CN108725575B - 控制电机驱动动力转向***的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制电机驱动动力转向***的装置和方法，其可以包括：信息检测装置，其配置为检测用于转向辅助和偏移补偿控制的信息；MDPS基础逻辑装置，其配置为，根据检测到的信息来确定转向辅助控制值；状态确定装置，其配置为，其中，根据检测到的信息来确定是否满足对应于非转向状态、直线行驶状态、减速状态以及车辆偏移发生的状态的条件；补偿逻辑装置，其配置为，当满足所述条件时，利用所存储的配置信息，根据检测到的信息确定偏移补偿控制值，并且使用所述转向辅助控制值和所述偏移补偿控制值来确定控制目标值；以及电机控制逻辑装置，其配置为，基于控制目标值来控制转向电机的操作。

Description

控制电机驱动动力转向***的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种电机驱动动力转向(MDPS)***的控制装置和方法。更具体的，本发明涉及这样一种电机驱动动力转向***的控制装置和方法，其配置为在直线行驶状态下以及驾驶员没有操纵方向盘的非转向状态下，在车辆减速期间，有效地防止由于多种路面情况所导致的车辆偏移(pulling)的现象。
背景技术
通常，作为典型示例的动力辅助转向***、液压动力转向(Hydraulic PowerSteering，HPS)***和电机驱动动力转向(Motor-Driven Power Steering，MDPS)***(以下简称为MDPS***)为公知的；所述动力辅助转向***配置为减少驾驶员使车辆转向时所需的驾驶员转向力；所述液压动力转向***利用液压泵产生的液压压力来辅助驾驶员转向力；所述电机驱动动力转向***利用电机输出的扭矩来辅助驾驶员转向力。
这里，MDPS***配置为使得，当响应于驾驶员对方向盘的操作而执行转向辅助功能时，根据车辆行驶情况而控制从电机(转向电机)输出的用于辅助转向的扭矩。因此，相比于HPS***，MDPS***具有改进的转向性能以及改善的转向感觉。
许多最近开发的车辆应用了MDPS***，其能够根据行驶情况来改变和控制从电机输出扭矩生成的转向辅助力。
这种MDPS***可以包括控制器(MDPS ECU)、转向电机(MDPS电机)以及传感器，所述传感器例如：用于检测响应于驾驶员对方向盘的操作的转向角度(转向柱的角度位置)的转向角度传感器、用于检测经由方向盘输入的转向扭矩(方向盘扭矩或者转向柱扭矩)的扭矩传感器、用于检测车辆速度的车辆速度传感器、车轮转速传感器、发动机每分钟转数(RPM)传感器、角速度传感器等等。
当MDPS***如上所述来进行配置时，为了控制转向电机的操作和输出扭矩，控制器从传感器接收并获取驾驶员转向输入信息(例如，转向角度、转向角速度、转向扭矩等等)和车辆状态信息(例如，车辆速度、车轮转速、发动机RPM、角速度等等)。
这里，转向角度指的是方向盘的位置。此外，转向角速度可以通过单独的传感器来获得或者可以对应于方向盘的旋转角速度(其从转向角度信号(转向角度传感器信号)的差分信号获得)，并且转向扭矩是驾驶员施加至方向盘的扭矩，也即，用于转向的扭矩。
这里，控制器根据车辆速度来控制转向电机的操作动力(输出)，并因此导致形成了用于转向辅助的扭矩(这里称为“辅助扭矩”)，控制器在低速时增加电机的输出扭矩，以帮助驾驶员轻松地操纵方向盘，但是控制器在高速时减少电机的输出扭矩，以使驾驶员尽可能少地转动方向盘，从而确保了车辆的行驶稳定性。
当车辆以高速行驶时，如果感觉方向盘松弛，即使轻微地转动方向盘都会引起危险情况，并且会降低行驶稳定性。因此，转向辅助特性根据车辆速度而改变，使得当车辆以高速沿直线向前行驶时，方向盘变得僵硬，从而可以实现方向盘更稳定的操作。
通常，为了辅助驾驶员的转向力，可以采用这种方式来调整从转向电机输出的扭矩：控制器控制将要施加至转向电机的电机电流。
这里，控制器计算对应于输出值(辅助扭矩值)的电流，该输出值基于大体上从车辆收集的信息来确定，也就是说，基于驾驶员转向输入信息和车辆状态信息，所述控制器将计算出的电流施加至转向电机，并且通过驱动电机来生成辅助扭矩，该辅助扭矩是用于辅助驾驶员转向力的扭矩。
为了传递经由方向盘而施加的驾驶员转向力以及由电机生成的转向辅助扭矩，上述转向***包括以下组件：例如，安装在方向盘下的转向柱、用于将从转向柱传递的扭矩转换成线性力并因此改变轮胎配置为转动的方向的变速箱、用于将扭矩从转向柱传递至变速箱的万向节等等。
所述变速箱包括小齿轮和齿杆(rack bar)，所述小齿轮用于从万向节接收扭矩，所述齿杆中形成有待与小齿轮啮合的齿条，并且小齿轮的旋转引起齿杆沿其向左或者向右方向而线性移动。
