電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化裝置及方法。本發(fā)明的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化裝置，其特征在于，包括：輸入部，接收方向盤轉(zhuǎn)向柱扭矩的輸入；算出部，把輸入部輸入的轉(zhuǎn)向柱扭矩信號變換成產(chǎn)生方向盤的補償信號的目標(biāo)信號；補償部，以算出部的目標(biāo)信號為基礎(chǔ)，算出補償主要輔助扭矩的輔助扭矩。
【專利說明】電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化裝置及方法，更詳細(xì)地說，接收電動式轉(zhuǎn)向裝置的方向盤的轉(zhuǎn)向柱扭矩，去除噪聲成分，以此為基礎(chǔ)，產(chǎn)生補償信號，使方向盤穩(wěn)定恢復(fù)的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]電動式轉(zhuǎn)向裝置與原有的利用液壓的液壓動力轉(zhuǎn)向裝置不同，利用電動機的旋轉(zhuǎn)力，輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向力。
[0003]將此稱為MDPS (Motor Driven Power Steering)或 EPS (Electr1nic PowerSteering)。
[0004]這種電動式轉(zhuǎn)向裝置接收連接到方向盤的扭矩傳感器輸入的轉(zhuǎn)向柱扭矩，與車速組合，算出電動機的輔助量，改善轉(zhuǎn)向性能。
[0005]轉(zhuǎn)向性能邏輯包括:扭矩循環(huán)邏輯，以應(yīng)對扭矩輸入的助推器輸出為基礎(chǔ)，決定主要輔助扭矩；HFAC(High-Frequency Assist Control)邏輯,減少駕駛員因電動機的輔助而感到的異質(zhì)感，增大輔助扭矩的輸出；阻尼邏輯，調(diào)整轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的振動；能動恢復(fù)邏輯，增大旋轉(zhuǎn)后的方向盤的恢復(fù)力。
[0006]尤其，阻尼邏輯調(diào)整轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的振動，穩(wěn)定控制方向盤恢復(fù)時的恢復(fù)速度。
[0007]但是，阻尼邏輯要經(jīng)過微分(differential)已輸入的扭矩的過程，因此劇烈變化時，多發(fā)電子脈沖(glitch)，使電動式轉(zhuǎn)向裝置的電動機反應(yīng)速度變慢。
[0008]并且，相位容限角度上，因微分過程和通過低通濾波器的過程，抵消了較多容限，能夠處理的噪聲的大小與量上存在局限。
[0009]因此，產(chǎn)生多種形態(tài)的振動和噪聲的電動轉(zhuǎn)向裝置中，克服駕駛員感到的異質(zhì)感存在局限。
[0010]本發(fā)明的【背景技術(shù)】在韓國公開專利公報第2012-0137087號(2012.12.20公開，發(fā)明名稱:電動式動力轉(zhuǎn)向裝置及控制方法)中公開。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011](要解決的技術(shù)問題)
[0012]本發(fā)明的目的在于，提供一種電動式轉(zhuǎn)向裝置的穩(wěn)定化裝置及方法，關(guān)于電動式轉(zhuǎn)向裝置的性能邏輯，克服方向盤的振動性異常轉(zhuǎn)向感，減少對于駕駛員的異質(zhì)感。
[0013]并且，其目的在于，能夠迅速補償多種高頻輸入，對于多種噪聲，按各自特性進行補償。
[0014](解決問題的手段)
[0015]根據(jù)本發(fā)明的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化裝置，其特征在于，包括:輸入部，接收方向盤轉(zhuǎn)向柱扭矩(column torque)的輸入；算出部，把輸入部輸入的轉(zhuǎn)向柱扭矩信號變換成產(chǎn)生方向盤的補償信號的目標(biāo)信號；補償部，以算出部的目標(biāo)信號為基礎(chǔ)，算出補償主要輔助扭矩的輔助扭矩。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化裝置的算出部，其特征在于:接收轉(zhuǎn)向柱扭矩信號的輸入，消除噪聲成分，把消除噪聲成分的轉(zhuǎn)向柱扭矩信號變換成目標(biāo)信號。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的電動式轉(zhuǎn)向裝置的算出部，其特征在于，包括高通濾波器。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的電動式轉(zhuǎn)向裝置的算出部，其特征在于，包括離散化部，離散化從輸入部接收的轉(zhuǎn)向柱扭矩信號。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的電動式轉(zhuǎn)向裝置的離散化部，其特征在于，離散化(離散化)的方式為梯形法則(Trapezoid rule)。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的電動式轉(zhuǎn)向裝置的補償部，其特征在于，調(diào)整作為補償程度的尺度的增益值。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化方法，其特征在于，包括:輸入部接收方向盤的轉(zhuǎn)向柱扭矩的輸入的階段；算出部把轉(zhuǎn)向柱扭矩變換成目標(biāo)信號的階段；補償部以目標(biāo)信號為基礎(chǔ)，算出補償主要輔助扭矩的輔助扭矩的階段。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化方法，其特征在于，在算出部把轉(zhuǎn)向柱扭矩變換成目標(biāo)信號的階段，算出部經(jīng)過消除已輸入的轉(zhuǎn)向柱扭矩的噪聲成分的階段后，把消除掉噪聲成分的轉(zhuǎn)向柱扭矩變換成目標(biāo)信號。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化方法中，消除已輸入的轉(zhuǎn)向柱扭矩的噪聲成分的階段的特征在于，包括通過高通濾波器的階段。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化方法中，把消除掉噪聲成分的轉(zhuǎn)向柱扭矩變換成目標(biāo)信號的階段的特征在于，包括用梯形法則(Trapezoid rule)離散化的階段。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化方法中，以目標(biāo)信號為基礎(chǔ)，算出補償主要輔助扭矩的輔助扭矩的階段的特征在于，能夠調(diào)整作為補償程度的尺度的增益值。
[0026](發(fā)明的效果)
[0027]根據(jù)本發(fā)明的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化裝置及方法，能夠最小化微分時發(fā)生的遲延，提高應(yīng)答性，確切區(qū)分了目標(biāo)信號，易于補償程度的調(diào)整及應(yīng)用。
[0028]并且，根據(jù)本發(fā)明，確保了邏輯的容限，能夠迅速補償多種高頻輸入，對于轟鳴聲振動或漣波性震動等多種噪聲，能夠按照各自特性進行補償。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化裝置的功能框圖。
[0030]圖2是呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的一實施例的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化方法的流程圖。
[0031]圖3是呈現(xiàn)車輛的方向盤轉(zhuǎn)向時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向柱扭矩的圖表。
[0032]圖4是根據(jù)原有阻尼邏輯的補償信號和根據(jù)本發(fā)明的一實施例的補償信號之間的對比圖表。

【具體實施方式】
[0033]下面，參照附圖詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化裝置及方法的一實施例。為了說明的明確性和便利性，有些夸張地呈現(xiàn)了附圖中的線條的厚度或構(gòu)成要素的大小等。并且，后述的用語是考慮到在本發(fā)明中的功能而定義的，根據(jù)使用者、運用者的意圖或慣例會有所不同。因此，這些用語的定義應(yīng)以整個說明書的內(nèi)容為基礎(chǔ)。
[0034]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化裝置的功能框圖，圖2是呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的一實施例的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化方法的流程圖。
[0035]圖3是呈現(xiàn)車輛的方向盤轉(zhuǎn)向時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向柱扭矩的圖表，圖4是根據(jù)原有阻尼邏輯的補償信號和根據(jù)本發(fā)明的一實施例的補償信號之間的對比圖表。
[0036]如圖1，根據(jù)根據(jù)本發(fā)明的一實施例的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化裝置包括:輸入部100、算出部200及補償部300。
[0037]輸入部100接收車輛方向盤的轉(zhuǎn)向柱扭矩的輸入。
[0038]算出部200接收從輸入部100傳達(dá)的車輛的方向盤轉(zhuǎn)向柱扭矩信號，消除噪聲成分，把消除掉噪聲成分的轉(zhuǎn)向柱扭矩信號變換成產(chǎn)生方向盤的補償信號的目標(biāo)信號。
[0039]這里，過濾噪聲成分的過濾器的傳達(dá)函數(shù)的一實施例是s/(s+a)，s是拉普拉斯(Laplace)運算符，a 是指截止頻率(Cut Off Frequency)。
[0040]并且，目標(biāo)信號是指輸入部100接收的轉(zhuǎn)向柱扭矩中過濾了噪聲等不必要的部分的信號，決定為使電動式轉(zhuǎn)向裝置轉(zhuǎn)向感具有穩(wěn)定感而生成的電動機的輔助量的基礎(chǔ)信號。
[0041]因此，目標(biāo)信號中具有較多不必要的噪聲成分，或生成目標(biāo)信號的過程復(fù)雜時，駕駛者會對電動式轉(zhuǎn)向裝置的輔助產(chǎn)生異質(zhì)感。
[0042]而且，能夠包含在輸入到輸入部100的方向盤的轉(zhuǎn)向柱扭矩的噪聲成分通常包括:因不規(guī)則路面產(chǎn)生的噪聲、EMI (Electro Magnetic Interference,電磁波干擾)、扭矩傳感器本身的噪聲或包含在電動式轉(zhuǎn)向裝置內(nèi)部的電子元件的噪聲。
[0043]算出部200包括噪聲消除部210和離散化部220。
[0044]噪聲消除部210,代替過濾所述噪聲的普遍方法-利用微分(differential)和低通濾波器的方法，采用了利用高通濾波器消除噪聲的方法。
[0045]因此，不需要微分的過程，不會產(chǎn)生因微分過程而遲延的現(xiàn)象，在轉(zhuǎn)向柱扭矩信號急劇變化的情況下，也能減少電子脈沖(glitch)的產(chǎn)生。
[0046]而且，算出部200包括離散化連續(xù)信號的離散化部220。
[0047]離散化是指把連續(xù)分布的物理量用有限個變數(shù)表示的近似法，例如有限要素法和有限差分法等。
[0048]因此，本發(fā)明中的離散化是指，為了把作為連續(xù)物理量的轉(zhuǎn)向柱扭矩值變換成轉(zhuǎn)向柱扭矩信號，使補償部300能算出輔助扭矩，以O(shè)和I表現(xiàn)的數(shù)字化(digitizat1n),成為離散化部220的離散化對象的信號是指通過噪聲消除部210消除噪聲的信號。
[0049]通常，主要使用的離散化電動式轉(zhuǎn)向裝置輸入的轉(zhuǎn)向柱扭矩信號的方法后向矩形法(Backward-Rectangular Rule),但離散化部220不僅能使用前向矩形法(Forward-Rectangular Rule),還能使用以梯形積分為基礎(chǔ)的梯形法則(Trapezoid rule或 Tustin rule)。
[0050]梯形法則是以梯形積分為基礎(chǔ)的離散化法，在數(shù)值積分中利用了把函數(shù)用I次插值法(連接相鄰的分點的直線)近似計算的求積法。積分對象的計算求近似為梯形形狀的四角形的面積的總和，所以叫梯形法則。
[0051]而且，離散化部220的離散化方式，利用以連續(xù)領(lǐng)域穩(wěn)定時離散領(lǐng)域也穩(wěn)定為特征的梯形法則時，相比原有的后向矩形法，能夠確保轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化邏輯(logic)的容限(margin),保障轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性,迅速補償多種輸入。
[0052]并且，補償部300接收算出部200抽取的目標(biāo)信號，以目標(biāo)信號為基礎(chǔ)，算出補償主要輔助扭矩的輔助扭矩。而且，補償部300計算算出的輔助扭矩，增加到主要輔助扭矩。
[0053]補償部300把算出的輔助扭矩變成補償信號形式，傳達(dá)到電動式轉(zhuǎn)向裝置。
[0054]因此，以過濾多種噪聲及振動的目標(biāo)信號為基礎(chǔ)，計算輔助扭矩，能夠?qū)崿F(xiàn)更適當(dāng)?shù)膭幼?，穩(wěn)定電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感。
[0055]這里，通過計算電動式轉(zhuǎn)向裝置的輔助扭矩并加到主要輔助扭矩而優(yōu)化電動式轉(zhuǎn)向裝置的電動機的旋轉(zhuǎn)的內(nèi)容屬于一般技術(shù)，所以省略說明。
[0056]而且，補償部300能夠調(diào)整作為補償程度的尺度的增益值，為了根據(jù)路面的狀態(tài)或駕駛者的駕駛習(xí)慣、或燃料消耗程度而實現(xiàn)最佳補償，適用最佳增益值，求輔助扭矩。
[0057]參照圖3和4說明本發(fā)明與原有方式的效果差距，如圖3，駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤時，軸產(chǎn)生扭矩。尤其，位于圖4上端的圖表，是車輛停車時，以0.5RPS (Revolut1ns Per Second)以下的低速轉(zhuǎn)動方向盤時，在軸上產(chǎn)生的扭矩的圖表，這里混合了低頻成分和高頻成分。
[0058]而且，觀察圖4的下端圖表，粗的實線表示根據(jù)原有方式中轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化邏輯的補償扭矩，細(xì)的實線表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化邏輯的補償扭矩。
[0059]比較兩者就能確認(rèn)，在相同時間，細(xì)的實線的根據(jù)本發(fā)明的補償扭矩領(lǐng)先于粗的實線的根據(jù)原有方式的補償扭矩，還能確認(rèn)，在相同時間范圍內(nèi)，具有更大的扭矩值或更小的扭矩值。
[0060]如上述，對于相同的輸入，相比原有方式，具有更快的回應(yīng)，具有更多的變化量。
[0061]因此，駕駛者無法感覺到電動式轉(zhuǎn)向裝置的扭力桿上方發(fā)生的振動，能夠更明顯地感覺到地面的感覺。而且，本發(fā)明的扭矩補償比原有方式具有容限，能夠迅速補償更多樣化的高頻輸入。并且，對于轟鳴聲振動或漣波性震動等多種噪聲，能夠按各自特性進行補償，增大了補償自由度
[0062]下面，參照圖2，說明電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化方法。
[0063]若輸入部100接收方向盤的轉(zhuǎn)向柱扭矩的輸入(SlO)，輸入部100把接收的轉(zhuǎn)向柱扭矩傳達(dá)到算出部200。
[0064]算出部200消除接收的轉(zhuǎn)向柱扭矩的噪聲成分(S20)，把消除噪聲成分的轉(zhuǎn)向柱扭矩變換成目標(biāo)信號(S30)。
[0065]這里，消除算出部200的轉(zhuǎn)向柱扭矩的噪聲成分的階段包括通過高通濾波器的階段，算出部200把消除噪聲成分的轉(zhuǎn)向柱扭矩變換成目標(biāo)信號的階段包括用梯形法則(Trapezoid rule)離散化的階段,對此,在所述電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化裝置的說明中已敘述過。
[0066]并且，算出部200向補償部300傳達(dá)目標(biāo)信號，補償部300以傳達(dá)到的目標(biāo)信號為基礎(chǔ)，算出補償主要輔助扭矩的輔助扭矩。并且，補償部300以算出的輔助扭為基礎(chǔ)，調(diào)整補償程度，發(fā)生補償信號(S40)。這里，以目標(biāo)信號為基礎(chǔ)，調(diào)整補償程度而發(fā)生補償信號的階段的特征在于，能夠調(diào)整作為補償程度的尺度的增益值。對此，所述的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化裝置的說明中已敘述過。
[0067]如上述，根據(jù)本發(fā)明的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化裝置及方法考慮到車輛的車速、對應(yīng)扭矩輸入的助推器輸出、及恢復(fù)力，產(chǎn)生電動機的旋轉(zhuǎn)力，能夠感受到比之前更具有穩(wěn)定感的轉(zhuǎn)向感，能夠減少因多種振動及噪聲發(fā)生的異質(zhì)感。并且，與原有方式不同，解決了微分時發(fā)生的遲延或信號區(qū)分不明確的問題點，實現(xiàn)了更簡潔快速的回應(yīng)。并且，轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化邏輯相比原有方式確保了容限，能夠迅速補償多種高頻輸入，對于各種噪聲，能夠按照各自特性進行補償。
[0068]參照附圖所示的實施例說明了本發(fā)明，但這只是例示性的，在該技術(shù)所屬領(lǐng)域具有一般知識的人員能夠理解到依此可進行多種變形，可實現(xiàn)同等的其他實施例。因此，本發(fā)明的技術(shù)性保護范圍應(yīng)根據(jù)所述的專利權(quán)利要求所決定。
【權(quán)利要求】
1.一種電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化裝置，其特征在于，包括: 輸入部，接收方向盤轉(zhuǎn)向柱扭矩的輸入； 算出部，把所述輸入部輸入的所述轉(zhuǎn)向柱扭矩信號變換成產(chǎn)生所述方向盤的補償信號的目標(biāo)信號； 補償部，以所述算出部的目標(biāo)信號為基礎(chǔ)，算出補償主要輔助扭矩的輔助扭矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化裝置，其特征在于， 所述算出部接收轉(zhuǎn)向柱扭矩信號的輸入，消除噪聲成分，把消除所述噪聲成分的轉(zhuǎn)向柱扭矩信號變換成所述目標(biāo)信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化裝置，其特征在于， 所述算出部包括高通濾波器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化裝置，其特征在于，包括: 所述算出部包括離散化部，將從所述輸入部接收的轉(zhuǎn)向柱扭矩信號離散化。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化裝置，其特征在于， 所述離散化部離散化的方式為梯形法則(Trapezoid rule)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化裝置，其特征在于，所述補償部能夠調(diào)整作為補償程度的尺度的增益值。
7.一種電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化方法，其特征在于，包括: 輸入部接收方向盤的轉(zhuǎn)向柱扭矩的輸入的階段； 算出部把所述轉(zhuǎn)向柱扭矩變換成目標(biāo)信號的階段； 補償部以所述目標(biāo)信號為基礎(chǔ)，算出補償主要輔助扭矩的輔助扭矩的階段。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化方法，其特征在于，包括: 在所述算出部把所述轉(zhuǎn)向柱扭矩變換成所述目標(biāo)信號的階段，所述算出部經(jīng)過消除所述已輸入的轉(zhuǎn)向柱扭矩的噪聲成分的階段后，把消除所述掉噪聲成分的轉(zhuǎn)向柱扭矩變換成所述目標(biāo)信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化方法，其特征在于，包括: 消除所述已輸入的轉(zhuǎn)向柱扭矩的噪聲成分的階段，包括通過高通濾波器的階段。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化方法，其特征在于，包括: 把消除掉所述噪聲成分的轉(zhuǎn)向柱扭矩變換成目標(biāo)信號的階段，包括用梯形法則(Trapezoid rule)離散化的階段。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動式轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向感穩(wěn)定化方法，其特征在于，包括: 以所述目標(biāo)信號為基礎(chǔ)，算出補償主要輔助扭矩的輔助扭矩的階段，能夠調(diào)整作為補償程度的尺度的增益值。
【文檔編號】B62D6/08GK104417601SQ201410045428
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月27日
【發(fā)明者】張碩桓 申請人:現(xiàn)代摩比斯株式會社