電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置及其控制方法，更具體地，本發(fā)明涉及一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置及其控制方法，可以判定駕駛員是否握緊方向盤(pán)。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，車(chē)輛具有輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為一種用于降低方向盤(pán)轉(zhuǎn)向力的方法，用以確保轉(zhuǎn)向狀態(tài)的穩(wěn)定。在相關(guān)領(lǐng)域，利用液壓的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(HPRs)被廣泛用作于車(chē)輛的輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。然而，近年來(lái)，與利用液壓的相關(guān)技術(shù)相反的，利用電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力以降低轉(zhuǎn)向力的生態(tài)友好型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPSs)被常常裝備在車(chē)輛上，以確保駕駛員能方便地轉(zhuǎn)向車(chē)輛。
[0003]在所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPSs)中，電子控制單元(ECUs)根據(jù)由車(chē)速傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器、扭矩傳感器等檢測(cè)到的車(chē)輛駕駛條件來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，用以在低速下提供一輕便的轉(zhuǎn)向感和良好的方向穩(wěn)定性，并在高速下提供一重轉(zhuǎn)向感;并且，用以根據(jù)方向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)角度而提供一迅速的回復(fù)力，從而可以在一緊急情況下執(zhí)行快速轉(zhuǎn)向，進(jìn)而向駕駛員提供一最佳的轉(zhuǎn)向條件。
[0004]同時(shí)，在為了確保駕駛穩(wěn)定性而增加的各種技術(shù)中，車(chē)道保持控制系統(tǒng)被越來(lái)越多地使用，以防止因駕駛員昏昏欲睡或不小心駕駛而引起的偏離車(chē)道。
[0005]車(chē)道保持控制系統(tǒng)利用通過(guò)攝像頭獲取的車(chē)道信息(例如車(chē)道的位置、寬度、曲率等)來(lái)控制轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的致動(dòng)器，用以輔助駕駛員駕駛車(chē)輛的同時(shí)保持穩(wěn)定車(chē)道。所述車(chē)道保持控制系統(tǒng)的范例包括一車(chē)道保持輔助系統(tǒng)(LKAS)、一車(chē)道保持系統(tǒng)、一車(chē)道防偏離系統(tǒng)等等。
[0006]這種車(chē)道保持控制系統(tǒng)的作用被限制在提供輔助扭矩的功能上。因此，在駕駛員沒(méi)有握緊方向盤(pán)的情況下，需要以因方向盤(pán)的脫手狀態(tài)而迅速檢測(cè)危險(xiǎn)情況以發(fā)出警報(bào)。
[0007]然而，本領(lǐng)域中方向盤(pán)脫手檢測(cè)技術(shù)僅簡(jiǎn)單利用由扭矩傳感器輸出的扭矩值，因此，所述扭矩值與操作于方向盤(pán)上的實(shí)際扭矩水平有差距。
[0008]進(jìn)一步地，在方向盤(pán)脫手檢測(cè)技術(shù)中，僅簡(jiǎn)單地將轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的扭矩傳感器的輸出值與一臨界值進(jìn)行比較，來(lái)對(duì)駕駛員是否沒(méi)有握緊方向盤(pán)進(jìn)行判定。因此，在轉(zhuǎn)向扭矩值因路況等而臨時(shí)變化時(shí)，判定會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明一示例性實(shí)施例提供一種利用一轉(zhuǎn)向扭矩模型等式的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置及其控制方法，可以獲得一更精確的方向盤(pán)扭矩。
[0010]進(jìn)一步地，本發(fā)明一示例性實(shí)施例提供一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置及其控制方法，可以在扭矩水平因路況而瞬時(shí)變化時(shí)，區(qū)別判定方向盤(pán)的握緊狀態(tài)。
