专利名称：Esc-mdps综合控制装置及其方法
技术领域：
本发明是涉及ESC-MDPS综合控制装置及其方法，为了在ESC (ElectronicStability Control)与 MDPS (Motor Driven Power steering System)的综合控制系统中提高方向操作性能，在ESC动作之前通过反馈关于转向不足/过度信息，增加MDPS的转向重量来使驾驶者提前识别，从而提高行驶稳定性及操作性。
背景技术：
通常，MDPS(Motor Driven Power steering System ;电动式动力转向装置)与现有的利用油压的油压式动力转向装置不同，是利用电机的回转力来辅助驾驶者的转向力来发生辅助转向扭矩的系统，通过组合从扭矩传感器传感的扭矩传感值与车速，算出电机的辅助量，从而改善转向性能的同时根据驾驶者的转向意志自主地预估路面与轮胎的滑动值，在发生滑动时发生驾驶者的辅助转向扭矩。此外,ESC(Electronic Stability Control system ;车体姿势控制装置)作为提高车辆的行驶稳定性的系统，在车辆中低速行驶中转弯或变更车道等时，可以按照驾驶者的意志很好地追中车辆的运动，但是在路面、车速或转向发生急剧变化时，会在稳定行驶中的车辆上发生转向不足及转向过度，在这种状况下，ESC可以调节车辆的制动力与引擎出力来提高车辆的行驶稳定性。但是通常，驾驶者的情况下，因为会在恐慌下会再执行不当的转向或制动，从而会有使车辆的运动更加不稳定的情况发生。因此，更加改善的底盘综合控制系统综合了车体姿势控制装置(ESC)与电动式动力转向装置(MDPS)，从而在车辆行驶中发生转向不足/过度的状况时，与ESC动作一起，变化MDPS的转向扭矩来向车辆的运动稳定化的方向引导驾驶者的转向，并向提高方向操作性能的方向进行改善。但是，这种底盘综合控制系统的情况下，是利用横向滑动预估值来判断车辆发生转向过度的程度。如上所述，通过预估横向滑动值来控制转向过度时，因为横向滑动预估值会在颠簸或岸边路面(沿横向倾斜的道路)中其预估值的准确性会急剧降低，因此为了防止发生敏感运作，从而会存在只能将阈值设置高点的缺点。特别是，在低摩擦路面上转弯行驶中，根据驾驶者的减速或制动慢慢发生的转向过度的状况中，不容易使用横向预估值判断干预控制，因此会存在因为底盘综合控制系统的干预变慢而无法体现其优点的缺点。关联先行技术有韩国公开专利2009-0030587号(2009. 03. 25.公开)。
发明内容
(要解决的技术问题)本发明为了改善如上所述问题而创作的，本发明的目的在于提供ESC-MDPS综合控制装置及其方法，在ESC动作之前通过反馈关于转向不足/过度信息，增加MDPS的转向重量来使驾驶者提前识别，从而提高行驶稳定性及操作性。此外，本发明的目的在于提供ESC-MDPS综合控制装置及其方法，通过监控驾驶者的转向及车辆运动状态来判断正常转弯，从而在ESC中发生很难判断的转向过度状况时，提前进行转向控制，由此来引导驾驶者向正确的方向转向。(解决问题的手段)根据本发明的一侧面的ESC-MDPS综合控制方法，其特征在于，包括车辆高速行驶中，比较转向角速度是否小于已设定的第一阈值的第一步骤；所述转向角速度小于已设定的第一阈值时，比较转向角是否大于已设定的第二阈值的第二步骤；所述转向角大于已设定的第二阈值时，比较偏转率预估值是否大于已设定的第三阈值的第三步骤；所述偏转率预估值大于已设定的第三阈值时，比较横向加速度预估值是否大于已设定的第四阈值的第四步骤；所述转向角速度、所述转向角、所述偏转率预估值、所述横向加速度预估值与所述第一至第四阈值的比较条件维持已设定的时间时，判断为转弯行驶的第五步骤；根据所述判断为转弯行驶时，判断是否发生转向过度的第六步骤；根据所述第六步骤的判断，发生转向过度时，根据此转向过度程度来输入叠加扭矩的第七步骤；及根据所述输入的叠加扭矩，为了使车辆稳定化，生成(_)转向过度控制量，并知道车辆稳定化为止，判断是否发生所述转向过度的第八步骤。