专利名称：角度控制方法和装置及使用该方法和装置的自动驻车系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及与角度控制和自动驻车相关的技术，更具体地说，涉及一种用于提高 角度控制质量从而使转向把手的运动平稳的角度控制方法和角度控制装置，以及使用该角 度控制方法和角度控制装置的自动驻车系统。
背景技术：
传统的角度控制装置在各个预定的基准角度输入周期从诸如自动驻车电子控制 单元(下文称为“ECU”)的特定ECU接收基准角度的输入，并在各个预定的控制周期使用所 输入的基准角度来进行角度控制。此时，由于用于进行角度控制的控制周期(例如，1毫秒)大大短于用于接收基准 角度的输入的基准角度输入周期，所以当通过对比所述控制周期慢得多地输入的基准角度 来进行估计来进行角度控制时，传统的角度控制装置会经受电动机的电流在基准角度输入 时间的附近快速波动的现象的影响。如果电动机的电流像这样快速波动，则存在电动机猛 烈振动的问题。因此，存在控制质量恶化的问题，从而转向把手的运动不平稳，这会增加驾 驶员的不满意度。
发明内容
因此，本发明致力于解决现有技术中出现的上述问题，本发明的目标是提高控制 质量，并由此使转向把手的运动平稳，以使得当通过在各个预定的周期从电子控制单元 (ECU)接收基准角度的输入来进行转向所需的角度控制时，在各个预定的周期以阶梯形状 输入的基准角度被校准为平滑变化的形状，并且所述经校准的基准角度被用于角度控制。为了实现这个目的，本发明提供了一种角度控制装置，该角度控制装置包括输入 单元，其在各个基准角度输入周期接收基准角度的输入；角速度输入单元，其接收通过电动 机位置传感器计算出的角速度的输入；基准角度校准单元，其计算在输入基准角度之后直 到输入角速度为止所经过的时间的长度，然后计算通过基于所述角速度和所经过的时间的 长度校准所述基准角度所得到的经校准的基准角度；以及角度控制单元140，其基于计算 得到的经校准的基准角度来进行角度控制。根据本发明另一方面，提供了一种角度控制方法，该角度控制方法包括基准角度 输入步骤，用于在各个基准角度输入周期接收基准角度的输入；角速度输入步骤，用于在各 个角速度输入周期接收通过电动机位置传感器计算得到的角速度的输入；基准角度校准步 骤，用于计算在输入基准角度之后直到输入角速度为止所经过的时间的长度，然后计算通 过基于所述角速度和所经过的时间的长度校准所述基准角度所得到的经校准的基准角度； 以及角度控制步骤，用于基于经校准的基准角度来进行角度控制。根据本发明另一方面，提供了一种自动驻车系统，该自动驻车系统包括自动驻车 电子控制单元，其在各个基准角度输入周期输出基准角度，该基准角度是用于自动驻车的 目标转向角度；以及转向电子控制单元，其接收基准角度，并在各个角度输入周期接收通过电动机位置传感器计算得到的角速度，其中，该转向电子控制单元计算在输入基准角度之 后直到输入角速度为止所经过的时间的长度，该转向电子控制单元计算通过基于所述角速 度和所述基准角度校准所述基准角度所得到的经校准的基准角度，并且该转向电子控制单 元基于经校准的基准角度来进行转向角度控制。如上所述，根据本发明，在通过在各个周期从电子控制单元接收基准角度的输入 来进行转向所需的角度控制时，各个周期的阶梯形状的基准角度输入被校准为平滑变化的 形状，并且经校准的基准角度被用于角度控制，由此可以提高控制质量，从而可以使转向把 手的运动平稳。
根据结合附图所进行的如下详细说明，本发明的上述以及其它目的、特征和优点 将更加明显，附图中图1是根据本发明实施方式的角度控制装置的框图；图2(a)和图2(b)是说明根据本发明实施方式通过基准角度的校准所获得的效果 的曲线图；图3是根据本发明实施方式的角度控制方法的流程图；以及图4是根据本发明实施方式的自动驻车系统的框图。
