用于控制发动机驱动的动力转向系统的转向回正的装置和方法技术领域
本公开的各种实施例涉及一种用于控制发动机驱动的动力转向系统的转向回正
的装置和方法，并且尤其涉及一种这样的用于控制发动机驱动的动力转向系统的转向回正
的装置和方法：其能够实现无超调的中心停止，并在发动机驱动的动力转向系统中通过大
转向角度转向后进行回正时，能够实现快速回正。
背景技术
通常，发动机驱动动力转向系统(MDPS)能够通过使用电动机在驾驶员的转向方向
上提供辅助扭矩而使得操纵变得轻松。
与传统的液压动力转向系统(HPS)不同，发动机驱动动力转向系统根据车辆的驾
驶状况自动地控制电动机的运行以改善转向性能和转向感。此时，发动机驱动动力转向系
统包括扭矩传感器，其用于测量输入到方向盘的驾驶员的转向扭矩；转向角传感器，其用于
测量方向盘的转向角；以及车速传感器，其用于测量车速并确定车辆的驾驶状况。
同时，当驾驶员在添加转向输入之后而使车辆转向时，如果驾驶员确定车辆的转
弯达到一定程度，则驾驶员缓慢地从方向盘释放双手，而方向盘通过回正动作回正到中心。
方向盘的回正动作由车辆的轮胎的自对准扭矩产生，并且通常在车辆以5km/h-
30km/h的速度转向时是一项有用的功能。
然而，由于系统的摩擦力的作用，保持有一个剩余转向角，因此给予方向盘的自对
准扭矩变得不足以使方向盘回正到中心。因此，为了使方向盘完全回正到中心，应当分别地
提供用以辅助回正动作的功能。
因此，发动机驱动动力转向系统应用基于转向角计算出的回正扭矩以辅助方向盘
的回正动作并改善回正性能。
在发动机驱动动力转向系统中，当向方向盘提供回正力和阻尼力时，阻尼力是车
速的函数，并且基于柱扭矩和柱速度来计算。
然而，当使方向盘回正时，如果阻尼力被控制为具有优秀的回正性能，则在方向盘
的中心部分处发生超调，并且如果控制阻尼力以减少超调的发生，则降低了回正速度。
本公开的相关技术在1999年12月10日注册的，题为“电动助力转向”的注册号为
10-0247334的韩国专利中公开。
发明内容
各实施例涉及一种用于控制发动机驱动的动力转向系统的转向回正的装置和方
法，其能够实现无超调的中心停止，并且在通过大转向角度转向后进行回正时，能够实现快
速回正。
根据本公开的一方面，用于控制发动机驱动的动力转向系统的转向回正的装置可
包括：柱扭矩传感器，用于测量方向盘的柱扭矩，以识别输入到方向盘的驾驶员的转向扭
矩；转向角传感器，用于测量所述方向盘的转向角；柱速度计算器，用于基于转向角计算旋
转转向柱的柱速度；车速传感器，用于感测车辆的车速；和阻尼力计算器，用于从所述柱扭
矩传感器、所述转向角传感器、所述柱速度计算器和所述车速传感器接收柱扭矩、转向角、
柱速度和车速，根据所述车速基于所述柱扭矩和所述柱速度计算阻尼力，确定阻尼补偿条
件，以及将阻尼补偿值和瞬时阻尼力应用于所述阻尼力以输出所述阻尼力。
所述阻尼力计算器可包括阻尼补偿器，用于基于所述柱扭矩和所述柱速度根据所
述阻尼补偿条件计算所述阻尼补偿值，并且基于所述转向角来计算瞬时阻尼力。
所述阻尼补偿条件可包括这样的条件：当复位所述方向盘时，所述车速为设定车
速还是更大、所述柱速度为设定速度还是更大，以及所述柱扭矩为设定扭矩还是更小。
瞬时阻尼力可以将转向增益应用到设定值或更大的值。
当所述转向角可能处于中心区域时，所述阻尼力计算器可应用所述瞬时阻尼力。
所述中心区域的范围可根据所述车速而可变地设定。
根据本公开的另一方面，一种用于控制发动机驱动的动力转向系统的转向回正的
方法，可以包括：由阻尼力计算器接收来自车速传感器、柱扭矩传感器、柱速度计算器的车
速、柱扭矩和柱速度，并且根据所述车速基于所述柱扭矩和柱速度计算阻尼力；由所述阻尼
力计算器从所述车速、所述柱扭矩和所述柱速度确定阻尼补偿条件；由所述阻尼力计算器
基于所述阻尼补偿条件计算阻尼补偿值，并且将所述阻尼补偿值应用于计算出的阻尼力以
补偿所述阻尼力；由所述阻尼力计算器接收来自转向角传感器的所述转向角，确定所述转
向角是否处于中心区域，并且附加地应用瞬时阻尼力；并且通过所述阻尼力计算器来输出
所述阻尼力。
在确定所述阻尼补偿条件过程中，所述阻尼力计算器可与条件进行比较，该条件
为，当复位所述方向盘时，车速为设定车速还是更大，所述柱速度为设定速度还是更大，以
及所述柱扭矩为设定扭矩还是更小。
在附加地应用所述瞬时阻尼力过程中，可将所述转向角增益应用到所述设定值或
更大的值。
在附加地应用所述瞬时阻尼力过程中，所述阻尼力计算器在所述转向角处于所述
中心区域时可应用所述瞬时阻尼力。
所述中心区域的范围可根据所述车速而可变地设定。
根据本公开所述的用于控制发动机驱动的动力转向系统的转向回正的装置和方
法，能够实现无超调的中心停止，并且能够在通过大转向角度转向后进行回正时实现快速
复位，从而能够通过快速回正使车辆直线行驶，并且提高车辆的稳定性。
附图说明
鉴于附图和所附的详细描述，发明构思的各种实施例将变得更加明显，其中：
图1是示出了根据本公开的实施例的用于控制发动机驱动的动力转向系统的转向
回正的装置的配置的框图；
图2是示出了根据本公开的实施例的用于控制发动机驱动的动力转向系统的转向
回正的装置的阻尼力计算器的逻辑的电路图；
图3是示出了根据本公开的实施例的用于控制发动机驱动的动力转向系统的转向
回正的装置的转向性能的比对结果的图；
图4是示出了根据本公开的实施例的用于控制发动机驱动的动力转向系统的转向
回正的装置的转向角和阻尼力的图；和
图5是示出了根据本公开的实施例的用于控制发动机驱动的动力转向系统的转向
回正的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中将参照附图详细描述本公开的实施例。应当注意，附图不是按精确的比
例，并且仅为了描述方便和清楚起见，可以放大线条的厚度或部件的尺寸。此外，本文使用
的术语通过考虑本发明的功能来定义，并且可以根据用户或操作者的习惯或意图而改变。
因此，术语的定义应根据本文陈述的整体公开内容来进行。
图1是示出了根据本公开的实施例的用于控制发动机驱动的动力转向系统的转向
回正的装置的配置的框图，图2是示出了根据本公开的实施例的用于控制发动机驱动的动
力转向系统的转向回正的装置的阻尼力计算器的逻辑的电路图，图3是示出了根据本公开
的实施例的用于控制发动机驱动的动力转向系统的转向回正的装置的转向性能的比对结
果的图，且图4是示出了根据本公开的实施例的用于控制发动机驱动的动力转向系统的转
向回正的装置的转向角和阻尼力的图。
如图1和图2所示，根据本公开的实施例的用于控制发动机驱动的动力转向系统的
转向回正的装置包括柱扭矩传感器10，转向角传感器20，柱速度计算器30，车速传感器40和
阻尼力计算器50。
柱扭矩传感器10测量并输出方向盘(未示出)的柱扭矩，以识别输入到方向盘的驾
驶员的转向扭矩。转向角传感器20测量并输出方向盘的转向角。
柱速度计算器30计算并输出旋转转向柱的柱速度，即，基于转向角的角速度。车速
传感器40监测并输出车辆的车速。
阻尼力计算器50从柱扭矩传感器10、转向角传感器20、柱速度计算器30和车速传
感器40接收柱扭矩、转向角、柱速度和车速，根据车速基于柱扭矩和柱速度计算阻尼力，确
定阻尼补偿条件，并且通过应用阻尼补偿值和瞬时阻尼力来输出阻尼力。
所述阻尼力计算器50可包括阻尼补偿器55，用于基于所述柱扭矩和柱速度根据所
述阻尼补偿条件计算所述阻尼补偿值，并且基于所述转向角来计算瞬时阻尼力。
在所述实施例中，阻尼补偿条件是以中速或高速行驶时以大的转向角转向后释放
方向盘的条件，并且可以设定成条件为例如车速为80kph或更大、柱速度为0.6rps或更小且
柱扭矩为1.7Nm或更小。
换言之，在正常驾驶时转向后释放方向盘时，当柱速度为0.5rps或更大时，产生的
柱扭矩为2.0Nm或更大。另外，在以较大的转向角转向后进行释放的状态下，柱扭矩迅速降
至1.6Nm或更小，柱速度迅速升至0.6rps或更大。
在所述实施例中，将条件设定为中速和高速驾驶以区别于正常驾驶，并且柱速度
设定为0.6rps或更大，且柱扭矩设定为1.7Nm或更小。设定值可以根据车辆而区分地加以应
用，并且优选地根据相应车辆进行优化和设定。
因此，在右轮(RH)转向的情况下，当柱扭矩为1.7Nm或更小，柱速度为-0.6rps或更
小时，其可以确定为阻尼补偿条件，在左轮(LH)转向的情况下，当柱扭矩为-1.7Nm或更大，
柱速度为0.6rps或更大时，其可以确定为阻尼补偿条件。
这样，阻尼力计算器50能够通过在阻尼条件下应用阻尼补偿值来提高回正速度。
另外，在转向角处于中心区域时，阻尼力计算器50通过将转向角增益应用到预定值或更大
的值，例如20或更大值作为瞬时阻尼力，来防止在中心区域时的超调。此时，中心区域的范
围可以根据车速而可变地设定。
这样，如果阻尼力计算器50根据补偿条件附加地应用阻尼补偿值和瞬时阻尼力，
当把相关技术的转向角的回正性能与本公开的转向角进行比较时，从图3中的转向角的图
所示可以看出，在中心区域处的超调已经得以改善，并且初始回正速度也得以提升。
另外，如图4中的曲线图所示，可以看出，回正速度随着最终阻尼力在回正时减小
而增加，并且通过在中心区域中附加地应用瞬时阻尼力方向盘在中心停止而无超调。
这里，图3和图4是表示在80kph车速下进行90度转向后的释放状态下的回正性能
评价结果的曲线图。
如上所述，根据本公开的实施例，用于控制发动机驱动的动力转向系统的转向回
正的装置，在发动机驱动的动力转向系统中驾驶时，允许在以较大的转向角转向后回正时
进行快速回正，并允许进行无超调的中心停止，由此使得车辆能够直线驾驶并且提高车辆
的稳定性。
图5是示出了根据本公开的实施例的用于控制发动机驱动的动力转向系统的转向
回正的方法的流程图。
如图5所示，在根据本公开的实施例的用于控制发动机驱动的动力转向系统的转
向回正的方法中，首先，阻尼计算器50从柱扭矩传感器10、柱速度计算器30和车速传感器40
接收柱扭矩、柱速度和车速，并根据车速基于柱扭矩和柱速度来计算阻尼力(S10)。
在操作S10中，阻尼计算器50从柱扭矩传感器10、柱速度计算器30和车速传感器40
接收柱扭矩、柱速度和车速，确定阻尼补偿条件，并在计算阻尼力的同时通过应用阻尼补偿
值和瞬时阻尼力来输出阻尼力(S20)。
在所述实施例中，阻尼补偿条件是在车辆以中速和高速行驶时以大转向角转向后
从转向中释放方向盘的条件，并且阻尼补偿条件可以被设定为这样的条件：例如，车速为
80kph或更大，柱速度为0.6rps或更小，柱扭矩为1.7Nm或更小。
换言之，正常驾驶时，转向后释放时，柱速度和柱扭矩回正的情况下，当柱速度为
0.5rps或更大时，产生的柱扭矩为2.0Nm或更大，在以大转向角度转向后释放时，柱速度和
柱扭矩回正的情况下，柱扭矩迅速降低至1.6Nm或更小，并且柱速度迅速加速至0.6rps或更
大。
在所述实施例中，将条件设定为中速和高速驾驶以区别于正常驾驶，柱速度设定
为0.6rps或更大，且柱扭矩设定为1.7Nm或更小。设定值可以根据所述车辆而区分地加以应
用，并且优选地根据相应车辆进行优化和设定。
因此，在右轮(RH)转向的情况下，当柱扭矩为1.7Nm或更小，柱速度为-0.6rps或更
小时，其可以确定为阻尼补偿条件，在左轮(LH)转向的情况下，当柱扭矩为-1.7Nm或更大，
柱速度为0.6rps或更大时，其可以确定为阻尼补偿条件。
如果其不符合操作S20中的阻尼条件，则阻尼力计算器50输出在不应用阻尼补偿
值的情况下计算出的阻尼力(S70)。
另一方面，其被确定为阻尼补偿条件时，阻尼力计算器50计算阻尼补偿值(S30)。
如果在操作S30中计算出阻尼补偿值，则阻尼力计算器50将该阻尼补偿值应用到
计算出的阻尼力(S40)。
然后，阻尼力计算器50从转向角传感器20接收回正的转向角，并且确定所述转向
角是否包括在中心区域中(S50)。此处，所述中心区域的范围可根据所述车速而可变地设
定。
如果在操作S50中转向角不包括在中心区域中，则阻尼力计算器50输出在操作S40
中应用的阻尼力(S70)。
然而，如果在操作S50中转向角被包括在中心区域中，则阻尼力计算器50计算瞬时
阻尼力，并且附加地将计算的瞬时阻尼力应用到计算出的阻尼力(S60)。
此处，在应用瞬时阻尼力过程中，将转向角增益设定为设定值或更大，例如，可以
应用20或更大的转向角增益，以防止中心区域的超调。然后，阻尼力计算器50输出阻尼力
(S70)。
这样，阻尼力计算器50能通过在阻尼条件下应用阻尼补偿值来提高回正速度。另
外，当转向角处于中心区域时，阻尼力计算器50能通过在中心区域附加地应用瞬时阻尼力，
来防止超调，并且提升中心停止性能。
如根据本公开的实施例所述，用于控制发动机驱动的动力转向系统的转向回正的
装置和方法，在发动机驱动的动力转向系统中驾驶时，允许在以较大的转向角转向后回正
时进行快速回正，并允许进行无超调的中心停止，由此使得车辆能够直线驾驶并且提高车
辆的稳定性。
出于说明的目的，上文已经公开了本发明构思的实施例。本领域普通技术人员将
理解，在不脱离如所附权利要求中公开的本发明构思的范围和精神的情况下，可进行各种
修改，添加和替换。