CN109421792A - 用于解决车辆电源问题的eps控制设备及方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于解决车辆电源问题的EPS控制设备及方法，其确定辅助转矩量并估计可用辅助量，以便在电源出现故障时防止与车辆驾驶和驾驶员安全相关的问题发生。因此，本公开提供了一种效果，其中驾驶员可根据他或她的决定采取各种措施而不是迅速将车辆移动到安全区域。

Description

用于解决车辆电源问题的EPS控制设备及方法

技术领域

本公开涉及一种用于EPS控制的设备和方法，并且更具体地讲，涉及一种用于EPS控制的设备和方法，该设备和方法确定辅助转矩量并估计可用辅助量，以避免在电源发生故障时可能与车辆驾驶和驾驶员安全有关的问题发生。

背景技术

近来，为车辆提供了更多的电子功能，因此，各种电子装置安装在车辆中以供使用。

安装在车辆中的电子装置可包括：用于控制发动机的电子装置，用于控制动力传输装置的电子装置，用于控制制动装置的电子装置，用于控制悬架装置的电子装置，用于控制转向装置的电子装置，用于控制仪表的电子装置，用于信息通信控制的电子装置，电源/线束电子装置等。

为了控制上述电子装置，车辆通常配备有电子控制单元(以下称为“ECU”)，接收由各种输入传感器产生的电信号并输出用于驱动输出部分中的各种制动器的数字控制信号。

电动助力转向(以下称为“EPS”)系统根据车辆的速度利用ECU增加或消除方向盘的操作力，以通过根据电动机的驱动来调节辅助转矩量来辅助驾驶员操作方向盘。基于安装在方向盘或转向轴上的旋转角度传感器(转向角传感器)的信息以及诸如车辆速度等的速度和信息，ECU计算最佳力并向电动机提供指令。

EPS系统便于转向，并且比液压转向系统具有更少的动力损失，从而避免了里程数的降低。然而，与使用液压动力作为转向动力源的车辆(尤其是柴油发动机车辆)不同，其中诸如交流发电机的故障对车辆的转向几乎没有影响，具有利用电流作为动力源的EPS的车辆可能在发生与动力相关的故障时引起车辆驾驶和驾驶员安全性的问题。

目前，应对诸如电池或交流发电机之类的电源问题的发生的方法仅仅是打开警告灯，以允许驾驶员识别问题。因此，由于驾驶员(或车辆控制单元)(下文中，驾驶员包含车辆控制单元)不知道车辆的转向可持续多长时间，当车辆发生故障时，驾驶员必须迅速将车辆移动到安全区域，即使车辆仍可操作，也必须等待维修服务。

发明内容

为了解决上述问题，本公开提供了一种用于EPS控制的设备和方法，其在电源发生故障时支持驾驶员识别故障并预测可进行转向的时间，从而响应于此采取相关行动。

为了解决上述问题，实施例提供了一种电动助力转向(EPS)控制设备，该电动助力转向控制设备可包括：电源问题确定器，该电源问题确定器被配置为利用输入到电动机的电力的电压来确定是否已经发生电源问题；控制器，该控制器被配置为，若确定已经发生电源问题，则在维持正常辅助转矩量达预定参考时间之后利用电压确定辅助转矩量，并被配置为，若电压落在预定的辅助估计区域内，估计可用辅助量；以及输出控制器，该输出控制器被配置为执行控制，以使包括可用辅助量的输出指示信息通过外部输出装置输出。

另一实施例提供了一种用于EPS控制的方法，该方法可包括：利用输入到电动机的电力的电压来确定是否已经发生电源问题；若确定已经发生电源问题，则在维持正常辅助转矩量达预定参考时间之后利用电压确定辅助转矩量，并且若电压落在预定的辅助估计区域内，则估计可用辅助量；并且执行控制以使包括可用辅助量的输出指示信息通过外部输出装置输出。

