CN113928409A - 用于控制电动机驱动动力转向系统的装置和方法 - Google Patents

Abstract

提供了用于控制电动机驱动动力转向系统的装置和方法。所述装置可以包括：MDPS基本逻辑单元，被配置为确定在车辆的手动驾驶模式下的第一辅助命令电流；自动驾驶转向控制单元，被配置为确定自动驾驶模式下的第二辅助命令电流；滤波单元，被配置为滤波所述柱扭矩，从而去除噪声扭矩；以及控制单元，被配置为根据是否满足预定义的突然转向条件，控制是否激活所述滤波单元，基于选择性滤波的柱扭矩，判断驾驶员的转向干预，通过将权重施加到所述第一和第二辅助命令电流，确定最终辅助命令电流，以及控制从自动驾驶模式到手动驾驶模式的切换。

Description

用于控制电动机驱动动力转向系统的装置和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年7月13日提交的韩国专利申请No.10-2020-0086020的优先权和利益，出于所有目的，通过引用将其结合于此，如同在本文中阐述一样。

技术领域

本公开的示例性实施例涉及用于控制电动机驱动动力转向系统的装置和方法，更具体地，涉及这样的用于控制电动机驱动动力转向系统的装置和方法，该装置和方法考虑到车辆的自动驾驶模式和手动驾驶模式来控制MDPS电动机。

背景技术

车辆的动力转向是基于动力的转向设备，并且用于辅助驾驶员操作方向盘。这种动力转向主要使用液压，但近年来，使用电动机动力的电动机驱动动力转向(MDPS)系统的使用正在增加。这是因为与现有的液压动力转向系统相比，MDPS系统具有轻便、占用空间小、不需要换油等优点。

MDPS系统通过测量输入到方向盘的驾驶员的转向扭矩的扭矩传感器、测量方向盘的转向角或转向角速度的转向角传感器、测量车辆速度的车辆速度传感器等来判断车辆行驶状况，并根据当驾驶员转向方向盘时施加到转向轴的转向扭矩通过电动机提供辅助扭矩。

另一方面，自动驾驶车辆在自动驾驶模式下通过自动驾驶模块(相机传感器、雷达传感器、LiDAR传感器等)识别车辆行驶的道路环境，并确定操作MDPS系统所需的命令转向角和命令扭矩，从而控制应用于自动驾驶车辆的MDPS系统的操作。

此时，可能会出现自动驾驶模块突然发生故障、紧急避险驾驶需要手动转向等需要驾驶员根据其意愿转向方向盘的情况。在这种情况下，当转向扭矩在预定时间内保持在预定水平或更高时，现有技术中的MDPS系统已经操作为通过判断驾驶员的转向干预已经发生来取消自动驾驶模式。然而，现有技术中用于判断驾驶员转向干预的方法具有局限性，即，需要无条件地保持预定时间，而不管驾驶员施加的转向扭矩如何。因此，该方法具有的局限性在于，在突然转向期间无法快速取消自动驾驶模式并且进入手动驾驶模式。

此外，当根据自动驾驶模式连续执行MDPS的位置控制时，尽管驾驶员强行转向方向盘，但由于车辆没有按照驾驶员的意图进行控制，这可能导致严重事故。因此，在现有技术中，已经考虑了通过柱扭矩的大小，或转向角传感器与电动机角传感器之间的相位差的量来判断驾驶员转向的方法。然而，即使在这样的情况下，由于在根据自动驾驶模式执行MDPS的位置控制的过程中驾驶员的突然转向，电动机控制电流发生很大的变化，其可能会导致驾驶员转向的差异感。即，当模式从自动驾驶模式切换到手动驾驶模式时，由于各模式控制情况的输出差异，瞬时控制稳定性降低，其可能导致诸如车辆行为异常、转向振动等差异感。

本公开的背景技术公开于韩国专利申请公开No.10-2017-0065793(2017年6月14日公布)。

发明内容

本公开是为了解决上述问题而做出的，根据本公开的一个方面的目的在于提供用于控制电动机驱动动力转向系统的装置和方法，通过解决现有技术中的MDPS系统在从自动驾驶模式切换到手动驾驶模式时需要无条件地要求预定时间的问题，能够在突然转向时快速取消自动驾驶模式并且进入手动驾驶模式，同时能够消除由于各模式控制情况的输出差异而引起的MDPS瞬时控制稳定性降低的问题，以及诸如车辆异常行为和转向振动等差异感的问题。

根据本公开的一个方面的用于控制电动机驱动动力转向(MDPS)系统的装置可以包括：MDPS基本逻辑单元，其被配置为基于施加到车辆的转向柱的柱扭矩来确定用于在车辆的手动驾驶模式下驱动MDPS电动机的第一辅助命令电流；自动驾驶转向控制单元，其被配置为确定用于在车辆的自动驾驶模式下驱动MDPS电动机的第二辅助命令电流；滤波单元，其被配置为对柱扭矩进行滤波，从而去除由安装在车辆上的MDPS系统的机械机构引起的噪声扭矩；以及控制单元，其被配置为根据是否满足预定义的突然转向条件，控制是否激活滤波单元，基于根据是否激活滤波单元的选择性滤波的柱扭矩，判断驾驶员的转向干预，通过将基于选择性滤波的柱扭矩确定的权重施加到第一辅助命令电流和第二辅助命令电流，确定最终辅助命令电流，以及通过确定的最终辅助命令电流驱动MDPS电动机，控制从自动驾驶模式到手动驾驶模式的切换。

在本公开中，控制单元可以通过使用对应于选择性滤波的柱扭矩可变地确定的可变参考时间来判断驾驶员的转向干预，并且当选择性滤波的柱扭矩等于或大于预设的第一参考扭矩的状态保持长达可变参考时间或更长时间时，判断驾驶员的转向干预已经发生。

在本公开中，随着选择性滤波的柱扭矩越大，控制单元可以将可变参考时间确定为越小的值。

在本公开中，控制单元可以通过对第一和第二辅助命令电流中的每一个互补地施加权重来确定最终辅助命令电流，并且确定最终辅助命令电流，使得第一辅助命令电流的比例随着权重从低值增加到高值而增加。

在本公开中，控制单元可以根据选择性滤波的柱扭矩在扭矩区域中的位置可变地确定权重，该扭矩区域等于或大于第一参考扭矩并且等于或小于预设的第二参考扭矩，并且控制单元可以在选择性滤波的柱扭矩在扭矩区域中增加而将权重确定为越大的值。

在本公开中，仅当选择性滤波的柱扭矩对应于第二参考扭矩的状态保持长达预设参考时间或更长的时间时，控制单元才可以取消自动驾驶模式并将自动驾驶模式切换到手动驾驶模式。

在本公开中，滤波单元可以对柱扭矩进行滤波，以便去除由安装的MDPS系统的机械机构引起的谐振频域的噪声扭矩。

在本公开中，突然转向条件可以是指柱扭矩等于或大于第三参考扭矩的状态，该第三参考扭矩被预设为具有等于或大于第一参考扭矩的值，并且当满足突然转向条件时，控制单元可以停用滤波单元，从而补偿具有等于或大于第三参考扭矩的值的柱扭矩的衰减，并且当不满足突然转向条件时，控制单元可以激活滤波单元，从而去除柱扭矩的噪声扭矩。

在本公开中，滤波单元可以包括超前滞后补偿器，并且控制单元可以通过调整施加到超前滞后补偿器的衰减因子的值来控制是否激活滤波单元。

根据本公开的一个方面的用于控制电动机驱动动力转向(MDPS)系统的方法可以包括：控制单元根据施加到车辆的转向柱上的柱扭矩是否满足预定义的突然转向条件，控制是否激活滤波单元的步骤，滤波单元操作以对柱扭矩进行滤波，从而去除由安装在车辆上的MDPS系统的机械机构引起的噪声扭矩；控制单元基于根据滤波单元是否在车辆的自动驾驶模式下被激活的选择性滤波的柱扭矩，判断驾驶员的转向干预的步骤；当判断驾驶员的转向干预已经发生时，控制单元基于选择性滤波的柱扭矩确定权重的步骤；控制单元通过对第一和第二辅助命令电流施加确定的权重来确定最终辅助命令电流的步骤，第一和第二辅助命令电流分别是用于在车辆的手动驾驶模式和自动驾驶模式下驱动MDPS电动机的电流；以及控制单元通过确定的最终辅助命令电流驱动MDPS电动机，从而控制从自动驾驶模式到手动驾驶模式的切换的步骤。

根据本公开的一个方面，本公开可以通过使用当模式从自动驾驶模式切换到手动驾驶模式时根据柱扭矩主动变化的可变参考时间来判断驾驶员的转向干预，从而使得能够在突然转向期间快速取消自动驾驶模式并且进入手动驾驶模式。此外，本公开可以通过预定权重最佳地确定用于驱动MDPS电动机的辅助命令电流，以控制MDPS电动机的驱动，从而确保在模式切换期间MDPS的控制稳定性，并减少诸如异常车辆行为和转向振动等差异感。

此外，在预定的突然转向条件下，本公开可以阻止滤波器的操作，该滤波器去除由MDPS系统的机械机构引起的谐振频域的噪声扭矩，从而基本上防止由于驾驶员的突然转向引起的柱扭矩被误判为噪声扭矩的现象。因此，本公开可以准确地判断驾驶员的转向干预，并且同时准确地确定应用于本公开的权重，从而能够在模式切换期间实现稳定的控制。

附图说明

图1是用于说明根据本公开的实施例的用于控制电动机驱动动力转向系统的装置的框图配置图。

图2是用于说明根据本公开的实施例的用于控制电动机驱动动力转向系统的装置的详细配置的框图配置图。

图3是示出根据本公开的实施例的用于控制电动机驱动动力转向系统的装置中的滤波单元的功能的示例图。

图4和图5是示出当根据本公开实施例的用于控制电动机驱动动力转向系统的装置控制是否激活滤波单元时的效果的示例图。

图6是用于说明根据本公开的实施例的用于控制电动机驱动动力转向系统的方法的流程图。

具体实施方式

以下，将参照附图描述根据本公开的用于控制电动机驱动动力转向系统的装置和方法的实施例。应当注意，仅为了描述的方便和清晰，这些附图不是精确的比例，可能会夸大线条的厚度或部件的尺寸。此外，本文中使用的术语是通过考虑本公开的功能来定义的，并且可以根据用户或操作者的意图或实践来改变。因此，术语的定义应根据本文阐述的整体公开内容进行。

图1是用于说明根据本公开的实施例的用于控制电动机驱动动力转向系统的装置的框图配置图，图2是用于说明根据本公开的实施例的用于控制电动机驱动动力转向系统的装置的详细配置的框图配置图，图3是示出根据本公开的实施例的用于控制电动机驱动动力转向系统的装置中的滤波单元的功能的示例图，以及图4和图5是示出当根据本公开实施例的用于控制电动机驱动动力转向系统的装置控制是否激活滤波单元时的效果的示例图。

参照图1，根据本公开的实施例的用于控制电动机驱动动力转向系统的装置可以包括柱扭矩传感器100、车辆速度传感器200、MDPS基本逻辑单元300、自动驾驶转向控制单元400、滤波单元500和控制单元600。

柱扭矩传感器100可以检测施加到车辆的转向柱的柱扭矩T。

车辆速度传感器200可以检测车辆的车辆速度V。车辆速度传感器200的示例可以包括所有各种传感器，例如用于使用车轮的旋转速度检测车辆速度的传感器、用于通过测量每分钟转数(RPM)检测车辆速度的传感器、以及用于使用全球定位系统(GPS)检测车辆速度的传感器。

MDPS基本逻辑单元300可以分别基于由柱扭矩传感器100检测到的柱扭矩T和车辆速度传感器200检测到的车辆速度V，确定用于在驾驶员的手动驾驶模式(或手动转向模式)下驱动电动机驱动动力转向(MDPS)电动机的第一辅助命令电流I_{ref_A}。MDPS基本逻辑单元300可以通过对柱扭矩T和车辆速度V施加提升(boost)曲线来确定用于在手动驾驶模式下驱动MDPS电动机的第一辅助命令电流I_{ref_A}。为此，MDPS基本逻辑单元300可以包括MDPS逻辑部，其通过使用提升曲线根据柱扭矩T和车辆速度V计算辅助命令电流值；以及电动机控制部，其通过根据计算出的辅助命令电流值生成第一辅助命令电流I_{ref_A}来控制MDPS电动机。

自动驾驶转向控制单元400可以确定用于在自动驾驶模式下驱动MDPS电动机的第二辅助命令电流I_{ref_B}。自动驾驶转向控制单元400可以基于由自动驾驶系统700(例如，ADAS)根据由安装在车辆上的传感器(例如，雷达传感器、相机传感器、LiDAR传感器等)检测到的车辆驾驶环境、由车辆速度传感器200检测到的车辆速度V和来自转向角传感器(未示出)的车辆的当前转向角而确定的命令转向角θ_ref，来确定用于在自动驾驶模式下驱动MDPS电动机的第二辅助命令电流I_{ref_B}。自动驾驶转向控制单元400可以通过基于命令转向角θ_ref的比例积分微分(PID)控制执行MDPS电动机的位置控制，来确定第二辅助命令电流I_{ref_B}。为此，自动驾驶转向控制单元400可以包括位置控制器和速度控制器，用于在自动驾驶模式下控制MDPS电动机的位置和速度。

滤波单元500可以对柱扭矩T进行滤波，从而去除由安装在车辆上的MDPS系统的机械机构引起的噪声扭矩。施加到转向柱的柱扭矩T可以包括噪声扭矩，其是在驾驶员不希望的情况下产生的，例如由MDPS系统的机械机构引起的谐振频域中的柱扭矩。

噪声扭矩对应于根据诸如MDPS系统的方向盘、万向节和扭杆的机械机构的谐振频域中的振动，并且谐振频域中的振动可能无法通过现有技术中的低通滤波器(LPF)完全去除。因此，本实施例的滤波单元500可以包括带阻滤波器、陷波滤波器或超前滞后补偿器，用于在考虑MDPS系统的机械机构(方向盘、万向节和扭杆的惯性和刚度)的情况下对柱扭矩T中的预定义谐振频带(例如，8Hz至10Hz)进行滤波。

控制单元600可以根据是否满足预定义的突然转向条件，控制是否激活滤波单元500，基于根据是否激活滤波单元500的选择性滤波的柱扭矩，判断驾驶员的转向干预，通过将基于选择性滤波的柱扭矩确定的权重施加到第一辅助命令电流和第二辅助命令电流，确定最终辅助命令电流，然后通过确定的最终辅助命令电流驱动MDPS电动机，控制从自动驾驶模式到手动驾驶模式的切换。执行上述操作的控制单元600可以被实施为控制MDPS系统的ECU。

本实施例的控制单元600基本上操作以基于由滤波单元500滤波的柱扭矩来确定驾驶员的转向干预或非干预以及权重，即，由于滤波的柱扭矩是用于判断驾驶员的转向干预和确定权重的因素，因此需要以其准确性为前提。如下文将描述的，滤波单元500的滤波功能可能导致无法检测驾驶员的实际转向干预的情况以及无法准确确定权重的情况。为了解决这些问题，本实施例采用用于控制是否激活滤波单元500(即，控制滤波单元500的开/关操作)的配置。下面表示的“选择性滤波的柱扭矩”定义为包括对应于滤波单元500被激活(滤波单元500打开)的情况的“滤波柱扭矩”和对应于滤波单元500被停用(滤波单元500关闭)的情况的“未滤波柱扭矩”。为了清楚地区分术语，在柱扭矩上添加符号，并且由柱扭矩传感器100检测到的柱扭矩被表示为“柱扭矩T”，并且选择性滤波的柱扭矩被表示为“柱扭矩SFT(选择性滤波的扭矩)”。

基于上述描述，下面将优先描述用于判断驾驶员的转向干预的配置和用于控制模式切换的配置，然后将描述用于控制是否激活滤波单元500的配置。

1.驾驶员的转向干预的判断

如上所述，当柱扭矩在预定时间内保持在预定水平或更高时，现有技术中的MDPS系统操作为通过判断驾驶员的转向干预已经发生来取消自动驾驶模式。然而，MDPS系统具有的局限性在于：需要无条件地保持预定时间，而不管驾驶员施加的柱扭矩的大小(即，不管手动转向的紧迫性)。因此，MDPS系统具有局限性，即，在预定时间内不执行手动转向，这导致驾驶员感到很大的急促或差异感，因此MDPS系统在突然转向期间既不能迅速取消自动驾驶模式，也不能进入手动驾驶模式。

作为用于解决上述问题的手段，本实施例采用用于通过在车辆的自动驾驶模式下使用对应于柱扭矩SFT可变地确定的可变参考时间来判断驾驶员的转向干预的配置。

具体地，当柱扭矩SFT等于或大于预设的第一参考扭矩的状态保持长达可变参考时间或更长时间时，控制单元600可以判断驾驶员的转向干预已经发生，并且随着柱扭矩SFT变得越大，可变参考时间可以被确定为越小的值(这里，第一参考扭矩是用作用于判断驾驶员转向意愿的参考的值，并且可以根据MDPS系统的规范和设计者的意图预先设计并在控制单元600中预先设置(例如，6Nm))。

即，更大的柱扭矩SFT可以被认为是驾驶员具有紧急转向意图的情况。在这种情况下，由于需要缩短判断转向干预所需的时间以及快速将模式切换到手动驾驶模式，所以控制单元600可以操作以改变用作判断转向干预所需时间的参考时间。因此，如图2所示，控制单元600可以在柱扭矩SFT较大时将可变参考时间α确定为较小值，并且在柱扭矩SFT较小时将可变参考时间α确定为较大值，从而能够在紧急转向条件下快速切换到手动驾驶模式。例如，控制单元600可以参考柱扭矩SFT和可变参考时间之间的对应关系信息来确定与柱扭矩SFT相对应的可变参考时间，例如如下表1所示的柱扭矩SFT和可变参考时间之间的映射表(或曲线图)或柱扭矩SFT的可变参考时间的函数，并且柱扭矩SFT和可变参考时间之间的对应关系信息可以根据MDPS系统的规范和设计者的意图预先设计并在控制单元600中预先设置。

表1

柱扭矩SFT	可变参考时间
		5Nm	50ms
6Nm	40ms
		7Nm	30ms
8Nm	20ms
		9Nm	10ms

通过采用如上所述的可变参考时间，随着柱扭矩SFT的增大，可变参考时间减少，并且判断转向干预所需的时间缩短，这使得能够更快地切换到手动驾驶模式。另一方面，随着柱扭矩SFT收敛到0，也可以考虑其中不判断驾驶员的转向干预或不干预的实施例。在这种情况下，也可以根据MDPS系统的规范和设计者的意图预先设计不判断驾驶员的转向干预或不干预的柱扭矩SFT的参考值，并反映在上述对应关系信息中。

上述驾驶员的转向干预不作为取消自动驾驶模式的条件(即，模式切换条件)，而是作为通过根据下面将描述的等式1的指数平滑滤波器调整第一和第二辅助命令电流的比例来控制MDPS电动机的条件。

2.模式切换控制

如上所述，当根据自动驾驶模式执行MDPS系统位置控制的过程中发生驾驶员突然转向时，电动机控制电流发生很大的变化，其可能会导致驾驶员转向的差异感。即，当模式从自动驾驶模式切换到手动驾驶模式时，由于各模式控制情况下的输出差异，瞬时控制稳定性降低，其可能导致诸如车辆行为异常、转向振动等差异感。

作为解决上述问题的方法，本实施例采用这样的配置：通过将基于柱扭矩SFT确定的权重施加到第一和第二辅助命令电流，确定最终辅助命令电流，然后通过确定的最终辅助命令电流驱动MDPS电动机，控制从自动驾驶模式到手动驾驶模式的切换。

首先，将描述用于确定权重的配置。控制单元600可以根据柱扭矩SFT在扭矩区域中的位置(即，大小)可变地确定权重，该扭矩区域等于或大于上述第一参考扭矩并且等于或小于上述第二参考扭矩，并且具体地，随着柱扭矩SFT在扭矩区域中增加，将权重确定为较大的值。随着柱扭矩SFT在扭矩区域中增加，确定权重具有较大的值的前提是基于这样的假设：最终辅助命令电流被确定为使得构成最终辅助命令电流的第一和第二辅助命令电流的第一辅助命令电流的比例随着权重从低值增加到高值而增加，如下所述。

即，柱扭矩SFT的大小越大，驾驶员的转向意愿就越大。因此，需要增加第一辅助命令电流I_{ref_A}的比例，并减小第二辅助命令电流I_{ref_B}的比例，第一辅助命令电流I_{ref_A}和第二辅助命令电流I_{ref_B}构成下面将要描述的最终辅助命令电流I_{ref_final}。为此，控制单元600可将权重确定为随着柱扭矩SFT的大小在扭矩区域中增加而具有更大的值，该扭矩区域等于或大于第一参考扭矩并且等于或小于第二参考扭矩。

第一参考扭矩对应于如上所述的根据MDPS系统的规范和设计者的意图预先设计的值(例如，6Nm)。另一方面，第二参考扭矩可以对应于可以由柱扭矩传感器100测量的扭矩值的上限，并且可以考虑施加到车辆上的扭杆的扭转角的刚度而预设。例如，当扭杆的刚度为2.5Nm/deg并且扭杆的扭转角机械地设计为左右最大±8°时，第二参考扭矩可以被预设为2.5Nm/deg*±4＝±10Nm(10Nm，其是±10Nm的绝对值)。在以上示例中，从柱扭矩SFT为6Nm时的值0开始，当柱扭矩SFT为10Nm时，权重可以被确定为具有值1。

当权重被确定时，控制单元600可以将确定的权重施加到第一辅助命令电流I_{ref_A}和第二辅助命令电流I_{ref_B}，从而确定当自动驾驶模式切换到手动驾驶模式时用于驱动MDPS电动机的最终辅助命令电流I_{ref_final}。

此时，控制单元600可以通过对第一辅助命令电流I_{ref_A}和第二辅助命令电流I_{ref_B}中的每一个互补地施加权重来确定最终辅助命令电流I_{ref_final}。具体地，控制单元600可以确定最终辅助命令电流，使得第一辅助命令电流的比例随着权重K从低值增加到高值而增加。即，随着权重K从低值增加到高值，第一辅助命令电流I_{ref_A}的比例增加，第二辅助命令电流I_{ref_B}的比例减少，这反映在最终辅助命令电流I_{ref_final}中。最终辅助命令电流I_{ref_final}可以根据下面的等式1通过指数平滑滤波器来确定。

等式1

I_{ref_final}＝KI_{ref_A}+(1-K)I_{ref_B}

根据上面的等式1，随着K值收敛到1，最终辅助命令电流I_{ref_final}接近第一辅助命令电流I_{ref_A}，并且随着K值收敛到0，最终辅助命令电流I_{ref_final}接近第二辅助命令电流I_{ref_B}。

当柱扭矩SFT具有第二参考扭矩的值时(即，当驾驶员的转向意愿和自动驾驶转向控制单元400的转向意愿在柱扭矩传感器100的测量范围内具有最大偏差时)，其对应于驾驶员具有取消自动驾驶模式的意愿的情况。因此，控制单元600可以将权重的值设置为1，并取消自动驾驶模式，以便将转向控制权完全转移给驾驶员。为了基本上防止频繁取消自动驾驶模式，仅当柱扭矩SFT对应于第二参考扭矩的状态保持长达预设参考时间(例如，50ms)或更长的时间时，控制单元600才可以取消自动驾驶模式并将权重的值保持为1。

因此，即使在自动驾驶模式下判断驾驶员的转向干预已经发生时，也不会直接取消自动驾驶模式，而是在保持自动驾驶模式的同时，将驾驶员的转向意愿以基于权重的比例反映在MDPS电动机控制中。因此，尽可能保持自动驾驶模式的同时只有在绝对需要切换到手动驾驶模式而的情况下，才可以取消自动驾驶模式并切换到手动驾驶模式。

此外，当在自动驾驶模式下驾驶员打算通过强制转向来取消自动驾驶模式时(即，当柱扭矩SFT对应于第二参考扭矩的状态保持长达参考时间或更长时间时)，通过根据上述等式1的指数平滑滤波器，施加到第二辅助命令电流I_{ref_B}的增益(即，上述等式1中的1-K)逐渐减小，并且施加到第一辅助命令电流I_{ref_A}的增益(即，权重K)逐渐增大。因此，在从自动驾驶模式到手动驾驶模式的模式切换期间，可以更自然地取消自动驾驶模式，而没有方向盘的差异感。

在取消了自动驾驶模式的状态下，当驾驶员需要进入自动驾驶模式时，控制单元600可以将上述权重的值从1改变为0。在这种情况下，为了消除由于突然进入自动驾驶模式而导致的驾驶员在转向中的差异感，控制单元600可以通过在预定时间内将权重的值从1逐渐改变到0，从手动驾驶模式进入自动驾驶模式。

3.滤波单元启动的控制

如上所述，施加到转向柱的柱扭矩T可以包括噪声扭矩，其是在驾驶员不希望的情况下产生的，例如由MDPS系统的机械机构引起的谐振频域中的柱扭矩。如图3所示，由于与驾驶员的转向意愿无关的噪声扭矩，即使在不需要应用上述指数平滑滤波器的情况下也可能确定权重，这可能导致根据上述等式1的最终辅助命令电流来控制MDPS电动机，并且取消自动驾驶模式本身。

在这点上，考虑MDPS系统的机械机构(方向盘、万向节和扭杆的惯性和刚度)，滤波单元500可以对施加到转向柱的柱扭矩T进行滤波，从而去除预定义谐振频带(例如，8Hz至10Hz)的噪声扭矩，并且可以将带阻滤波器、陷波滤波器或超前滞后补偿器应用到滤波单元500。因此，如图3所示，可以去除驾驶员不想要的噪声扭矩，并且可以保持自动驾驶模式。

另一方面，在本实施例中，控制单元600可以根据是否满足预定义的突然转向条件来控制是否激活滤波单元500，基于根据是否激活滤波单元500的选择性滤波的柱扭矩SFT来判断前述驾驶员的转向干预，并确定权重。突然转向条件是指柱扭矩T等于或大于第三参考扭矩的条件，该第三参考扭矩被预设为具有等于或大于第一参考扭矩的值，并且假设这样的示例，第一参考扭矩为6Nm，第三参考扭矩可以被预设为具有8Nm至9Nm的值(其中第三参考扭矩等于或小于前述第二参考扭矩(例如，10Nm)的条件也可以被添加作为第三参考扭矩的范围)。

具体地，当发生柱扭矩T等于或大于第三参考扭矩的突然转向时，柱扭矩T可以具有类似于扭杆的谐振点的频率特性。在这种情况下，由于滤波单元500的滤波操作，柱扭矩T可能衰减，从而可能不能准确地执行模式切换。即，由于在突然转向期间产生的柱扭矩T包括许多频率，因此，由于滤波单元500的操作，在上述示例中可能测量直到最大10Nm(第二参考扭矩)的柱扭矩可能仅测量到6Nm至7Nm。因此，如图4所示，在突然转向期间，发生滤波单元500对柱扭矩T的衰减。如上所述，由于通过滤波单元500滤波的柱扭矩是用于判断驾驶员的转向干预和确定权重的因素，所以在突然转向期间通过滤波单元500引起的柱扭矩T的衰减导致在判断驾驶员的转向干预和确定权重的过程中产生误差。

因此，当满足突然转向条件时，控制单元600可以停用滤波单元500，以补偿具有等于或大于第三参考扭矩的值的柱扭矩T的衰减。即，当满足突然转向条件时，通过柱扭矩传感器100检测到的柱扭矩T不受滤波单元500的滤波操作的影响，并且用作判断驾驶员的转向干预和确定权重的因素。考虑到扭杆对转向柱产生的噪声扭矩等于或大于第三参考扭矩(例如，10Nm)是非常例外的，即使在突然转向条件下使滤波单元500停用，也可以执行正常模式切换控制。

当不满足突然转向条件时，控制单元600可以激活滤波单元500，从而使柱扭矩T的噪声扭矩正常地被去除。即，在不是突然转向条件的情况下，通过柱扭矩传感器100检测到的柱扭矩T不具有类似于扭杆的谐振点的频率特性。因此，控制单元600可以激活滤波单元500，从而从柱扭矩T中正常去除谐振频域的噪声扭矩。

另一方面，当滤波单元500包括超前滞后补偿器时，控制单元600可以通过调整施加到超前滞后补偿器的衰减因子的值来控制是否激活滤波单元500。超前滞后补偿器的传递函数H(s)可以根据下面的等式2表示。

等式2

H(s)＝H₁(s)+H₂(s)

(a：中心频率，Y：衰减因子)

因此，当满足突然转向条件时，控制单元600可以通过将施加到超前滞后补偿器的衰减因子Y的值设置为1，来停用滤波单元500，并且当不满足突然转向条件时，通过将衰减因子Y的值设置为收敛到0的恒定值来激活滤波单元500。

图6是用于说明根据本公开的实施例的用于控制电动机驱动动力转向系统的方法的流程图。

将参照图6描述根据本公开的实施例的用于控制电机驱动动力转向系统的方法。首先，控制单元600根据施加到车辆的转向柱上的柱扭矩T是否满足预定义的突然转向条件，控制是否激活滤波单元500(S100)。

在步骤S100中，当满足突然转向条件时，控制单元600停用滤波单元500，从而补偿具有等于或大于第三参考扭矩的值的柱扭矩T的衰减，并且当不满足突然转向条件时，控制单元600激活滤波单元500，从而去除柱扭矩T的噪声扭矩。当滤波单元500包括超前滞后补偿器时，控制单元600可以通过调整施加到超前滞后补偿器的衰减因子的值来控制是否激活滤波单元500。

接下来，控制单元600基于根据在车辆的自动驾驶模式下滤波单元500是否被激活的选择性滤波的柱扭矩SFT，判断驾驶员的转向干预(S200)。

在步骤S200中，控制单元600通过使用对应于选择性滤波的柱扭矩SFT可变地确定的可变参考时间来判断驾驶员的转向干预，并且当选择性滤波的柱扭矩SFT等于或大于预设的第一参考扭矩的状态保持可变参考时间或更长时，判断驾驶员的转向干预已经发生。在这种情况下，随着选择性滤波的柱扭矩SFT越大，控制单元600将可变参考时间确定为越小的值。

当在步骤S200中判断驾驶员的转向干预已经发生时，控制单元600基于选择性滤波的柱扭矩SFT确定权重(S300)。

在步骤S300中，控制单元600根据选择性滤波的柱扭矩SFT在扭矩区域中的位置可变地确定权重，该扭矩区域等于或大于第一参考扭矩并且等于或小于第二参考扭矩，具体地，随着选择性滤波的柱扭矩SFT在扭矩区域中的增加而将权重确定为较大的值。

然后，控制单元600通过对第一和第二辅助命令电流施加在步骤S300中确定的权重来确定最终辅助命令电流(S400)。

在步骤S400中，控制单元600通过对第一和第二辅助命令电流中的每一个互补地施加权重来确定最终辅助命令电流，具体地，确定最终辅助命令电流，使得第一辅助命令电流的比例随着权重从低值增加到高值而增加。

然后，控制单元600通过在步骤S400中确定的最终辅助命令电流驱动MDPS电动机，从而控制从自动驾驶模式到手动驾驶模式的切换(S500)。

如上所述，本实施例可以通过使用根据模式从自动驾驶模式切换到手动驾驶模式时的柱扭矩主动改变的可变参考时间，来判断驾驶员的转向干预，从而使得能够在突然转向期间快速取消自动驾驶模式并且进入手动驾驶模式。此外，本实施例可以通过预定权重最佳地确定驱动MDPS电动机的辅助命令电流，以控制MDPS电动机的驱动，从而确保在模式切换期间MDPS的控制稳定性，并减少诸如异常车辆行为和转向振动等差异感。

此外，在预定的突然转向条件下，本实施例可以阻止滤波器的操作，该滤波器去除由MDPS系统的机械机构引起的谐振频域的噪声扭矩，从而基本上防止由于驾驶员的突然转向引起的柱扭矩被误判为噪声扭矩的现象。因此，本实施例可以准确地判断驾驶员的转向干预，并且同时准确地确定应用于本公开的权重，从而能够在模式切换期间实现稳定的控制。

尽管已经参考附图中所示的实施例描述了本公开，但本公开的实施例仅用于说明目的，并且本领域技术人员将理解，从这些实施例可以进行各种修改和其他等效实施例。因此，本公开的真正技术范围应由以下权利要求定义。

Claims (10)

1.一种用于控制电动机驱动动力转向MDPS系统的装置，所述装置包括：

MDPS基本逻辑单元，被配置为基于施加到车辆的转向柱的柱扭矩来确定用于在所述车辆的手动驾驶模式下驱动MDPS电动机的第一辅助命令电流；

自动驾驶转向控制单元，被配置为确定用于在所述车辆的自动驾驶模式下驱动所述MDPS电动机的第二辅助命令电流；

滤波单元，被配置为对所述柱扭矩进行滤波，使得去除由安装在所述车辆上的MDPS系统的机械机构引起的噪声扭矩；以及

控制单元，被配置为根据是否满足预定义的突然转向条件，控制是否激活所述滤波单元；基于根据是否激活所述滤波单元的选择性滤波的柱扭矩，判断驾驶员的转向干预；通过将基于所述选择性滤波的柱扭矩确定的权重施加到所述第一辅助命令电流和所述第二辅助命令电流，确定最终辅助命令电流；以及通过确定的所述最终辅助命令电流驱动所述MDPS电动机，控制从所述自动驾驶模式到所述手动驾驶模式的切换。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制单元通过使用对应于所述选择性滤波的柱扭矩变化地确定的变化参考时间来判断所述驾驶员的转向干预，并且当所述选择性滤波的柱扭矩等于或大于预设的第一参考扭矩的状态保持了所述变化参考时间或长于所述变化参考时间的时间时，判断所述驾驶员的转向干预已经发生。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，随着所述选择性滤波的柱扭矩变得越大，所述控制单元将所述变化参考时间确定为越小的值。

4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述控制单元通过对所述第一辅助命令电流和第二辅助命令电流中的每一个互补地施加所述权重来确定所述最终辅助命令电流，并且确定所述最终辅助命令电流以使得所述第一辅助命令电流的比例随着所述权重从低值增加到高值而增加。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述控制单元根据所述选择性滤波的柱扭矩在扭矩区域中的位置变化地确定所述权重，所述扭矩区域等于或大于所述第一参考扭矩并且等于或小于预设的第二参考扭矩，并且随着所述选择性滤波的柱扭矩在所述扭矩区域中增加，所述控制单元将所述权重确定为更大的值。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，仅当所述选择性滤波的柱扭矩对应于所述第二参考扭矩的状态保持了预设参考时间或长于所述预设参考时间的时间时，所述控制单元才取消所述自动驾驶模式并将所述自动驾驶模式切换到所述手动驾驶模式。

7.根据权利要求2所述的装置，其中，所述滤波单元对所述柱扭矩进行滤波，以去除由安装的所述MDPS系统的机械机构引起的谐振频域的所述噪声扭矩。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述突然转向条件是指所述柱扭矩等于或大于第三参考扭矩的条件，所述第三参考扭矩被预设为具有等于或大于所述第一参考扭矩的值，以及

当满足所述突然转向条件时，所述控制单元停用所述滤波单元，使得补偿具有等于或大于所述第三参考扭矩的值的所述柱扭矩的衰减，并且当不满足所述突然转向条件时，所述控制单元激活所述滤波单元，以去除所述柱扭矩的所述噪声扭矩。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述滤波单元包括超前滞后补偿器，以及

所述控制单元通过调整施加到所述超前滞后补偿器的衰减因子的值来控制是否激活所述滤波单元。

10.一种用于控制电动机驱动动力转向MDPS系统的方法，所述方法包括：

控制单元根据施加到车辆的转向柱的柱扭矩是否满足预定义的突然转向条件，控制是否激活滤波单元的步骤，所述滤波单元操作以滤波所述柱扭矩，使得去除由安装在所述车辆上的所述MDPS系统的机械机构引起的噪声扭矩；

所述控制单元基于根据在所述车辆的自动驾驶模式下所述滤波单元是否被激活的选择性滤波的柱扭矩，判断驾驶员的转向干预的步骤；

当判断已经发生所述驾驶员的转向干预时，所述控制单元基于所述选择性滤波的柱扭矩确定权重的步骤；

所述控制单元通过对第一辅助命令电流和第二辅助命令电流施加确定的所述权重来确定最终辅助命令电流的步骤，所述第一辅助命令电流和所述第二辅助命令电流分别是用于在所述车辆的手动驾驶模式驱动MDPS电动机的电流和所述自动驾驶模式下驱动所述MDPS电动机的电流；以及

所述控制单元通过确定的所述最终辅助命令电流驱动所述MDPS电动机，从而控制从所述自动驾驶模式到所述手动驾驶模式的切换的步骤。

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