[发明专利]用于控制电机驱动动力转向系统的装置以及方法

说明书

本发明提供一种用于控制电机驱动动力转向系统的装置和方法，起可抑制转向感觉的变化并维持初始转向感觉，其中转向感觉的变化可由电机驱动动力转向系统中部件的磨损和退化引起。该方法通过比较参考值与相对于转向角度的转向扭矩的变化率平均数据确定扭矩补偿量，并且根据确定的扭矩补偿量补偿驾驶员输入扭矩，使得可能有效地抑制转向感觉的变化并维持初始转向感觉，其中转向感觉的变化可由部件的磨损和退化引起。

技术领域

本发明涉及用于控制电机驱动动力转向系统的装置和方法，更具体地涉及能够抑制转向感觉的变化并维持初始转向感觉的装置和方法，转向感觉的变化可由电机驱动动力转向系统中部件的磨损和退化引起。

背景技术

一般来说，用于降低驾驶员的转向力的已知类型的动力辅助转向系统包括：液压动力转向(HPS)系统，其通过使用由液压泵产生的液压压力协助驾驶员的转向力；以及电机驱动动力转向(MDPS)系统(下文，称为‘MDPS’)，其通过使用电动电机的驱动扭矩协助驾驶员的转向力。

在MDPS的情况下，当在驾驶员操纵方向盘时执行转向辅助功能时，可根据车辆的行驶状况控制用于转向辅助的电动电机的输出，从而提供如与液压动力转向系统相比的改善的转向性能和转向感觉。

因此，能够根据行驶状况改变并控制由电机输出产生的转向辅助性动力的MDPS，已广泛地应用于最近上市的车辆。

MDPS可包括传感器，如根据方向盘的操纵检测转向角度(柱(column)输入角度)的转向角度传感器、检测输入通过方向盘的转向扭矩(方向盘扭矩和柱扭矩)的扭矩传感器、检测车辆速度的车辆速度传感器、车轮速度传感器、发动机旋转速度传感器、横摆率(yawrate)传感器，控制器(MDPS ECU)以及转向电机(MDPS电机)。

控制器从传感器接收转向输入信息，如转向角度、转向角速度(从转向角度信号的微分信号获得的角速度值)和转向扭矩，以及车辆状态信息(车辆速度、车轮速度、发动机旋转速度、横摆率等)，以便驱动转向电机并控制转向电机的输出。

在这种情况下，控制器根据车辆速度控制转向电机的驱动动力(电机输出)以便产生调节用于转向辅助的辅助性扭矩，并且控制器以低速度增大电机输出使得驾驶员可操纵轻方向盘，并以高速度降低电机输出使得驾驶员可操纵重方向盘，从而确保车辆的行驶稳定性。

如果当车辆以高速度行驶时方向盘过轻，那么甚至由方向盘的轻微操纵都可发生危险的情况，并且行驶稳定性变差。因此，通过根据车辆速度改变转向辅助特性以协助驾驶员使得当车辆以高速度直线行驶时，驾驶员可操纵较重的方向盘，可执行稳定的方向盘操纵。

通常，在控制器控制电机电流施加至转向电机(辅助性控制、电流量控制)时，获得协助驾驶员转向力的转向电机的输出。

在这种情况下，在调谐和计算电流量之后，控制器向转向电机基本提供对应于基于转向输入信息和车辆状态信息确定的输出值(转向系统输出扭矩，即转向电机输出扭矩)的电流量，并且控制器通过驱动电机产生用于协助驾驶员转向力的力。

在转向系统中，用于传送通过方向盘施加的驾驶员转向力和根据转向力产生的转向辅助性动力的构成元件包括：安装在方向盘的下侧的转向柱、将从转向柱传送的旋转力转换为直线力并且改变轮胎的方向的变速箱以及将传送至转向柱的旋转力传送至变速箱的万向接头。

这里，变速箱包括从万向接头接收旋转力的小齿轮以及具有与小齿轮啮合的齿条的齿条杆，并且当小齿轮旋转时齿条杆通过齿条向左和向右直线移动。

在这种情况下，在齿条杆向左和向右直线移动时产生的力，经由拉杆和球窝接头被传送至轮胎，从而改变轮胎的方向。

同时，由于部件长时间使用，可发生电机驱动动力转向系统的部件的机械磨损或耐久性退化，使得电机驱动动力转向系统的输出可改变。