[0011 ]此外，本發(fā)明提供一種技術(shù)，將基準(zhǔn)扭矩分為第一基準(zhǔn)扭矩值和第二基準(zhǔn)扭矩值，其中，所述基準(zhǔn)扭矩是利用一轉(zhuǎn)向扭矩模型與一轉(zhuǎn)向扭矩值進(jìn)行比較的一臨界值;并根據(jù)所計(jì)算得的轉(zhuǎn)向扭矩值及所述兩個(gè)基準(zhǔn)扭矩值的大小來(lái)控制一 ON計(jì)數(shù)器和一 OFF計(jì)數(shù)器，因此，防止在關(guān)于駕駛員是否握緊方向盤(pán)的判定中，因扭矩信號(hào)根據(jù)路況德等臨時(shí)變化而出現(xiàn)錯(cuò)誤。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，包括:一扭矩傳感器，所述扭矩傳感器檢測(cè)施加于一車(chē)輛方向盤(pán)的轉(zhuǎn)向扭矩，并輸出一與所檢測(cè)到的轉(zhuǎn)向扭矩相對(duì)應(yīng)的電信號(hào);一轉(zhuǎn)向角傳感器，所述轉(zhuǎn)向角傳感器輸出一與所述方向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)角相對(duì)應(yīng)的電信號(hào);一轉(zhuǎn)向扭矩計(jì)算單元，所述轉(zhuǎn)向扭矩計(jì)算單元利用所述扭矩傳感器及所述轉(zhuǎn)向角傳感器輸出的電信號(hào)，通過(guò)一預(yù)定義的轉(zhuǎn)向扭矩模型方程，計(jì)算一轉(zhuǎn)向扭矩模型數(shù)值;一握緊狀態(tài)判定單元，所述握緊狀態(tài)判定單元利用由所述轉(zhuǎn)向扭矩計(jì)算單元計(jì)算得的所述轉(zhuǎn)向扭矩模型數(shù)值，判定一駕駛員沒(méi)有握緊方向盤(pán)的脫手狀態(tài)；以及，一OFF計(jì)數(shù)器，所述OFF計(jì)數(shù)器在每一判定期間內(nèi)更新一計(jì)數(shù)器值;其中，所述握緊狀態(tài)判定單元利用一第一基準(zhǔn)扭矩、一大于所述第一基準(zhǔn)扭矩的第二基準(zhǔn)扭矩以及所述脫手計(jì)數(shù)器累計(jì)的計(jì)數(shù)器值，判定方向盤(pán)的脫手狀態(tài)。
[0013]所述握緊狀態(tài)判定單元可以:在每一判定期間內(nèi)判定所計(jì)算得的轉(zhuǎn)向扭矩模型數(shù)值的絕對(duì)值是否小于或等于所述第一基準(zhǔn)扭矩;僅在所計(jì)算得的轉(zhuǎn)向扭矩模型數(shù)值的絕對(duì)值小于或等于所述第一基準(zhǔn)扭矩時(shí)，使所述OFF計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器值增加一預(yù)定值;在所述OFF計(jì)數(shù)器所累計(jì)的計(jì)數(shù)器值達(dá)到與一第一基準(zhǔn)時(shí)間相對(duì)應(yīng)的一第一基準(zhǔn)計(jì)數(shù)器值時(shí)，判定駕駛員沒(méi)有握緊方向盤(pán)；以及，在所述轉(zhuǎn)向扭矩模型數(shù)值的絕對(duì)值超過(guò)所述第一基準(zhǔn)扭矩且小于所述第二基準(zhǔn)扭矩時(shí)，使所述OFF計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器值減小一預(yù)定值。
[0014]所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置進(jìn)一步包括:一ON計(jì)數(shù)器，所述ON計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器值在每一判定期間內(nèi)更新;并且，所述握緊狀態(tài)判定單元可以:在每一判定期間內(nèi)判定所計(jì)算得的轉(zhuǎn)向扭矩模型數(shù)值的絕對(duì)值是否超過(guò)所述第二基準(zhǔn)扭矩;僅在所計(jì)算得的轉(zhuǎn)向扭矩模型數(shù)值的絕對(duì)值超過(guò)所述第二基準(zhǔn)扭矩時(shí)，使所述ON計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器值增加一預(yù)定值;在所述ON計(jì)數(shù)器所累計(jì)的計(jì)數(shù)器值達(dá)到與一第二基準(zhǔn)時(shí)間相對(duì)應(yīng)的一第二基準(zhǔn)計(jì)數(shù)器值時(shí)，判定駕駛員握緊方向盤(pán)；以及，在所述轉(zhuǎn)向扭矩模型數(shù)值的絕對(duì)值超過(guò)所述第一基準(zhǔn)扭矩且小于所述第二基準(zhǔn)扭矩時(shí)，使所述ON計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器值減小一預(yù)定值。
[0015]在判定駕駛員沒(méi)有握緊方向盤(pán)時(shí)，輸出一脫手信號(hào)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種控制一電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的方法，所述方法利用一包括一轉(zhuǎn)向扭矩計(jì)算單元、一 OFF計(jì)數(shù)器以及一握緊狀態(tài)判定單元的裝置，所述方法包括:一轉(zhuǎn)向扭矩計(jì)算步驟，由所述轉(zhuǎn)向扭矩計(jì)算單元利用來(lái)自一扭矩傳感器的一轉(zhuǎn)向扭矩信息及來(lái)自一轉(zhuǎn)向角傳感器的一轉(zhuǎn)向角信息，并根據(jù)一預(yù)定義的轉(zhuǎn)向扭矩模型方程，計(jì)算一轉(zhuǎn)向扭矩模型數(shù)值;一計(jì)數(shù)器更新步驟，在每一判定期間內(nèi)，根據(jù)由將所述轉(zhuǎn)向扭矩模型數(shù)值與一第一基準(zhǔn)扭矩及一大于所述第一基準(zhǔn)扭矩的第二基準(zhǔn)扭矩做比較而獲得的結(jié)果，以更新OFF計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器值；以及，一握緊狀態(tài)判定步驟，通過(guò)所述握緊狀態(tài)判定單元，基于所述OFF計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器值以判定駕駛員是否握緊方向盤(pán)。
[0017]在這種情況下，所述第一基準(zhǔn)計(jì)數(shù)器值大于所述第二基準(zhǔn)計(jì)數(shù)器值。
[0018]所述方法進(jìn)一步包括一警報(bào)步驟，在判定駕駛員沒(méi)有握緊方向盤(pán)時(shí)，發(fā)出解除一裝備于車(chē)內(nèi)的車(chē)道保持控制系統(tǒng)的運(yùn)行的警報(bào)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，根據(jù)所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置及其控制方法可以通過(guò)利用一由轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型推導(dǎo)出的轉(zhuǎn)向扭矩模型數(shù)值，而非實(shí)際檢測(cè)到的轉(zhuǎn)向扭矩值，來(lái)精確地判定駕駛員是否握緊方向盤(pán)。
[0020]進(jìn)一步地，僅僅在一轉(zhuǎn)向扭矩模型數(shù)值小于或等于一最小基準(zhǔn)值(所述第一基準(zhǔn)扭矩)一預(yù)定的時(shí)間段(所述第一基準(zhǔn)時(shí)間)后，判定方向盤(pán)處于一脫手狀態(tài)，并且，在所述轉(zhuǎn)向扭矩模型數(shù)值每分鐘在兩個(gè)基準(zhǔn)值之間變化(所述第一及第二基準(zhǔn)扭矩)時(shí)，通過(guò)逐步減小一計(jì)數(shù)器值來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)而，即使在轉(zhuǎn)向扭矩根據(jù)路況等而臨時(shí)變化時(shí)，也能精確并準(zhǔn)確地判斷駕駛員是否握緊所述方向盤(pán)。
[0021]此外，提供一種用于將所述第一基準(zhǔn)時(shí)間設(shè)置為大于所述第二基準(zhǔn)時(shí)間的配置，其中，基于所述第一基準(zhǔn)時(shí)間可以判定方向盤(pán)處于一脫手狀態(tài)，而基于所述第二基準(zhǔn)時(shí)間可以判定方向盤(pán)處于一握緊狀態(tài);或者，提供一種用于發(fā)出關(guān)于根據(jù)方向盤(pán)處于一脫手狀態(tài)的判定而解除一車(chē)道保持控制系統(tǒng)的警報(bào)的配置，用以根據(jù)所述方向盤(pán)處于一脫手狀態(tài)的判定而準(zhǔn)確地判斷是否完成所述車(chē)道保持控制系統(tǒng)，進(jìn)而確保車(chē)輛的穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0022]通過(guò)以下的詳細(xì)描述和所附附圖，本發(fā)明的上述及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見(jiàn)的，其中:
[0023]圖1所示的是一車(chē)輛的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所述車(chē)輛應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置；
[0024]圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的控制框圖；
[0025]圖3是一用于判定所述方向盤(pán)握緊狀態(tài)的配置的框圖；
[0026]圖4是一用于判定所述方向盤(pán)握緊狀態(tài)的方法的流程圖；
[0027]圖5是用于判定所述方向盤(pán)握緊狀態(tài)的圖表。
[0028]圖6是根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例的一轉(zhuǎn)向控制裝置判定駕駛員是否握緊一方向盤(pán)的過(guò)程的流程圖；
[0029]圖7A和圖7B所示的是一轉(zhuǎn)向扭矩模型數(shù)值隨著時(shí)間的變化和一ON計(jì)數(shù)器及一 OFF計(jì)數(shù)器的值隨著所述轉(zhuǎn)向扭矩的變化而變化;以及
[0030]圖8是根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例，判斷方向盤(pán)是否處于脫手狀態(tài)并控制一車(chē)道保持控制系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程。
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下，將參考附圖，對(duì)本發(fā)明的一些示例性實(shí)施例進(jìn)行描述。以下實(shí)施例旨在向本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員傳達(dá)本發(fā)明的精神。本發(fā)明不限于本文揭示的實(shí)施例，并且，本發(fā)明也可以以其他形式實(shí)施。為了闡明本發(fā)明，附圖中與說(shuō)明書(shū)無(wú)關(guān)的部分可以被忽略，并且，為便于理解，元件的尺寸可能被方法。
[0032]根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例，參考附圖1和圖2描述一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置及其控制方法。圖1所示的是一車(chē)輛的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所述車(chē)輛應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置。圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的控制框圖。
[0033]如圖1所示的，所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置可以包括一用于駕駛員操控的方向盤(pán)1、一連接至所述方向盤(pán)I的轉(zhuǎn)向柱2、一一端具有一小齒輪4的小齒輪軸3、一連接所述小齒輪4與車(chē)輪W的齒條軸5，以及，一設(shè)置在所述齒條軸5上的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(EPS)系統(tǒng)。
[0034]所述EPS系統(tǒng)檢測(cè)駕駛員對(duì)所述方向盤(pán)I的操控，以驅(qū)動(dòng)一EPS致動(dòng)器7并旋轉(zhuǎn)所述連接至所述EPS致動(dòng)器7的齒條軸5，使得駕駛員可以以一較小的力轉(zhuǎn)向車(chē)輛。
[0035]同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置可以進(jìn)一步包括一主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向(AFS)系統(tǒng)。所述AFS系統(tǒng)根據(jù)駕駛員對(duì)方向盤(pán)I的操控而獲取車(chē)輛狀態(tài)信息或行駛信息，并計(jì)算一適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向傳動(dòng)比(steering gear rat1)，以驅(qū)動(dòng)一AFS致動(dòng)器6并根據(jù)所計(jì)算的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比旋轉(zhuǎn)所述連接至所述AFS致動(dòng)器6的小齒輪4。由于所述小齒輪4的旋轉(zhuǎn)，所述齒條軸5橫向移動(dòng)，以使位于所述齒條軸5相對(duì)端的車(chē)輪移動(dòng)，進(jìn)而輔助轉(zhuǎn)向。
[0036]所述AFS系統(tǒng)是可包含于本發(fā)明示例性實(shí)施例的一系統(tǒng)的范例，即使在本發(fā)明示例性實(shí)施例僅包含EPS系統(tǒng)，也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
[0037]所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置可以一起執(zhí)行AFS系統(tǒng)及EPS系統(tǒng)，用以輔助駕駛員更舒適地轉(zhuǎn)向車(chē)輛。例如，所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置可以在車(chē)輛停止或低速行進(jìn)時(shí)控制一實(shí)際轉(zhuǎn)向角增加至大于駕駛員的轉(zhuǎn)向輸入，進(jìn)而提高駕駛員的便捷性;