專利名稱：Esc-mdps綜合控制裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及ESC-MDPS綜合控制裝置及其方法，為了在ESC (ElectronicStability Control)與 MDPS (Motor Driven Power steering System)的綜合控制系統(tǒng)中提高方向操作性能，在ESC動作之前通過反饋關(guān)于轉(zhuǎn)向不足/過度信息，增加MDPS的轉(zhuǎn)向重量來使駕駛者提前識別，從而提高行駛穩(wěn)定性及操作性。
背景技術(shù)：
通常，MDPS(Motor Driven Power steering System ;電動式動力轉(zhuǎn)向裝置)與現(xiàn)有的利用油壓的油壓式動力轉(zhuǎn)向裝置不同，是利用電機的回轉(zhuǎn)力來輔助駕駛者的轉(zhuǎn)向力來發(fā)生輔助轉(zhuǎn)向扭矩的系統(tǒng)，通過組合從扭矩傳感器傳感的扭矩傳感值與車速，算出電機的輔助量，從而改善轉(zhuǎn)向性能的同時根據(jù)駕駛者的轉(zhuǎn)向意志自主地預估路面與輪胎的滑動值，在發(fā)生滑動時發(fā)生駕駛者的輔助轉(zhuǎn)向扭矩。此外,ESC(Electronic Stability Control system ;車體姿勢控制裝置)作為提高車輛的行駛穩(wěn)定性的系統(tǒng)，在車輛中低速行駛中轉(zhuǎn)彎或變更車道等時，可以按照駕駛者的意志很好地追中車輛的運動，但是在路面、車速或轉(zhuǎn)向發(fā)生急劇變化時，會在穩(wěn)定行駛中的車輛上發(fā)生轉(zhuǎn)向不足及轉(zhuǎn)向過度，在這種狀況下，ESC可以調(diào)節(jié)車輛的制動力與引擎出力來提高車輛的行駛穩(wěn)定性。但是通常，駕駛者的情況下，因為會在恐慌下會再執(zhí)行不當?shù)霓D(zhuǎn)向或制動，從而會有使車輛的運動更加不穩(wěn)定的情況發(fā)生。因此，更加改善的底盤綜合控制系統(tǒng)綜合了車體姿勢控制裝置(ESC)與電動式動力轉(zhuǎn)向裝置(MDPS)，從而在車輛行駛中發(fā)生轉(zhuǎn)向不足/過度的狀況時，與ESC動作一起，變化MDPS的轉(zhuǎn)向扭矩來向車輛的運動穩(wěn)定化的方向引導駕駛者的轉(zhuǎn)向，并向提高方向操作性能的方向進行改善。但是，這種底盤綜合控制系統(tǒng)的情況下，是利用橫向滑動預估值來判斷車輛發(fā)生轉(zhuǎn)向過度的程度。如上所述，通過預估橫向滑動值來控制轉(zhuǎn)向過度時，因為橫向滑動預估值會在顛簸或岸邊路面(沿橫向傾斜的道路)中其預估值的準確性會急劇降低，因此為了防止發(fā)生敏感運作，從而會存在只能將閾值設(shè)置高點的缺點。特別是，在低摩擦路面上轉(zhuǎn)彎行駛中，根據(jù)駕駛者的減速或制動慢慢發(fā)生的轉(zhuǎn)向過度的狀況中，不容易使用橫向預估值判斷干預控制，因此會存在因為底盤綜合控制系統(tǒng)的干預變慢而無法體現(xiàn)其優(yōu)點的缺點。關(guān)聯(lián)先行技術(shù)有韓國公開專利2009-0030587號(2009. 03. 25.公開)。

發(fā)明內(nèi)容
(要解決的技術(shù)問題)本發(fā)明為了改善如上所述問題而創(chuàng)作的，本發(fā)明的目的在于提供ESC-MDPS綜合控制裝置及其方法，在ESC動作之前通過反饋關(guān)于轉(zhuǎn)向不足/過度信息，增加MDPS的轉(zhuǎn)向重量來使駕駛者提前識別，從而提高行駛穩(wěn)定性及操作性。此外，本發(fā)明的目的在于提供ESC-MDPS綜合控制裝置及其方法，通過監(jiān)控駕駛者的轉(zhuǎn)向及車輛運動狀態(tài)來判斷正常轉(zhuǎn)彎，從而在ESC中發(fā)生很難判斷的轉(zhuǎn)向過度狀況時，提前進行轉(zhuǎn)向控制，由此來引導駕駛者向正確的方向轉(zhuǎn)向。(解決問題的手段)根據(jù)本發(fā)明的一側(cè)面的ESC-MDPS綜合控制方法，其特征在于，包括車輛高速行駛中，比較轉(zhuǎn)向角速度是否小于已設(shè)定的第一閾值的第一步驟；所述轉(zhuǎn)向角速度小于已設(shè)定的第一閾值時，比較轉(zhuǎn)向角是否大于已設(shè)定的第二閾值的第二步驟；所述轉(zhuǎn)向角大于已設(shè)定的第二閾值時，比較偏轉(zhuǎn)率預估值是否大于已設(shè)定的第三閾值的第三步驟；所述偏轉(zhuǎn)率預估值大于已設(shè)定的第三閾值時，比較橫向加速度預估值是否大于已設(shè)定的第四閾值的第四步驟；所述轉(zhuǎn)向角速度、所述轉(zhuǎn)向角、所述偏轉(zhuǎn)率預估值、所述橫向加速度預估值與所述第一至第四閾值的比較條件維持已設(shè)定的時間時，判斷為轉(zhuǎn)彎行駛的第五步驟；根據(jù)所述判斷為轉(zhuǎn)彎行駛時，判斷是否發(fā)生轉(zhuǎn)向過度的第六步驟；根據(jù)所述第六步驟的判斷，發(fā)生轉(zhuǎn)向過度時，根據(jù)此轉(zhuǎn)向過度程度來輸入疊加扭矩的第七步驟；及根據(jù)所述輸入的疊加扭矩，為了使車輛穩(wěn)定化，生成(_)轉(zhuǎn)向過度控制量，并知道車輛穩(wěn)定化為止，判斷是否發(fā)生所述轉(zhuǎn)向過度的第八步驟。根據(jù)本發(fā)明的一側(cè)面的ESC-MDPS綜合控制方法，其特征在于，所述第七步驟是在偏轉(zhuǎn)率誤差大于已設(shè)定的第五閾值時，判斷為發(fā)生轉(zhuǎn)向過度。根據(jù)本發(fā)明的另一側(cè)面的ESC-MDPS綜合控制裝置，其特征在于，包括監(jiān)控部，通過駕駛者的轉(zhuǎn)向，對行駛狀況執(zhí)行監(jiān)控；轉(zhuǎn)彎行駛判斷部，通過所述監(jiān)控來判斷車輛是否為轉(zhuǎn)彎行駛；發(fā)生轉(zhuǎn)向過度判斷部，在所述車輛轉(zhuǎn)彎行駛時，判斷是否發(fā)生轉(zhuǎn)向過度；及控制部，在所述車輛發(fā)生轉(zhuǎn)向過度時，為了使車輛穩(wěn)定化而生成(_)轉(zhuǎn)向過度控制量來控制轉(zhuǎn)向。(發(fā)明的效果)本發(fā)明在ESC動作之前通過反饋關(guān)于轉(zhuǎn)向不足/過度信息，增加MDPS的轉(zhuǎn)向重量來使駕駛者提前識別，因此具有提高行駛穩(wěn)定性及操作性的效果。此外，本發(fā)明通過監(jiān)控駕駛者的轉(zhuǎn)向及車輛運動狀態(tài)來判斷正常轉(zhuǎn)彎，因此具有在ESC中發(fā)生很難判斷的轉(zhuǎn)向過度狀況時，提前進行轉(zhuǎn)向控制，由此來引導駕駛者向正確的方向轉(zhuǎn)向的效果。


