CN104554423B - 利用mdps摩擦补偿逻辑的摩擦补偿装置及摩擦补偿方法 - Google Patents

利用mdps摩擦补偿逻辑的摩擦补偿装置及摩擦补偿方法 Download PDF

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Abstract

公开了对MDPS摩擦补偿逻辑及利用其的摩擦补偿方法的发明。本发明的MDPS摩擦补偿逻辑的特征在于，包括：信号处理部，对从转向柱扭矩信号接收的转向柱扭矩信号，只提取限定范围的信号；摩擦补偿符号计算部，积分在所述信号处理部提取的转向柱扭矩信号，决定摩擦补偿符号，将所述积分的值限定为设定值并进行计算；及摩擦补偿扭矩计算部，在通过所述摩擦补偿符号计算部计算的值，反映摩擦补偿量，计算摩擦补偿扭矩。

Description

利用MDPS摩擦补偿逻辑的摩擦补偿装置及摩擦补偿方法
技术领域
本发明涉及MDPS摩擦补偿逻辑及利用其的摩擦补偿方法。更详细地说，驱动MDPS时分离根据摩擦固着的区间，计算摩擦补偿扭矩，使其在控制MDPS发动机时反映的MDPS摩擦补偿逻辑及利用其的摩擦补偿方法。
背景技术
一般地说，电动式动力转向(Motor Driven Power Steering，“以下称MDPS”)***为，通常不是以动力泵的驱动循环机油，使动力柄运作的原理，而是在方向盘轴下端部单独设置为了使辅助转向力发生的转向发动机，启动引车辆擎运作转向发动机，使动力柄运作的***。
这种，MDPS***为了流畅的运作，如图1所示在计算发动机扭矩命令时，加/减并反映计算扭矩控制回路与阻尼扭矩、能动复原扭矩及摩擦补偿扭矩，计算摩擦补偿扭矩的理由如下。
一般地说，MDPS***根据分别驱动转向部件时发生的摩擦(friction)，若不使以转向发动机所需的辅助转向力发生，由于难以驱动根据转向发动机的动力转向，使转向感或初期增进(build-up)感不好，由此会使驾驶员感到转向异质感。
另外，根据摩擦的中心(On-center)转向柱扭矩的过多，导致扭矩变动过多，由此存在人为的增进感的问题。
因此，实情是为了减少MDPS***的摩擦，急需开发MDPS摩擦补偿逻辑。
本发明的背景技术公开于韩国公开专利公报第10-2012-0053300号(2012.05.25公开，发明名称：车辆MDPS控制装置及方法)。
发明内容
(要解决的技术问题)
本发明为了改善如上所述的问题所提出，本发明提供MDPS摩擦补偿逻辑及利用其的摩擦补偿方法的目的在于，驱动MDPS时分离根据摩擦固着的区间，计算摩擦补偿扭矩，使其在控制MDPS发动机时反映。
本发明提供MDPS摩擦补偿逻辑及利用其的摩擦补偿方法的其他目的在于，在计算摩擦补偿扭矩时，生成并反映去除低频成分的白噪音信号，进而使减少摩擦的效果提高。
(解决问题的手段)
根据本发明的MDPS摩擦补偿逻辑的特征在于，包括：信号处理部，对从转向柱扭矩信号接收的转向柱扭矩信号，只提取限定范围的信号；摩擦补偿符号计算部，积分在所述信号处理部提取的转向柱扭矩信号，决定摩擦补偿符号，将所述积分的值限定为设定值并进行计算；及摩擦补偿扭矩计算部，在通过所述摩擦补偿符号计算部计算的值，反映摩擦补偿量计算摩擦补偿扭矩。
在本发明中，其特征在于，所述信号处理部以所述限定的范围驱动MDPS时，只提取根据摩擦固着的区间的信号。
在本发明中，其特征在于，所述信号处理部通过带通滤波器(BPF)，只提取所述限定范围的信号。
在本发明中，其特征在于，所述摩擦补偿扭矩计算部，所述发动机速度为设定速度以上的情况，在通过所述摩擦补偿符号计算部决定的所述摩擦补偿符号，反映已设定的摩擦补偿量增益计算所述摩擦补偿扭矩，所述发动机速度不足设定速度的情况，在通过所述摩擦补偿符号计算部计算的值，乘以根据所述积分的值的摩擦补偿量增益，计算所述摩擦补偿扭矩。
本发明的特征在于，还包括：噪音信号处理部，生成随机噪音信号，使其通过解除低频成分噪音的高通滤波器(HPF)；噪音信号符号决定部，在通过所述高通滤波器的高频噪音信号加上设定值设定大小，决定噪音信号的符号；及噪音信号反映部，在所述摩擦补偿扭矩计算部计算所述摩擦补偿扭矩时，反映在通过所述噪音信号符号决定部决定符号的噪音信号，乘以抖动增益计算的值。
在本发明中，其特征在于，所述噪音信号符号决定部，乘以通过所述摩擦补偿符号计算部决定的所述摩擦补偿符号，决定所述噪音信号的符号。
根据本发明的利用MDPS摩擦补偿逻辑的摩擦补偿方法，包括：对从转向柱扭矩接收的转向柱扭矩信号，只提取限定范围的信号的阶段；积分所述提取的转向柱扭矩信号决定摩擦补偿符号，将所述积分的值限定为设定值进行计算的阶段；及在所述计算的值反映摩擦补偿量，计算摩擦补偿扭矩的阶段。
在本发明中，其特征在于，所述对转向柱扭矩信号只提取限定范围的信号的阶段，以所述限定范围驱动MDPS时，只提取根据摩擦固着的区间的信号。
在本发明中，其特征在于，所述对转向柱扭矩信号只提取限定范围的信号的阶段，只提取通过带通滤波器(BPF)限定范围的信号。
在本发明中，其特征在于，所述计算摩擦补偿扭矩的阶段为，发动机速度为设定速度以上的情况，在所述决定的摩擦补偿符号反映已设定的摩擦补偿量增益，计算所述摩擦补偿扭矩，所述发动机速度不足设定速度的情况，在所述将积分的值限定为设定值进行计算的阶段，乘以根据计算的值的摩擦补偿量增益，计算所述摩擦补偿扭矩。
本发明的特征在于，还包括：生成随机噪音信号，使其通过解除低频成分噪音的高通滤波器(HPF)的阶段；在通过所述高通滤波器的高频噪音信号加上设定值设置大小，决定噪音信号的符号的阶段；及在计算所述计算摩擦补偿扭矩阶段的所述摩擦补偿扭矩时，反映在决定所述符号的噪音信号乘以抖动增益的值。
在本发明中，其特征在于，所述决定噪音信号的符号的阶段，在所述将积分的值限定为设定值进行计算的阶段，乘以决定的摩擦补偿符号，决定所述噪音信号的符号。
(发明的效果)
根据本发明的MDPS摩擦补偿逻辑及利用其的摩擦补偿方法，在驱动MDPS时分离根据摩擦固着的区间，计算对该区间的摩擦补偿扭矩，使其在控制MDPS发动机时反映，进而使中心(On-center)转向柱扭矩减少且使转向柱扭矩变动量减少，进而可使转向感提高，使在扭矩变大的增进区间的异质感减少，并且改善车辆复原性可使转向感全面的提高。
另外，本发明在计算摩擦补偿扭矩使，生成并反映去除低频成分的白噪音信号，进而可使减少摩擦的效果进一步提高。
(附图标记说明)
10：信号处理部 20：摩擦补偿符号计算部
30：摩擦补偿扭矩计算部 40：噪音信号处理部
50：噪音信号符号决定部 60：噪音信号反映部
附图说明
图1是图示计算MDPS发动机扭矩命令值时反映的值的参考图面。
图2是根据本发明一实施例，为了说明MDPS摩擦补偿逻辑的图面。
图3是根据本发明一实施例，图示为了证明根据是否适用MDPS摩擦补偿逻辑的效果的性能评价结果的图面。
图4是根据本发明一实施例，图示为了比较是否适用MDPS摩擦补偿逻辑的模拟结果的图面。
图5是根据本发明一实施例，图示利用MDPS摩擦补偿逻辑的摩擦补偿方法的动作流程图。
图6是根据本发明其他实施例，图示在利用MDPS摩擦补偿逻辑的摩擦补偿方法反映噪音信号阶段的流程图。
具体实施方式
以下参照附图，说明根据本发明一实施例的MDPS摩擦补偿逻辑及利用其的摩擦补偿方法。在此过程中，在图面图示的线条的厚度或构成要素的大小等，在说明的明了性与便利性上，会有所夸张图示。
另外，后述的用语作为考虑在本发明的功能而定义的用语，这根据使用者、运用者的意图或惯例会有所不同，因此对这种用语的定义，应以根据本说明说前半部分的内容为基础决定。
图2是根据本发明一实施例，为了说明MDPS摩擦补偿逻辑的图面。图3是根据本发明一实施例，图示为了证明根据是否适用MDPS摩擦补偿逻辑的效果的性能评价结果的图面。图4是根据本发明一实施例，图示为了比较是否适用MDPS摩擦补偿逻辑的模拟结果的图面。
为了补偿在电动式动力转向(MDPS)***发生的摩擦，计算摩擦补偿扭矩的逻辑如下。
如图2所示，根据本发明一实施例的MDPS摩擦补偿逻辑，包括信号处理部10、摩擦补偿符号计算部20、摩擦补偿扭矩计算部30、噪音信号处理部40、噪音信号符号决定部50及噪音信号反映部60。
信号处理部10，使从转向柱扭矩接收的转向柱扭矩信号，只通过限定范围的频段通过的带通滤波器(BPF)。
即，如图2所示在从转向柱扭矩接收的转向柱扭矩信号中，根据摩擦分离固着***的区间(f1～f2)，使其通过带通滤波器(BPF)提取转向柱扭矩信号。
摩擦补偿符号计算部20，在信号处理部10积分通过带通滤波器的转向柱扭矩信号，决定摩擦补偿符号，将积分的值限定为设定值(例如，1)。
即，积分通过带通滤波器的转向柱扭矩信号，决定摩擦补偿方向。
摩擦补偿扭矩计算部30，在通过摩擦补偿符号计算部20计算的值，反映摩擦补偿量计算摩擦补偿扭矩。
这时，摩擦补偿扭矩计算部30，在输入的发动机速度为设定速度以上的情况(例如，1000RPM以上)，在通过摩擦补偿符号计算部20决定的摩擦补偿符号，反映已设定的摩擦补偿量增益K3(例如，1)，计算摩擦补偿扭矩。
在这里，发动机速度为设定速度以上的情况，反映已设定的摩擦补偿量增益K3的理由为，在车速为高速的情况，解除为了计算摩擦补偿量增益的时间，从而更快的补偿摩擦。
另外，在发动机速度不足设定速度的情况(例如，不足1000RPM)，乘以根据通过摩擦补偿符号计算部20计算的值的摩擦补偿量增益K2，计算摩擦补偿扭矩。
噪音信号处理部40，通过随机函数生成噪音信号，使其通过去除低频成分噪音的高频滤波器(HPF)。
这时，噪音信号处理部40随机生成白噪音信号，使其通过高通滤波器去除低频成分噪音，进而使驾驶员无法识别噪音。
噪音信号符号决定部50，在通过高通滤波器的高频噪音信号，加上设定值(例如1)设定大小，乘以通过摩擦补偿符号计算部20决定的摩擦补偿符号，决定噪音信号的符号。
即，在高频噪音信号加1，积分通过带通滤波器的转向柱扭矩信号，反映决定的摩擦补偿方向，决定施加摩擦补偿扭矩的方向。
噪音信号反映部60，在摩擦补偿扭矩计算部30计算摩擦补偿扭矩时，反映通过噪音信号符号决定部50决定符号的噪音信号，乘以抖动(dithering)增益K1计算的值。
即，计算摩擦补偿扭矩时，生成并反映去除低频成分的白噪音信号，进而可使减少摩擦的效果进一步提高。
这时参考图3的A部分就可以知道，可确认到转向角为0度时，比不适用摩擦补偿扭矩时的初期转向柱扭矩B2，减少了使用摩擦补偿扭矩时的初期转向柱扭矩B1。
另外，如在图4的模拟结果，以在没有适用摩擦补偿扭矩时的初期转向柱扭矩C3，以0.5Nm适用摩擦扭矩时的初期转向柱扭矩C2，以1Nm适用摩擦补偿扭矩时的初期转向柱扭矩C1的顺序，根据适用摩擦补偿扭矩减少初期转向柱扭矩，可以确认到转向柱扭矩变动量的减少。
如上所述，根据本发明一实施例的MDPS摩擦补偿逻辑，驱动MDPS时分离根据摩擦固着的区间，计算对该区间的摩擦补偿扭矩，使其在控制MDPS时反映，进而可使中心(On-center)转向柱扭矩减少且使转向柱扭矩变动量减少，进而可使转向感提高，使在扭矩大的增进区间的异质感减少，并且改善车辆复原性可使转向感全面的提高。
图5是根据本发明一实施例，图示利用MDPS摩擦补偿逻辑的摩擦补偿方法的动作流程图。参照其，说明本发明的具体动作。
为了补偿在电动式动力转向(MDPS)***发生的摩擦，计算摩擦补偿扭矩的方法为，首先使从转向柱扭矩接收的转向柱扭矩信号，只通过使限定范围的频段通过的带通滤波器(BPF)。(S10)
之后，积分通过带通滤波器的转向柱扭矩信号，决定摩擦补偿符号。(S20)
即，积分通过带通滤波器的转向柱扭矩信号，决定摩擦补偿方向。
之后，将在S20阶段积分的值限定为设定值(例如，1)。(S30)
之后，在S30阶段计算的值，反映根据发动机速度的摩擦补偿量，计算摩擦补偿扭矩。(S40)
这时，输入的发动机速度为设定速度以上的情况(例如，1000RPM以上)，在通过S20阶段决定的摩擦补偿符号，为了反应性快的补偿摩擦，反映已设定的摩擦补偿量增益K3(例如，1)，计算摩擦补偿扭矩。
在这里，在发动机速度为设定速度以上的情况，反映已设定的摩擦补偿量增益K3的理由为，在车速为高速的情况，去除为了计算摩擦补偿量增益的时间，从而更快的补偿摩擦。
另外，发动机速度不足设定速度的情况(例如，不足1000RPM)，在通过S30阶段计算的值，乘以根据积分的值的摩擦补偿量增益K2，计算摩擦补偿扭矩。
通过根据与其相同的动作顺序计算的摩擦补偿扭矩，也具有减少摩擦的效果，但是如下所述的在摩擦补偿扭矩追加噪音信号，也可使减少摩擦的效果提高。
图6是根据本发明其他实施例，图示在利用MDPS摩擦补偿逻辑的摩擦补偿方法反映噪音信号阶段的流程图。
首先，生成随机噪音信号(S41)，使其通过去除低频成分噪音的低通滤波器(HPF)(S42)。
这时，噪音信号处理部40随机生成白噪音信号，使其通过低通滤波器去除低频成分噪音，进而使驾驶员无法识别噪音。
之后，在通过高通滤波器的高频噪音信号加上设定值(例如，1)，反映通过S20阶段决定的摩擦补偿符号，决定噪音信号的符号。(S43)
之后，通过S43阶段在决定符号的噪音信号，乘以抖动(dithering)增益K1的值，反映在在S40阶段计算的摩擦补偿扭矩。
即，计算摩擦补偿扭矩时，生成并反映去除低频成分的白噪音信号，进而可使减少摩擦的效果进一步提高。
如上所述，根据本发明一实施例，利用MDPS摩擦补偿逻辑的摩擦补偿方法，在驱动MDPS时分离根据摩擦固着的区间，计算对该区间的摩擦补偿扭矩，使其在控制MDPS发动机时反映，进而可使中心(On-center)转向柱扭矩减少且使转向柱扭矩变动量减少，进而可使转向感提高，使在扭矩大的增进区间的异质感减少，改善车辆复原性可使转向感全面的提高。
以在图面图示的实施例为参考进行了说明，但是这不过是示例性，并且在该技术所属的技术领域具有通常知识的技术人员，应理解可从此进行多样的变形计均等的其他实施例。因此，本发明真正的技术保护范围，应根据以下的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种利用MDPS摩擦补偿逻辑的摩擦补偿装置，其特征在于，包括：
信号处理部，对从转向柱扭矩信号接收的转向柱扭矩信号，只提取限定范围的信号；
摩擦补偿符号计算部，积分在所述信号处理部提取的转向柱扭矩信号，决定摩擦补偿符号，将所述积分的值限定为设定值并进行计算；及
摩擦补偿扭矩计算部，在通过所述摩擦补偿符号计算部计算的值，反映摩擦补偿量，计算摩擦补偿扭矩，
所述摩擦补偿扭矩计算部，
发动机速度为设定速度以上的情况，在通过所述摩擦补偿符号计算部决定的所述摩擦补偿符号，反映已设定的摩擦补偿量增益，计算所述摩擦补偿扭矩，
所述发动机速度不足设定速度的情况，在通过所述摩擦补偿符号计算部计算的值，乘以根据所述积分的值的摩擦补偿量增益，计算所述摩擦补偿扭矩。
2.根据权利要求1所述的利用MDPS摩擦补偿逻辑的摩擦补偿装置，其特征在于，
所述信号处理部，
以所述限定的范围驱动MDPS时，只提取根据摩擦固着的区间的信号。
3.根据权利要求1所述的利用MDPS摩擦补偿逻辑的摩擦补偿装置，其特征在于，
所述信号处理部，
通过带通滤波器，只提取所述限定范围的信号。
4.根据权利要求1所述的利用MDPS摩擦补偿逻辑的摩擦补偿装置，其特征在于，还包括：
噪音信号处理部，生成随机噪音信号，使其通过去除低频成分噪音的高通滤波器；
噪音信号符号决定部，在通过所述高通滤波器的高频噪音信号，加上设定值设定大小，决定噪音信号的符号；及
噪音信号反映部，在所述摩擦补偿扭矩计算部计算所述摩擦补偿扭矩时，反映在通过所述噪音信号符号决定部决定符号的噪音信号，乘以抖动增益计算的值。
5.根据权利要求4所述的利用MDPS摩擦补偿逻辑的摩擦补偿装置，其特征在于，
所述噪音信号符号决定部，
乘以通过所述摩擦补偿符号计算部决定的所述摩擦补偿符号，决定所述噪音信号的符号。
6.一种利用MDPS摩擦补偿逻辑的摩擦补偿方法，其特征在于，包括：
对从转向柱扭矩接收的转向柱扭矩信号，只提取限定范围的信号的阶段；
积分所述提取的转向柱扭矩信号决定摩擦补偿符号，将所述积分的值限定为设定值进行计算的阶段；及
在所述计算的值反映摩擦补偿量，计算摩擦补偿扭矩的阶段，
所述计算摩擦补偿扭矩的阶段，
发动机速度为设定速度以上的情况，在所述决定的摩擦补偿符号，反映已设定的摩擦补偿量增益，计算所述摩擦补偿扭矩，
所述发动机速度不足设定速度的情况，乘以根据在所述将积分的值限定为设定值进行计算的阶段计算的值的摩擦补偿量增益，计算所述摩擦补偿扭矩。
7.根据权利要求6所述的利用MDPS摩擦补偿逻辑的摩擦补偿方法，其特征在于，
所述对转向柱扭矩信号只提取限定范围的信号的阶段，以所述限定范围驱动MDPS时，提取根据摩擦固着的区间的信号。
8.根据权利要求6所述的利用MDPS摩擦补偿逻辑的摩擦补偿方法，其特征在于，
所述对转向柱扭矩信号只提取限定范围的信号的阶段，只提取通过带通滤波器限定范围的信号。
9.根据权利要求6所述的利用MDPS摩擦补偿逻辑的摩擦补偿方法，其特征在于，还包括：
生成随机噪音信号，使其通过去除低频成分噪音的高通滤波器的阶段；
在通过所述高通滤波器的高频噪音信号加上设定值设置大小，决定噪音信号的符号的阶段；及
在计算所述计算摩擦补偿扭矩阶段的所述摩擦补偿扭矩时，反映在决定所述符号的噪音信号乘以抖动增益的值。
10.根据权利要求9所述的利用MDPS摩擦补偿逻辑的摩擦补偿方法，其特征在于，
所述决定噪音信号的符号的阶段，
在所述将积分的值限定为设定值进行计算的阶段，乘以决定的摩擦补偿符号，决定所述噪音信号的符号。
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