技术领域
[0001] 本
发明涉及利用电动式动力转向装置的
车轮定位装置及其方法，尤其涉及一种在加装了电动式动力转向装置的车辆中，驻车后检测转向
角，通过
马达
角速度和马达
电流，控制电动式动力转向装置的马达，把转向车轮定位于中心
位置的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置及其方法。
背景技术
[0002] 一般而言，作为车辆中应用的
电子控制装置(ECU:Electronic Control Unit)，有一种电动式动力转向装置(Motor Driven Power Steering Apparaus:MDPS)，其根据车辆的速度，减小车辆转向轮的操作力，以便能够轻盈、迅速地进行转向操作。
[0003] 就电动式动力转向装置而言，ECU在控制转向轮时，从转向角
传感器和转矩传感器及
车速传感器和
发动机转数传感器接收输入
信号，对与转矩值相应的电流值进行调整、演算，供应给MDPS(Motor Driven Power Steering Apparatus)马达，MDPS马达通过旋转和减速，产生动力辅助力，使
万向节旋转，利用万向节的旋转力，使
齿轮与
齿条进行动作，从而通过拉杆实现车轮的转向，能够拥有比液压式动力转向更高的操
舵性能及操舵感。
[0004] 作为相关在先技术，大韩民国公开
专利10-2010-0007321号(2010.01.22)提出了“电动式动力转向车辆的车轮定位装置”。
发明内容
[0005] (要解决的技术问题)
[0006] 即使利用这种电动式动力转向装置，不仅在驾驶员完成驻车后执行转向轮的中心位置定位时存在不便，而且，在未实现中心位置定位的状态下，当驾驶员随意出发时，存在车辆可能发生碰撞的问题。
[0007] 本发明正是为了改进如上所述问题而研发的，其目的在于提供一种利用电动式动力转向装置的车轮定位装置及其方法，在加装了电动式动力转向装置的车辆中，驻车后检测转向角，通过马达角速度和马达电流，控制电动式动力转向装置的马达，把转向车轮定位于中心位置。
[0008] (解决问题的手段)
[0009] 本发明一个侧面的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置的特征在于包括：要求值生成部，如果输入用于车轮的中心位置定位的启动命令，则根据转向角传感器输入的转向角，生成用于中心位置定位的要求曲线；补偿值生成部，利用通过转向角传感器、马达角速度传感器及马达电流传感器输入的值，生成补偿曲线；转向位置控制部，在要求值生成部生成的要求曲线
基础上，加算补偿值生成部生成的补偿曲线，通过补偿的目标曲线和从转向角传感器输入的转向角，计算出将定位的目标转向角速度，把目标转向角速度转换为马达角速度；马达角速度控制部，通过从转向位置控制部输入的马达角速度和从马达角速度传感器输入的马达角速度，生成用于驱动马达的驱动电流；马达电流控制部，比较马达角速度控制部生成的驱动电流与由马达电流传感器测定的马达电流，驱动MDPS马达；以及切换部，把马达角速度控制部生成的驱动电流和从电动式动力转向装置的MDPS转矩控制部输出的驱动电流，有选择地切换给马达电流控制部。
[0010] 本发明的特征在于：还包括启动
开关，输出用于执行车轮的中心位置定位的启动命令。
[0011] 本发明的特征在于：要求值生成部根据转向角传感器输入的转向角，加算当前角度和至车轮中心的角度及超调角，其中，超调角考虑了在车轮中心因车辆轮胎
摩擦力造成的自对准转矩而变化的角度，以所述加算的角度为基础，分成
加速区间、匀速区间、减速区间，核算各区间的角速度，设定各区间的控制误差上限值，生成要求曲线。
[0012] 本发明的特征在于：补偿值生成部以无负载情形为基准，当存在外部干扰时，随着马达电流的增大，调整马达电流变化量的标度，生成补偿曲线。
[0013] 本发明另一侧面的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置的控制方法的特征在于包括：转向角输入步骤，如果要求值生成部输入用于车轮的中心位置定位的启动命令，则从转向角传感器接受转向角的输入；要求曲线生成步骤，要求值生成部根据转向角，生成用于中心位置定位的要求曲线；补偿曲线生成步骤，补偿值生成部以通过转向角传感器、马达角速度传感器及马达电流传感器输入的值为基础，生成补偿曲线；转换步骤，转向位置控制部在要求值生成部生成的所述要求曲线基础上，加算补偿值生成部生成的补偿曲线，补偿要求曲线，通过从转向角传感器输入的转向角，计算出将定位的转向角速度，把计算出的目标转向角速度转换为马达角速度；驱动电流生成步骤，马达角速度控制部通过转向位置控制部转换的马达角速度和从马达角速度传感器输入的马达角速度，生成用于驱动MDPS马达的驱动电流；马达驱动步骤，马达电流控制部比较马达角速度控制部生成的驱动电流与由马达电流传感器测定的马达电流，驱动MDPS马达；以及切换步骤，当从电动式动力转向装置的MDPS转矩控制部输出驱动电流时，切换部把马达电流控制部的输入从马达角速度控制部切换给MDPS转矩控制部。
[0014] 本发明的特征在于：启动命令在处于驻车状态时输入。
[0015] (发明的效果)
[0016] 本发明在加装了电动式动力转向装置的车辆中，驻车后检测转向角，通过马达角速度和马达电流控制电动式动力转向装置的马达，把转向车轮定位于中心位置，因此，通过控制实际驱动的马达的马达角速度，能够抵抗轮胎摩擦或负
载荷重等外部干扰，提高马达控制的精
密度。
附图说明
[0017] 图1是显示本发明一个
实施例的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置的结构
框图。
[0018] 图2是显示在本发明一个实施例的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置中生成的用于中心位置定位的曲线的曲线图。
[0019] 图3是用于说明本发明一个实施例的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置的控制方法的
流程图。
[0020] 标号说明
[0021] 10:启动开关 20:要求值生成部
[0022] 30:转向位置控制部 35:转向角传感器
[0023] 40:马达角速度控制部 45:马达角速度传感器
[0024] 50:切换部 60:马达电流控制部
[0025] 65:马达电流传感器 70:MDPS马达
[0026] 80:MDPS转矩控制部 90:补偿值生成部
具体实施方式
[0027] 下面参照附图，说明本发明的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置及其控制方法的一个实施例。在此过程中，附图中显示的线条的厚度或结构要素的大小等，为了说明上的明确性和便利而可能会夸张地显示。另外，后述的术语作为考虑到在本发明中的功能而定义的术语，可能会因用户、操作者的意图或惯例而异。因此，对于这种术语的定义应当基于本
说明书全文的内容加以确定。
[0028] 图1是显示本发明一个实施例的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置的结构框图，图2是显示在本发明一个实施例的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置中生成的用于中心位置定位的曲线的曲线图。
[0029] 如图1所示，本发明一个实施例的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置包括：要求值生成部20、转向位置控制部30、马达角速度控制部40及马达电流控制部60，以及启动开关10、切换部50、MDPS马达70、MDPS(Motor Driven Power Steering Apparatus)转矩控制部80及补偿值生成部90。
[0030] 如果输入用于把加装了电动式动力转向装置的车辆的车轮定位于中心位置的启动命令，则要求值生成部20按照转向角传感器35输入的转向角，生成用于中心位置定位的要求曲线。
[0031] 此时，要求值生成部20根据从转向角传感器35输入的转向角，加算当前角度和至车轮中心的角度以及超调角，其中，超调角考虑了在车轮中心因车辆轮胎摩擦力造成的自对准转矩而变化的角度，以所述加算的角度为基础，分成加速区间、匀速区间、减速区间，核算各区间的角速度，设定各区间的控制误差上限值，生成要求曲线。
[0032] 因此，按照要求曲线，判断从转向角传感器35输入的转向角为哪个区间后，设定在相应区间的控制目标值，当不超过各区间的控制误差上限值时，输出为控制要求值。
[0033] 此时，在运转时间点或中心位置定位时间点，如图2所示的“A”曲线图所示，可以调节转向
角加速度，以曲线区间进行调整，以便符合驾驶员的感性。
[0034] 启动命令在驾驶员驻车后，为对车轮进行中心位置定位而启动启动开关10时发生。
[0035] 另外，即使启动了启动开关10，启动命令也只有当判断为驻车状态时才输出。
[0036] 驻车状态的判断可以根据通常的方法判断。
[0037] 即，可以在车辆静止的状态下，判断变速挡是否变速为P挡，或以节气
门的开度、发动机转数及
制动器的运转状态等为基础判断驻车状态。
[0038] 转向位置控制部30通过要求值生成部20生成的要求曲线和从转向角传感器35输入的转向角，计算出将进行中心位置定位的目标转向角速度，将其转换为马达角速度。
[0039] 此时，调整转向角速度和马达角速度的比例，设定用于防止输出值无限增大的限定值，转换为马达角速度。
[0040] 另外，具备补偿值生成部90，以通过转向角传感器35、马达角速度传感器45及马达电流传感器65输入的值为基础，生成补偿曲线，将其与要求值生成部20生成的要求曲线进行加算，生成能够使外部干扰造成的影响力实现最小化的目标曲线。
[0041] 如图2所示，“A”曲线是要求值生成部20生成的要求曲线，在此基础上，加算补偿值生成部90利用通过神经网络(Neural Network)的反向传播
算法(back propagation algorithm)学习的控制量而生成的补偿曲线，进行补偿，从而如“B”曲线所示，生成目标曲线。
[0042] 如上所述，补偿值生成部90在监测实际转向角、马达角速度、马达电流的同时，为推断补偿值而进行学习，周期性地输出补偿曲线，从而，转向位置控制部30在要求值生成部20生成的要求曲线基础上，加算补偿值生成部90生成的补偿曲线，进行补偿，从而生成目标曲线，通过从转向角传感器35输入的转向角，计算出将进行中心位置定位的目标转向角速度。
[0043] 补偿值生成部90以无负载情形为基准，当存在外部干扰时，随着马达电流的增大，调整马达电流变化量的标度，生成补偿曲线。此时，限制外部干扰造成的马达电流的上限值，限定并计算出超过自对准转矩量极限值的值。
[0044] 马达角速度控制部40比较从转向位置控制部30输入的马达角速度与从马达角速度传感器45输入的马达角速度，通过比例积分控制，生成用于驱动MDPS(Motor Driven Power Steering Apparatus)马达70的驱动电流。
[0045] 此时，马达角速度控制部40为了对输出确保
稳定性，以限定值设定范围并进行调节。
[0046] 马达电流控制部60比较马达角速度控制部40生成的驱动电流与由马达电流传感器65测定的马达电流，驱动MDPS马达70。
[0047] 另外，本发明的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置还包括切换部50，有选择地切换从电动式动力转向装置的MDPS转矩控制部80输出的驱动电流与马达角速度控制部40生成的驱动电流，供应给马达电流控制部60。
[0048] 即，MDPS转矩控制部80在驾驶员要操纵转向轮时，输出用于根据转向意图而产生动力辅助力的驱动电流。
[0049] 因此，在检测到驾驶员的转向意图的情况下，为按照驾驶员的转向意图驱动MDPS马达70，通过切换部50进行切换，使MDPS转矩控制部80输出的驱动电流能够输入给马达电流控制部60。
[0050] 图3是用于说明本发明一个实施例的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置的控制方法的流程图。
[0051] 首先，要求值生成部20判断是否输入了用于中心位置定位的启动命令(S10)。
[0052] 此时，虽然启动命令在驾驶员为进行车轮的中心位置定位而启动启动开关10时发生，但只有在车辆处于驻车状态时才发生。
[0053] 驻车状态可以在车辆静止状态下，判断变速挡是否变速为P挡，或通过节气门的开度、发动机转数及制动器的运转状态等通常的方法进行判断。
[0054] 如果输入了用于进行车轮的中心位置定位的启动命令，则要求值生成部20从转向角传感器35接受转向角的输入(S12)。
[0055] 而且，要求值生成部20如图2的“A”曲线所示，生成用于按照输入的转向角进行中心位置定位的要求曲线(S14)。
[0056] 另外，补偿值生成部90通过转向角传感器35、马达角速度传感器45及马达电流传感器65，在监测实际转向角、马达角速度、马达电流的同时，如果为推断补偿值而通过神经网络的反向传播算法进行学习，周期性地输出补偿曲线，则与要求值生成部20生成的要求曲线进行加算，补偿要求曲线，从而如图3的“B”曲线所示，生成目标曲线(S16)。
[0057] 之后，转向位置控制部30通过补偿的目标曲线和从转向角传感器35输入的转向角，计算出将进行中心位置定位的目标转向角速度(S18)。
[0058] 而且，针对计算出的目标转向角速度，转换成用于控制MDPS马达70的马达角速度(S20)。
[0059] 于是，马达角速度控制部40通过如此转换的马达角速度和从马达角速度传感器45输入的马达角速度，生成用于驱动MDPS马达70的驱动电流(S22)。
[0060] 如此生成的驱动电流被输入马达电流控制部60，在与由马达电流传感器65测定的马达电流进行比较的同时，驱动MDPS马达70(S24)。
[0061] 之后，在驱动MDPS马达70的同时，继续监测转向角，判断车轮是否实现了中心位置定位，并进行驱动，直到实现中心位置定位时为止，如果实现中心位置定位，则启动命令解除(S26)。
[0062] 另一方面，当从电动式动力转向装置的MDPS转矩控制部80输出驱动电流时，判断为存在驾驶员的转向意图，通过切换部50进行切换，使MDPS转矩控制部80输出的驱动电流能够输入给马达电流控制部60。
[0063] 如上所述，根据本发明的利用电动式动力转向装置的车轮定位装置及其控制方法，通过控制在把转向车轮定位于中心位置时实际驱动的MDPS马达70的马达角速度，从而能够抵抗轮胎摩擦或负载荷重等外部干扰，提高马达控制的精密度。
[0064] 本发明参照附图所示的实施例进行了说明，但是，这只是示例而已，所属技术领域的普通技术人员应当理解：可由此实现多种
变形及均等的其他实施例。