具体实施例方式下文将参照附图来描述本发明的示例性实施方式。在以下的说明中，将用相同的 附图标记来表示相同元件，尽管它们在不同的附图中示出。此外，在本发明的以下说明中， 如果对并入本发明的已知功能和结构的详细描述会导致本发明的主旨不清楚，则省略该详 细描述。此外，当描述本发明的组件时，本文可能会使用诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)或者 类似的术语。这些术语中的每一个都不用于限定相应的组件的本质、次序或者顺序，而仅用 于将相应的组件与其它组件进行区分。应当注意的是，当在说明书中描述一个组件“连接”、 “耦接”或者“结合”至另一组件时，尽管该第一组件可以直接连接、耦接或者结合至该第二 组件，但是第三组件也可以“连接”、“耦接”以及“结合”在该第一组件和该第二组件之间。图1是根据本发明实施方式的角度控制装置100的框图。参照图1，根据本发明实施方式的角度控制装置100包括输入单元110，其在各个 基准角度输入周期从电子控制单元(下文称为“ECU”)10接收基准角度的输入；角速度输 入单元120，其在各个角速度输入周期接收通过电动机位置传感器20计算得到的角速度的 输入；基准角度校准单元130，其计算在输入基准角度之后直到输入角速度为止所经过的 时间的长度，并随后计算通过基于角速度和所经过的时间的长度校准基准角度所得到的经 校准的基准角度；以及角度控制单元140，其基于计算得到的经校准的基准角度来在各个 控制周期对转向装置30进行角度控制。基准角度校准单元130通过将通过电动机位置传感器20计算并输入的角速度与 计算得到的所经过的时间的长度(=角速度输入时间-基准角度输入时间)相乘来计算补 偿基准角度，该补偿基准角度用于对从ECU输入的基准角度进行补偿，并且基准角度校准单元130通过将从ECU 10输入的基准角度与计算得到的补偿基准角度相加来计算经校准 的基准角度。也就是说，基准角度校准单元130利用以下所示的式1来计算通过对从ECU 10输入的基准角度进行校准所得到的经校准的基准角度。公式1经校准的基准角度=基准角度+角速度*所经过的时间的长度以上参照图1所述的本发明的角度控制装置100可以是诸如MDPS(电动机驱动动 力转向)的转向系统中的转向E⑶，或者是包含在这种转向E⑶中的组件。包含在这种角度控制装置100中的基准角度输入单元110可以在各个基准角度输 入周期从ECU (例如，包含在自动驻车系统中的自动驻车ECU)接收基准角度的输入，该基准 角度是用于自动驻车的目标转向角度。分别基于电动机位置传感器20的角速度计算速度以及角度控制装置的角度控制 速度来计算用于接收输入角速度的速度输入周期和用于进行角度控制的控制周期，该用于 接收输入角速度的速度输入周期和用于进行角度控制的控制周期比用于接收输入基准的 基准角度输入周期短预定值。此外，根据由角度控制装置100的角度控制速度确定的控制 周期来设置角速度周期。例如，由ECU限定的基准角度输入周期是20毫秒，且根据角度控 制装置100的角度控制速度的控制周期是1毫秒，其中，为了校准基准角度使其平滑变化， 考虑到可以根据电动机位置传感器20中的角速度计算速度来确定的角速度计算周期，角 速度输入周期可以设置为与控制周期的1毫秒相等或者几乎相等。此外，与用于从E⑶10接收基准角度的输入的基准角度输入周期(例如，20毫 秒)相比，可以由角度控制单元140在短得多的控制周期(例如，1毫秒)进行角度控制。 因此，与传统的角度控制装置一样，如果利用在各个基准角度输入周期从角度控制单元140 以不平滑的阶梯形状输入的基准角度来进行角度控制，则会产生角度控制质量劣化的问 题，因此转向把手的跟随该角度控制的运动不平稳，从而增加了驾驶员的不满意度。因此，为了解决上述的问题，本发明的角度控制装置的基准角度校准单元130在 比基准角度输入周期(例如，20毫秒)短得多的各个角速度输入周期(例如，1毫秒)接收 通过电动机位置传感器20计算得到的角速度的输入，其中，基准角度校准单元130利用输 入的角速度将各个基准角度输入周期以不平滑形状输入的基准角度校准为平滑变化的形 状，并且计算出经校准的基准角度，角度控制单元140基于通过将基准角度校准为平滑变 化的形状而得到的经校准的基准角度来进行角度控制，由此，转向把手的运动可以被改进 得平稳，从而提高了驾驶员的满意度。下面将参照图2(a)和图2(b)通过示例来说明上述传统的角度控制装置所引起的 问题，以及通过能够解决传统的角度控制装置的问题的本发明的角度控制装置所获得的效 果。在图2(a)和图2(b)中，假设ECU 10在20毫秒的各个基准角度输入周期向角度控制 装置输入基准角度，传统的角度控制装置和本发明的角度控制装置在比20毫秒短得多的1 毫秒的周期进行角度控制，并且电动机位置传感器20在1毫秒的各个角速度输入周期向本 发明的角度控制装置100输入计算得到的角速度。示出图2 (a)以说明传统的角度控制装置中的问题，参照图2 (a)，如果按照在20毫 秒的各个基准角度输入周期以阶梯形状从ECU 10输入的基准角度来进行角度控制，则电 动机的电流会在基准角度输入时间附近快速地波动。如果电动机的电流以这种方式快速波