本公开给出了一种效果，其中驾驶员可根据驾驶员的决定采取各种动作而无需立即将车辆移动到安全区域。

附图说明

根据以下结合附图进行的详细描述，本公开的以上和其它方面、特征和优点将变得更明显，在附图中：

图1是示出仅与本公开相关的组件的示意性框图；

图2是用于说明根据本公开的实施例的根据输入到电动机和辅助估计区域的电力的电压来确定辅助转矩量的过程的图；

图3是根据本公开实施例的EPS车辆控制方法的流程图；以及

图4是示出根据本公开的实施例的用于在发生电源问题时执行辅助转矩量的确定和可用辅助量的估计的详细过程的流程图。

具体实施方式

以下将参考附图详细描述本公开的实施方式。在下面的描述中，尽管相同的部件在不同的附图中示出，相同的元件将由相同的附图标记表示。此外，在以下对本公开的描述中，当确定该描述可能使本公开的主题更加不明确时，将省略对本文所包含的已知功能和配置的详细描述。

另外，当描述本公开的组件时，可以使用诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)之类的术语。这些术语仅用于区分一结构个元件和另一个结构元件，而不限制相应结构元件的本质、序列、顺序等。应该注意的是，当一个组件被描述为“连接”、“联接”或“结合”到另一个组件时，尽管该组件可直接“连接”、“联接”或“结合”到另一个组件，但是也可能存在另一个组件“连接”、“联接”或“结合”在这两个组件之间

用于驱动EPS的动力通常由交流发电机提供。交流发电机连接到发动机的曲轴，从而在车辆行驶时连续地给电池充电。

若交流发电机出现故障，则EPS仅使用已存储在电池中的电力作为电源。即使交流发电机没有故障，若从交流发电机到EPS的连接存在问题，EPS也会使用电池电力作为电源。

在这种情况下，电池在车辆运行时快速放电，当电池放电时，电力将无法再供应至EPS，从而停止EPS的运行。然后驾驶员进入他/她无法控制车辆的状态。

因此，若驾驶员识别出电源发生故障，则必须立即将车辆移动到安全区域。此时，即使在电源中发生故障，车辆的电池也可以在预定的时间段内保证供电。这是因为若电池放电到在预定时间段内不能保证电源的程度，则车辆在初始启动阶段将不能正常操作。因此，若驾驶员在预定时间段内将车辆移动到安全区域，则他/她能避免车辆失控的危险情况。

因此，本公开提供了一种用于EPS控制的设备和方法，其在电源发生故障时支持驾驶员识别故障并响应于此采取相关动作。

以下将参考附图详细描述本公开。

图1是示出仅与本公开相关的组件的示意框图。

参照图1，用于EPS控制的设备可包括电源问题确定器100、控制器110和输出控制器120。

电源问题确定器100利用输入到电动机的电力的电压来确定是否发生电源问题。输入到电动机的电力的电压可由单独的传感器或检测器识别，并且能够以预定的周期或模式更新。在下文中，在本公开的描述中提到的电压表示输入到电动机的电力的电压。

例如，若上述电压等于或小于预定的特定参考值，则电源问题确定器100可确定已经发生电源问题。当确定电源问题已经发生时，电源问题确定器100可向控制器110给出电源问题发生的通知。

在从电源问题确定器100接收到发生电源问题的通知之后，控制器110可将正常辅助转矩量维持预定的参考时间。正常的辅助转矩量是指EPS辅助转矩量，它在没有电源问题时确定的。可根据车辆速度或由转向转矩传感器检测的信号值来确定正常的辅助转矩量。

在发生电源问题时，维持正常辅助转矩量达参考时间而不立即通过控制器110调节辅助转矩量是为了避免在识别出电源问题后将车辆移动到安全区域或紧急停车区域的过程中由于辅助转矩量的突然变化而导致驾驶员无法根据他/她的意图来控制车辆的情况。这是因为即使如上所述发生电源问题，由于电池的操作保证了预定的参考时间，即使控制器110保持正常的辅助转矩量，车辆也不会具有其他问题。

若距电源问题发生已经过了参考时间，则控制器110可利用电压来确定辅助转矩量。

而且，若电压落在预定辅助估计区域内，则控制器110可估计可用辅助量。可用辅助量是指示车辆在当前动力状态下可提供多长时间或多少辅助的信息，并且不必与辅助转矩量相同。

例如，可用辅助量可以是指示在发生电源问题之后车辆能够产生辅助转矩多长时间的时间信息。作为另一示例，可用辅助量也可以是指示与正常辅助转矩量相比可产生的辅助转矩的比率的信息。

然后，控制器110可将关于估计的可用辅助量的信息发送到输出控制器120。

输出控制器120可执行控制，以使通过外部输出装置输出包括从控制器110接收的可用辅助量的输出指示信息。即使在自动驾驶车辆的情况下，驾驶员也必须识别出电源问题的发生。因此，需要通过外部输出装置输出所述输出指示信息。此外，由于在不能保证电子装置的正常操作的紧急情况下人类可比机器更有效地做出决定，因此需要通过外部输出装置输出所述输出指示信息。

例如输出指示信息可表示可用辅助量的句子信息。作为另一示例，输出指示信息可以是用于通知可用辅助量或特定模式的警报声的语言的语音消息。

外部输出装置可以是安装在车辆中的显示装置。或者，外部输出装置也可以是用于输出声音的扬声器。

图2是用于说明根据本公开的实施例的根据输入到电动机和辅助估计区域的电力的电压来确定辅助转矩量的过程的图。

参照图2，控制器110可根据多个预定辅助转矩量确定部分来不同地确定辅助转矩量。可提供多个预定辅助转矩量确定部分是因为，若基于取决于电压的单个标准线性地确定辅助转矩量，则难以确定符合该情况的辅助转矩量。辅助转矩量可与特定部分中的电压成正比地变化，或者辅助转矩量可与一些部分中的电压的指数值或对数值成正比地变化。此外，EPS需要在另一部分中为车辆控制提供特定水平的辅助转矩量。因此，电压和辅助转矩量之间的关系可根据部分通过不同的标准确定，并且整体上可具有非线性形式。

例如，若输入到电动机的功率的电压落在预定的第一部分或第三部分内，则控制器110可与电压成正比地确定辅助转矩量。在这种情况下，第三部分的电压等于或小于第一部分的电压。

作为另一示例，若输入到电动机的功率的电压落在第一部分或第三部分内，则控制器110可与电压的指数值或对数值成正比地确定辅助转矩量。

另外，若电压落在预定的第二部分内，则控制器110可将辅助转矩量确定为固定的第一辅助转矩量。在这种情况下，第二部分的电压等于或小于第一部分的电压，并且等于或大于第三部分的电压。

第二部分可以是紧急停车部分。若电压对应于紧急停车部分，则很可能很快就停止向车辆的电子装置供电。因此，驾驶员必须将车辆停放在路肩或安全区域以确保安全。此时，若EPS保持固定的第一辅助转矩量，则驾驶员可容易地将车辆移动到紧急停车区域。

若电压下降到低于第三部分的最小值，则辅助转矩量被确定为零，因为控制器110不再能够保持辅助转矩量。

同时，可根据配备有本公开中描述的EPS控制设备的车辆的速度和横向加速度来调节正常辅助转矩量和第一辅助转矩量。

例如，若配备有本公开中描述的EPS控制设备的车辆的速度增加，则即使驾驶员稍微旋转方向盘，车辆的实际转向的变化也变大。因此，若提供的辅助转矩等于车辆处于低速或停止状态时的辅助转矩，则可根据驾驶员的意图不同地确定车辆的转向。因此，随着车速增加，由EPS提供的辅助转矩的大小与其成反比地减小。

因此，为了减小总辅助转矩，控制器110可与车速成反比地调节上述正常辅助转矩量和第一辅助转矩量。当正常辅助转矩量和第一辅助转矩量减小时，第一部分或第三部分中的辅助转矩量也可与车速成反比地调节。

同时，与车辆在直线路线上行驶时相比，当配备有根据本公开的EPS控制设备的车辆在急转弯行驶时，驾驶员需要在发生电源问题时快速将车辆转向。当驾驶员在车辆以直线行驶时执行制动时，车辆可容易地从危险情况中脱离。然而，当车辆在急转弯行驶时，即使驾驶员进行制动，车辆也可能偏离指定车道。因此，随着施加到车辆的横向加速度的大小增加(即，当车辆在急转弯移动时)，辅助转矩的大小与其成正比地增加，以允许驾驶员快速将车辆转向。

因此，为了增加总辅助转矩，控制器110可与横向加速度成正比地调节正常辅助转矩量和第一辅助转矩量。当正常辅助转矩量和第一辅助转矩量增加时，也可与横向加速度成正比地调节第一部分或第三部分中的辅助转矩量。然而，在上述两个示例中，正常辅助转矩量和第一辅助转矩量不会根据输入到电动机的电力的电压而变化。也就是说，即使输入到电动机的电力的电压改变，由车速或横向加速度确定的正常辅助转矩量和第一辅助转矩量也是固定的。

若电压落在预定辅助估计区域内，则控制器110可估计可用辅助量。例如，辅助估计区域可以是通过对第一部分和第二部分求和而获得的区域，范围为从电源问题发生的时间到紧急停车区的最小值。在这种情况下，估计可用辅助量的方法不同于根据电压确定辅助转矩量的方法，并且这些方法不需要彼此相关或相同。

若电压小于辅助估计区域，则控制器110可将可用辅助量设置为预定的最小可用辅助量。最小可用辅助量可表示为固定时间或百分比，并且可为零。

例如，可用辅助量可通过下面的等式1确定。

[式1]

若((第三参考值)<(电源电压))

((电源电压)-第三参考值))/((第一参考值)-(第三参考值))*100[％]

否则

0[％]

在以上示例中，第三参考值是辅助估计区域的最小值，并且第一参考值是辅助估计区域的最大值。若输入到电动机的电力的电压超过第三参考值，则可用辅助量可确定为与电压成正比。若输入到电动机的电力的电压等于或小于第三参考值，则可将可用辅助量确定为最小可用辅助量0％。

作为用于确定可用辅助量的方法的另一示例，若输入到电动机的功率的电压落在辅助估计区域内，则可确定与电压的指数值或对数值成正比的可用辅助量。

作为用于确定可用辅助量的方法的另一示例，可根据多个预定可用辅助量部分来不同地确定可用辅助量。

若可用辅助量设置为最小可用辅助量，则将很快停止向车辆的各种装置供电。因此，有必要为驾驶员提供单独的警告信息，以便驾驶员能够识别并采取紧急行动。

警告信息的一个示例可以是表明可用辅助量为0％的信息。提供警告信息的另一个例子可以是警告声或红灯的周期性闪烁。

图3是根据本公开实施例的车辆控制方法的流程图。

在下文中，将描述根据图2中所示的内容执行上述方法的示例。

参照图3，EPS车辆控制方法可包括电源问题发生确定步骤，该步骤基于输入到电动机的电力的电压信息确定是否已经发生电源问题(S310)。例如，若在上述确定步骤中输入到电动机的电力的电压等于或小于预定参考值，则可确定已经发生电源问题。

若确定已经发生电源问题，则EPS车辆控制方法可包括将正常辅助转矩量维持预定参考时间，利用该电压确定辅助转矩量的控制步骤，若电压落在预定辅助估计区域内，则估计可用辅助量(S320)。