圖1是為了說明根據(jù)本發(fā)明的ESC/MDPS底盤綜合方向操作控制概念的示意圖。圖2是為了說明利用以往的ESC控制，在轉(zhuǎn)彎中控制轉(zhuǎn)向過度的概念的示意圖。圖3是為了說明利用根據(jù)本發(fā)明的ESC-MDPS綜合控制裝置，在轉(zhuǎn)彎中控制轉(zhuǎn)向過度的概念的示意圖。圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的ESC-MDPS綜合控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的ESC-MDPS綜合控制方法的流程圖。(附圖標記說明)
100 :監(jiān)控部101 :轉(zhuǎn)彎行駛判斷部102 :發(fā)生轉(zhuǎn)向過度判斷部103 :控制部
具體實施例方式下面參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的ESC-MDPS綜合控制裝置及其方法的一實施例進行說明。在此過程中，附圖中所示的線條的厚度或結(jié)構(gòu)元件的大小等，為了說明上的明確性和便利而可能會放大圖示。并且，后述的術(shù)語是考慮到本發(fā)明中的功能而定義的術(shù)語，其可以根據(jù)用戶、操作者的意圖或慣例而不同。因此，針對該術(shù)語的定義應(yīng)當基于本說明書全文的內(nèi)容而確定。
圖1是為了說明根據(jù)本發(fā)明的ESC/MDPS底盤綜合方向操作控制概念的示意圖，圖2是為了說明利用以往的ESC控制，在轉(zhuǎn)彎中控制轉(zhuǎn)向過度的概念的示意圖，圖3是為了說明利用根據(jù)本發(fā)明的ESC-MDPS綜合控制裝置，在轉(zhuǎn)彎中控制轉(zhuǎn)向過度的概念的示意圖。在車輛轉(zhuǎn)彎時或急劇地轉(zhuǎn)向時，會運作ESC來使車輛的姿勢穩(wěn)定化。此外，ESC的動作時間或次數(shù)等會根據(jù)車輛的轉(zhuǎn)向不足或轉(zhuǎn)向過度的程度的不同而有所變化。此時，車輛的轉(zhuǎn)向不足/過度是在ESC中判斷，是通過車速與轉(zhuǎn)向角等來計算車輛的目標偏轉(zhuǎn)率(Target Yaw rate),并通過當前車輛的偏轉(zhuǎn)率與所述目標偏轉(zhuǎn)率進行比較來獲得偏轉(zhuǎn)率誤差值(Yaw rate Error),由此可以知道轉(zhuǎn)向不足/過度的程度。S卩，當前的偏轉(zhuǎn)率小于目標偏轉(zhuǎn)率時為轉(zhuǎn)向不足的狀態(tài)，大于時為轉(zhuǎn)向過度的狀態(tài)。如圖1所示，發(fā)生轉(zhuǎn)向不足/過度的狀況時，向駕駛者連續(xù)性地輸入控制來變化轉(zhuǎn)向反向操作的重量，由此來防止再發(fā)生轉(zhuǎn)向不足/過度，從而起到引導駕駛者轉(zhuǎn)向的功能。ESC會在行駛中發(fā)生的轉(zhuǎn)向不足/過度的狀況時運作，但是ESC不易把轉(zhuǎn)向不足/過量的程度反饋給駕駛者。實際上，在柏油馬路上處于ESC動作中狀況是，在中高速行駛狀況下出現(xiàn)急劇轉(zhuǎn)向的狀況或同樣在結(jié)冰路面上，都需要車輛達到某一程度的不穩(wěn)定后才能動作ESC。此外，ESC動作狀況下，駕駛者沿轉(zhuǎn)向的方向再進行轉(zhuǎn)向不僅沒有任何的意義，而且對車輛的運動穩(wěn)定化也起不到幫助。但是，根據(jù)轉(zhuǎn)向不足/過度的程度，向MDPS輔助扭矩量減少的方向再施加輸入轉(zhuǎn)向扭矩控制(Torque Overlay)，來使駕駛者的轉(zhuǎn)向感變重，從而防止駕駛者向趨于不穩(wěn)定的方向再進行轉(zhuǎn)向，并且可以執(zhí)行向車輛運動穩(wěn)定化的方向引導駕駛者的轉(zhuǎn)向的功能。下面，為了說明的便利，將本發(fā)明的動作與以往進行比較來進行說明。ESC與MDPS綜合控制系統(tǒng)的最大目的及優(yōu)點是，在ESC動作之前，利用MDPS的轉(zhuǎn)向反力扭矩調(diào)節(jié)駕駛者的轉(zhuǎn)向重量，來引導駕駛者向使車輛運動穩(wěn)定的方向轉(zhuǎn)向，由此可以防止車輛變得不穩(wěn)定，可以捎帶減少ESC的動作量，并可以可以放慢運作時刻。例如，濕于雪或雨的摩擦系數(shù)低的(濕滑)路面上，駕駛者向如圓形的彎曲道路轉(zhuǎn)彎時，通過駕駛者的剎車運作會發(fā)生轉(zhuǎn)向過度。特別是，先行車輛的減速或因濕滑而減速時，輪胎的前后方向的輪胎力會減少，橫向的側(cè)向輪胎力會增加。因為輪胎力極限會慢慢發(fā)生轉(zhuǎn)向過度，此時如果駕駛者的識別慢時，會出現(xiàn)車輛的旋轉(zhuǎn)。
特別是，ESC的情況下，車輛在轉(zhuǎn)向角小的狀態(tài)下沿大的彎曲路線轉(zhuǎn)彎時，因為無法自主地判斷路面的的濕滑，因此會判斷為穩(wěn)定的行駛狀況(因為沒有出現(xiàn)急劇地轉(zhuǎn)向)，會高于ESC運作的偏轉(zhuǎn)率誤差的臨界值，從而很難正確地判斷發(fā)生車輛的橫向滑動，實際上也會如圖2所示，干預的時刻會變慢。即，會在發(fā)生很多轉(zhuǎn)向過度之后，ESC才會干預。因此，本發(fā)明的ESC與MDPS綜合控制系統(tǒng)，如圖3所示，其特征在于，利用獨立于偏轉(zhuǎn)率誤差的橫向滑動的預估值來執(zhí)行ESC動作之前，開始綜合控制。但是，因為所述橫向滑動預估值本身不是利用獨立的傳感器，而是利用車輛運動值，如字面意思為預估值，因此在過顛簸時或在岸邊路面上具有很難利用的缺點，需要很好的利用此值來選擇性地消除敏感的控制。因此在作為控制干預的臨界值使用時，為了判斷“確定為”滑動的狀況來進行干預，只能將臨界值設(shè)定得高點。最終，很難一貫地比ESC干預蝕刻更快地進行干預，并且會存在每輛車都需要按照其車輛特性來單獨調(diào)整的缺點與繁 瑣。因此，本發(fā)明提供，更加積極地利用作為制動系統(tǒng)的ESC與作為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的MDPS的信息來判斷轉(zhuǎn)向過度，從而提前干預綜合控制的方法。圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的ESC-MDPS綜合控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖，如圖4所示，其結(jié)構(gòu)包括監(jiān)控部100，通過駕駛者的轉(zhuǎn)向，對行駛狀況執(zhí)行監(jiān)控；轉(zhuǎn)彎行駛判斷部101，通過所述監(jiān)控來判斷車輛是否為轉(zhuǎn)彎行駛；發(fā)生轉(zhuǎn)向過度判斷部102，在所述車輛轉(zhuǎn)彎行駛時，判斷是否發(fā)生轉(zhuǎn)向過度；控制部103，在所述車輛發(fā)生轉(zhuǎn)向過度時，為了使車輛穩(wěn)定化而生成(_)轉(zhuǎn)向過度控制量來控制轉(zhuǎn)向。所述各個結(jié)構(gòu)部10(Γ103的動作可以通過軟件來進行控制。下面，參照圖5的流程圖，對所述各個結(jié)構(gòu)部的動作進行更加具體地說明。圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的ESC-MDPS綜合控制方法的流程圖，以往，駕駛者的行駛狀況不是通過駕駛者的轉(zhuǎn)向信號來進行判斷，而是將重點防御車輛車體的運動，通過對橫向滑動預估值來設(shè)定臨界值來進行控制。但是，本發(fā)明中，如圖5所示，以MDPS的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的信號與這些轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的信號為基礎(chǔ)算出車輛的偏轉(zhuǎn)率與橫向加速度預估值作為臨界值，在傳感器信號中也發(fā)生如這些的相位(phase)信號時，判斷車輛未轉(zhuǎn)彎中。實際上，因為考慮到傳感器錯誤的信號，會包括這些信號的監(jiān)控時間來進行判斷。更加具體的為，如圖5所示，在車輛高速行駛中(S101)，會判斷是否未轉(zhuǎn)彎行駛(S200)。之后，根據(jù)所述判斷，判斷為轉(zhuǎn)彎行駛時，會判斷是否發(fā)生轉(zhuǎn)向過度(S300)。之后，根據(jù)所述判斷，判斷為發(fā)生轉(zhuǎn)向過度時，根據(jù)此轉(zhuǎn)向過度的程度來輸入疊加扭矩(S400)。之后，根據(jù)所述輸入的疊加扭矩，直到車輛趨于穩(wěn)定化為止(S500)，反復執(zhí)行所述判斷是否發(fā)生轉(zhuǎn)向過度的過程(S300)與根據(jù)此轉(zhuǎn)向過度輸入疊加扭矩的過程(S400)。所述判斷是否轉(zhuǎn)彎行駛的過程(S200)是通過比較轉(zhuǎn)向角速度是否小于已設(shè)定的第一閾值(threshold)的步驟(S201);根據(jù)所述比較,所述轉(zhuǎn)向角速度小于已設(shè)定的第一閾值(threshold)時，比較轉(zhuǎn)向角是否大于已設(shè)定的第二閾值(threshold)的步驟(S202);根據(jù)所述比較，所述轉(zhuǎn)向角大于已設(shè)定的第二閾值(threshold)時，比較偏轉(zhuǎn)率預估值是否大于已設(shè)定的第三閾值(threshold)的步驟(S203);根據(jù)所述比較，所述偏轉(zhuǎn)率預估值大于已設(shè)定的第三閾值(threshold)時，比較橫向加速度預估值是否大于已設(shè)定的第四閾值(threshold)的步驟(S204);所述轉(zhuǎn)向角速度、所述轉(zhuǎn)向角、所述偏轉(zhuǎn)率預估值、所述橫向加速度預估值與所述第一至第四閾值(threshold)的比較條件維持已設(shè)定的時間(t)時(S205)，判斷為轉(zhuǎn)彎行駛。如上所述，判斷為轉(zhuǎn)彎行駛時，為了判斷是否發(fā)生轉(zhuǎn)向過度，比較偏轉(zhuǎn)率誤差是否大于已設(shè)定的第五閾值(threshold) (S300)。根據(jù)所述比較,偏轉(zhuǎn)率誤差大于已設(shè)定的第五閾值時，判斷為發(fā)生了轉(zhuǎn)向過度。如上所述，發(fā)生轉(zhuǎn)向過度時，為了車輛穩(wěn)定化而生成(_)轉(zhuǎn)向過度控制量(S400)。通過上述過程，本發(fā)明的ESC與MDPS綜合控制系統(tǒng)，相比于ESC可以更加快速地干預。因為不利用會受到行駛環(huán)境影響的橫向滑動預估值，而是利用MDPS與ESC的傳感信號，由此可以更加正確地判斷駕駛者與車輛的行駛狀況。以上參照附圖中所示的實施例對本發(fā)明進行了說明，但這僅僅是例示性的實施例，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，能夠從中實現(xiàn)多種變形及等同的其他實施例。
權(quán)利要求
1.一種ESC-MDPS綜合控制方法，其特征在于，包括車輛高速行駛中，比較轉(zhuǎn)向角速度是否小于已設(shè)定的第一閾值的第一步驟；所述轉(zhuǎn)向角速度小于已設(shè)定的第一閾值時，比較轉(zhuǎn)向角是否大于已設(shè)定的第二閾值的第二步驟；所述轉(zhuǎn)向角大于已設(shè)定的第二閾值時，比較偏轉(zhuǎn)率預估值是否大于已設(shè)定的第三閾值的第三步驟；所述偏轉(zhuǎn)率預估值大于已設(shè)定的第三閾值時，比較橫向加速度預估值是否大于已設(shè)定的第四閾值的第四步驟；所述轉(zhuǎn)向角速度、所述轉(zhuǎn)向角、所述偏轉(zhuǎn)率預估值、所述橫向加速度預估值與所述第一至第四閾值的比較條件維持已設(shè)定的時間時，判斷為轉(zhuǎn)彎行駛的第五步驟；根據(jù)所述判斷為轉(zhuǎn)彎行駛時，判斷是否發(fā)生轉(zhuǎn)向過度的第六步驟；根據(jù)所述第六步驟的判斷，發(fā)生轉(zhuǎn)向過度時，根據(jù)此轉(zhuǎn)向過度程度來輸入疊加扭矩的第七步驟 '及根據(jù)所述輸入的疊加扭矩，為了使車輛穩(wěn)定化，生成(_)轉(zhuǎn)向過度控制量，并知道車輛穩(wěn)定化為止，判斷是否發(fā)生所述轉(zhuǎn)向過度的第八步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ESC-MDPS綜合控制方法，其特征在于，所述第七步驟是在偏轉(zhuǎn)率誤差大于已設(shè)定的第五閾值時，判斷為發(fā)生轉(zhuǎn)向過度。
3.一種ESC-MDPS綜合控制裝置，其特征在于，包括監(jiān)控部，通過駕駛者的轉(zhuǎn)向，對行駛狀況執(zhí)行監(jiān)控；轉(zhuǎn)彎行駛判斷部，通過所述監(jiān)控來判斷車輛是否為轉(zhuǎn)彎行駛；發(fā)生轉(zhuǎn)向過度判斷部，在所述車輛轉(zhuǎn)彎行駛時，判斷是否發(fā)生轉(zhuǎn)向過度；及控制部，在所述車輛發(fā)生轉(zhuǎn)向過度時，為了使車輛穩(wěn)定化而生成(_)轉(zhuǎn)向過度控制量來控制轉(zhuǎn)向。
全文摘要
本發(fā)明是涉及ESC-MDPS綜合控制裝置及其方法，為了在ESC(Electronic Stability Control)與MDPS(Motor Driven Power steering System)的綜合控制系統(tǒng)中提高方向操作性能，在ESC動作之前通過反饋關(guān)于轉(zhuǎn)向不足/過度信息，增加MDPS的轉(zhuǎn)向重量來使駕駛者提前識別，因此具有提高行駛穩(wěn)定性及操作性的效果。此外，本發(fā)明通過監(jiān)控駕駛者的轉(zhuǎn)向及車輛運動狀態(tài)來判斷正常轉(zhuǎn)彎，因此具有在ESC中發(fā)生很難判斷的轉(zhuǎn)向過度狀況時，提前進行轉(zhuǎn)向控制，由此來引導駕駛者向正確的方向轉(zhuǎn)向的效果。
文檔編號B62D6/00GK103010294SQ20121035567
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者金斗炯 申請人:現(xiàn)代摩比斯株式會社