这里，通过齿杆的线性移动而施加的力经由转向连杆(tie rod)和球形接头而被传递至轮胎，从而使轮胎转动。
同时，如图5所示，在驾驶员没有操纵方向盘并且车辆沿直线向前行驶的非转向情况下，当驾驶员通过踩压制动踏板或者使用发动机制动来使车辆减速时，拱形的路面或者在左右两侧具有不同情况的路面可能会导致无论驾驶员的意图如何车辆都偏移至左右两侧中的一侧。
图5示出了车辆的实际前进方向可能与驾驶员所需的车辆前进方向不同。也就是说，在非转向状态下，当车辆减速时，根据路面情况，车辆可能会在一个方向上(除了驾驶员所需的方向)偏移。因此，需要防止车辆偏移的技术。
公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明致力于解决与现有技术相关的上述问题。
本发明的各个方面致力于提供一种用于控制电机驱动动力转向***的装置和方法，在直线行驶并且驾驶员没有操纵方向盘的非转向状态下的车辆减速期间，其可以有效地防止由于多种路面情况所导致的车辆偏移现象。
本发明的各个方面致力于提供一种用于控制电机驱动动力转向***的装置，包括：信息检测装置，其配置为检测转向辅助和偏移补偿控制所需的信息；电机驱动动力转向基础逻辑装置，其配置为，根据信息检测装置检测到的信息，确定用于转向辅助的转向辅助控制值，并且输出确定的转向辅助控制值；状态确定装置，其配置为，其中，根据信息检测装置所检测到的信息来确定是否满足对应于驾驶员没有操纵方向盘并且车辆沿直线向前行驶的状态、车辆正在减速的状态、以及车辆偏移发生的状态的条件；补偿逻辑装置，其配置为，当满足所述条件时，利用所存储的配置信息，根据信息检测装置所检测到的信息确定偏移补偿控制值，并且根据所述转向辅助控制值和所述偏移补偿控制值来确定控制目标值，并且随后输出；以及电机控制逻辑装置，其配置为，基于从补偿逻辑装置中输出的控制目标值来控制转向电机的操作。
本发明的另一方面致力于提供一种用于控制电机驱动动力转向***的方法，包括：通过信息检测装置检测车辆中的转向辅助和偏移补偿控制所需的信息；根据信息检测装置所检测到的信息，通过控制器确定用于转向辅助的转向辅助控制值；根据信息检测装置所检测到的信息，通过控制器来确定是否满足对应于驾驶员没有操纵方向盘并且车辆沿直线向前行驶的状态、车辆正在减速的状态、以及发生车辆偏移的状态的条件；当满足所述条件时，利用所存储的配置信息，根据信息检测装置所检测到的信息，通过控制器确定偏移补偿控制值，并且根据所确定的转向辅助控制值和偏移补偿控制值，通过控制器来确定控制目标值；基于所确定的控制目标值，通过控制器来控制转向电机的操作。
下面讨论本发明的其它方面和示例性实施方案。
应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，该机动车辆包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的实施方案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的实施方案中进行详细陈述，这些附图和实施方案共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1为示出了根据本发明的示例性实施方案的控制装置的配置的框图；
图2为示出了在本发明的示例性实施方案中的关于用于确定控制开始情况所需的多个变量以及用于确定偏移补偿控制值所需的多个变量的信息的示意图；
图3为示出了在本发明的示例性实施方案中的用于确定偏移补偿控制值以及执行偏移补偿控制的方法的示意图；
图4为示出了根据本发明的示例性实施方案的控制过程的流程图；以及
图5为示出了相关技术中的车辆的偏移问题的示意图。
应当理解，附图不一定是按照比例绘制，而是呈现各种特征的简化表示，以对本发明的基本原理进行说明。本发明所包括的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这些图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记表示本发明的相同或等同的部分。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例呈现在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性的实施方案，而且覆盖可以被包括在本发明的精神和由所附权利要求所限定的范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
