[发明专利]电机驱动动力转向系统及其控制方法

说明书

对相关申请的交叉引证

本申请要求2015年12月14日提交的韩国申请号10-2015-0178103的优先权，其全部内容通过引证结合于此。

技术领域

本发明涉及一种电机驱动动力转向系统及其控制方法，并且更具体地，涉及一种甚至在扭矩传感器中出现错误时也可正常操作的电机驱动动力转向系统及其控制方法。

背景技术

用于减小驾驶员在使车辆转向时所需的转向力的动力辅助转向系统的实例包括：液压动力转向系统，该液压动力转向系统使用由液压泵形成的液压来辅助驾驶员的转向力；以及电机驱动动力转向系统(在下文中称为“MDPS”)，该电机驱动动力转向系统使用电机的驱动扭矩来辅助驾驶员的转向力。

MDPS用于以根据车辆的行驶状态自动地控制电机的方式辅助由驾驶员的方向盘操作产生的转向力。因此，与液压动力转向系统相比，MDPS提供进一步增强的转向性能和转向感。

这种MDPS分别使用车速传感器、转向角传感器和扭矩传感器来感测车速、转向角和扭矩，并基于车速、转向角和扭矩来产生电机的目标辅助扭矩，从而辅助转向力。

然而，在传统的MDPS中，如果在扭矩传感器中出现错误，那么故障安全逻辑会确定异常的程度，并基于此限制输出或将操作类型转换成手动类型，由此可能无法正常执行转向操作。

在名为“补偿电机驱动动力转向系统的扭矩传感器的中点的方法”的韩国专利公开第10-2008-0078428号(公开于2008年8月27日)中公开了本发明的相关技术。

发明内容

本发明的一个实施例涉及一种电机驱动动力转向系统及其控制方法，其中，当在电机驱动动力转向系统的扭矩传感器中出现错误时，产生虚拟扭矩，并基于该虚拟扭矩产生辅助扭矩，由此使得能够执行正常转向操作。

本发明的一个实施例涉及一种电机驱动动力转向系统及其控制方法，即使在扭矩传感器中出现错误，其也连续地产生辅助扭矩，从而保证车辆的驾驶稳定性。

在一个实施例中，电机驱动动力转向系统可包括：转向角传感器，被配置成感测方向盘的转向角；电机电流传感器，被配置成感测电机的电流；编码器，被配置成感测电机的位置；车速传感器，被配置成感测车辆的速度；虚拟扭矩估算单元，被配置成在检测到扭矩传感器的错误时使用由编码器感测到的电机的位置、转向角传感器感测到的方向盘的转向角和电机电流传感器感测到的电机的电流来估算虚拟扭矩；以及辅助扭矩计算单元，被配置成使用从转向角传感器输入的方向盘的转向角、车速传感器输入的车辆的速度和虚拟扭矩估算单元输入的虚拟扭矩来计算用于电机的操作的辅助扭矩。

虚拟扭矩估算单元可包括虚拟扭矩计算单元，其被配置为使用由编码器感测到的电机的位置、转向角传感器感测到的方向盘的转向角和电机电流传感器感测到的电机的电流来检测转向角速度、电机角度、电流和惯性矩，然后使用转向角速度、电机角度、电流和惯性矩来计算虚拟扭矩。

虚拟扭矩估算单元可包括虚拟扭矩补偿单元，其被配置成根据转向角速度来补偿从虚拟扭矩计算单元输出的虚拟扭矩。

随着转向角速度增加，虚拟扭矩补偿单元可减小从虚拟扭矩计算单元输出的虚拟扭矩。

辅助扭矩计算单元可包括增长曲线(boost curve)控制单元，其被配置成将从虚拟扭矩估算单元输出的虚拟扭矩的增长曲线调节成线性形式，并限制辅助扭矩的振动现象。

辅助扭矩计算单元可包括高频放大率控制单元，其被配置成以一预设放大率放大虚拟扭矩的高频信号或停用该高频信号，并限制由于虚拟扭矩的噪声引起的振动现象。

电机驱动动力转向系统还可包括电机控制器，其被配置成根据从辅助扭矩计算单元输出的辅助扭矩来调节控制增益，并控制待施加至电机的电流。

电机驱动动力转向系统还可包括扭矩传感器错误检测单元，其中，该扭矩传感器错误检测单元将虚拟扭矩与由扭矩传感器检测的检测扭矩相比较，并且如果虚拟扭矩与检测扭矩之间的差值超过一基准值，则扭矩传感器错误检测单元确定扭矩传感器的错误。

在另一实施例中，一种控制电机驱动动力转向系统的方法可包括：在检测到扭矩传感器的错误时，通过虚拟扭矩估算单元使用电机的位置、方向盘的转向角和电机的电流来估算虚拟扭矩；通过辅助扭矩计算单元使用方向盘的转向角、车辆的速度和由虚拟扭矩估算单元估算的虚拟扭矩来计算用于电机的操作的辅助扭矩；以及通过电机控制器根据由辅助扭矩计算单元计算出的辅助扭矩来控制待施加至电机的电流。