在这种情况下，在上述控制步骤中，可根据多个预定辅助转矩量确定部分来确定辅助转矩量。例如，若电压落在预定的第一部分或第三部分内，则可确定与电压成正比的辅助转矩量，其中第三部分的电压可等于或小于第一部分的电压。另外，若电压落在预定的第二部分内，则可将辅助转矩量确定为固定的第一辅助转矩量，其中第二部分的电压可等于或小于第一部分的电压并且等于或大于第三部分的电压。

若在控制步骤中电压等于或小于预定辅助估计区域，则可将可用辅助量设置为预定的最小可用辅助量。

另外，可通过控制步骤中的车辆速度和横向加速度来调节正常辅助转矩量和第一辅助转矩量。如图2所示，例如，正常辅助转矩量和第一辅助转矩量可与车辆速度成反比地调节。作为另一示例，可与横向加速度成正比地调节正常辅助转矩量和第一辅助转矩量。

EPS车辆控制方法可包括执行控制的输出控制步骤，使得通过外部输出装置输出包括在控制步骤中估计的可用辅助量的输出指示信息(S330)。若可用辅助量是最小可用辅助量，则可在输出指示信息中包括单独的警告信息。

图4是示出根据本公开的实施例的用于在发生电源问题时执行辅助转矩量的确定和可用辅助量的估计的详细过程的流程图。

在下文中，将描述根据图2中所示的内容执行上述方法的示例。

参照图4，EPS车辆控制方法可包括基于输入到电动机的电力的电压信息来确定是否已经发生电源问题的步骤(S410)。例如，若在确定步骤中输入到电动机的电力的电压等于或小于预定参考值，则可确定已经发生电源问题。

若确定已经发生电源问题，则EPS车辆控制方法可包括将正常辅助转矩量维持预定参考时间，利用该电压确定辅助转矩量的控制步骤，若电压落在预定辅助估计区域内，则估计可用辅助量。在下文中，将描述控制步骤的细节。

若确定已经发生电源问题，则用于EPS控制的方法可包括确定自电源问题发生是否已经过了参考时间的步骤(S420)。参考时间是预定值，并且即使发生了电源问题，电池也可确保参考时间内的正常电力供应。

若还没有过参考时间，则用于EPS控制的方法可包括维持正常辅助转矩量、通知驾驶员发生电源问题以及估计可用辅助量的步骤(S430)。当驾驶员识别出电源问题的发生时，他或她可采取措施将车辆移动到安全区域。在这种情况下，EPS控制的方法可允许维持正常辅助转矩量，以便驾驶员将车辆正常地移动到安全区域。若输入到电动机的电力的电压落在预定辅助估计区域内，则可估计可用辅助量。

若从发生电源问题起已经过了参考时间，则输入到电动机的电力的电压可包括在预定的第一部分中。另外，第一部分也可包括在预定辅助估计区域中。因此，用于EPS控制的方法可与电压成正比地确定辅助转矩量，并且可估计可用辅助量(S440)。

接下来，用于EPS控制的方法可包括确定输入到电动机的电压是否落入第二部分内的步骤(S450)。若由于电源问题的继续而使输入到电动机的电压从第一部分落在第二部分，则车辆必须立即移动到安全区域以进行紧急停车。第二部分也包括在预定辅助估计区域中。因此，用于EPS控制的方法可包括维持固定的第一辅助转矩量的步骤，以使驾驶员可将车辆移动到安全区域并估计可用辅助量(S460)。

随后，用于EPS控制的方法可包括确定输入到电动机的电压是否落入第三部分的步骤(S470)。若由于电源问题的继续而使输入到电动机的电压从第二部分落在第三部分，则EPS的电源将很快关闭。因此，必须继续提供辅助转矩，以便驾驶员根据他或她的意图进行转向。尽管第三部分不包括在预定辅助估计区域中，但由于车辆当前处于车辆将很快失控的情况，因此驾驶员需要识别当前车辆情况存在的风险。因此，用于EPS控制的方法可包括与电压成正比地确定辅助转矩量的步骤，并且单独警告驾驶员指示可用辅助量是预定的最小可用辅助量的信息(S480)。

另外，EPS控制的方法可包括确定输入到电动机的电压是否小于第三部分的步骤(S490)。若由于电源问题的继续而使输入到电动机的电压落在第三部分以下，则EPS不再产生辅助转矩。在这种情况下，终止EPS控制的方法。

即使上面已经描述了本公开的实施例的所有组件被连接为单个单元或被连接以作为单个单元操作，但是本公开不限于此类实施例。也就是说，在不脱离本公开的范围的情况下，可选择性地连接和操作所有结构组件中的至少两个组件。

尽管已经出于说明性目的描述了本公开的实施例，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可进行各种修改、添加和替换。因此，不是为了限制而描述本公开的示例性方面。本公开的范围应基于所附权利要求进行解释，在权利要求书的范围内包含的所有技术概念都属于本公开。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年8月22日提交的韩国专利申请第10-2017-0105872号的优先权，其整体通过引用并入本文。

Claims (14)

1.一种用于电动助力转向EPS控制的设备，所述设备包括：

电源问题确定器，该电源问题确定器被配置为利用输入到电动机的电力的电压来确定是否已经发生电源问题；

控制器，该控制器被配置为，如果确定已经发生电源问题，则在将正常辅助转矩量保持预定的参考时间之后利用所述电压确定辅助转矩量，并且所述控制器被配置为，如果所述电压落在预定的辅助估计区域内，则估计可用辅助量；以及

输出控制器，该输出控制器被配置为执行控制，使得包括所述可用辅助量的输出指示信息通过外部输出装置输出。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器被配置为根据多个预定辅助转矩量确定部分来确定所述辅助转矩量。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述控制器被配置为：如果所述电压落在预定的第一部分或第三部分内，则与所述电压成正比地确定所述辅助转矩量，并且其中，所述第三部分的电压等于或小于所述第一部分的电压。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述控制器被配置为：如果所述电压落在预定的第二部分内，则将固定的第一辅助转矩量确定为所述辅助转矩量，并且其中，所述第二部分的电压等于或小于所述第一部分的电压并且等于或大于所述第三部分的电压。

5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述控制器被配置为与车速成反比地调节所述正常辅助转矩量和所述第一辅助转矩量。

6.根据权利要求4所述的设备，其中，所述控制器被配置为与横向加速度成正比地调节所述正常辅助转矩量和所述第一辅助转矩量。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器被配置为：如果所述电压小于所述辅助估计区域，则将所述可用辅助量设置为预定的最小可用辅助量。

8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述输出控制器被配置为：如果所述可用辅助量是所述最小可用辅助量，则在所述输出指示信息中包括警告信息。

9.一种用于EPS控制的方法，该方法包括以下步骤：

利用输入到电动机的电力的电压来确定是否已经发生电源问题；

如果确定已经发生电源问题，则在将正常辅助转矩量保持预定的参考时间之后利用所述电压确定辅助转矩量，并且如果所述电压落在预定的辅助估计区域内，则估计可用辅助量；以及

执行控制，使得包括所述可用辅助量的输出指示信息通过外部输出装置输出。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述执行控制的步骤包括根据多个预定辅助转矩量确定部分来确定所述辅助转矩量。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述执行控制的步骤包括：如果所述电压落在预定的第一部分或第三部分内，则与所述电压成正比地确定所述辅助转矩量，并且其中，所述第三部分的电压等于或小于所述第一部分的电压。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述执行控制的步骤包括：如果所述电压落在预定的第二部分内，则将固定的第一辅助转矩量确定为所述辅助转矩量，并且其中，所述第二部分的电压等于或小于所述第一部分的电压并且等于或大于所述第三部分的电压。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述执行控制的步骤包括：如果所述电压等于或小于所述辅助估计区域，则将所述可用辅助量设置为预定的最小可用辅助量。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述输出步骤包括：如果所述可用辅助量是所述最小可用辅助量，则在所述输出指示信息中包括单独的警告信息。