根据本发明的一侧面的ESC-MDPS综合控制方法，其特征在于，所述第七步骤是在偏转率误差大于已设定的第五阈值时，判断为发生转向过度。根据本发明的另一侧面的ESC-MDPS综合控制装置，其特征在于，包括监控部，通过驾驶者的转向，对行驶状况执行监控；转弯行驶判断部，通过所述监控来判断车辆是否为转弯行驶；发生转向过度判断部，在所述车辆转弯行驶时，判断是否发生转向过度；及控制部，在所述车辆发生转向过度时，为了使车辆稳定化而生成(_)转向过度控制量来控制转向。(发明的效果)本发明在ESC动作之前通过反馈关于转向不足/过度信息，增加MDPS的转向重量来使驾驶者提前识别，因此具有提高行驶稳定性及操作性的效果。此外，本发明通过监控驾驶者的转向及车辆运动状态来判断正常转弯，因此具有在ESC中发生很难判断的转向过度状况时，提前进行转向控制，由此来引导驾驶者向正确的方向转向的效果。
图1是为了说明根据本发明的ESC/MDPS底盘综合方向操作控制概念的示意图。图2是为了说明利用以往的ESC控制，在转弯中控制转向过度的概念的示意图。图3是为了说明利用根据本发明的ESC-MDPS综合控制装置，在转弯中控制转向过度的概念的示意图。图4是表示根据本发明的ESC-MDPS综合控制装置的结构框图。图5是表示根据本发明的ESC-MDPS综合控制方法的流程图。(附图标记说明)
100 :监控部101 :转弯行驶判断部102 :发生转向过度判断部103 :控制部
具体实施例方式下面参照附图对根据本发明的ESC-MDPS综合控制装置及其方法的一实施例进行说明。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1是为了说明根据本发明的ESC/MDPS底盘综合方向操作控制概念的示意图，图2是为了说明利用以往的ESC控制，在转弯中控制转向过度的概念的示意图，图3是为了说明利用根据本发明的ESC-MDPS综合控制装置，在转弯中控制转向过度的概念的示意图。在车辆转弯时或急剧地转向时，会运作ESC来使车辆的姿势稳定化。此外，ESC的动作时间或次数等会根据车辆的转向不足或转向过度的程度的不同而有所变化。此时，车辆的转向不足/过度是在ESC中判断，是通过车速与转向角等来计算车辆的目标偏转率(Target Yaw rate),并通过当前车辆的偏转率与所述目标偏转率进行比较来获得偏转率误差值(Yaw rate Error),由此可以知道转向不足/过度的程度。S卩，当前的偏转率小于目标偏转率时为转向不足的状态，大于时为转向过度的状态。如图1所示，发生转向不足/过度的状况时，向驾驶者连续性地输入控制来变化转向反向操作的重量，由此来防止再发生转向不足/过度，从而起到引导驾驶者转向的功能。ESC会在行驶中发生的转向不足/过度的状况时运作，但是ESC不易把转向不足/过量的程度反馈给驾驶者。实际上，在柏油马路上处于ESC动作中状况是，在中高速行驶状况下出现急剧转向的状况或同样在结冰路面上，都需要车辆达到某一程度的不稳定后才能动作ESC。此外，ESC动作状况下，驾驶者沿转向的方向再进行转向不仅没有任何的意义，而且对车辆的运动稳定化也起不到帮助。但是，根据转向不足/过度的程度，向MDPS辅助扭矩量减少的方向再施加输入转向扭矩控制(Torque Overlay)，来使驾驶者的转向感变重，从而防止驾驶者向趋于不稳定的方向再进行转向，并且可以执行向车辆运动稳定化的方向引导驾驶者的转向的功能。下面，为了说明的便利，将本发明的动作与以往进行比较来进行说明。ESC与MDPS综合控制系统的最大目的及优点是，在ESC动作之前，利用MDPS的转向反力扭矩调节驾驶者的转向重量，来引导驾驶者向使车辆运动稳定的方向转向，由此可以防止车辆变得不稳定，可以捎带减少ESC的动作量，并可以可以放慢运作时刻。例如，湿于雪或雨的摩擦系数低的(湿滑)路面上，驾驶者向如圆形的弯曲道路转弯时，通过驾驶者的刹车运作会发生转向过度。特别是，先行车辆的减速或因湿滑而减速时，轮胎的前后方向的轮胎力会减少，横向的侧向轮胎力会增加。因为轮胎力极限会慢慢发生转向过度，此时如果驾驶者的识别慢时，会出现车辆的旋转。
特别是，ESC的情况下，车辆在转向角小的状态下沿大的弯曲路线转弯时，因为无法自主地判断路面的的湿滑，因此会判断为稳定的行驶状况(因为没有出现急剧地转向)，会高于ESC运作的偏转率误差的临界值，从而很难正确地判断发生车辆的横向滑动，实际上也会如图2所示，干预的时刻会变慢。即，会在发生很多转向过度之后，ESC才会干预。因此，本发明的ESC与MDPS综合控制系统，如图3所示，其特征在于，利用独立于偏转率误差的横向滑动的预估值来执行ESC动作之前，开始综合控制。但是，因为所述横向滑动预估值本身不是利用独立的传感器，而是利用车辆运动值，如字面意思为预估值，因此在过颠簸时或在岸边路面上具有很难利用的缺点，需要很好的利用此值来选择性地消除敏感的控制。因此在作为控制干预的临界值使用时，为了判断“确定为”滑动的状况来进行干预，只能将临界值设定得高点。最终，很难一贯地比ESC干预蚀刻更快地进行干预，并且会存在每辆车都需要按照其车辆特性来单独调整的缺点与繁 琐。因此，本发明提供，更加积极地利用作为制动系统的ESC与作为转向系统的MDPS的信息来判断转向过度，从而提前干预综合控制的方法。图4是表示根据本发明的ESC-MDPS综合控制装置的结构框图，如图4所示，其结构包括监控部100，通过驾驶者的转向，对行驶状况执行监控；转弯行驶判断部101，通过所述监控来判断车辆是否为转弯行驶；发生转向过度判断部102，在所述车辆转弯行驶时，判断是否发生转向过度；控制部103，在所述车辆发生转向过度时，为了使车辆稳定化而生成(_)转向过度控制量来控制转向。所述各个结构部10(Γ103的动作可以通过软件来进行控制。下面，参照图5的流程图，对所述各个结构部的动作进行更加具体地说明。图5是表示根据本发明的ESC-MDPS综合控制方法的流程图，以往，驾驶者的行驶状况不是通过驾驶者的转向信号来进行判断，而是将重点防御车辆车体的运动，通过对横向滑动预估值来设定临界值来进行控制。但是，本发明中，如图5所示，以MDPS的转向系统的信号与这些转向系统的信号为基础算出车辆的偏转率与横向加速度预估值作为临界值，在传感器信号中也发生如这些的相位(phase)信号时，判断车辆未转弯中。实际上，因为考虑到传感器错误的信号，会包括这些信号的监控时间来进行判断。更加具体的为，如图5所示，在车辆高速行驶中(S101)，会判断是否未转弯行驶(S200)。之后，根据所述判断，判断为转弯行驶时，会判断是否发生转向过度(S300)。之后，根据所述判断，判断为发生转向过度时，根据此转向过度的程度来输入叠加扭矩(S400)。之后，根据所述输入的叠加扭矩，直到车辆趋于稳定化为止(S500)，反复执行所述判断是否发生转向过度的过程(S300)与根据此转向过度输入叠加扭矩的过程(S400)。所述判断是否转弯行驶的过程(S200)是通过比较转向角速度是否小于已设定的第一阈值(threshold)的步骤(S201);根据所述比较,所述转向角速度小于已设定的第一阈值(threshold)时，比较转向角是否大于已设定的第二阈值(threshold)的步骤(S202);根据所述比较，所述转向角大于已设定的第二阈值(threshold)时，比较偏转率预估值是否大于已设定的第三阈值(threshold)的步骤(S203);根据所述比较，所述偏转率预估值大于已设定的第三阈值(threshold)时，比较横向加速度预估值是否大于已设定的第四阈值(threshold)的步骤(S204);所述转向角速度、所述转向角、所述偏转率预估值、所述横向加速度预估值与所述第一至第四阈值(threshold)的比较条件维持已设定的时间(t)时(S205)，判断为转弯行驶。如上所述，判断为转弯行驶时，为了判断是否发生转向过度，比较偏转率误差是否大于已设定的第五阈值(threshold) (S300)。根据所述比较,偏转率误差大于已设定的第五阈值时，判断为发生了转向过度。如上所述，发生转向过度时，为了车辆稳定化而生成(_)转向过度控制量(S400)。通过上述过程，本发明的ESC与MDPS综合控制系统，相比于ESC可以更加快速地干预。因为不利用会受到行驶环境影响的横向滑动预估值，而是利用MDPS与ESC的传感信号，由此可以更加正确地判断驾驶者与车辆的行驶状况。以上参照附图中所示的实施例对本发明进行了说明，但这仅仅是例示性的实施例，本发明所属技术领域的普通技术人员应当理解，能够从中实现多种变形及等同的其他实施例。
权利要求
1.一种ESC-MDPS综合控制方法，其特征在于，包括车辆高速行驶中，比较转向角速度是否小于已设定的第一阈值的第一步骤；所述转向角速度小于已设定的第一阈值时，比较转向角是否大于已设定的第二阈值的第二步骤；所述转向角大于已设定的第二阈值时，比较偏转率预估值是否大于已设定的第三阈值的第三步骤；所述偏转率预估值大于已设定的第三阈值时，比较横向加速度预估值是否大于已设定的第四阈值的第四步骤；所述转向角速度、所述转向角、所述偏转率预估值、所述横向加速度预估值与所述第一至第四阈值的比较条件维持已设定的时间时，判断为转弯行驶的第五步骤；根据所述判断为转弯行驶时，判断是否发生转向过度的第六步骤；根据所述第六步骤的判断，发生转向过度时，根据此转向过度程度来输入叠加扭矩的第七步骤 '及根据所述输入的叠加扭矩，为了使车辆稳定化，生成(_)转向过度控制量，并知道车辆稳定化为止，判断是否发生所述转向过度的第八步骤。
2.根据权利要求1所述的ESC-MDPS综合控制方法，其特征在于，所述第七步骤是在偏转率误差大于已设定的第五阈值时，判断为发生转向过度。
3.一种ESC-MDPS综合控制装置，其特征在于，包括监控部，通过驾驶者的转向，对行驶状况执行监控；转弯行驶判断部，通过所述监控来判断车辆是否为转弯行驶；发生转向过度判断部，在所述车辆转弯行驶时，判断是否发生转向过度；及控制部，在所述车辆发生转向过度时，为了使车辆稳定化而生成(_)转向过度控制量来控制转向。
全文摘要
本发明是涉及ESC-MDPS综合控制装置及其方法，为了在ESC(Electronic Stability Control)与MDPS(Motor Driven Power steering System)的综合控制系统中提高方向操作性能，在ESC动作之前通过反馈关于转向不足/过度信息，增加MDPS的转向重量来使驾驶者提前识别，因此具有提高行驶稳定性及操作性的效果。此外，本发明通过监控驾驶者的转向及车辆运动状态来判断正常转弯，因此具有在ESC中发生很难判断的转向过度状况时，提前进行转向控制，由此来引导驾驶者向正确的方向转向的效果。
文档编号B62D6/00GK103010294SQ20121035567
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月21日 优先权日2011年9月26日
发明者金斗炯 申请人:现代摩比斯株式会社