专利名称：车辆防跑偏系统的补偿扭矩控制方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆防跑偏系统，更详细说是涉及一种在横向力的方向改变的情况下，根据驾驶者转向扭矩和补偿扭矩的方向及大小来控制补偿扭矩，来提高响应性的车辆防跑偏系统的补偿扭矩控制方法。
背景技术：
—般来说，利用车辆的动力的转向装置有利用机油的液压式和利用电动电机的电动式。在液压式助力转向(Hydraulic Power Steering,HPS)中，液压泵利用引擎的作用力抽吸流体并形成液压，在驾驶者转动转向盘时，向转向的方向供给液压，以使操纵变轻。
此外，在电动式助力转向(Motor Driven Power Steering, MDPS)中，利用电动电机向驾驶者转向的方向提供扭矩，以使操纵变轻。该电动式助力转向与以往的液压式助力转向不同，根据行驶条件自动地控制电动电机的动作，从而提高转向性能和转向感。此外，通常在车辆直行行驶时，由于横向风力或路面起伏等横向负载或其它内外部因素而作用有横向力，可能会发生车辆偏向左右中的某一侧的跑偏现象(SteeringPull)。在现有技术中，如果在直行状态下发生车辆的跑偏，向与驾驶者转向扭矩相同的方向施加补偿扭矩，来补偿驾驶者转向扭矩。此时，如果直行中的车辆的行驶环境发生变化而横向力的方向突然改变，补偿扭矩的方向也应当随之改变。但是，由于补偿扭矩的响应性限制，补偿扭矩保持向横向力的方向改变之前的方向施加，因而存在驾驶者转向扭矩相比未实施扭矩补偿时增加的问题。由此，驾驶者感受到的疲劳增大，存在妨碍车辆的行驶安全的问题。
发明内容
本发明是为了改进前述的问题而提出的，本发明的目的在于提供一种如下的车辆防跑偏系统的补偿扭矩控制方法在横向力的方向改变的情况下，根据驾驶者转向扭矩和补偿扭矩的方向及大小控制补偿扭矩，来提高响应性，从而确保车辆的行驶稳定性。根据本发明的一方式的车辆防跑偏系统的补偿扭矩控制方法，包括扭矩控制部根据在直行状态下车辆的跑偏引起的行驶环境变化，判断补偿扭矩的方向和驾驶者转向扭矩的方向是否不一致的步骤；如果上述补偿扭矩的方向和上述驾驶者转向扭矩的方向不一致，上述扭矩控制部判断上述补偿扭矩和上述驾驶者转向扭矩的差距是否以基准扭矩以上的状态持续第二学习时间的步骤；以及如果上述补偿扭矩和上述驾驶者转向扭矩的差距以基准扭矩以上的状态持续上述第二学习时间，上述扭矩控制部解除上述补偿扭矩的步骤。本发明的特征在于，在解除上述补偿扭矩的步骤中，上述扭矩控制部缩短用于计算上述补偿扭矩所需的第一学习时间。本发明的特征在于，在判断上述补偿扭矩和上述驾驶者转向扭矩的差距是否以基准扭矩以上的状态持续第二学习时间的步骤中，如果上述补偿扭矩和上述驾驶者转向扭矩的方向不一致，上述扭矩控制部缩短上述第二学习时间。发明效果根据本发明，在横向力的方向突然改变，而导致补偿扭矩向与驾驶者转向扭矩相反方向施加的情况下，解除补偿扭矩，从而防止补偿扭矩妨碍驾驶者的转向。并且，根据本发明，在横向力的方向突然改变，而导致补偿扭矩向与驾驶者转向扭矩相反方向施加的情况下，缩短补偿扭矩计算所需的时间，来提高补偿扭矩的响应性。由此，在本发明中，在直行状态下施加于车辆的横向力的方向突然改变的情况下，减少驾驶者的疲劳度并确保车辆的行驶安全性。
图I是表示根据本发明的一实施例的车辆防跑偏系统的构成的框图。·图2是在根据本发明的一实施例的车辆防跑偏系统的补偿扭矩控制方法中，从车辆的后方看去扭矩补偿中根据路面起伏方向的改变而驾驶者转向扭矩和补偿扭矩的方向变化的情况的图。图3是表示在路面起伏方向如图2所示改变的情况下，驾驶者转向扭矩和补偿扭矩随时间的变化的图表。图4是表示根据本发明的一实施例的车辆防跑偏系统的补偿扭矩控制方法的动作流程的流程图。(附图标记说明)110:传感器部111 :转向扭矩传感器112:转向角传感器113:车速传感器114:偏航角速度传感器120 :ECU121 :信号处理部122 :跑偏判断部123:扭矩补偿部124:MDPS逻辑125:扭矩控制部130:电机驱动部10 =MDPS基本逻辑20 电机控制逻辑
具体实施例方式以下，参照附图对根据本发明的一实施例的车辆防跑偏系统的补偿扭矩控制方法进行详细的说明。在此过程中，附图中所示的线条的厚度或结构元件的大小等，为了说明上的明确性和便利而可能会放大图示。并且，后述的术语是考虑到本发明中的功能而定义的术语，其可以根据用户、操作者的意图或惯例而不同。因此，针对该术语的定义应当基于本说明书全文的内容而确定。图I是根据本发明的一实施例的车辆防跑偏系统的构成的框图。根据本发明的一实施例的车辆防跑偏系统包括传感器部110、E⑶120及电机驱动部130。传感器部110包括转向扭矩传感器111，其检测驾驶者施加给转向盘的驾驶者转向扭矩的方向及大小；转向角传感器112，其检测转向角；车速传感器113，其检测车速；以及偏航角速度传感器114，其检测偏航角速度。传感器部110通过上述传感器检测出驾驶者转向扭矩、转向角、车速及偏航角速度，将其传送给E⑶120。ECU 120包括信号处理部121、跑偏判断部122、扭矩补偿部123、MDPS逻辑124及扭矩控制部125。信号处理部121对从传感器部110接收的驾驶者转向扭矩、转向角、车速及偏航角速度进行信号处理并传送给跑偏判断部122。跑偏判断部122基于从信号处理部121传送的驾驶者转向扭矩、转向角、车速及偏航角速度，判断车辆的直行状态与否及跑偏状态与否。
首先，跑偏判断部122根据预先定义的直行状态判断基准判断车辆的直行状态与否。此时，直行状态判断基准可以基于转向角、车速、偏航角速度中的至少一个以上的值来决定。此时，如果检测出的转向角为基准转向角以下、检测出的车速为预先设定的基准车速以上、偏航角速度为预先设定的基准偏航角速度以下，跑偏判断部122可以判断为车辆处于直行状态。其中，基准转向角、基准车速、基准偏航角速度是作为能够判断为处于直行状态的基准的值，根据设计者的意图及采用的系统的配置而可以多样地进行选择。随后，如果判断为车辆处于直行状态，跑偏判断部122根据预先定义的跑偏状态判断基准判断车辆的跑偏状态与否。此时，跑偏状态判断基准可以基于传感器部110的转向扭矩传感器111中检测出的驾驶者转向扭矩来决定。具体说，如果第一学习时间内的驾驶者转向扭矩的平均值以基准扭矩平均值以上的值持续基准时间，跑偏判断部122可以判断为车辆处于跑偏状态。其中，第一学习时间是用于计算驾驶者转向扭矩的平均值的时间，其属于用于计算补偿扭矩的时间，根据设计者的意图及采用的系统的配置而可以多样地进行选择。第一学习时间越长，驾驶者转向扭矩平均值的可靠性越高。此外，扭矩补偿部123基于跑偏判断部122的判断结果，计算出扭矩补偿所需的补偿扭矩，通过扭矩控制部125传送给MDPS逻辑124。具体说，扭矩补偿部123在跑偏判断部122中判断为车辆处于跑偏状态的情况下，基于第一学习时间内的驾驶者转向扭矩的平均值及标准偏差，来计算出补偿扭矩，将该计算值通过扭矩控制部125传送给MDPS逻辑124。MDPS逻辑124基于从扭矩补偿部123通过扭矩控制部125传送的补偿扭矩，来控制电机驱动部130。此时，在补偿扭矩比较小的情况下，即，在需要比较低的扭矩补偿的情况下，在转向扭矩传感器111中检测出的驾驶者转向扭矩中适用补偿扭矩，由此，由MDPS基本逻辑10实施扭矩补偿。相反，在补偿扭矩比较大的情况下，S卩，在需要比较高的扭矩补偿的情况下，将补偿扭矩直接适用于电机控制逻辑20并实施扭矩补偿。图2是在根据本发明的一实施例的车辆防跑偏系统的补偿扭矩控制方法中，从车辆的后方看去扭矩补偿中根据路面起伏方向的改变而驾驶者转向扭矩和补偿扭矩的方向变化的情况的图，图3是表示在路面起伏方向如图2所示改变的情况下，驾驶者转向扭矩和补偿扭矩随时间的变化的图表。在图2和图3中，a表示不实施扭矩补偿的情况下的驾驶者转向扭矩，Tc表示补偿扭矩，Td表示实施扭矩补偿的情况下的驾驶者转向扭矩。并且，图3中的纵轴的正的值表示右侧方向，负的值表示左侧方向。扭矩控制部125在直行状态下进行扭矩补偿中的情况下，基于补偿扭矩和驾驶者转向扭矩的方向及大小，来控制传送给MDPS逻辑124的补偿扭矩。首先，扭矩控制部125判断扭矩补偿部123中计算出的补偿扭矩是否传送给MDPS124并进行扭矩补偿中。如果扭矩补偿部123中计算出的补偿扭矩传送给MDPS 124并进行扭矩补偿中，扭矩控制部125通过跑偏判断部122判断车辆的直行状态与否。随后，如果车辆处于直行状态，扭矩控制部125判断驾驶者转向扭矩的方向和补偿扭矩的方向是否不一致。一般来说，在直行中的车辆中作用有横向力，使车辆处于跑偏状态的情况下，向与驾驶者转向扭矩相同的方向相加补偿扭矩。此时，如果横向力的方向突然改变，车辆的跑偏方向将改变，因此，用于保持车辆直行状态的驾驶者转向扭矩的方向也将改变。但是，由于补偿扭矩由第一学习时间内的驾驶者转向扭矩的平均值及标准偏差的值计算得出，从反映改变的驾驶者转向扭矩的方向和大小到相加与驾驶者转向扭矩相同的方向的补偿扭矩需要一定时间，在相应时间内，用于保持直行状态的驾驶者转向扭矩将增加。举例说明路面起伏方向改变的情况，如图2的左侧所示，当车辆在向左侧起伏的路面行驶中时，如果实现扭矩补偿，驾驶者转向扭矩和补偿扭矩将向车辆的右侧方向作用。其相当于图3中图示出的图表的h区间。此时，如果驾驶者将车路线向右侧改变，将从直行状态中脱离，车辆的防跑偏系统不进行动作，补偿扭矩保持之前的值。其相当于图3中图示出的图表的t2区间。随后，基于车路线改变等理由，如果车辆如图2的右侧所示行驶向右侧起伏的路面，补偿扭矩继续向车辆的右侧方向作用，导致驾驶者为了保持直行状态而向左侧方向施加的驾驶者转向扭矩增加。S卩，驾驶者需要施加相比不实施扭矩补偿的a的情况更多的驾驶者转向扭矩，才能保持直行状态。其相当于图3中图示出的图表的t3区间。由此，通过判断驾驶者转向扭矩和补偿扭矩的方向的不一致与否，来判断车辆跑偏方向的改变与否。此外，如果驾驶者转向扭矩和补偿扭矩的方向不一致，扭矩控制部125将补偿扭矩和驾驶者转向扭矩的差距与基准扭矩进行比较。此时，扭矩控制部125可以以第二学习时间比较补偿扭矩和驾驶者转向扭矩的差
距与基准扭矩。如果补偿扭矩和驾驶者转向扭矩的差距为基准扭矩以上的状态持续第二学习时间，扭矩控制部125如图3所示解除补偿扭矩。具体说，扭矩控制部125将扭矩补偿部123中计算出的补偿扭矩去除为0，并传送给MDPS逻辑124。此时，第二学习时间是用于判断补偿扭矩和驾驶者转向扭矩的差距是否持续为基准扭矩以上的时间，可以根据设计者的意图及采用的系统的配置而多样地进行选择。第二学习时间越长，判断的可靠性越高。如上所述，扭矩控制部125通过解除补偿扭矩，来防止横向力的方向改变的情况下补偿扭矩妨碍驾驶者的转向。此外，扭矩控制部125在补偿扭矩和驾驶者转向扭矩的差距为基准扭矩以上的状态持续第二学习时间的情况下，也可以缩短第一学习时间。
S卩，扭矩控制部125缩短作为用于计算驾驶者转向扭矩的平均值的时间的第一学习时间，从而通过扭矩补偿部123迅速地计算出对于改变的驾驶者转向扭矩的补偿扭矩。并且，扭矩控制部125在将补偿扭矩和驾驶者转向扭矩的差距与基准扭矩比较之前，如果补偿扭矩和驾驶者转向扭矩的方向不一致，也可以缩短第二学习时间。如果横向力的方向改变而驾驶者转向扭矩的方向改变，补偿扭矩和驾驶者转向扭矩的差距将急剧地增加，因此，即使缩短第二学习时间，也不会对判断的可靠性造成大的影响。此时，扭矩控制部125可以在第一学习时间和第二学习时间乘以基准比率，来缩短相应时间，基准比率可以根据设计者的意图在O和I之间的值中多样地进行选择。如上所述，扭矩控制部125通过缩短第一学习时间或第二学习时间，来提高横向力的方向改变的情况下补偿扭矩的响应性。图4是表示根据本发明的一实施例的车辆防跑偏系统的补偿扭矩控制方法的动作流程的流程图。扭矩控制部125判断是否相加补偿扭矩并进行驾驶者转向扭矩补偿中S10，如果是补偿中，判断车辆是否处于直行状态S20。如果不是补偿中，扭矩控制部125将扭矩补偿部123中计算出的补偿扭矩直接传送给MDPS逻辑124。此外，如果车辆处于直行状态，扭矩控制部125判断补偿扭矩和驾驶者转向扭矩的方向是否相反S30。在判断为补偿扭矩和驾驶者转向扭矩的方向相反的情况下，扭矩控制部125判断补偿扭矩和驾驶者转向扭矩的差距是否为基准扭矩以上S40，如果是基准扭矩以上，缩短学习时间(第一学习时间或第二学习时间)S50，解除补偿扭矩S60。如果补偿扭矩和驾驶者转向扭矩的方向相同，或是即使方向不同，补偿扭矩和驾驶者转向扭矩的差距为基准扭矩以内，扭矩控制部125将扭矩补偿部123中计算出的补偿扭矩直接传送给MDPS逻辑124。如上所述，根据本发明的车辆防跑偏系统的补偿扭矩控制方法，在横向力的方向突然改变而补偿扭矩向与驾驶者转向扭矩相反方向相加的情况下，解除补偿扭矩或缩短补偿扭矩计算所需的时间，来提高补偿扭矩的响应性，防止补偿扭矩妨碍驾驶者的转向。本发明参照图示出的实施例进行了说明，但这仅仅属于例示性的实施例，本发明所属的技术领域的技术人员能够从中实现多种变形及均等的其它实 施例。
权利要求
1.一种车辆防跑偏系统的补偿扭矩控制方法，其特征在于，包括 扭矩控制部根据在直行状态下车辆的跑偏引起的行驶环境变化，判断补偿扭矩的方向和驾驶者转向扭矩的方向是否不一致的步骤； 如果所述补偿扭矩的方向和所述驾驶者转向扭矩的方向不一致，所述扭矩控制部判断所述补偿扭矩和所述驾驶者转向扭矩的差距是否以基准扭矩以上的状态持续第二学习时间的步骤；以及 如果所述补偿扭矩和所述驾驶者转向扭矩的差距以基准扭矩以上的状态持续所述第二学习时间，所述扭矩控制部解除所述补偿扭矩的步骤。
2.根据权利要求I所述的车辆防跑偏系统的补偿扭矩控制方法，其特征在于，在解除 所述补偿扭矩的步骤中，所述扭矩控制部缩短用于计算所述补偿扭矩所需的第一学习时间。
3.根据权利要求I所述的车辆防跑偏系统的补偿扭矩控制方法，其特征在于，在判断所述补偿扭矩和所述驾驶者转向扭矩的差距是否以基准扭矩以上的状态持续预先设定的设定时间的步骤中，如果所述补偿扭矩和所述驾驶者转向扭矩的方向不一致，所述扭矩控制部缩短所述第二学习时间。
全文摘要
本发明提供一种车辆防跑偏系统的补偿扭矩控制方法，包括扭矩控制部根据在直行状态下车辆的跑偏引起的行驶环境变化，判断补偿扭矩的方向和驾驶者转向扭矩的方向是否不一致的步骤；如果补偿扭矩的方向和驾驶者转向扭矩的方向不一致，扭矩控制部判断补偿扭矩和驾驶者转向扭矩的差距是否以基准扭矩以上的状态持续第二学习时间的步骤；以及如果补偿扭矩和驾驶者转向扭矩的差距以基准扭矩以上的状态持续第二学习时间，扭矩控制部解除补偿扭矩的步骤，根据本发明，在横向力的方向突然改变而补偿扭矩向与驾驶者转向扭矩相反方向相加的情况下，解除补偿扭矩或缩短补偿扭矩计算所需的时间，来提高补偿扭矩的响应性，防止补偿扭矩妨碍驾驶者的转向。
文档编号B62D119/00GK102795263SQ20121010359
公开日2012年11月28日 申请日期2012年4月10日 优先权日2011年5月23日
发明者李世馥 申请人:现代摩比斯株式会社