5动，则电动机会猛烈地振动，这会导致控制质量劣化，并引起转向把手的不平稳的运动。与图2(a)对比，参照图2(b)来说明通过本发明的角度控制装置100所得到的效 果。由于考虑在20毫秒的各个基准角度输入周期输入的基准角度，所以本发明的角度控 制装置100在为1毫秒的各个角速度输入周期从电动机位置传感器20接收计算得到的角 速度的输入，在所输入的角速度的基础上，在输入下一个基准角度之前，将先前输入的基准 角度校准为比阶梯形状变化更加平滑的经校准的基准角度，并基于该经校准的基准角度进 行角度控制，这可以显著减少图2(a)所示的电动机的电流在基准角度输入时间附近快速 波动的现象，由此电动机的振动可以减少，控制质量得到提高，并且转向把手的运动变得平 稳。图3是根据本发明实施方式的角度控制方法的流程图。参照图3，本发明的角度控制方法包括基准角度输入步骤，其用于在各个基准角 度输入周期从诸如自动驻车ECU的ECU 10接收基准角度的输入(S300)；角速度输入步 骤，其用于在各个角速度输入周期接收由电动机位置传感器20计算得到的角速度的输入 (S302)；基准角度校准步骤，其用于计算在输入基准角度之后直到输入角速度为止所经过 的时间的长度，然后计算通过基于该角速度和所经过的时间的长度对从ECU 10输入的基 准角度进行校准所得到的经校准的基准角度(S304)；以及角度控制步骤，其用于基于经校 准的基准角度在各个控制周期进行角度控制(S306)。如上所述，根据本发明的角度控制装置和方法，在通过在各个周期从ECU接收基 准角度的输入来进行转向所需的角度控制时，在各个周期以阶梯形状输入的基准角度被校 准为平滑变化的形状，该经校准的基准角度被用于角度控制，由此控制质量得到提高，从而 使转向把手的运动平稳。上述角度控制方法可应用于通过自动E⑶410和转向E⑶420的合作来控制自动 驻车的自动驻车系统400。图4是根据本发明实施方式的自动驻车系统400的框图，其中，参照图4，本发明的 自动驻车系统400包括自动驻车ECU 410，其在各个基准角度输入周期输出基准角度，该 基准角度是用于自动驻车的目标转向角度；以及转向E⑶420，该转向E⑶420通过诸如汽 车通信系统的控制器局域网(CAN)从自动驻车E⑶410接收基准角度，该转向E⑶420在 各个角速度输入周期接收通过电动机位置传感器430计算得到的角速度，该转向ECU 420 计算在输入基准角度之后直到输入角速度为止所经过的时间的长度，该转向ECU 420计算 通过基于角速度和基准角度对从自动驻车ECU 410输入的基准角度进行校准所得到的经 校准的基准角度，并且该转向ECU 420在各个控制周期基于计算得到的经校准的基准角度 来进行转向角度控制。该转向E⑶420可以是图1中通过示例所示的角度控制装置100或者包括图1中 通过示例所示的角度控制装置100。根据本发明的自动驻车系统400，转向ECU 420将基准角度校准得更加平滑，其 中，该基准角度是在各个基准角度处从自动驻车ECU 410输入的目标转向角度，并且转向 ECU 420使用该经校准的基准角度，由此在自动驻车时使转向把手的运动平稳，因此驾驶员 对于自动驻车过程的满意度得到提高。即使以上所描述的本发明实施方式中的所有组件被结合为单个单元或者被结合作为单个单元进行操作，但本发明不必限于这种实施方式。也就是说，在这些组件中，一个 或者更多个组件可以选择性地结合以作为一个或更多个单元进行操作。此外，尽管各个组 件可以被实现为独立的硬件，但这些组件中的一些组件或者全部组件也可以选择性地彼此 组合，从而这些组件中的一些组件或者全部组件可以被实现为具有一个或者更多个程序模 块的计算机程序，其中，所述一个或者更多个程序模块用于执行一个或者更多个硬件中组 合的多个功能中的一些功能或者全部功能。本发明所属技术领域的普通技术人员可以很容 易地想到构成该计算机程序的代码和代码段。