本发明涉及一种用于控制电机驱动动力转向***的装置和方法，其在驾驶员没有操纵方向盘并且车辆直线向前行驶状态下，在车辆减速期间，可以有效地防止由于多种路面情况而可能发生的车辆偏移现象。
已知的是，在MDPS***中，利用使用检测器等装置从车辆收集来的信息来确定转向辅助控制值，并且利用所确定的转向辅助控制值来控制转向电机的操作，其中执行了转向辅助。
也就是说，根据MDPS***的基本逻辑，控制器(MDPS ECU)被配置为利用由检测器检测到的驾驶员转向输入信息(包括转向角度、转向扭矩等等)和车辆状态信息(包括车辆速度等等)来确定辅助扭矩(或者电机电流)，所述辅助扭矩是基于驾驶员对方向盘的操作的转向辅助控制值。
因此，控制器被配置为，利用所确定的转向辅助控制值来控制将要施加至转向电机的电机电流，并且使得从实际电机输出用于辅助转向的扭矩(也即，目标辅助扭矩)。
本发明致力于提供一种控制逻辑，该控制逻辑配置为防止车辆偏移，并且该提供的控制逻辑可以与MDPS基本逻辑一起用作MDPS***的控制逻辑。
根据本发明的偏移补偿控制逻辑是这样一种控制逻辑：其配置为在驾驶员没有操纵方向盘并且车辆沿直线向前行驶的状态下，当车辆正在减速时，防止由于多种路面情况而导致车辆向左侧或右侧偏移。
例如，根据本发明的偏移补偿控制逻辑是这样一种避免偏移控制逻辑：其配置为在驾驶员没有操纵方向盘并且车辆沿直线向前行驶的状态下，在车辆正在减速期间，通过对车辆的偏移进行补偿而能够使车辆沿直线向前行驶。
这里，车辆的减速可以指这样的情况：通过驾驶员踩压制动踏板时从制动装置生成的制动动力而使车辆速度降低，或者驾驶员利用发动机制动来使车辆减速。
本发明旨在防止的车辆的偏移可以被称作“制动转向”，由于偏移是当车辆减速时可能发生的转向现象。
另外，偏移补偿控制也可以被称作制动转向控制(Brake-Steer Control，BSC)。
在下文中将会详细描述根据本发明的示例性实施方案的用于控制电机驱动动力转向***的装置和方法。
图1为示出了根据本发明的示例性实施方案的控制装置的配置的框图，图2为示出了本发明的示例性实施方案中的信息的示意图，所述信息关于确定控制开始情况所需的多个变量以及确定偏移补偿控制值所需的多个变量。
图3为对本发明的示例性实施方案中的用于确定偏移补偿控制值以及执行偏移补偿控制的方法进行解释的示意图。
如图1所示，根据本发明的用于控制电机驱动动力转向(MDPS)***的装置包括：信息检测装置10、MDPS基础逻辑装置21、状态确定装置22、补偿逻辑装置23、以及电机控制逻辑装置24；所述信息检测装置10配置为检测转向辅助以及偏移补偿控制所需的信息；所述MDPS基础逻辑装置21配置为利用信息检测装置10检测到的信息来确定转向辅助控制值，并且输出所确定的转向辅助控制值；所述状态确定装置22配置为利用信息检测装置10检测到的信息来确定是否满足开始偏移补偿控制的条件；所述补偿逻辑装置23配置为，当满足开始偏移补偿控制的条件时，利用信息检测装置10检测到的信息来确定偏移补偿控制值，基于转向辅助控制值以及偏移补偿控制值来确定控制目标值，并且输出该控制目标值；所述电机控制逻辑装置24配置为，根据补偿逻辑装置23输出的控制目标值来控制转向电机的操作。
这里，状态确定装置22和补偿逻辑装置23可以为与MDPS基础逻辑装置21和电机控制逻辑装置24一起包括在MDPS***的控制器(MDPS ECU)20中的组件。
另外，图1中所示出的电机装置25可以包括转向电机(MDPS电机)和用于驱动转向电机的逆变器，并且该逆变器根据由电机控制逻辑装置24输出的控制信号(例如，脉宽调制(PWM)信号)来操作，从而驱动转向电机。
基于驾驶员对方向盘的操作，所述MDPS基础逻辑装置21利用信息检测装置10中的检测器所检测到的驾驶员转向输入信息(包括转向角度、转向扭矩等)以及车辆状态信息(包括车辆速度等)来确定转向辅助控制值。
所述电机控制逻辑装置24输出用于控制将要施加至转向电机的电流(电机电流)的控制信号，其中对应于控制目标值的电流可以施加至转向电机。
在偏移补偿控制值对应于偏移补偿扭矩的情况下，所述转向辅助控制值可以为辅助扭矩。
控制目标值可以是用于控制转向电机的控制值，并且可以是电机控制值，该电机控制值对应于需要转向电机输出以对偏移进行补偿的扭矩。因此，所述电机控制逻辑装置24输出控制信号(控制指令)，用于产生对应于将要施加至转向电机的控制目标值的电流，以控制转向电机的操作。
可替选地，在偏移补偿控制值对应于偏移补偿电流的情况下，转向辅助控制值可以为电机电流，并且所述控制目标值可以为需要施加至转向电机以补偿偏移的电机电流。
因此，电机控制逻辑装置24根据控制目标值来控制将要施加至电机的电机电流，并且从电机输出防止车辆偏移的扭矩。
同时，在驾驶员没有操纵方向盘并且车辆直线向前行驶的状态下，当在车辆减速期间发生车辆偏移时，根据本发明的控制装置利用转向电机产生防止车辆偏移的扭矩。
也就是说，如图5所示，在驾驶员没有操纵方向盘并且将方向盘保持在中心位置的情况下，在车辆减速时，当由于路面情况等而使车辆在任意一个方向(除了驾驶员所期望的方向)上偏移时，该控制装置控制转向电机的操作并且产生待输出的防止车辆偏移的扭矩。
因此，通过转向电机输出的扭矩能够使车辆保持直线向前的行驶路线。
如图5所示，如上所述，当车辆在不希望的方向上偏移时，通过转向电机输出以防止车辆偏移的扭矩被配置为这样的作用力：其使车辆强制地且轻微地转向，以使车辆保持直线向前行驶路线。
这里，通过转向电机输出以防止车辆偏移的扭矩经由变速箱等被传递至轮胎，其中，轮胎的方向调整为使得车辆保持直线向前行驶(也就是说，防止车辆偏移)。
并且，通过转向电机输出以防止车辆偏移的扭矩为这样的作用力：其被施加为沿与车辆偏移方向相反的方向来精确地转动车辆。也就是说，转向电机输出的扭矩沿与车辆偏移方向相反的方向来调整轮胎方向。
在本发明中，驾驶员操纵方向盘以在所期望的方向上行驶的状态排除在非转向状态之外，但是驾驶员在中心位置附近(在转向角度的预定范围内，例如，小于2°的转向角度)无意地转动方向盘可以包括在所述非转向状态中。
因此，所述非转向状态不一定意味着转向角度为0°并且转向扭矩为0N·m。
此外，当转向角度或者转向扭矩很小而对应于非转向状态时，根据MDPS基础逻辑装置21所确定的转向辅助控制值，转向电机可以产生辅助扭矩。因此，所期望的是利用偏移补偿扭矩的量来补偿辅助扭矩。
也就是说，补偿逻辑装置23利用偏移补偿控制值，通过MDPS基础逻辑装置21确定的补偿转向辅助控制值来确定控制目标值，并且电机控制逻辑装置24根据所确定的控制目标值来输出用于控制转向电机的操作的控制信号。
这里，补偿逻辑装置23可以通过将偏移补偿控制值与转向辅助控制值相加来确定控制目标值。
信息检测装置10可以包括检测器，所述检测器配置为检测并且收集车辆中的一般转向辅助所需的信息，并且该信息检测装置10可以进一步包括这样的组件：所述组件配置为检测并且收集确定开始偏移补偿控制逻辑的条件以及确定偏移补偿控制值所需的信息。
作为检测并且收集一般转向控制所需的信息的检测器，所述信息检测装置10可以包括检测用于在MDPS基础逻辑装置21中确定转向辅助控制值的信息的检测器，也即，配置为检测响应于驾驶员对方向盘的操作的转向角度的转向角度检测器17、配置为检测转向扭矩的扭矩检测器16、以及配置为检测车辆速度的车辆速度检测器18。
另外，如上所述，在驾驶员没有操纵方向盘并且车辆直线向前行驶的状态、减速状态、以及检测到车辆偏移的状态下，执行根据本发明的偏移补偿控制。因此，所述状态确定装置22配置为，利用信息检测装置10检测到的信息来确定是否满足这样的情况：该情况对应于驾驶员没有操纵方向盘并且车辆直线向前行驶的状态、减速状态、以及检测到发生车辆偏移的状态。
为此，所述信息检测装置10检测并收集车辆行驶信息以及车辆状态信息。
也就是说，在根据本发明的控制装置中，基于所述信息检测装置10检测到的车辆行驶信息和车辆状态信息，当状态确定装置22确定当前状态对应于驾驶员没有操纵方向盘并且车辆直线向前行驶的状态、车辆正在减速的状态、以及检测到车辆偏移的状态时，可以确定已经满足开始偏移补偿控制逻辑的条件。
此外，当状态确定装置22确定满足开始偏移补偿控制逻辑的条件时，该状态确定装置22请求补偿逻辑装置23，以执行施加偏移补偿控制值的电机控制。
在本发明的示例性实施方案中，驾驶员没有操纵方向盘并且车辆直线向前行驶的状态是这样的状态：驾驶员没有沿任何一个方向转动方向盘并且将方向盘保持在中心位置附近，并且驾驶员的转向扭矩没有施加至方向盘。
另外，车辆正在减速的状态是驾驶员踩压用于制动车辆的制动踏板或者发动机制动工作时的状态。
因此，为了确定驾驶员是否操纵方向盘，在信息检测装置10的检测器中可以使用转向角度检测器17和扭矩检测器16；转向角度检测器17用于检测转向角度，所述转向角度是指示了根据驾驶员对方向盘的操纵的方向盘位置的信息；扭矩检测器16用于检测驾驶员施加至方向盘的转向扭矩。
另外，为了确定车辆是否正在减速，所述信息检测装置10可以包括制动踏板位置检测器(Brake-pedal Position Detector，BPS)12，该制动踏板位置检测器12配置为检测根据驾驶员对制动踏板的操作的制动踏板的位置。
可替选地，为了确定车辆是否正在减速，信息检测装置10可以包括配置为检测发动机制动操作的装置，例如，配置为检测变速器的挡位的挡位检测装置13，以及配置为检测发动机的RPM的发动机RPM检测器14。
可替选地，为了确定车辆是否正在减速，所述信息检测装置10可以包括所有的制动踏板位置检测器12、挡位检测装置13和发动机RPM检测器14。
因此，车辆中的信息检测装置10收集的车辆行驶信息和车辆状态信息可以包括：转向角度检测器17检测到的转向角度、扭矩检测器16检测到的转向扭矩、制动踏板位置检测器12检测到的制动踏板位置(制动踏板的踩压量)、挡位检测装置13检测到的关于挡位的信息、以及发动机RPM检测器14检测到的关于发动机RPM的信息。
另外，为了确定偏移补偿控制值，信息检测装置10可以进一步包括加速度检测器11和偏转角速度检测器15，加速度检测器11配置为检测车辆的减速度，偏转角速度检测器15配置为检测车辆的偏转角速度。
所述加速度检测器11是设置在车辆中的检测器，其配置为检测响应于车辆的加速度和减速度的加速度和减速度。
同时，仅当满足在本发明中预先确定的条件时开始偏移补偿控制逻辑，当满足对应于如上所述的状态(所述状态为驾驶员没有操纵方向盘并且车辆沿直线向前行驶的状态、车辆正在减速的状态、以及检测出车辆的偏移的状态)的条件时，确定满足开始偏移补偿控制逻辑的条件。
这里，控制开始条件可以包括：当前车辆减速度(m/s2)大于预定减速度的条件、制动踏板的踩压量(其能够从制动踏板的位置检测出)大于预定值的条件、车辆偏转角速度(deg/s)等于或大于预定值的条件、驾驶员的转向扭矩小于预定扭矩的条件、以及转向角度小于预定角度的条件。
在上述条件中，制动踏板的踩压量大于预定值的条件可以以下条件的组合所代替：变速器的挡位小于预定挡位或者挡位切换的挡位数大于预定挡位数的条件和发动机RPM小于预定RPM的条件。
可替选地，所述控制开始条件可以包括以下所有的条件：制动踏板的踩压量大于预定值的条件、变速器的挡位小于预定挡位或者挡位切换的挡位数大于预定挡位数的条件、以及发动机RPM小于预定RPM的条件。
这里，车辆的减速度是由加速度检测器11检测的车辆状态信息，较高的车辆减速度意味着车辆速度减小的程度较高，车辆速度减小的更快。也就是说，较高的减速度意味着车辆速度快速减小。
因此，减速度大于预定减速度意味着车辆速度的减小比预定减速度更快。这里，当减速度为正值并且减速度为负值时，在控制开始条件中，减速度的绝对值用于表示车辆减速度，并且预定减速度为正值。
在确定控制开始条件时，当车辆减速度和预定减速度表示为负值时，本领域技术人员可以很容易地知晓减速度条件可以改变为当前车辆减速度小于预定减速度(例如，-10m/s2)的条件，其为用于确定较高程度的车辆速度的减小的条件。
另外，制动踏板的踩压量是制动踏板位置检测器12检测到的车辆行驶信息，并且指示了制动踏板行程或者制动踏板深度。
变速器的挡位、转向扭矩和转向角度为分别由挡位检测装置13、扭矩检测器16和转向角度检测器17检测到的车辆行驶信息，车辆偏转角速度和发动机RPM为分别由偏转角速度检测器15和发动机RPM检测器14检测到的车辆状态信息。
下面的表1示出了开始偏移补偿控制的条件以及取消偏移补偿控制的条件的示例性实施方案。
[表1]
项目 单元 开始条件 取消条件
车辆的减速度 m/s2 ＜-10 ≥-10
制动踏板的踩压量 ％ ＞50 ≥40
变速器的挡位 - ＜3 ≥3
发动机RPM RPM ＜3000 ≥2000
车辆偏转角速度 deg/s ≥1 ＜1
转向扭矩 N·m ＜1 ≥1
转向角度 deg ＜2 ≥3
在表1中，制动踏板踩压的最大值为100，对应于制动踏板的当前位置的制动踏板的踩压量被定义为百分比(％)。
参见表1，预定减速度为-10m/s2(其为负值)，并且与获取为负值的车辆减速度进行比较。
表1的示例性的实施方案包括以下条件：当前车辆减速度(m/s2)小于对应于预定减速度的-10m/s2(当使用其绝对值时，当前车辆减速度大于预定减速度)的条件、从制动踏板的位置检测出的制动踏板的踩压量(％)大于对应于预定值的50％的条件、变速器的挡位小于对应于预定挡位的第三挡位的条件、发动机RPM小于对应于预定RPM的3000RPM的条件、车辆偏转角速度(deg/s)等于或大于对应于预定值的1deg/s的条件、驾驶员的转向扭矩(N·m)小于对应于预定扭矩的1N·m的条件、以及转向角度(deg)小于对应于预定角度的2deg的条件。
所述状态确定装置22通过确定以上条件来决定是否开始控制。在当前情况下，当满足所有条件时，则确定满足控制开始条件。
另外，表1示出了控制取消条件。为了避免在满足开始条件的状态与满足取消条件的状态之间频繁地转换，在一些取消条件中可以确定滞后，并且当满足任意一个取消条件时，取消根据本发明的偏移补偿控制。
表1中所示出的值仅仅是示例性的，本发明并不限制于此。因此，这些值可以根据设计者进行改变或者更新。
在上面的示例中，当转向扭矩小于预定扭矩并且转向角度小于预定角度时，其指示了驾驶员没有操纵方向盘并且车辆沿直线向前行驶的状态，而不是驾驶员操纵方向盘而使车辆沿其所期望的方向转弯的状态。
也就是说，利用检测器检测到的转向扭矩和转向角度，所述状态确定装置22确定当前状态是否是驾驶员没有操纵方向盘并且车辆沿直线向前行驶的状态。
此外，当制动踏板的踩压量大于预定值时，其指示了车辆正在减速，其中可能会发生车辆的偏移。此外，当挡位小于预定挡位或者挡位切换的挡位数大于预定挡位数时，并且当发动机RPM小于预定RPM时，其指示了发动机制动正在工作。
如上面所描述的，根据有关于制动踏板的踩压量、变速器的挡位以及发动机RPM的信息，状态确定装置22可以确定车辆是否正在减速。
此外，当车辆偏转角速度等于或者大于预定值时，其指示了车辆偏移的发生，其非常需要根据本发明的偏移补偿控制逻辑来利用转向电机进行偏移补偿。
如上所述，在驾驶员没有操纵方向盘并且车辆沿直线向前行驶的状态下的减速期间，状态确定装置22利用车辆偏转角速度的相关信息来确定是否发生车辆偏移。
补偿逻辑装置23配置为，根据对应于车辆状态信息的车辆减速度、车辆角速度和车辆速度以及对应于车辆行驶信息的转向扭矩来确定偏移补偿控制值。这里，所述偏移补偿控制值可以为扭矩量或者电流量。
这里，利用存储的配置信息，补偿逻辑装置23确定取决于车辆减速度、角速度、车辆速度和转向扭矩的偏移补偿控制值。这里，所述配置信息可以为在车辆开发阶段中使用预先测试和评估过程期间收集的数据来预定的。
所述配置信息可以包括第一配置信息23a、第二配置信息23b、第三配置信息23c和第四配置信息23d；所述第一配置信息23a用于确定取决于车辆减速度的基础补偿控制值；所述第二配置信息23b用于确定取决于车辆偏转角速度的第一增益值；所述第三配置信息23c用于确定取决于驾驶员转向扭矩的第二增益值；所述第四配置信息23d用于确定取决于车辆速度的第三增益值。
所述基础补偿控制值可以为扭矩量或者电流量，并且补偿逻辑装置23可以通过将从车辆减速度确定的基础补偿控制值乘以第一增益值、第二增益值和第三增益值而确定最终偏移补偿控制值。
在第一配置信息23a中，随着车辆减速度(其绝对值)增加(也即，车辆速度的减小程度更高)，车辆的偏移(制动转向现象)变得更加严重。因此，所期望的是随着车辆减速度的增加而逐步地增加基础补偿控制值(补偿扭矩或者电流)。
另外，第一增益值是用于确定并且施加伴随补偿量的补偿方向的值，并且根据在第二配置信息23b中车辆是否向左侧或者右侧偏移而可以被定义为负值或者正值。
另外，随着车辆偏移(制动转向)的程度更高，车辆偏转角速度的绝对值增加。因此，第一增益值的绝对值可以被定义为随着偏转角速度的绝对值的增加而增加，以增加补偿量。
关于转向扭矩，当驾驶员没有操纵方向盘的意图时，补偿量可以增加，但是随着转向扭矩增加，所述补偿量可以减小。因此，在第三配置信息23c中，第二增益值可以定义为随着转向扭矩的增加而减小。
另外，在第四配置信息23d中，车辆速度越高，车辆的偏移趋势(制动转向)越高。因此，第三增益值定义为随着车辆速度的增加而增加。这里，考虑到稳定性，第三增益值的上限定义为使得避免第三增益值超出预定水平。
所述第一至第四配置信息23a至23d可以为这样的数据：其分别预先定义了车辆减速度与基础补偿控制值之间的关系、车辆偏转角速度与第一增益值之间的关系、转向扭矩与第二增益值之间的关系、车辆速度与第三增益值之间的关系，并且第一至第四配置信息23a至23d可以表示为映射、表、图或者等式(相关等式(interaction equation)或者关系表达式)。
另外，所述第一增益值、第二增益值和第三增益值可以等于或者小于1。
图3是示出了用于每个配置信息的映射的示例性实施方案。
当利用配置信息来获取基础补偿控制值、第一增益值、第二增益值和第三增益值时，它们的相乘被定义为偏移补偿控制值(扭矩量或者电流量)，并且补偿逻辑装置23利用偏移补偿控制值来补偿输出自MDPS基础逻辑装置21的转向辅助控制值(扭矩量或者电流量)，并且将经补偿的控制目标值输出至电机控制逻辑装置24。
因此，电机控制逻辑装置24根据控制目标值来控制转向电机的操作，并且所述转向电机输出用于防止车辆偏移的扭矩。
图4为示出了根据本发明的示例性实施方案的控制过程的流程图，该控制过程包括：确定是否满足开始偏移补偿控制的条件的步骤(S11)；当满足条件时确定偏移补偿控制值的步骤(S12)；利用所确定的偏移补偿控制值来补偿转向辅助控制值，根据经补偿的控制目标值来产生控制信号(电机控制指令)，并且控制转向电机的操作的步骤(S13)。
当确定满足预定取消条件(参见表1)时(S14)，则终止(取消)偏移补偿控制(S15)。
根据如上所述配置的本发明，在驾驶员没有操纵方向盘并且车辆沿直线向前行驶的状态下的车辆的减速期间，可以有效地防止由于多种路面情况等所导致的车辆偏移，并且驾驶员的便利性以及转向的稳定性可以得到改善。
如上面所描述的，根据用于控制电机驱动动力转向***的装置和方法，在驾驶员没有操纵方向盘以及车辆沿直线向前行驶的状态下的车辆减速期间，当检测到车辆的偏移时，利用从车辆中收集的信息来确定偏移补偿控制值，并且利用所确定的偏移补偿控制值来控制转向电机。因此，利用从转向电机输出的扭矩来补偿车辆的偏移，其中防止了车辆的偏移，并且改善了驾驶员的便利性以及转向稳定性。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“向上”、“向下”、“上”、“下”、“向上的”、“向下的”、“内”、“外”、“内侧”、“外侧”、“向内的”、“向外的”、“内部”、“外部”、“前”、“后”、“后部”、“向前”、“向后”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性具体实施方案的特征。
前面对本发明具体示例性的实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的相关技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的保护范围由所附权利要求及其等价形式所限定。

Claims (17)

1.一种用于控制电机驱动动力转向***的装置，包括：
信息检测装置，其配置为检测车辆中的用于转向辅助和偏移补偿控制的信息；
电机驱动动力转向基础逻辑装置，其配置为，根据信息检测装置检测到的信息，确定用于转向辅助的转向辅助控制值；
状态确定装置，其配置为，根据信息检测装置所检测到的信息来确定是否满足对应于驾驶员没有操纵方向盘并且车辆沿直线向前行驶的状态、车辆正在减速的状态、以及车辆偏移发生的状态的条件；
补偿逻辑装置，其配置为，当确定满足所述条件时，利用所存储的配置信息，根据信息检测装置所检测到的信息确定偏移补偿控制值，并且根据所述转向辅助控制值和所述偏移补偿控制值来确定控制目标值，并且输出该控制目标值；以及
电机控制逻辑装置，其配置为，基于从补偿逻辑装置中输出的控制目标值来控制转向电机的操作。
2.根据权利要求1所述的用于控制电机驱动动力转向***的装置，其中，所述信息检测装置包括：
加速度检测器，其配置为检测车辆的减速度；
制动踏板位置检测器，其配置为检测制动踏板的踩压量；
偏转角速度检测器，其配置为检测车辆的偏转角速度；
转向角度检测器，其配置为检测转向角度；以及
扭矩检测器，其配置为检测驾驶员的转向扭矩。
3.根据权利要求2所述的用于控制电机驱动动力转向***的装置，其中，当所检测到的车辆减速度大于预定减速度值时、当所检测到的制动踏板的踩压量大于预定值时、当所检测到的车辆偏转角速度等于或者大于预定值时、当所检测到的驾驶员的转向扭矩小于预定扭矩时、以及当所检测到的转向角度小于预定角度时，所述状态确定装置确定满足对应于驾驶员没有操纵方向盘并且车辆沿直线向前行驶的状态、车辆正在减速的状态、以及车辆偏移发生的状态的条件。
4.根据权利要求1所述的用于控制电机驱动动力转向***的装置，其中，所述信息检测装置包括：
加速度检测器，其配置为检测车辆的减速度；
挡位检测装置，其配置为检测变速器的挡位；
发动机转速检测器，其配置为检测发动机每分钟转数；
偏转角速度检测器，其配置为检测车辆的偏转角速度；
转向角度检测器，其配置为检测转向角度；以及
扭矩检测器，其配置为检测驾驶员的转向扭矩。
5.根据权利要求4所述的用于控制电机驱动动力转向***的装置，其中，当所检测到的车辆减速度大于预定减速度时、当所检测到的变速器的挡位小于预定挡位或者挡位切换的挡位数大于预定挡位数时、当所检测到的发动机每分钟转数小于预定每分钟转数时、当所检测到的车辆偏转角速度等于或者大于预定值时、当所检测到的驾驶员的转向扭矩小于预定扭矩时、以及当所检测到的转向角度小于预定角度时，所述状态确定装置确定满足对应于驾驶员没有操纵方向盘并且车辆沿直线向前行驶的状态、车辆正在减速的状态、以及车辆偏移发生的状态的条件。
6.根据权利要求1所述的用于控制电机驱动动力转向***的装置，其中，所述信息检测装置包括：
加速度检测器，其配置为检测车辆的减速度；
偏转角速度检测器，其配置为检测车辆的偏转角速度；
扭矩检测器，其配置为检测驾驶员的转向扭矩；以及
车辆速度检测器，其配置为检测车辆的速度。
7.根据权利要求6所述的用于控制电机驱动动力转向***的装置，其中，所述补偿逻辑装置配置为，利用配置信息，根据所述信息检测装置所检测到的车辆减速度、车辆的偏转角速度、驾驶员的转向扭矩、以及车辆的速度来确定偏移补偿控制值。
8.根据权利要求7所述的用于控制电机驱动动力转向***的装置，
其中，所述配置信息包括：第一配置信息、第二配置信息、第三配置信息和第四配置信息；在所述第一配置信息中，预定补偿控制值被定义为取决于车辆减速度的值；在所述第二配置信息中，第一增益值被定义为取决于车辆偏转角速度的值；在所述第三配置信息中，第二增益值被定义为取决于驾驶员转向扭矩的值；在所述第四配置信息中，第三增益值被定义为取决于车辆速度的值；
其中，所述补偿逻辑装置配置为，通过将所述预定补偿控制值乘以第一增益值、第二增益值和第三增益值来确定偏移补偿控制值。
9.根据权利要求8所述的用于控制电机驱动动力转向***的装置，
其中，在所述第一配置信息中，所述预定补偿控制值定义为随着车辆减速度的增加而增加；
在所述第二配置信息中，所述第一增益值的绝对值定义为随着车辆偏转角速度的绝对值的增加而增加；
在所述第三配置信息中，所述第二增益值定义为随着驾驶员的转向扭矩的增加而减小；
在所述第四配置信息中，所述第三增益值定义为随着车辆速度的增加而增加。
10.一种用于控制电机驱动动力转向***的方法，包括：
通过信息检测装置检测车辆中的用于转向辅助和偏移补偿控制的信息；
根据信息检测装置所检测到的信息，通过控制器确定用于转向辅助的转向辅助控制值；
根据信息检测装置所检测到的信息，通过控制器来确定是否满足对应于驾驶员没有操纵方向盘并且车辆沿直线向前行驶的状态、车辆正在减速的状态、以及发生车辆偏移的状态的多个条件；
当确定满足所述条件时，利用所存储的配置信息，根据信息检测装置所检测到的信息，通过控制器确定偏移补偿控制值，并且根据所确定的转向辅助控制值和所确定的偏移补偿控制值，通过控制器来确定控制目标值；
基于所确定的控制目标值，通过控制器来控制转向电机的操作。
11.根据权利要求10所述的用于控制电机驱动动力转向***的方法，其中，用于确定是否满足对应于驾驶员没有操纵方向盘并且车辆沿直线向前行驶的状态、车辆正在减速的状态、以及发生车辆偏移的状态的条件的信息包括：车辆减速度、制动踏板的踩压量、车辆偏转角速度、转向角度和驾驶员的转向扭矩。
12.根据权利要求11所述的用于控制电机驱动动力转向***的方法，其中，当车辆减速度大于预定减速度时、当制动踏板的踩压量大于预定值时、当车辆偏转角速度等于或者大于预定值时、当驾驶员的转向扭矩小于预定扭矩时、以及当转向角度小于预定角度时，所述控制器配置为，确定满足对应于驾驶员没有操纵方向盘并且车辆沿直线向前行驶的状态、车辆正在减速的状态、以及车辆偏移发生的状态的条件。
13.根据权利要求10所述的用于控制电机驱动动力转向***的方法，其中，用于确定是否满足对应于驾驶员没有操纵方向盘并且车辆沿直线向前行驶的状态、车辆正在减速的状态、以及车辆的偏移发生的状态满足的条件的信息包括：车辆减速度、变速器的挡位、发动机每分钟转数、车辆偏转角速度、转向角度和驾驶员的转向扭矩。
14.根据权利要求13所述的用于控制电机驱动动力转向***的方法，其中，当车辆减速度大于预定减速度值时、当变速器的挡位小于预定挡位或者挡位切换的挡位的数大于预定挡位数时、当发动机每分钟转数小于预定每分钟转数时、当车辆角速度等于或者大于预定值时、当驾驶员的转向扭矩小于预定扭矩时、以及当转向角度小于预定角度时，所述控制器配置为，确定满足对应于驾驶员没有操纵方向盘并且车辆沿直线向前行驶的状态、车辆正在减速的状态、以及车辆的偏移发生的状态的条件。
15.根据权利要求10所述的用于控制电机驱动动力转向***的方法，其中，在信息检测装置所检测到的信息中，用于确定偏移补偿控制值的信息包括：车辆减速度、车辆偏转角速度、驾驶员的转向扭矩和车辆速度。
16.根据权利要求15所述的用于控制电机驱动动力转向***的方法，
其中，所述用于确定偏移补偿控制值的配置信息包括：第一配置信息、第二配置信息、第三配置信息和第四配置信息；在所述第一配置信息中，预定补偿控制值被定义为取决于车辆减速度的值；在所述第二配置信息中，第一增益值被定义为取决于车辆偏转角速度的值；在所述第三配置信息中，第二增益值被定义为取决于驾驶员转向扭矩的值；在所述第四配置信息中，第三增益值被定义为取决于车辆速度的值；
其中，所述控制器配置为，通过将所述预定补偿控制值乘以第一增益值、第二增益值和第三增益值来确定偏移补偿控制值。
17.根据权利要求16所述的用于控制电机驱动动力转向***的方法，
其中，在所述第一配置信息中，所述预定补偿控制值定义为随着车辆减速度的增加而增加；
在所述第二配置信息中，所述第一增益值的绝对值定义为随着车辆偏转角速度的绝对值的增加而增加；
在所述第三配置信息中，所述第二增益值定义为随着驾驶员的转向扭矩的增加而减小；
在所述第四配置信息中，所述第三增益值定义为随着车辆速度的增加而增加。
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