用于控制马达驱动的动力转向（mdps）系统故障的方法和装置制造方法
【专利摘要】用于控制马达驱动的动力转向系统（MDPS）故障的方法和装置，可以包括监测由转矩传感器检测的第一转矩传感器信号和第二转矩传感器信号，执行安全模式工作，其中MDPS控制的执行使得当可以检测到第一转矩传感器信号或第二转矩传感器信号的错误信号时，控制MDPS减小转向辅助力，以及执行手动模式工作，其中在安全模式工作期间，在第一和第二转矩传感器信号中余下的未检测到错误信号的转矩传感器的信号又被检测到错误信号时，可以控制MDPS以完全去除转向辅助力。
【专利说明】用于控制马达驱动的动力转向(MDPS)系统故障的方法和装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2012年6月8日提交的韩国专利申请N0.10-2012-0061562的优先权，该申请的全部内容以引用的形式结合于此，以用于通过该引用的所有目的。
【技术领域】
[0003]本发明涉及一种用于控制马达驱动的动力转向系统故障的方法和装置，其根据转矩传感器的错误类型决定转向辅助力的减少程度，并确保转向安全和车辆反应的稳定性。
【背景技术】
[0004]转矩传感器是把使用转矩传感器系统(扭杆或转矩传感器)的方向盘转矩转换成电信号的元件，所述方向盘转矩由驾驶员的转向意图产生。这样的转矩传感器安装在例如马达驱动的动力转向系统(MDPS)的动力转向系统中，并被用来测量方向盘的转矩。
[0005]在现有的MDPS系统中，当MDPS系统所提供的转向辅助力在信号错误和系统发生故障时完全失去的情况下，用于系统故障安全核心方案的最安全的解决方案是将模式切换为手动模式。就是说当检测到转矩传感器的错误信号时，MDPS系统确定所检测到的错误信号为故障信号，消除转向辅助力并且切断马达和高电流电路，因此使MDPS系统切换，使得车辆的转向仅由驾驶员转向意图操控。
[0006]然而，当MDPS系统的工作如上述被切换到手动模式时，在转向辅助力消失的瞬间，由驾驶员操控的转向稳定性将变差。尤其是在低速行驶的情况下存在问题，即由于转向辅助力已消失，驾驶员的转向力被突然地增加并因此增加发生事故的风险。
[0007]公开于该发明【背景技术】部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般【背景技术】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技术人员所公知的现有技术。
【发明内容】
[0008]本发明的各个方面被定向到提供用于控制马达驱动的动力转向系统故障的方法和装置，所述方法和装置根据转矩传感器的故障类型确定控制转向辅助力的程度，以便使转向的整体安全性得到改善并确保车辆的行为的稳定性，从而保护驾驶员以及动力转向系统的工作。
[0009]在本发明的一个方面，控制马达驱动的动力转向系统(MDPS)故障的方法，可以包括监测由转矩传感器检测的第一转矩传感器信号和第二转矩传感器信号，执行安全模式工作，其中进行的MDPS控制使得当检测到第一转矩传感器信号或第二转矩传感器信号的错误信号，控制MDPS减小转向辅助力，以及执行手动模式工作，其中在安全模式工作期间，在第一和第二转矩传感器信号中余下的未检测到错误信号的转矩传感器的信号又被检测到错误信号时，控制MDPS以完全去除转向辅助力。[0010]在执行安全模式工作和执行手动模式工作下，转矩传感器使用的参考电压与第一转矩传感器信号和第二转矩传感器信号进行比较，并且当相应的转矩传感器信号超出正常电压区的转矩传感器使用的参考电压时，检测到故障信号。
[0011]参考电压为5V并且正常电压区在0.5到4V之间。
[0012]执行安全模式工作被配置为执行MDPS的控制，使得转向辅助力是在正常状态下减少到一半。
[0013]监测的第一和第二转矩传感器信号可以进一步包括监测由转矩传感器使用的参考电压的错误信号，并执行MDPS的控制使得当检测到参考电压的错误信号，执行手动模式工作。
[0014]监测的第一和第二转矩传感器信号被配置以执行MDPS的控制，使得当第一转矩传感器信号和第二转矩传感器信号的错误信号被同时检测到时，执行手动模式工作。
[0015]在本发明的另一个方面，用于控制马达驱动的动力转向系统(MDPS)故障的装置，可以包括控制单元，所述控制单元用于监测由转矩传感器检测的第一转矩传感器信号和第二转矩传感器信号，并执行MDPS的控制，使得当第一转矩传感器的信号或第二转矩传感器信号的故障信号被检测时，降低转向辅助力，并且在第一和第二转矩传感器信号中余下的未检测到错误信号的转矩传感器的信号又被检测到错误信号时，控制MDPS以完全失去转向辅助力。
[0016]转矩传感器使用的参考电压与第一转矩传感器信号和第二转矩传感器信号进行比较，并且当相应的转矩传感器信号超出正常电压区的转矩传感器使用的参考电压时，检测到故障信号。
[0017]参考电压为5V并且正常电压区在0.5到4V之间。
[0018]当检测到参考电压的错误信号时，执行手动模式工作。
[0019]通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的【具体实施方式】，本发明的方法和装置所具有的其他特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为根据本发明的示例性实施例，示出当转矩传感器正常工作时转矩传感器信号的指示的图。
[0021]图2为根据本发明的示例性实施例，示出转矩传感器信号的错误信号的检测以及当转矩传感器发生故障时取决于故障类型的MDPS系统工作模式的图。
[0022]图3为根据本发明的示例性实施例，示出MDPS系统控制故障的方法的流程图。
[0023]应当了解，所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
[0024]在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。
【具体实施方式】[0025]下面将对本发明的各个实施方案详细地作出说明，这些实施方案的实例被显示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实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和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。
[0026]下面将参考所附附图对本发明的实施方案进行具体描述。
[0027]根据本发明图1至3中所示的控制马达驱动的动力转向系统(MDPS)故障的方法，包括错误信号监测步骤，所述错误信号监测步骤监测由转矩传感器检测的第一转矩传感器信号和第二转矩传感器信号的错误信号；安全模式工作步骤，所述安全模式工作步骤为在检测到所述第一转矩传感器信号或所述第二转矩传感器信号的错误信号后，进行控制以降低转向辅助力；以及手动模式工作步骤，所述手动模式工作步骤为在安全模式工作下在余下未检测到错误信号的转矩传感器信号又被检测到错误信号出现时，进行控制使得转向辅助力完全消失。
[0028]也就是说，当监测到所述第一转矩传感器信号和所述第二转矩传感器信号的错误信号时，以及第一和第二转矩传感器信号的任何一个被检测到为错误信号，MDPS系统在安全模式工作，这时进行控制使得由MDPS系统提供的转向辅助力下降到预先确定的水平。进一步，MDPS系统在安全模式工作期间，如果检测到余下的转矩传感器信号的错误信号，MDPS系统在手动模式下工作，这时进行控制使得由MDPS系统提供的转向辅助力完全消失。
[0029]因此，如果确定转矩传感器故障，MDPS系统的模式没有立即切换到手动模式，根据故障的类型能够从安全模式切换到手动模式，从而解决了车辆反应的不稳定以及由于瞬间丧失转向辅助力而引起的转向不稳定。
[0030]在这里，本发明中使用的MDPS系统，根据基于转矩信号重要性的系统设计规范，可以设计成产生两个信号，即第一转矩传感器信号和第二转矩传感器信号(参考信号和冗余信号)，并可以发送信号至控制单元。
[0031]对于这点，也可以使用两个霍尔集成电路(IC)识别转矩传感器的转矩。在转矩传感器中的两个霍尔IC的任意一个发生故障的情况下，能够产生第一转矩传感器信号或第二转矩传感器信号的错误信号。
[0032]在本发明的安全模式工作步骤和手动模式工作步骤下，将转矩传感器使用的参考电压与第一转矩传感器信号和第二转矩传感器信号作比较。因此，进行控制使得如果相应的转矩传感器信号超出转矩传感器使用的参考电压的正常电压区，检测到错误信号。
[0033]在这里，转矩传感器使用的参考电压必须是通过控制单元可检测的，并可以优选为5V。因此，第一转矩传感器信号和第二转矩传感器信号必须在转矩传感器使用的参考电压的范围内检测。每个转矩传感器的信号必须具有正常电压区，其表示转矩传感器正常工作时的转矩传感器信号，以及具有错误电压区，其表示转矩传感器发生故障时的错误信号，以便检测每个转矩传感器信号的错误。例如，在本发明中，可以把为0.5 — 4.5V的范围设定为正常电压区，并且可以把超出正常电压区0.5V的剩余范围设置为错误电压区。
[0034]也就是说，当第一转矩传感器信号或第二转矩传感器信号超出相对于转矩传感器使用的参考电压的正常电压区，这个信号就确定为是错误信号。在这里，为了检测第一转矩传感器信号和第二转矩传感器信号的错误信号，将转矩传感器信号与参考电压进行比较，并假设参考电压是在正常的(稳定)的状态。
[0035]在本发明中，在安全模式工作步骤，可以进行控制使得转向辅助力从正常状态下减小到一半。即当检测到第一转矩传感器信号或第二转矩传感器信号的错误信号时，工作模式被切换到安全模式，以便执行控制使得转向辅助力降低到在正常状态下转向辅助力的一半。相应地，防止了转向辅助力的突然丢失，从而使驾驶员容易确定在MDPS系统中是否发生了错误的同时解决转向不稳定的问题。
[0036]在本发明中，错误信号监测步骤可以进一步包括参考电压监测步骤，所述参考电压监测步骤监测转矩传感器使用的参考电压的错误信号，并执行控制使得如果检测到参考电压的错误信号，MDPS系统则工作在手动模式。
[0037]也就是说，确定是否在转矩传感器使用的参考电压处发生错误，连同确定是否在第一或第二转矩传感器的信号中发生错误，都是通过连续地监测参考电压连同第一和第二转矩传感器信号而确定。相应地，如果确定转矩传感器使用的参考电压发生错误，MDPS系统的模式被立即切换到手动模式，无论在第一转矩传感器信号和第二转矩传感器信号中是否发生错误。
[0038]在本发明中，在错误信号监测步骤，当第一转矩传感器信号和第二转矩传感器信号被同时检测到错误信号时，可以执行控制使得MDPS系统工作在手动模式下。也就是说，当在第一转矩传感器信号和所述第二转矩传感器信号中同时检测到错误信号，MDPS系统的模式立即切换到手动模式。
[0039]同时，本发明可以包括控制单元，所述控制单元用于监测第一转矩传感器信号和第二转矩传感器的错误信号，所述错误信号由转矩传感器检测，并且进行控制使得如果检测到第一转矩传感器信号或第二转矩传感器信号的错误信号，降低转向辅助力，并且使得如果在这种状态下，在余下的未检测到错误信号的转矩传感器信号又被检测到错误信号时，则完全失去转向辅助力。
[0040]在这里，控制单元可以是电子控制单元(E⑶)，其可以通过检测、比较和确定转矩传感器所提供的电信号控制MDPS系统。
[0041]本发明的工作和效果将参照图2和3详细描述。
[0042]取决于驾驶员转向意图的来自转矩传感器的信号输出被传送到控制单元，并且控制单元周期性地监测转矩传感器使用的参考电压的信号，以及第一转矩传感器信号和第二转矩传感器信号，所述第一转矩传感器信号和第二转矩传感器信号是转矩传感器的输出。
[0043]在监测过程中，如果相对于转矩传感器使用的参考电压的信号被检测到错误信号，确定MDPS系统已故障，并且MDPS系统的模式被立即切换到手动模式，从而导致完全失去转向辅助力。
[0044]然而，在转矩传感器使用的参考电压的信号检测为正常信号的情况下，如果检测到错误信号是出现在第一转矩传感器信号或第二转矩传感器信号超出针对转矩传感器使用的参考电压的正常电压区并进入错误电压区时，MDPS系统的模式被切换到安全模式，进而转向辅助力降低一半。
[0045]其后，如果在安全模式下的驾驶期间，在余下的未检测到错误信号的转矩传感器信号进入错误电压区而又被检测到错误信号的出现，确定MDPS系统已经故障，并且MDPS系统的模式会立即切换到手动模式，从而导致完全失去转向辅助力。也就是说，在针对第一转矩传感器信号的错误信号被检测到的状态下，MDPS系统的模式切换到安全模式，如果此时检测到针对第二转矩传感器信号的错误信号，MDPS系统的模式切换到手动模式。
[0046]如上所述，本发明能切换MDPS系统的模式至安全模式，其中转向辅助力降低到预先确定的水平，所述预先确定的水平取决于故障的类型和程度，而不是当MDPS系统出现故障时无条件地切换MDPS系统的模式至手动模式，从而不仅提高装置的卖点，而且还最小化驾驶员的不稳定性以及突然失去转向力对系统所造成的影响。
[0047]根据基于技术解决方案的本发明，具有这样的优点，即其能够应用安全模式，所述安全模式进行控制使得转向辅助力的降低取决于由转矩传感器识别的发生在两个转矩传感器信号中的错误的类型，使得由转向辅助力的瞬间丧失引起的对系统的影响被抑制，从而改善了系统的耐久性和稳定性。
[0048]另外，具有这样的优点，即其中对转向辅助力的控制，仅通过对信号分析和运行的软件来执行，而不改变的MDPS系统的硬件规格，从而降低成本。
[0049]此外，具有这样的优点，即在安全模式下使用降低的转向辅助力，使手动操作的工作状况减少，从而提高MDPS系统的整体性能。此外，具有这样的优点，即减少售后服务和MDPS系统更换所需的成本，所述MDPS系统更换是由例如那些转矩传感器，传感器部件或连接器的临时信号错误引起的不满而造成的，并具有克服MDPS系统不适感的优点，从而提高车辆的生产率。
[0050]特别地，如果确定在MDPS系统中已发生故障的同时车辆已开动，通过切换MDPS系统的模式至安全模式以防止转向辅助力的瞬间丧失，所述安全模式中的转向辅助力降低至一半，从而减轻车辆反应和转向的不稳定性，并且降低了发生事故的风险。
[0051]前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要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，从而使得本领域的其它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。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。
【权利要求】
1.一种用于控制马达驱动的动力转向MDPS系统故障的方法，包括: 监测由转矩传感器检测的第一转矩传感器信号和第二转矩传感器信号； 执行安全模式工作，其中所述MDPS控制的执行使得当检测到所述第一转矩传感器信号或所述第二转矩传感器信号的错误信号时，控制所述MDPS以降低转向辅助力；以及 执行手动模式工作，其中所述MDPS控制的执行使得在安全模式工作期间，在第一和第二转矩传感器信号中余下的未检测到错误信号的转矩传感器的信号又被检测到错误信号时，控制所述MDPS以完全去除转向辅助力。
2.根据权利要求1所述的用于控制马达驱动的动力转向MDPS系统故障的方法，其中在所述执行安全模式工作和执行手动模式工作下，将转矩传感器使用的参考电压与所述第一转矩传感器信号和所述第二转矩传感器信号进行比较，并且当相应的转矩传感器信号超出正常电压区的所述转矩传感器使用的参考电压时，检测到故障信号。
3.根据权利要求1所述的用于控制马达驱动的动力转向MDPS系统故障的方法，其中所述参考电压为5V并且所述正常电压区在0.5到4V之间。
4.根据权利要求1所述的用于控制马达驱动的动力转向MDPS系统故障的方法，其中所述执行安全模式工作配置成执行所述MDPS的控制，使得转向辅助力是在正常状态下减少到一半。
5.根据权利要求1所述的用于控制马达驱动的动力转向MDPS系统故障的方法，其中监测的所述第一和第二转矩传感器信号可以进一步包括监测所述转矩传感器使用的参考电压的错误信号，并执行所述MDPS的控制使得当检测到所述参考电压的错误信号时，执行手动模式工作。
6.根据权利要求1所述的用于控制马达驱动的动力转向MDPS系统故障的方法，其中监测的所述第一和第二转矩传感器信号配置成执行所述MDPS的控制，使得当所述第一转矩传感器信号和第二转矩传感器信号的错误信号被同时检测到时，执行手动模式工作。
7.用于控制马达驱动的动力转向MDPS系统故障的装置，包括: 控制单元，所述控制单元用于监测由转矩传感器检测的第一转矩传感器信号和第二转矩传感器信号，并执行所述MDPS的控制，使得当所述第一转矩传感器的信号或所述第二转矩传感器信号的错误信号被检测到时，降低转向辅助力，并且在第一和第二转矩传感器信号中余下的未检测到错误信号的转矩传感器的信号又被检测到错误信号时，控制MDPS以完全失去转向辅助力。
8.根据权利要求7所述的用于控制马达驱动的动力转向MDPS系统故障的装置，其中转矩传感器使用的参考电压与所述第一转矩传感器信号和所述第二转矩传感器信号进行比较，并且当相应的转矩传感器信号超出正常电压区的所述转矩传感器使用的参考电压时，检测到故障信号。
9.根据权利要求8所述的用于控制马达驱动的动力转向MDPS系统故障的装置，其中所述参考电压为5V并且所述正常电压区在0.5到4V之间。
10.根据权利要求7所述的用于控制马达驱动的动力转向MDPS系统故障的装置，其中当检测到所述参考电压的错误信号时，执行手动模式工作。
【文档编号】B62D5/04GK103481940SQ201210483945
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年11月23日 优先权日:2012年6月8日
【发明者】金珉桢, 曺圣植, 金世镒, 黄竣燮, 具媄会, 全炳浩 申请人:现代自动车株式会社, 起亚自动车株式会社, 现代摩比斯株式会社