可以通过将这种计算机程序存储在计算机可 读存储介质中并由计算机读取和执行该计算机程序来实施本发明的实施方式。磁记录介 质、光记录介质、载波介质等可以用作该存储介质。此外，由于诸如“包括(including)”、“包含(comprising) ”和“具有(having) ”的 术语是指可以存在一个或者更多个相应的组件，除非与之相反地进行了特殊说明，否则应 当理解为可以包括一个或者更多个其它组件。除非进行了其它限定，否则包含了一个或更 多个技术术语或者科学术语的所有术语都具有本领域普通技术人员通常理解的相同含义。 通常按照字典的定义来使用的术语应当被理解为具有与其在相关说明的上下文环境中的 含义相一致的含义，并且，除非在本说明书中明确地定义，否则不应当以想象的或超出常规 含义来进行理解。尽管出于说明性目的已经描述了本发明的优选实施方式，但是在不脱离所附权利 要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，本领域技术人员可以对本发明进行各种修 改、添加和替换。因此，本发明中公开的实施方式意图在于举例说明本发明的技术思想的范 围，并且本发明的范围不限于这些实施方式。应当基于所附的权利要求来理解本发明的范 围，使得包含在与权利要求等同的范围内所有技术思想都属于本发明。
权利要求
1.一种角度控制装置，该角度控制装置包括输入单元，其在各个基准角度输入周期接收基准角度的输入；角速度输入单元，其接收通过电动机位置传感器计算得到的角速度的输入；基准角度校准单元，其计算在输入所述基准角度之后直到输入所述角速度为止所经过 的时间的长度，然后计算通过基于所述角速度和所经过的时间的长度校准所述基准角度所 得到的经校准的基准角度；以及角度控制单元，其基于所述计算得到的经校准的基准角度来进行角度控制。
2.根据权利要求1所述的角度控制装置，其中，所述基准角度校准单元通过将所述角 速度与所经过的时间的长度相乘来计算用于对所述基准角度进行补偿的补偿基准角度，并 且通过将所述基准角度与所述补偿基准角度相加来计算所述经校准的基准角度。
3.根据权利要求1所述的角度控制装置，其中，所述基准角度输入单元在各个基准角 度输入周期从自动驻车系统中包含的自动驻车电子控制单元接收所述基准角度的输入，所 述基准角度是用于自动驻车的目标转向角度。
4.根据权利要求1所述的角度控制装置，其中，所述转向电子控制单元基于所述经校 准的基准角度在各个控制周期进行角度控制，其中，分别基于电动机位置传感器的角速度 计算速度以及所述角度控制装置的所述角度控制速度来计算所述速度输入周期和所述控 制周期，所述速度输入周期和所述控制周期比所述基准角度输入周期短预定值。
5.一种角度控制方法，该角度控制方法包括基准角度输入步骤，其用于在各个基准角度输入周期接收基准角度的输入；角速度输入步骤，其用于在各个角速度输入周期接收通过电动机位置传感器计算得到 的角速度的输入；基准角度校准步骤，其用于计算在输入所述基准角度之后直到输入所述角速度为止所 经过的时间的长度，然后计算通过基于所述角速度和所经过的时间的长度校准所述基准角 度所得到的经校准的基准角度；以及角度控制步骤，其用于基于所述经校准的基准角度来进行角度控制。
6.一种自动驻车系统，该自动驻车系统包括自动驻车电子控制单元，其在各个基准角度输入周期输出基准角度，该基准角度是用 于自动驻车的目标转向角度；以及转向电子控制单元，该转向电子控制单元接收基准角度，在各个角度输入周期接收通 过电动机位置传感器计算得到的角速度，其中，该转向电子控制单元计算在输入所述基准 角度之后直到输入所述角速度为止所经过的时间的长度，计算通过基于所述角速度和所述 基准角度校准所述基准角度所得到的经校准的基准角度，并且基于所述经校准的基准角度 来进行转向角度控制。
全文摘要
角度控制方法和装置及使用该方法和装置的自动驻车系统。本发明涉及与角度控制和自动驻车相关的技术，更具体地说，涉及用于提高角度控制质量，从而使转向把手的运动平稳的角度控制方法和角度控制装置，以及使用这种角度控制方法和角度控制装置的自动驻车系统。
文档编号B62D6/00GK102101496SQ201010625030
公开日2011年6月22日 申请日期2010年12月3日 优先权日2009年12月4日
发明者金成柱 申请人:株式会社万都