用于补偿电机驱动动力转向低温扭矩的设备及其控制方法技术

用于补偿电机驱动动力转向的低温扭矩的设备及其控制方法，该设备可包括：柱扭矩传感器，配置成检测柱扭矩；车辆速度传感器，配置成检测车辆速度；温度传感器，配置成测量车辆的温度；转向角传感器，配置成检测方向盘的转向角；以及控制器，配置成计算辅助扭矩，基于车辆速度、温度和转向角计算车辆速度增益以及对于温度和累积的转向角的补偿增益，通过应用补偿增益衰减率计算最终的补偿增益，通过将最终的补偿增益应用于辅助扭矩来计算最终的辅助扭矩，并且输出最终的辅助扭矩。

Device for compensating low temperature torque of motor driven power steering and control method thereof

A device for compensating Low-Temperature Torque of a motor-driven power steering and a control method thereof may include a column torque sensor configured to detect column torque, a vehicle speed sensor configured to detect vehicle speed, a temperature sensor configured to measure vehicle temperature, and a steering angle sensor configured to detect direction. The steering angle of the wheel and the controller are configured to calculate the auxiliary torque, calculate the vehicle speed gain based on the vehicle speed, temperature and steering angle, and the compensation gain for the temperature and cumulative steering angle, calculate the final compensation gain by applying the compensation gain attenuation rate, and apply the final compensation gain to the auxiliary torque. Moments are used to calculate the final auxiliary torque and output the final auxiliary torque.

