参考偏航速率值。
当在步骤S30确定偏航速率值不小于参考偏航速率值时，过程可以返回至步骤S10。另一方面，当在步骤S30确定偏航速率值小于参考偏航速率值时，在步骤S40，回正控制器40可以累积空档状态停留时间。
在步骤S40累积空档状态停留时间之后，在步骤S50，回正控制器40可以确定空档状态停留时间是否超过空档状态确定参考时间。
当在步骤S50确定空档状态停留时间不超过空档状态确定参考时间时，回正控制器40可以返回至步骤S10，以便重复用于确定车辆是否在空档状态下驾驶的过程。
另一方面，当在步骤S50确定空档状态停留时间超过空档状态确定参考时间时，在步骤S60，回正控制器40可以确定车辆是否在空档状态下驾驶，基于从由电机编码器60输入的电机的旋转量计算当前齿条位置，将当前齿条位置设定为目标位置值，并将该目标位置值存储在存储器50中。
因此，当车辆在以下情况下驾驶时，即启动之后其车辆速度超过参考车辆速度，柱扭矩小于每个车辆速度的参考柱扭矩，偏航速率值小于参考偏航速率值，并且累积的空档状态停留时间超过空档状态确定参考时间，则回正控制器40可以确定车辆在空档状态下驾驶。这时，在柱扭矩小于每个车辆速度的参考柱扭矩时，即使施加了柱扭矩，空档状态也可以根据车辆的自对准来保持，这是因为柱扭矩小于车辆的自对准量。
在步骤S60设定并存储目标位置值之后，在步骤S70，回正控制器40可以基于在驾驶过程中输入的齿条位置和齿条速度计算使方向盘回正至空档状态的回正扭矩。
为了计算回正扭矩，回正控制器40可以从由电机编码器60输入的电机的旋转量计算齿条位置和齿条速度，并基于目标位置值和当前齿条位置之间的位差计算回正量。然后，回正控制器40可以根据齿条速度计算驱动所计算的回正量的回正速度，并基于计算的回正速度计算回正扭矩。
在步骤S70计算回正扭矩之后，在步骤S80，回正控制器40可以基于车辆速度和柱扭矩将增益施加至所计算的回正扭矩，并输出回正扭矩驱动值。
如在图2中示出的，回正控制器40可以将车辆速度增益施加至所计算的回正扭矩，并输出回正扭矩驱动值。例如，回正控制器40在车辆速度处于预先设定的速度范围以内时可以施加增益“1”。就是说，在车辆速度是“0”时，不需要进行回正控制。因此，回正控制器40可以施加“0”的增益。然而，在车辆速度处于预先设定的速度范围以内时，回正控制器40可以施加“1”的增益以执行回正控制。此外，在车辆速度超过预先设定的速度范围的高速时段过程中，考虑到车辆的自对准特征，回正控制器40可以降低回正增益以防止过大的回正控制。
如在图3中示出的，回正控制器40可以将去耦增益施加至所计算的回正扭矩。在回正扭矩等于或大于预先设定的扭矩时，回正控制器40可以确定驾驶员具有操纵方向盘的意图，并减少回正增益以降低由回正控制所引起的奇怪感觉。在回正扭矩小于预先设定的扭矩时，回正控制器40可以确定驾驶员没有操纵方向盘的意图，并增加回正增益。
如上所述，根据本发明的实施方式的MDPS的转向回正控制方法可以通过实时监控车辆的空档驾驶状态来校正用于回正控制的齿条行程的目标位置值，并使方向盘回正至车辆可以在空档状态驾驶的空档位置，即使轮位对准扭曲或转向角传感器发生错误。因此，转向回正控制方法可以防止回正控制性能的劣化，并改善驾驶员的转向便利性。
尽管出于说明性目的描述了本发明的优选实施方式，但本领域技术人员应理解，在不背离在所附权利要求中限定的本发明的范围和精神的前提下，可以进行各种变形、添加和替换。

Claims (12)

1.一种电机驱动的动力转向的转向回正控制装置，包括：
车辆速度传感器，被配置为检测车辆速度；
偏航速率传感器，被配置为感测车辆的倾斜状态，并输出偏航速率值；
柱扭矩传感器，被配置为检测施加至转向轴的柱扭矩；
电机编码器，被配置为检测驱动齿条杆的电机的旋转量；以及
回正控制器，被配置为分别从所述车辆速度传感器、所述偏航速率传感器和所述柱扭矩传感器接收所述车辆速度、所述偏航速率值和所述柱扭矩，确定所述车辆是否在空档驾驶状态下驾驶，从由所述电机编码器输入的所述电机的所述旋转量计算齿条位置和齿条速度，设定所述空档驾驶状态下的目标位置值，计算使方向盘回正至所述目标位置值的回正扭矩，根据所述车辆速度和所述柱扭矩调整增益，并输出回正扭矩驱动值。
2.根据权利要求1所述的转向回正控制装置，其中，所述回正控制器根据所述空档驾驶状态将所述目标位置值设定为从由所述电机编码器输入的所述电机的所述旋转量计算的所述齿条位置，基于所述目标位置值与当前齿条位置之间的位差计算回正量，根据所述齿条速度计算驱动所述回正量的回正速度，并计算所述回正扭矩。
3.根据权利要求2所述的转向回正控制装置，其中，所述回正控制器包括：
齿条位置计算器，被配置为从由所述电机编码器输入的所述电机的所述旋转量计算所述齿条位置；
齿条速度计算器，被配置为从由所述电机编码器输入的所述电机的所述旋转量计算所述齿条速度；
回正量计算器，被配置为基于所述目标位置值与所述当前齿条位置之间的所述位差计算所述回正量；以及
回正速度计算器，被配置为根据所述齿条速度计算用于驱动由所述回正量计算器计算的所述回正量的所述回正速度。
4.根据权利要求2所述的转向回正控制装置，其中，所述回正控制器将车辆速度增益和去耦增益施加至所述回正扭矩，并输出所述回正扭矩驱动值，其中，在所述车辆速度处于预先设定的速度范围内时所述车辆速度增益被输出为1的增益，并且所述去耦增益随着所述柱扭矩增加而从1的增益减少。
5.根据权利要求2所述的转向回正控制装置，其中，在所述车辆速度超过参考车辆速度、所述柱扭矩小于每个车辆速度的参考柱扭矩、所述偏航速率值小于参考偏航速率值、并且累积的空档状态停留时间超过空档状态确定参考时间时，所述回正控制器确定所述车辆在所述空档驾驶状态下驾驶。
6.根据权利要求1所述的转向回正控制装置，所述转向回正控制装置进一步包括存储器，所述存储器被配置为存储由所述回正控制器设定的所述空档驾驶状态下的所述目标位置值。
7.一种电机驱动的动力转向的转向回正控制方法，包括：
通过回正控制器分别从车辆速度传感器、偏航速率传感器和柱扭矩传感器接收车辆速度、偏航速率值和柱扭矩，并确定车辆是否在空档状态下驾驶；
在确定所述车辆在所述空档状态下驾驶时通过所述回正控制器将当前齿条位置设定为目标位置值；
根据齿条位置和齿条速度通过所述回正控制器计算使方向盘回正至所述目标位置值的回正扭矩；以及
基于所述车辆速度和所述柱扭矩通过所述回正控制器将增益施用至所计算的回正扭矩，并输出回正扭矩驱动值。
8.根据权利要求7所述的转向回正控制方法，其中，确定所述车辆是否在所述空档状态下驾驶的步骤包括：
通过所述回正控制器确定所述车辆速度是否超过参考车辆速度；
在所述车辆速度超过所述参考车辆速度时通过所述回正控制器确定所述柱扭矩是否小于每个车辆速度的参考柱扭矩；
在所述柱扭矩小于每个车辆速度的所述参考柱扭矩时通过所述回正控制器确定所述偏航速率值是否小于参考偏航速率值；
在所述偏航速率值小于所述参考偏航速率值时通过所述回正控制器累积空档状态停留时间；以及
在所述空档状态停留时间超过空档状态确定参考时间时通过所述回正控制器确定所述车辆在所述空档状态下驾驶。
9.根据权利要求7所述的转向回正控制方法，其中，将所述当前齿条位置设定为所述目标位置值的步骤包括通过所述回正控制器将所述目标位置值存储在存储器中。
10.根据权利要求7所述的转向回正控制方法，其中，计算所述回正扭矩的步骤包括通过所述回正控制器从由电机编码器输入的电机的旋转量计算所述齿条位置和所述齿条速度。
11.根据权利要求7所述的转向回正控制方法，其中，计算所述回正扭矩的步骤包括：
基于所述目标位置值与所述当前齿条位置之间的位差通过所述回正控制器计算回正量；
根据所述齿条速度通过所述回正控制器计算驱动所述回正量的回正速度；以及
根据所计算的回正速度通过所述回正控制器计算所述回正扭矩。
12.根据权利要求7所述的转向回正控制方法，其中，在所述回正扭矩驱动值的输出中，所述回正控制器将车辆速度增益和去耦增益施加至所述回正扭矩，并输出所述回正扭矩驱动值，其中，在所述车辆速度处于预先设定的速度范围内时所述车辆速度增益被输出为1的增益，并且所述去耦增益随着所述柱扭矩增加而从1的增益减少。
CN201711465997.8A 2017-01-02 2017-12-28 电机驱动的动力转向的转向回正控制装置和方法 Active CN108263469B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2017-0000474 2017-01-02
KR1020170000474A KR102557830B1 (ko) 2017-01-02 2017-01-02 전동식 동력 조향장치의 조향복원 제어장치 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108263469A true CN108263469A (zh) 2018-07-10
CN108263469B CN108263469B (zh) 2020-09-04

Family

ID=62708774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711465997.8A Active CN108263469B (zh) 2017-01-02 2017-12-28 电机驱动的动力转向的转向回正控制装置和方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10214234B2 (zh)
KR (1) KR102557830B1 (zh)
CN (1) CN108263469B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109733477A (zh) * 2019-01-22 2019-05-10 北京汽车股份有限公司 电动转向系统的中位检测方法、系统及车辆
CN110155161A (zh) * 2019-05-29 2019-08-23 吉林大学 一种线性转向汽车到的方向盘主动回正控制方法
CN110733562A (zh) * 2018-07-20 2020-01-31 株式会社万都 用于控制线控转向系统的设备和方法
CN113928407A (zh) * 2020-06-29 2022-01-14 北京新能源汽车股份有限公司 一种输出扭矩的确定方法及装置
CN114104092A (zh) * 2020-08-25 2022-03-01 现代摩比斯株式会社 控制自动驾驶车辆转向的装置及方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017220929B4 (de) * 2017-11-23 2020-02-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems und Lenksystem
KR102585751B1 (ko) * 2018-09-17 2023-10-11 현대자동차주식회사 Sbw시스템의 랙포스 추정방법
KR20200046792A (ko) 2018-10-25 2020-05-07 현대자동차주식회사 Mdps 제어 방법
KR102621533B1 (ko) 2018-11-26 2024-01-05 현대자동차주식회사 차량 조향 시스템의 제어 장치 및 제어 방법
KR102634244B1 (ko) * 2019-06-11 2024-02-07 현대모비스 주식회사 전동식 조향장치에서의 컬럼토크 추정 장치 및 그 방법
KR102314349B1 (ko) 2020-05-12 2021-10-19 현대모비스 주식회사 스티어 바이 와이어 시스템 제어 장치 및 방법
DE102020208261B4 (de) 2020-07-01 2022-04-21 Volkswagen Aktiengesellschaft Endanschlags-Rückstellfunktion für eine Fahrzeuglenkung
CN114348112B (zh) * 2021-12-27 2022-11-22 博世华域转向系统有限公司 一种适用于半自动驾驶场景的汽车转向控制方法
GB2618544A (en) * 2022-05-09 2023-11-15 Jaguar Land Rover Ltd Control system for a steering system of a vehicle

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101566511A (zh) * 2008-04-25 2009-10-28 福特全球技术公司 用于轮胎侧偏力估计和监测的系统和方法
US20150166100A1 (en) * 2013-12-17 2015-06-18 Hyundai Motor Company Steering angular velocity control apparatus for power steering system and method thereof
US20150266501A1 (en) * 2014-03-20 2015-09-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steering control device and steering system
US20150375776A1 (en) * 2014-06-25 2015-12-31 Mando Corporation Electric power steering system and method for processing fail-safe of electronic control unit
CN105774898A (zh) * 2016-03-24 2016-07-20 奇瑞汽车股份有限公司 电动助力转向系统
CN105980240A (zh) * 2014-02-04 2016-09-28 Ｋｙｂ株式会社 电动动力转向装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3817923B2 (ja) * 1998-09-11 2006-09-06 トヨタ自動車株式会社 操舵制御装置
JP2006036142A (ja) * 2004-07-29 2006-02-09 Showa Corp 電動パワーステアリング装置
JP4314489B2 (ja) * 2005-09-16 2009-08-19 トヨタ自動車株式会社 車両の操舵装置
JP4796869B2 (ja) * 2006-03-03 2011-10-19 日立オートモティブシステムズ株式会社 パワーステアリング装置
JP4871760B2 (ja) * 2007-02-28 2012-02-08 日立建機株式会社 油圧駆動車両の原動機回転数制御装置
DE102009028175A1 (de) * 2009-02-27 2010-09-02 Deere & Company, Moline Selbstfahrende Erntemaschine
KR101022547B1 (ko) 2009-04-17 2011-03-16 현대모비스 주식회사 전동 조향 장치의 조향 복원 방법
KR20100130680A (ko) * 2009-06-04 2010-12-14 금호타이어 주식회사 Ａｆｓ 시스템을 사용한 차량의 쏠림방지장치
KR101326831B1 (ko) * 2011-11-15 2013-11-11 기아자동차주식회사 전동식 파워 스티어링 시스템
US9783227B2 (en) * 2013-03-18 2017-10-10 Honda Motor Co., Ltd. Vehicle steering device
KR102054138B1 (ko) * 2013-06-28 2019-12-10 현대모비스 주식회사 전동식 동력 조향장치의 조향복원 제어장치 및 그 방법
KR102135728B1 (ko) 2014-06-10 2020-07-21 현대모비스 주식회사 Ｍｄｐｓ의 조향 복원력 보상 제어 장치 및 방법
EP3178724B1 (en) * 2015-12-08 2018-10-24 Volvo Car Corporation Vehicle steering arrangement, autonomous vehicle steering arrangement, a vehicle, and a method of steering a vehicle

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101566511A (zh) * 2008-04-25 2009-10-28 福特全球技术公司 用于轮胎侧偏力估计和监测的系统和方法
US20150166100A1 (en) * 2013-12-17 2015-06-18 Hyundai Motor Company Steering angular velocity control apparatus for power steering system and method thereof
CN105980240A (zh) * 2014-02-04 2016-09-28 Ｋｙｂ株式会社 电动动力转向装置
US20150266501A1 (en) * 2014-03-20 2015-09-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steering control device and steering system
US20150375776A1 (en) * 2014-06-25 2015-12-31 Mando Corporation Electric power steering system and method for processing fail-safe of electronic control unit
CN105774898A (zh) * 2016-03-24 2016-07-20 奇瑞汽车股份有限公司 电动助力转向系统

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110733562A (zh) * 2018-07-20 2020-01-31 株式会社万都 用于控制线控转向系统的设备和方法
CN109733477A (zh) * 2019-01-22 2019-05-10 北京汽车股份有限公司 电动转向系统的中位检测方法、系统及车辆
CN110155161A (zh) * 2019-05-29 2019-08-23 吉林大学 一种线性转向汽车到的方向盘主动回正控制方法
CN110155161B (zh) * 2019-05-29 2023-05-16 吉林大学 一种线性转向汽车的方向盘主动回正控制方法
CN113928407A (zh) * 2020-06-29 2022-01-14 北京新能源汽车股份有限公司 一种输出扭矩的确定方法及装置
CN113928407B (zh) * 2020-06-29 2022-12-06 北京新能源汽车股份有限公司 一种输出扭矩的确定方法及装置
CN114104092A (zh) * 2020-08-25 2022-03-01 现代摩比斯株式会社 控制自动驾驶车辆转向的装置及方法
CN114104092B (zh) * 2020-08-25 2023-08-22 现代摩比斯株式会社 控制自动驾驶车辆转向的装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108263469B (zh) 2020-09-04
KR20180080401A (ko) 2018-07-12
US20180186399A1 (en) 2018-07-05
KR102557830B1 (ko) 2023-07-24
US10214234B2 (en) 2019-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108263469A (zh) 电机驱动的动力转向的转向回正控制装置和方法
CN101772448B (zh) 车辆转向控制装置和方法
US8352125B2 (en) Determination of a force acting on a steering mechanism
CN101016059B (zh) 汽车转向系统
US20060089770A1 (en) Steering control apparatus
CN103171616B (zh) 电动助力转向系统及用于检验该系统的转向角的方法
CN112026912B (zh) 一种自动驾驶转向角度检测方法及电子设备
US10370026B2 (en) Method and apparatus for controlling motor driven power steering system
KR20170109727A (ko) 전동식 조향 장치의 토크 보상 장치와 방법
US8731776B2 (en) Motor vehicle electric power assisted steering system
US9545946B2 (en) Steering systems and methods for supporting the straight running of a vehicle
US7681463B2 (en) Power steering system for providing an enhanced indication of road conditions or road information to the driver
US7239972B2 (en) Method for setting, in a motor vehicle electrical power steering system, the power steering torque set point
CN108082275B (zh) 电动转向系统
US9688303B1 (en) System and method for detecting failure of a steering angle sensor
US8086372B2 (en) Steering support device
JP4545054B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
KR102145198B1 (ko) 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 장치 및 방법
KR101904712B1 (ko) 조향시스템의 고장 감지장치 및 방법
KR102585082B1 (ko) 전동식 파워 스티어링 시스템의 걸림감 보상 장치 및 방법
US8509995B2 (en) Power steering device
CN113443001B (zh) 提高蜗轮耐久性的可变行程停止件
CN111688796B (zh) 一种基于相对位置角度的主动回正控制方法
JP4202357B2 (ja) 車両用操舵装置
CN113276938A (zh) Eps扭矩传感器零位扭矩偏差自学习及纠正方法、系统及车辆

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant