用于控制车辆的转向系统的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于控制车辆的转向系统的装置和方法，其能够通过估算侧滑角并执行回正控制来改善驾驶员的驾驶输入与车辆运动之间的一体感以及车辆的稳定性，所述装置可以包括：辅助扭矩确定模块，其用于确定用于转向辅助的辅助扭矩；回正控制模块，其用于确定用于使方向盘回正至中性位置的转向回正扭矩；侧滑角估算模块，其用于估算侧滑角；侧滑控制模块，其用于根据估算的侧滑角，确定回正控制增益值；校正单元，其用于根据所述回正控制增益值来校正确定的转向回正扭矩；以及扭矩补偿单元，其用于利用校正后的转向回正扭矩补偿确定的辅助扭矩，确定最终的辅助扭矩。

Device and method for controlling steering system of vehicle

【技术实现步骤摘要】
用于控制车辆的转向系统的装置和方法
本专利技术涉及用于控制车辆的转向系统的装置和方法。更具体地，本专利技术涉及这样一种用于控制车辆的转向系统的装置和方法，其配置为通过估算侧滑角并对于行驶的车辆适当地进行回正控制来改善驾驶员的驾驶输入与车辆运动之间的一体感以及车辆的稳定性。
技术介绍
通常，作为用于减小由驾驶员施加以使车辆转向的转向力的动力转向系统，已知一种液压动力转向(HPS)系统和一种电机驱动的动力转向(MDPS)系统，所述液压动力转向(HPS)系统利用由液压泵产生的液压来辅助驾驶员施加的转向力，所述电机驱动的动力转向(MDPS)系统利用电动机的输出扭矩辅助驾驶员施加的转向力。当MDPS系统根据驾驶员的方向盘操作而执行转向辅助功能时，根据车辆的行驶状况而对用于转向辅助的电动机(转向电机)的输出扭矩(即，辅助扭矩)进行控制，从而相比于HPS系统提供了进一步改善的转向性能和转向感。因此，MDPS系统配置为根据车辆的行驶状况而改变和控制通过电机的输出产生的转向辅助力，该MDPS系统广泛应用于最近商业发布的车辆。MDPS系统可以包括：转向角传感器、扭矩传感器、控制器(MDPSECU)以及转向电机(MDPS电机)；所述转向角传感器用于检测通过驾驶员的方向盘操作而形成的转向角(转向柱输入脚)；所述扭矩传感器用于检测通过方向盘输入的转向扭矩(方向盘扭矩或转向柱扭矩)。在该配置中，控制器从上述传感器的信号获得驾驶员转向输入信息(例如转向角，转向角速度和转向扭矩)，以控制转向电机的驱动和输出。这里，转向角表示方向盘的旋转位置，转向角速度是方向盘的旋转角速度值，该转向角速度是通过转向角的微分得到的，转向扭矩是由驾驶员施加到方向盘的扭矩，即用于转向的驾驶员输入扭矩。当通过扭矩传感器检测到作为驾驶员输入扭矩的转向扭矩时，控制器根据检测到的转向扭矩而控制转向电机的驱动，以产生并输出用于转向辅助的辅助扭矩。在常用的MDPS系统中，控制器可以配置成通过控制施加到转向电机的电流来控制转向电机的输出。此时，控制器配置为基于从车辆收集的信息(例如由扭矩传感器检测到的驾驶员的转向扭矩)确定作为电机输出的目标值的辅助扭矩值，确定调整为对应于确定的辅助扭矩值的电流量，并将确定的电流量施加到转向电机。相应地，转向电机被驱动以产生辅助扭矩，该辅助扭矩是用于辅助驾驶员的转向力的力(转向辅助力)。转向系统的构成元件配置成传递通过方向盘施加的驾驶员的转向力以及由电机产生的转向辅助力，所述构成元件可以包括转向柱、齿轮箱以及万向接头，所述转向柱设置在方向盘下方，所述齿轮箱配置成将来自转向柱的旋转力转换为线性运动以改变轮胎的方向，所述万向接头配置成将旋转力从转向柱传递到齿轮箱。齿轮箱可以包括小齿轮和齿条杆；所述小齿轮接收来自万向接头的旋转力；所述齿条杆可以包括配置为与小齿轮啮合的齿条。当小齿轮旋转时，齿条杆由于齿条而在左右方向上线性移动。通过齿条杆在左右方向上的线性运动而产生的力经由横拉杆和球窝接头传递到轮胎，从而改变轮胎的方向。在车辆中，侧滑角β是表示车辆相对于车辆行驶方向的滑移程度的角度。如图1和图2所示，侧滑角β可以定义为车辆的速度方向D1与车辆的车头前进方向(headingdirection)D2之间的角度。车辆的速度是车辆在其纵向方向上行驶的速度Vx。图1和图2中所示的车辆的速度方向D1可以定义为弯曲道路(沿着弯曲道路车辆转弯)的路径的切线方向。当车辆行驶时，如果侧滑角β较小，则车辆的速度方向D1与车辆的车头前进方向D2彼此靠近，从而改善了驾驶员的驾驶输入与车辆运动之间的一体感。侧滑角β与车辆的稳定性有关。如图1所示，当车辆的侧滑角β具有正(+)值时，车辆的车头前进方向D2朝向转弯路径的向外方向。因此，车辆变得更稳定。另一方面，如图2所示，当侧滑角β具有负(-)值时，车辆的车头前进方向D2朝向转弯路径的向内方向。因此，车辆可能会旋转。当车辆在弯曲道路上行驶时，随着车速Vx增大，车辆的侧滑角β可能会从正值逐渐减小到负值。侧滑角的特性根据车辆的转向特性而变化。例如，在转向不足状态下，车辆的侧滑角β减小到负值并收敛至一定水平。在中性转向状态下，相对于车速Vx侧滑角成比例地减小到负值。在过度转向状态下，侧滑角以特定速度发散至负值，这可能导致车辆旋转。如上所述，当车辆行驶时，车辆的侧滑角与驾驶员的驾驶输入与车辆运动之间的一体感以及车辆的稳定性有关。因此，需要通过适当地控制侧滑角来改善驾驶员的驾驶输入与车辆运动之间的一体感以及车辆的稳定性的技术。包括在本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增强对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的各个方面旨在提供一种用于控制车辆的转向系统的装置和方法，所述装置和方法配置为通过估算侧滑角并适当地对行驶的车辆进行回正控制，改善了驾驶员的驾驶输入与车辆运动之间的一体感以及车辆的稳定性。本专利技术的各个方面旨在提供配置为控制车辆的转向系统的装置，所述装置包括：辅助扭矩确定模块，其配置为基于从车辆收集的驾驶员转向输入信息和车辆状态信息来确定用于转向辅助的辅助扭矩；回正控制模块，其配置为确定用于使方向盘回正至中性位置的转向回正扭矩；侧滑角估算模块，其配置为基于从车辆收集的车辆状态信息来估算侧滑角；侧滑控制模块，其配置为接收由侧滑角估算模块估算的侧滑角，并且根据估算的侧滑角确定回正控制增益值；校正单元，其配置为根据所述回正控制增益值来校正由回正控制模块确定的转向回正扭矩，从而确定最终的转向回正扭矩；以及扭矩补偿单元，其配置为利用由校正单元确定的最终的转向回正扭矩来补偿由辅助扭矩确定模块确定的辅助扭矩，从而确定用于转向辅助的最终辅助扭矩。本专利技术的各个方面旨在提供控制车辆的转向系统的方法，该方法包括：基于从车辆收集的驾驶员转向输入信息和车辆状态信息，确定用于转向辅助的辅助扭矩；确定用于使方向盘回正至中性位置的转向回正扭矩；基于从车辆收集的车辆状态信息估算侧滑角；根据估算的侧滑角确定回正控制增益值；通过根据确定的回正控制增益值校正确定的转向回正扭矩，确定最终的转向回正扭矩；通过利用所确定的最终的转向回正扭矩补偿确定的辅助扭矩，从而确定用于转向辅助的最终辅助扭矩。以下讨论本专利技术的其他方面和示例性实施方案。应当理解的是，本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语通常包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、大货车、各种商用车辆的乘用车辆，包括各种舟艇、船舶的船艇，航空器等，并且可以包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如，源于非化石能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如具有汽油动力和电力动力两者的车辆。本专利技术的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制车辆的转向系统的装置，该装置包括：/n辅助扭矩确定模块，其配置为基于从车辆收集的驾驶员转向输入信息和车辆状态信息来确定用于转向辅助的辅助扭矩；/n回正控制模块，其配置为确定用于使方向盘回正至中性位置的转向回正扭矩；/n侧滑角估算模块，其配置为基于从车辆收集的车辆状态信息来估算侧滑角；/n侧滑控制模块，其配置为接收由侧滑角估算模块估算的侧滑角，并且根据估算的侧滑角确定回正控制增益值；/n校正单元，其配置为根据所述回正控制增益值来校正由回正控制模块确定的转向回正扭矩，从而确定最终的转向回正扭矩；以及/n扭矩补偿单元，其配置为利用由校正单元确定的最终的转向回正扭矩来补偿由辅助扭矩确定模块确定的辅助扭矩，从而确定用于转向辅助的最终辅助扭矩。/n

【技术特征摘要】
20181126 KR 10-2018-01469721.一种用于控制车辆的转向系统的装置，该装置包括：
辅助扭矩确定模块，其配置为基于从车辆收集的驾驶员转向输入信息和车辆状态信息来确定用于转向辅助的辅助扭矩；
回正控制模块，其配置为确定用于使方向盘回正至中性位置的转向回正扭矩；
侧滑角估算模块，其配置为基于从车辆收集的车辆状态信息来估算侧滑角；
侧滑控制模块，其配置为接收由侧滑角估算模块估算的侧滑角，并且根据估算的侧滑角确定回正控制增益值；
校正单元，其配置为根据所述回正控制增益值来校正由回正控制模块确定的转向回正扭矩，从而确定最终的转向回正扭矩；以及
扭矩补偿单元，其配置为利用由校正单元确定的最终的转向回正扭矩来补偿由辅助扭矩确定模块确定的辅助扭矩，从而确定用于转向辅助的最终辅助扭矩。


2.根据权利要求1所述的用于控制车辆的转向系统的装置，其中，所述侧滑角估算模块根据车速、车辆横向加速度和车辆横摆率来确定侧滑角。


3.根据权利要求1所述的用于控制车辆的转向系统的装置，其中，所述侧滑控制模块配置为利用映射图通过侧滑角估算模块所估算的侧滑角来确定回正控制增益值，其中在所述映射图中回正控制增益值设置为对应于侧滑角。


4.根据权利要求3所述的用于控制车辆的转向系统的装置，其中，当侧滑角在所述映射图中具有小于0的负值时，回正控制增益值设置为大于1的值。


5.根据权利要求4所述的用于控制车辆的转向系统的装置，其中，在侧滑角具有小于0的负值的所述映射图的区域中，随着侧滑角的绝对值增大，回正控制增益值增大。


6.根据权利要求3所述的用于控制车辆的转向系统的装置，其中，当侧滑角在所述映射图中具有大于0的正值时，回正控制增益值设置为小于1的值。


7.根据权利要求6所述的用于控制车辆的转向系统的装置，其中，在侧滑角具有大于0的正值的所述映...

【专利技术属性】
技术研发人员：金灿中，朴一来，高英恩，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR