本申請(qǐng)要求2015年12月14日提交的、第10-2015-0178087號(hào)韓國(guó)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合在本申請(qǐng)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種補(bǔ)償MDPS(電機(jī)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和電機(jī)角度信號(hào)的裝置和方法，并且更具體地，涉及一種補(bǔ)償MDPS系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和電機(jī)角度信號(hào)的裝置和方法，用于使得轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和電機(jī)角度信號(hào)同步。

背景技術(shù)：

車(chē)輛的動(dòng)力轉(zhuǎn)向?yàn)榛趧?dòng)力的轉(zhuǎn)向裝置，并用于輔助駕駛員進(jìn)行車(chē)輪轉(zhuǎn)向操作。這類(lèi)動(dòng)力轉(zhuǎn)向通常使用液壓。然而，利用電機(jī)力量的MDPS系統(tǒng)的使用最近在增加。這是因?yàn)?，相比現(xiàn)有的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，MDPS系統(tǒng)重量更小，所占的面積更小，并且不需要換油。

與現(xiàn)有的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不同，MDPS系統(tǒng)通過(guò)控制單元如ECU(電子控制單元)對(duì)電機(jī)的電流控制而產(chǎn)生扭矩，因而包括用于控制電機(jī)的各種控制邏輯。這類(lèi)控制邏輯被劃分為用于實(shí)現(xiàn)駕駛員期望的轉(zhuǎn)向感的邏輯，用于改善車(chē)輛穩(wěn)定性的邏輯以及用于改進(jìn)系統(tǒng)穩(wěn)定性的邏輯。MDPS系統(tǒng)的控制單元基于各種參數(shù)如車(chē)輛速度、扭矩信號(hào)、轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和電機(jī)角度信號(hào)等來(lái)控制相應(yīng)的邏輯。

在這些參數(shù)中，轉(zhuǎn)向角度和電機(jī)角度是為實(shí)現(xiàn)精細(xì)的轉(zhuǎn)向感覺(jué)所需要的參數(shù)。例如，轉(zhuǎn)向角度可通過(guò)對(duì)柱組件中安裝的轉(zhuǎn)向角度傳感器所測(cè)量的信號(hào)進(jìn)行后期處理來(lái)計(jì)算，電機(jī)角度可通過(guò)對(duì)電機(jī)角度傳感器(電機(jī)編碼器)所測(cè)量的信號(hào)進(jìn)行后期處理來(lái)計(jì)算。

然而，在相關(guān)技術(shù)中，由于轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和電機(jī)角度信號(hào)彼此不同步，故而僅使用了轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和電機(jī)角度信號(hào)中的一個(gè)來(lái)設(shè)計(jì)邏輯。因此，很難獲得期望的轉(zhuǎn)向邏輯和目標(biāo)性能。

2015年6月15日公布的韓國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)10-2015-0065421公開(kāi)了本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種補(bǔ)償MDPS系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和電機(jī)角度信號(hào)的裝置和方法，能夠使轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和電機(jī)角度信號(hào)同步。

在一個(gè)實(shí)施例中，一種補(bǔ)償MDPS系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和電機(jī)角度信號(hào)的裝置可包括：電機(jī)扭矩補(bǔ)償器，用于通過(guò)向控制驅(qū)動(dòng)MDPS的電機(jī)的電流應(yīng)用電流補(bǔ)償值，補(bǔ)償MDPS系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角度傳感器和電機(jī)角度傳感器之間的材料導(dǎo)致的機(jī)械變形；角速度補(bǔ)償器，用于基于角速度，依據(jù)電機(jī)的角速度，補(bǔ)償轉(zhuǎn)向角度和電機(jī)角度之間的差值；傳感器特性補(bǔ)償器，用于基于轉(zhuǎn)向位置和轉(zhuǎn)向方向，根據(jù)所述轉(zhuǎn)向位置，補(bǔ)償轉(zhuǎn)向角度傳感器的轉(zhuǎn)向位置誤差；以及滯后補(bǔ)償器，用于當(dāng)車(chē)輛的轉(zhuǎn)向條件從靜止?fàn)顟B(tài)變化到轉(zhuǎn)向狀態(tài)時(shí)或者轉(zhuǎn)向方向發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)向轉(zhuǎn)向角度信號(hào)應(yīng)用滯后補(bǔ)償值，補(bǔ)償MDPS系統(tǒng)的滯后特性。

電機(jī)扭矩補(bǔ)償器向電機(jī)的Q軸電流應(yīng)用預(yù)設(shè)電流增益。

角速度補(bǔ)償器通過(guò)使角速度乘以信號(hào)延遲量，可針對(duì)轉(zhuǎn)向角度和電機(jī)角度之間的差值，計(jì)算補(bǔ)償量。

傳感器特性補(bǔ)償器可包括存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)向位置和轉(zhuǎn)向方向?qū)?yīng)的補(bǔ)償量。

滯后補(bǔ)償器使用存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的補(bǔ)償量，計(jì)算滯后補(bǔ)償值。

在另一個(gè)實(shí)施例中，一種補(bǔ)償MDPS系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和電機(jī)角度信號(hào)的方法可包括：補(bǔ)償單元向控制驅(qū)動(dòng)MDPS的電機(jī)的電流應(yīng)用電流補(bǔ)償值，從而補(bǔ)償因MDPS系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角度傳感器和電機(jī)角度傳感器之間的材料而導(dǎo)致的機(jī)械變形；基于角速度，依據(jù)電機(jī)的角速度，補(bǔ)償轉(zhuǎn)向角度和電機(jī)角度之間的差值；基于轉(zhuǎn)向位置和轉(zhuǎn)向方向，根據(jù)所述轉(zhuǎn)向位置，補(bǔ)償轉(zhuǎn)向角度傳感器的轉(zhuǎn)向位置誤差；以及當(dāng)車(chē)輛的轉(zhuǎn)向條件從靜止?fàn)顟B(tài)變化到轉(zhuǎn)向狀態(tài)時(shí)或者轉(zhuǎn)向方向發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)向轉(zhuǎn)向角度信號(hào)應(yīng)用滯后補(bǔ)償值，補(bǔ)償MDPS系統(tǒng)的滯后特性。

在補(bǔ)償壓應(yīng)力中，補(bǔ)償單元可向所述電機(jī)的Q軸電流應(yīng)用預(yù)設(shè)電流增益。

在補(bǔ)償轉(zhuǎn)向角度和電機(jī)角度之間的差值中，補(bǔ)償單元可通過(guò)使角速度乘以信號(hào)延遲量，針對(duì)轉(zhuǎn)向角度和電機(jī)角度之間的差值，計(jì)算補(bǔ)償量。

在補(bǔ)償滯后特性中，補(bǔ)償單元使用轉(zhuǎn)向位置誤差的左向誤差圖和轉(zhuǎn)向位置誤差的右向誤差圖，可計(jì)算滯后補(bǔ)償值。

附圖說(shuō)明

圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于補(bǔ)償MDPS系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和電機(jī)角度信號(hào)的裝置的配置框圖。

圖2為示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于補(bǔ)償MDPS系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和電機(jī)角度信號(hào)的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，將參照附圖，詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于補(bǔ)償MDPS系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和電機(jī)角度信號(hào)的裝置和方法。應(yīng)注意的是，附圖沒(méi)有按照精確比例繪制，且可能對(duì)線條的厚度或元件的尺寸進(jìn)行夸大，這僅是出于描述方便和清楚的目的。另外，此處所用的術(shù)語(yǔ)是在考慮到本發(fā)明中的功能而定義的，可根據(jù)用戶或操作者的習(xí)慣或意圖進(jìn)行更改。因此，應(yīng)該根據(jù)此處闡述的整體公開(kāi)內(nèi)容做出術(shù)語(yǔ)的定義。

圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于補(bǔ)償MDPS系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和電機(jī)角度信號(hào)的裝置的配置框圖。參照?qǐng)D1，下面將描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于補(bǔ)償MDPS系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和電機(jī)角度信號(hào)的裝置。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于補(bǔ)償MDPS系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和電機(jī)角度信號(hào)的裝置包括補(bǔ)償單元100，其從轉(zhuǎn)向角度傳感器接收轉(zhuǎn)向角度信號(hào)，從電機(jī)角度傳感器接收電機(jī)角度信號(hào)，對(duì)所接收的信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，并向控制邏輯輸出所校正的信號(hào)。補(bǔ)償單元100包括電機(jī)扭矩補(bǔ)償器110、角速度補(bǔ)償器120、傳感器特性補(bǔ)償器130和滯后補(bǔ)償器140。

也就是說(shuō)，由于轉(zhuǎn)向角度傳感器和電機(jī)角度傳感器之間的材料導(dǎo)致的機(jī)械變形、電機(jī)的角速度導(dǎo)致的轉(zhuǎn)向角度和電機(jī)角度之間的差值、轉(zhuǎn)向角度傳感器根據(jù)轉(zhuǎn)向位置而出現(xiàn)的轉(zhuǎn)向位置誤差、或者M(jìn)DPS系統(tǒng)的滯后特性，故而從轉(zhuǎn)向角度傳感器輸出的轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和從電機(jī)角度傳感器輸出的電機(jī)角度信號(hào)可能彼此并不同步。例如，當(dāng)轉(zhuǎn)向角度信號(hào)在特定時(shí)間后為100度時(shí)，電機(jī)角度信號(hào)也需要在該特定時(shí)間后變?yōu)?00度。然而，由于上述因素，轉(zhuǎn)向角度(信號(hào))和電機(jī)角度信號(hào)可能彼此并不同步。

換言之，補(bǔ)償單元100可通過(guò)向轉(zhuǎn)向角度信號(hào)或電機(jī)角度信號(hào)應(yīng)用多個(gè)通過(guò)計(jì)算而得的補(bǔ)償量(例如，向轉(zhuǎn)向角度信號(hào)或電機(jī)角度信號(hào)添加補(bǔ)償量，或從轉(zhuǎn)向角度信號(hào)或電機(jī)角度信號(hào)減去補(bǔ)償量)來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。

具體而言，電機(jī)扭矩補(bǔ)償器110可補(bǔ)償轉(zhuǎn)向角度傳感器和電機(jī)角度傳感器之間的材料導(dǎo)致的機(jī)械變形。例如，機(jī)械變形由轉(zhuǎn)向角度傳感器和電機(jī)角度傳感器之間的材料的壓應(yīng)力導(dǎo)致。也就是說(shuō)，MDPS系統(tǒng)具有一種機(jī)械特性：轉(zhuǎn)向角度傳感器和電機(jī)角度傳感器之間存在彈性材料(不計(jì)扭桿)。彈性材料可導(dǎo)致壓應(yīng)力。

由于壓應(yīng)力可根據(jù)轉(zhuǎn)向力(電機(jī)的扭矩)變化，電機(jī)扭矩補(bǔ)償器110可通過(guò)向用于控制電機(jī)的電流應(yīng)用電流補(bǔ)償值進(jìn)行補(bǔ)償。例如，電機(jī)扭矩補(bǔ)償器110可通過(guò)向電機(jī)的Q軸電流應(yīng)用預(yù)設(shè)電流增益來(lái)應(yīng)用所述電流補(bǔ)償值。此時(shí)，預(yù)設(shè)電流增益可根據(jù)MDPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和規(guī)格來(lái)設(shè)計(jì)，并且針對(duì)每個(gè)電流值單獨(dú)設(shè)計(jì)。

角速度補(bǔ)償器120可依據(jù)電機(jī)的角速度，補(bǔ)償轉(zhuǎn)向角度和電機(jī)角度之間的差值。也就是說(shuō)，由于轉(zhuǎn)向的旋轉(zhuǎn)角速度，轉(zhuǎn)向角度和電機(jī)角度之間可能是去同步的。角速度補(bǔ)償器120可針對(duì)這種去同步進(jìn)行補(bǔ)償。

例如，角速度補(bǔ)償器120可通過(guò)使電機(jī)的角速度乘以信號(hào)延遲量，計(jì)算轉(zhuǎn)向角度和電機(jī)角度之間的差值的補(bǔ)償量。此時(shí)，角速度補(bǔ)償器120可通過(guò)將電機(jī)角度微分來(lái)獲得電機(jī)的角速度。信號(hào)延遲量指示各信號(hào)(例如，轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和電機(jī)角度信號(hào))的計(jì)算循環(huán)之間的差值。

傳感器特性補(bǔ)償器130可根據(jù)轉(zhuǎn)向位置補(bǔ)償轉(zhuǎn)向角度傳感器的轉(zhuǎn)向位置誤差。也就是說(shuō)，轉(zhuǎn)向角度傳感器具有這種結(jié)構(gòu)特性：根據(jù)轉(zhuǎn)向位置而存在非線性特性。這種非線性特性可根據(jù)轉(zhuǎn)向方向(順時(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较?而不同。換言之，即使在相同的轉(zhuǎn)向位置，例如，100度的轉(zhuǎn)向位置，在順時(shí)針?lè)较蜻M(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí)的轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和在逆時(shí)針?lè)较蜻M(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí)的轉(zhuǎn)向角度信號(hào)之間也存在差值。

因而，傳感器特性補(bǔ)償器130可包括用于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)向位置和轉(zhuǎn)向方向所對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償量的存儲(chǔ)單元(未示出)。補(bǔ)償量意味著轉(zhuǎn)向角度傳感器根據(jù)轉(zhuǎn)向角度位置而出現(xiàn)的轉(zhuǎn)向位置誤差。

傳感器特性補(bǔ)償器130可從存儲(chǔ)單元讀取當(dāng)前轉(zhuǎn)向位置和轉(zhuǎn)向方向?qū)?yīng)的補(bǔ)償量，接著進(jìn)行補(bǔ)償。此時(shí)，存儲(chǔ)單元可存儲(chǔ)查找表形式的補(bǔ)償量，可根據(jù)MDPS系統(tǒng)的特性，預(yù)先設(shè)計(jì)查找表。存儲(chǔ)單元分別具有左向誤差圖和右向誤差圖。

滯后補(bǔ)償器140可針對(duì)MDPS系統(tǒng)的滯后特性進(jìn)行補(bǔ)償。如上所述，測(cè)量特性可根據(jù)轉(zhuǎn)向方向而不同，即使在相同的轉(zhuǎn)向位置也可不同。因而，當(dāng)轉(zhuǎn)向方向發(fā)生改變時(shí)，或從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始轉(zhuǎn)向時(shí)，由于滯后特性，轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和電機(jī)角度信號(hào)之間可產(chǎn)生差值。

因而，滯后補(bǔ)償器140可補(bǔ)償滯后特性導(dǎo)致的差值。例如，滯后補(bǔ)償器140可通過(guò)向轉(zhuǎn)向角度信號(hào)應(yīng)用預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)向角度增益，而應(yīng)用滯后補(bǔ)償值。此時(shí)，預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)向角度增益可根據(jù)MDPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和規(guī)格來(lái)設(shè)計(jì)，并且針對(duì)每個(gè)轉(zhuǎn)向角度單獨(dú)設(shè)計(jì)。

又如，滯后補(bǔ)償器140可使用左向誤差圖和右向誤差圖、方向判定時(shí)間和狀態(tài)轉(zhuǎn)換值來(lái)計(jì)算補(bǔ)償量。左向誤差圖和右向誤差圖決定于傳感器特性。方向判定時(shí)間是判定轉(zhuǎn)向方向是向左還是向右所需要的時(shí)間。狀態(tài)轉(zhuǎn)換值為通過(guò)使用左向誤差圖和右向誤差圖來(lái)計(jì)算補(bǔ)償量的加權(quán)值。狀態(tài)轉(zhuǎn)換值默認(rèn)為0.5。例如，當(dāng)轉(zhuǎn)向方向發(fā)生變化時(shí)，狀態(tài)轉(zhuǎn)換值在方向判定時(shí)間期間增加或減小。狀態(tài)轉(zhuǎn)換值最終為1(最大)或0(最小)。例如，如果狀態(tài)轉(zhuǎn)換值為1，則補(bǔ)償量?jī)H遵循右向誤差圖。并且，如果狀態(tài)轉(zhuǎn)換值為0，則補(bǔ)償量?jī)H遵循左向誤差圖。當(dāng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換值在1和0之間時(shí)，則通過(guò)在左向誤差圖和右向誤差圖中應(yīng)用加權(quán)值，來(lái)計(jì)算補(bǔ)償量。

也就是說(shuō)，轉(zhuǎn)向方向?yàn)橄蛴?，并且轉(zhuǎn)向狀態(tài)不發(fā)生變化，則因?yàn)闋顟B(tài)轉(zhuǎn)換值收斂為1，故傳感器特性補(bǔ)償器130可從右向誤差圖中讀取補(bǔ)償量。

圖2為示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于補(bǔ)償MDPS系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和電機(jī)角度信號(hào)的方法的流程圖。參照?qǐng)D2，下面將描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于補(bǔ)償MDPS系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和電機(jī)角度信號(hào)的方法。

如圖2所示，在步驟S200，補(bǔ)償單元100依據(jù)電機(jī)的角速度，補(bǔ)償轉(zhuǎn)向角度和電機(jī)角度之間的差值。例如，補(bǔ)償單元100可通過(guò)使電機(jī)的角速度乘以信號(hào)延遲量，計(jì)算轉(zhuǎn)向角度和電機(jī)角度之間的差值的補(bǔ)償量。此時(shí)，補(bǔ)償單元100可通過(guò)將電機(jī)角度微分來(lái)獲得電機(jī)的角速度。信號(hào)延遲量指示信號(hào)(例如，轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和電機(jī)角度信號(hào))的計(jì)算循環(huán)之間的差值。

在步驟S210，補(bǔ)償單元100依據(jù)電機(jī)的扭矩，補(bǔ)償轉(zhuǎn)向角度和電機(jī)角度之間的差值。也就是說(shuō)，MDPS系統(tǒng)具有這種機(jī)械特性：轉(zhuǎn)向角度傳感器和電機(jī)角度傳感器之間存在彈性材料(不計(jì)扭桿)。彈性材料可導(dǎo)致壓應(yīng)力。

由于壓應(yīng)力可根據(jù)轉(zhuǎn)向力(電機(jī)的扭矩)變化，補(bǔ)償單元100可通過(guò)向控制電機(jī)的電流應(yīng)用電流補(bǔ)償值進(jìn)行補(bǔ)償。例如，補(bǔ)償單元100可通過(guò)向電機(jī)的Q軸電流應(yīng)用預(yù)設(shè)電流增益來(lái)應(yīng)用電流補(bǔ)償值。

在步驟S220，補(bǔ)償單元100依據(jù)轉(zhuǎn)向角度傳感器的非線性特性，補(bǔ)償轉(zhuǎn)向角度和電機(jī)角度之間的差值。也就是說(shuō)，轉(zhuǎn)向角度傳感器具有這種結(jié)構(gòu)特性：根據(jù)轉(zhuǎn)向位置而存在非線性特性。非線性特性可根據(jù)轉(zhuǎn)向方向(順時(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较?而不同。

因而，補(bǔ)償單元100可包括用于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)向位置和轉(zhuǎn)向方向?qū)?yīng)的補(bǔ)償量的存儲(chǔ)單元(未示出)。補(bǔ)償單元100可從存儲(chǔ)單元接收當(dāng)前轉(zhuǎn)向位置和轉(zhuǎn)向方向?qū)?yīng)的補(bǔ)償量，繼而進(jìn)行補(bǔ)償。

最后，在步驟S230，補(bǔ)償單元100依據(jù)MDPS系統(tǒng)的滯后特性，補(bǔ)償轉(zhuǎn)向角度和電機(jī)角度之間的差值。即使在相同的轉(zhuǎn)向位置，測(cè)量特性仍可根據(jù)轉(zhuǎn)向方向而不同。因而，當(dāng)轉(zhuǎn)向方向發(fā)生改變時(shí)，或從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始轉(zhuǎn)向時(shí)，由于滯后特性，轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和電機(jī)角度信號(hào)之間可出現(xiàn)差值。因此，補(bǔ)償單元100可針對(duì)轉(zhuǎn)向角度傳感器的轉(zhuǎn)向位置誤差進(jìn)行補(bǔ)償。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于補(bǔ)償MDPS系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和電機(jī)角度信號(hào)的裝置和方法可補(bǔ)償轉(zhuǎn)向角度傳感器和電機(jī)角度傳感器之間的材料導(dǎo)致的壓應(yīng)力，依據(jù)電機(jī)的角速度補(bǔ)償轉(zhuǎn)向角度和電機(jī)角度之間的差值，根據(jù)轉(zhuǎn)向位置補(bǔ)償轉(zhuǎn)向角度傳感器的非線性特性，以及補(bǔ)償MDPS系統(tǒng)的滯后特性，并使轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和電機(jī)角度信號(hào)彼此同步，從而改進(jìn)MDPS邏輯開(kāi)發(fā)中的自由度，并達(dá)成所需要的目標(biāo)性能。

盡管出于示例的目的公開(kāi)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，可以進(jìn)行各種修改、添加和替換，而不脫離本發(fā)明的范圍和精神。