【技术实现步骤摘要】
用于补偿电机驱动动力转向低温扭矩的设备及其控制方法相关申请的交叉引证本申请要求于2017年3月20日提交的韩国专利申请号10-2017-0034544的优先权，其全部内容通过引证结合于此。
本专利技术涉及用于补偿电机驱动动力转向(MDPS：motordrivenpowersteering)的低温扭矩的设备及其控制方法，并且更具体地，涉及这样的用于补偿MDPS的低温扭矩的设备及其控制方法：该设备不仅响应于低温度下由机械部分的收缩或MDPS中的润滑脂粘度的增加所引起的摩擦增加而去除差异感，而且在超低温下的低摩擦道路上转向期间抑制振动出现的同时增加工作量。
技术介绍
通常，MDPS指的是使用电动机在驾驶员的转向方向中提供辅助扭矩的系统，并且因此能够使驾驶员容易控制方向盘。与现有的液压动力转向(HPS)不同，MDPS可以根据车辆的行驶条件自动控制电动机的操作，从而改善转向性能和转向感。此时，MDPS包括扭矩传感器和车辆速度传感器，以便确定车辆的行驶条件。扭矩传感器测量输入至方向盘的驾驶员的转向扭矩，并且车辆速度传感器测量车辆速度。MDPS被配置成通过齿条-齿轮机构将通过方向盘的旋转生成的转向扭矩传输至齿条，并且根据所生成的转向扭矩将通过电机生成的转向辅助动力传输至齿条。即，通过方向盘生成的转向扭矩和通过电机生成的转向辅助动力结合成使齿条在轴向方向上移动。当其中安装有MDPS的车辆在诸如冬季或寒冷地区的零下环境中长时间停放之后启动并转向时，组成机械部分(诸如齿条-齿轮机构或输入轴)的部件可以在低温下收缩或被流体冻结，或者与在室温下不同，润滑剂(诸如，润滑脂)的粘度可以增加以导致不光滑地移动。于是，可能增加方向盘的摩擦力。在这种情况下，已经习惯于室温下的转向感的驾驶员可能具有差异感。因此，由于转向感的突变，驾驶员可能具有转向焦虑。在于2016年12月12日公布的题为“Methodforvaryingassisttorqueofsteeringmotoratlow-temperaturecondition(用于改变低温条件下的转向电机的辅助扭矩的方法)”的韩国专利申请公开号2016-0142173中公开了本专利技术的相关技术。根据相关技术，该方法执行电流控制以便补偿电机电流，以使得MDPS的转向机构甚至可以在低温环境下光滑地操作。因此，该方法可以使驾驶员感觉到的转向差异感最小化，同时改善MDPS的可靠性。然而，当通过温度传感器测量的温度实时应用于扭矩补偿取消条件以便补偿低温环境中的电机电流时，由于由末端转向或道路条件所引起的大的电流变化，该温度可具有与室外温度不同的倾向。因此，当基于该温度执行电机电流的补偿时，可能引起未预料到的转向感而使得驾驶员感觉到差异感。在超低温环境中，路面通常被冻结或者是湿的。因此，当低摩擦道路上的补偿增益(compensationgain)未被校正而升高时，MDPS由于高频噪声可能易受振动的损坏。
技术实现思路
本专利技术的实施方式致力于用于补偿MDPS的低温扭矩的设备及其控制方法，该设备不仅响应于由在低温下机械部分的收缩或MDPS中的润滑脂的粘度增加所引起的摩擦的增加而去除差异感，而且在超低温下的低摩擦道路上转向期间抑制振动出现的同时增加工作量。在一个实施方式中，用于补偿MDPS的低温扭矩的设备可包括：柱扭矩传感器，配置成检测施加至转向轴的柱扭矩，并且输出所检测到的柱扭矩；车辆速度传感器，配置成检测车辆速度；温度传感器，配置成测量车辆的温度；转向角传感器，配置成检测方向盘的转向角；操作时间计算器，配置成计算车辆启动之后的操作时间；以及控制器，配置成基于从柱扭矩传感器和车辆速度传感器接收的柱扭矩和车辆速度计算辅助扭矩，基于从车辆速度传感器、温度传感器和转向角传感器接收的车辆速度、温度和转向角计算车辆速度增益以及对于温度和累积的转向角的补偿增益，基于根据温度达到正常状态所需要的时间、根据操作时间通过应用补偿增益衰减率(attenuationrate)计算最终的补偿增益，根据柱扭矩的频率区域通过将最终的补偿增益应用于辅助扭矩来计算最终的辅助扭矩，并且输出最终的辅助扭矩。控制器可包括：辅助扭矩计算单元，配置成从柱扭矩传感器和车辆速度传感器接收柱扭矩和车辆速度，并且计算辅助扭矩；滤波单元，配置成根据从柱扭矩传感器输入的柱扭矩的频率区域对柱扭矩进行滤波；低温扭矩补偿单元，配置成分别从车辆速度传感器、温度传感器和转向角传感器接收车辆速度、温度和转向角，计算车辆速度增益以及对于温度和所累积的转向角的补偿增益，并且基于根据温度达到正常状态所需要的时间、根据操作时间通过应用补偿增益衰减率计算最终的补偿增益；以及辅助扭矩输出单元，配置成将从低温扭矩补偿单元输出的最终的补偿增益应用于通过滤波单元滤波的柱扭矩，通过高频增益控制减少MDPS的谐振频率来补偿通过辅助扭矩计算单元计算的辅助扭矩，并且输出最终的辅助扭矩。滤波单元可包括低通滤波器。辅助扭矩输出单元可包括超前滞后滤波器(lead-lagfilter)和陷波滤波器中的任一个，以避免MDPS的谐振频率。滤波单元可具有等于超前滞后滤波器的固有频率的截止频率。低温扭矩补偿单元可包括：车辆速度增益计算单元，配置成从车辆速度传感器接收车辆速度，并且计算根据车辆速度解耦的车辆速度增益；转向角累积单元，配置成通过累积从转向角传感器接收到的转向角计算所累积的转向角；补偿增益计算单元，配置成根据温度和累积的转向角计算补偿增益；正常状态达到时间计算单元，配置成根据车辆启动之后的初始温度计算达到正常状态所需要的时间；补偿增益衰减率计算单元，配置成基于达到正常状态所需要的时间、根据操作时间计算补偿增益衰减率；以及补偿增益输出单元，配置成接收车辆速度增益、补偿增益和补偿增益衰减率，并且输出最终的补偿增益。在另一个实施方式中，用于补偿MDPS的低温扭矩的设备的控制方法可包括：在车辆启动之后，通过控制器从温度传感器接收温度；通过控制器从转向角传感器接收转向角并且计算累积的转向角；通过控制器根据温度和累积的转向角计算补偿增益；基于根据初始温度达到正常状态所需要的时间，通过控制器根据操作时间计算补偿增益衰减率；通过控制器分别从柱扭矩传感器和车辆速度传感器接收柱扭矩和车辆速度，并且计算辅助扭矩；通过控制器从车辆速度传感器接收车辆速度，并且计算车辆速度增益；通过控制器通过将补偿增益和补偿增益衰减率应用于车辆速度增益来计算最终的补偿增益；并且通过控制器从柱扭矩传感器接收柱扭矩，对柱扭矩进行滤波，将滤波的结果应用于最终的补偿增益，对辅助扭矩进行补偿，并且输出最终的辅助扭矩。对柱扭矩进行滤波可包括通过低通滤波器对柱扭矩进行滤波。最终的辅助扭矩的输出可包括通过超前滞后滤波器和陷波滤波器中的任一个来避免MDPS的谐振频率。当控制器对柱扭矩进行滤波时，截止频率可能等于超前滞后滤波器的固有频率。附图说明图1是示出了根据本专利技术的实施方式的用于补偿MDPS的低温扭矩的设备的构造示图。图2是示出了根据本专利技术的实施方式的用于补偿MDPS的低温扭矩的设备中的每个车辆速度的增益的曲线图。图3是示出了根据本专利技术的实施方式的根据用于补偿MDPS的低温扭矩的设备中的温度和累积的转向角的补偿增益的曲线图。图4是示出了根据本专利技术的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于补偿电机驱动动力转向的低温扭矩的设备，包括：柱扭矩传感器，配置成检测施加至转向轴的柱扭矩，并且输出所检测到的柱扭矩；车辆速度传感器，配置成检测车辆速度；温度传感器，配置成测量所述车辆的温度；转向角传感器，配置成检测方向盘的转向角；以及控制器，配置成基于所述柱扭矩和所述车辆速度计算辅助扭矩，基于所述车辆速度、所述温度和所述转向角计算车辆速度增益以及对于所述温度和累积的转向角的补偿增益，基于根据所述温度达到正常状态所需要的时间、根据所述车辆启动之后的操作时间通过应用补偿增益衰减率来计算最终的补偿增益，根据所述柱扭矩的频率区域通过将所述最终的补偿增益应用于所述辅助扭矩来计算最终的辅助扭矩，并且输出所述最终的辅助扭矩。

【技术特征摘要】
2017.03.20 KR 10-2017-00345441.一种用于补偿电机驱动动力转向的低温扭矩的设备，包括：柱扭矩传感器，配置成检测施加至转向轴的柱扭矩，并且输出所检测到的柱扭矩；车辆速度传感器，配置成检测车辆速度；温度传感器，配置成测量所述车辆的温度；转向角传感器，配置成检测方向盘的转向角；以及控制器，配置成基于所述柱扭矩和所述车辆速度计算辅助扭矩，基于所述车辆速度、所述温度和所述转向角计算车辆速度增益以及对于所述温度和累积的转向角的补偿增益，基于根据所述温度达到正常状态所需要的时间、根据所述车辆启动之后的操作时间通过应用补偿增益衰减率来计算最终的补偿增益，根据所述柱扭矩的频率区域通过将所述最终的补偿增益应用于所述辅助扭矩来计算最终的辅助扭矩，并且输出所述最终的辅助扭矩。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器包括：辅助扭矩计算单元，配置成从所述柱扭矩传感器和所述车辆速度传感器接收所述柱扭矩和所述车辆速度，并且计算所述辅助扭矩；滤波单元，配置成根据从所述柱扭矩传感器输入的所述柱扭矩的所述频率区域对所述柱扭矩进行滤波；低温扭矩补偿单元，配置成分别从所述车辆速度传感器、所述温度传感器和所述转向角传感器接收所述车辆速度、所述温度和所述转向角，计算所述车辆速度增益以及对于所述温度和所述累积的转向角的所述补偿增益，并且基于根据所述温度达到所述正常状态所需要的时间、根据所述操作时间通过应用所述补偿增益衰减率计算所述最终的补偿增益；以及辅助扭矩输出单元，配置成将从所述低温扭矩补偿单元输出的所述最终的补偿增益应用于通过所述滤波单元进行滤波的所述柱扭矩，通过高频增益控制减少所述电机驱动动力转向的谐振频率来补偿由所述辅助扭矩计算单元计算的所述辅助扭矩，并且输出所述最终的辅助扭矩。3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述滤波单元包括低通滤波器。4.根据权利要求2所述的设备，其中，所述辅助扭矩输出单元包括超前滞后滤波器和陷波滤波器中的任一个，以避免所述电机驱动动力转向的谐振频率。5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述滤波单...

【专利技术属性】
技术研发人员：金泰弘，
申请(专利权)人：现代摩比斯株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR