CN105523081B - 后轮转向装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种后轮转向装置及其控制方法。本发明的后轮转向装置，其特征在于，包括：车速检测部，其在行驶时检测车速；转向角检测部，其检测对应于方向盘动作的转向角；小齿轮角检测部，其检测对应于方向盘动作的小齿轮角；后轮驱动部，其使后轮转向；以及，控制部，其分别从车速检测部、转向角检测部及小齿轮角检测部接收车速、转向角及小齿轮角并算出用于转向后轮的目标后轮转向角，根据转向角速度、车速及小齿轮角算出后轮的转向时点经过调整的最终后轮转向角并启动后轮驱动部。本发明的后轮转向装置能够在保持车辆稳定性的同时提高转向感，从而能够防止过度转向。

Description

后轮转向装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及后轮转向装置及其控制方法，尤其涉及一种在中高速区间急转向时调整后轮转向时点使得驾驶员能够迅速意识到车辆响应特性的后轮转向装置及其控制方法。
背景技术
用于车辆的主动前轮转向装置(AFS)由电机、减速器及控制器构成，根据车辆的行驶情况主动变更前轮的转向齿轮比，从而提供驾驶性及转向性。
并且，后轮转向装置(RWS)由电机、减速器及控制器构成，根据车辆的行驶情况转向车辆的后轮，从而提供驾驶性及转向性。
其中，后轮转向装置(RWS)在低速行驶时向前轮的反方向转向后轮，高速行驶时则向与前轮相同的方向转向后轮，因此低速时旋转半径缩小，高速时操纵稳定性提高。
安装有后轮转向装置(RWS)的车辆在高速行驶时向与前轮相同的方向转向后轮，因此车辆横摆(Yaw)减少，故转向轨迹增大，因此驾驶员必须施以更大转向才能按所需轨迹转向。
如上，安装有后轮转向装置的车辆在中高速行驶过程中急转向及回避转向的情况下车辆横摆(Yaw)减少，因此驾驶员未意识到车辆的响应特性而过度转向的情况下可能会引发其他事故。
本发明的背景技术公开于韩国公开专利公报第2014-0073262号(2014年06月16日公开，发明名称：车辆稳定性控制装置及其方法)。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于提供一种在中高速区间急转向时根据转向角与转向角速度调整后轮的转向时点使得驾驶员能够迅速意识到车辆响应特性的后轮转向装置及其控制方法。
技术方案
根据本发明一个方面的后轮转向装置，其特征在于，包括：车速检测部，其在行驶时检测车速；转向角检测部，其检测对应于方向盘动作的转向角；小齿轮角检测部，其检测对应于方向盘动作的小齿轮角；后轮驱动部，其使后轮转向；以及，控制部，其分别从车速检测部、转向角检测部及小齿轮角检测部接收车速、转向角及小齿轮角并算出用于转向后轮的目标后轮转向角，根据转向角速度、车速及小齿轮角算出后轮的转向时点经过调整的最终后轮转向角并启动后轮驱动部。
本发明的特征在于，控制部根据转向角算出转向角速度，设定对应于转向角速度的补偿转向角，向补偿转向角乘以对应于车速的限制比与对应于小齿轮角的限制比算出后轮限制转向角，然后从目标后轮转向角减去后轮限制转向角算出最终后轮转向角。
本发明的特征在于，对应于车速的限制比在设定速度以下时受限，对应于小齿轮角的限制比在设定角以上时受限。
本发明的特征在于，控制部在转向恢复时根据目标后轮转向角启动后轮驱动部。
根据本发明一个方面的后轮转向装置的控制方法，其特征在于，包括：控制部分别从车速检测部、转向角检测部及小齿轮角检测部接收车速、转向角及小齿轮角的步骤；述控制部根据转向角及车速算出用于转向后轮的目标后轮转向角的步骤；控制部根据转向角速度、车速及小齿轮角算出用于限制后轮的转向时点的后轮限制转向角的步骤；控制部根据目标后轮转向角与后轮限制转向角算出最终后轮转向角的步骤；以及，控制部根据最终后轮转向角转向后轮的步骤。
本发明的特征在于，算出后轮限制转向角的步骤具体是，控制部根据转向角算出转向角速度，设定对应于转向角速度的补偿转向角，向补偿转向角乘以对应于车速的限制比与对应于小齿轮角的限制比算出后轮限制转向角。
本发明的特征在于，对应于车速的限制比在设定速度以下时受限，对应于小齿轮角的限制比在设定角以上时受限。
本发明的特征在于，转向后轮的步骤具体是，控制部在转向恢复时根据目标后轮转向角启动后轮驱动部。
技术效果
本发明的后轮转向装置及其控制方法在中高速区间急转向时根据转向角与转向角速度调整后轮的转向时点使得驾驶员能够在急转向初期迅速意识到车辆响应特性，因此能够在保持车辆稳定性的同时提高转向感，从而能够防止过度转向。
附图说明
图1为显示根据本发明一个实施例的后轮转向装置的块构成图；
图2为显示根据本发明一个实施例的适用后轮转向装置的情况下车辆的稳定状态的示意图；
图3为显示根据本发明一个实施例的适用后轮转向装置的情况下车辆的稳定情况的曲线图；
图4为说明根据本发明一个实施例的后轮转向装置的控制方法的流程图。
附图标记说明
10：转向角检测部 20：小齿轮角检测部
30：车速检测部 40：控制部
50：后轮驱动部
具体实施方式
以下参照附图说明根据本发明一个实施例的后轮转向装置及其控制方法。说明过程中为了说明的明确性及便利性而放大显示了附图中部分线条的粗细或构成要素的尺寸。
另外，以下用语是根据本发明中的功能而定义的用语，根据不同的使用者、运用者的目的或惯例而有所差异。因此所定义的这些用语应以说明书全文的内容为准。
图1为显示根据本发明一个实施例的后轮转向装置的块构成图，图2为显示根据本发明一个实施例的适用后轮转向装置的情况下车辆的稳定状态的示意图，图3为显示根据本发明一个实施例的适用后轮转向装置的情况下车辆的稳定情况的曲线图。
如图1所示，根据本发明一个实施例的后轮转向装置包括车速检测部30、转向角检测部10、小齿轮角检测部20、后轮驱动部50及控制部40。
车速检测部30通过变速器(未示出)的输出轴旋转数检测行驶车速并提供给控制部40。
转向角检测部10检测对应于方向盘(未示出)动作的转向角并提供给控制部40。
小齿轮角检测部20检测对应于方向盘动作的小齿轮角并提供给控制部40。
后轮驱动部50通过电机(未示出)与减速器(未示出)转向车辆的后轮。
控制部40分别从车速检测部30、转向角检测部10及小齿轮角检测部20接收车速、转向角及小齿轮角并算出用于转向后轮的目标后轮转向角，根据转向角速度、车速及小齿轮角算出后轮的转向时点经过调整的最终后轮转向角并启动后轮驱动部50。
其中，在算出目标后轮转向角时控制部40适用转向角与前轮的比例及对应于车速的后轮转向增益，在低速时根据方向盘的转向角算出后轮的转向角，算出的转向角的方向与前轮方向相反，高速时算出的后轮的转向角的方向则与前轮方向相同。
并且，控制部40根据转向角算出转向角速度，设定对应于转向角速度的补偿转向角，向补偿转向角乘以对应于车速的限制比与对应于小齿轮角的限制比算出后轮限制转向角后，从目标后轮转向角减去后轮限制转向角算出最终后轮转向角。
其中，可以将补偿转向角设定成转向角速度小时其角度大，而转向角速度大时其角度小。
本实施例的情况下其目的在于，中高速行驶时在转向初期限制后轮的转向时点，高速行驶的状态下转向角速度大的情况为已经发生横摆(Yaw)的状态，因此可以设定较小的用于横摆(Yaw)发生的限制值。相反，转向角速度小的情况下可以设定较大补偿转向角使得车辆响应特性增大。
并且，优选的是设定使得对应于车速的限制比在设定速度以下时受到限制，对应于小齿轮角的限制比在设定角以上时受限制。其原因在于中高速例如车速为48km/h以下时，即使驾驶员未迅速意识车辆的响应特性也很少因过度转向而发生事故，因此不调整后轮的转向时点，而小齿轮角为45度以上时则判断为过度转向，因此为保持车辆稳定性而不调整后轮的转向时点。
上述后轮限制转向角也可以通过控制部40以映射(map)方式算出。
另外，控制部40执行转向后转向恢复时不适用后轮限制转向角，而是通过目标后轮转向角启动后轮驱动部50。
如上，控制部40在中高速急转向或回避转向时如图2中(A)所示，不适用后轮限制转向角,而是适用目标后轮转向角转向后轮的情况下横摆(Yaw)减少，因此无法切实意识到到车辆的响应特性，而当适用后轮限制转向角，根据最终后轮转向角转向后轮的情况下如图2中(B)所示，初期发生横摆(Yaw)使得能够切实意识到车辆的响应特性，然后转向后轮使得能够保持车辆稳定性。
并且，如图3的曲线图所示，横摆角速度(Yaw Rate)的反应快于横向加速度(LatAcc)，因此驾驶员能够意识到车辆的响应特性。并且，观察横摆角速度(Yaw Rate)可知后轮的转向时点延迟，从而执行转向的初期横摆角速度增大，而随着后轮的转向而减小。
如上，根据本发明实施例的后轮转向装置在中高速区间急转向时根据转向角与转向角速度调整后轮的转向时点使得驾驶员能够在急转向初期迅速意识到车辆响应特性，因此能够在保持车辆稳定性的同时提高转向感，从而能够防止过度转向。
图4为说明根据本发明一个实施例的后轮转向装置的控制方法的流程图。
根据本发明一个实施例的后轮转向装置的控制方法如图4所示，在步骤S10中，控制部40分别从车速检测部30、转向角检测部10及小齿轮角检测部20接收车速、转向角及小齿轮角。
然后在步骤S20中，控制部40根据转向角与车速算出用于转向后轮的目标后轮转向角。
在算出目标后轮转向角时控制部40适用转向角、前轮的比例及对应于车速的后轮转向增益，在低速时根据方向盘的转向角算出后轮的转向角，算出的转向角的方向与前轮方向相反，高速时算出的后轮的转向角的方向则与前轮方向相同。
如上算出目标后轮转向角后，在步骤S30中，控制部40根据转向角速度、车速及小齿轮角算出用于限制后轮的转向时点的后轮限制转向角。
此时，后轮限制转向角也可以通过控制部40以映射(map)方式算出。
上述控制部40根据转向角算出转向角速度，设定对应于转向角速度的补偿转向角，可以向补偿转向角乘以对应于车速的限制比与对应于小齿轮角的限制比算出后轮限制转向角。
其中，可以将补偿转向角设定成转向角速度小时其角度大，而转向角速度大时其角度小。
本实施例的情况下其目的在于，中高速行驶时在转向初期限制后轮的转向时点，高速行驶的状态下转向角速度大的情况为已经发生横摆(Yaw)的状态，因此可以设定较小的用于横摆(Yaw)发生的限制值。相反，转向角速度小的情况下可以设定较大补偿转向角使得车辆响应特性增大。
并且，优选的是设定使得对应于车速的限制比在设定速度以下时受到限制，对应于小齿轮角的限制比在设定角以上时受限制。其原因在于中高速例如车速为48km/h以下时，即使驾驶员未迅速意识车辆的响应特性也很少因过度转向而发生事故，因此不调整后轮的转向时点，而小齿轮角为45度以上时则判断为过度转向，因此为保持车辆稳定性而不调整后轮的转向时点。
如上算出后轮限制转向角后，在步骤S40中，控制部40从目标后轮转向角减去后轮限制转向角算出最终后轮转向角。
然后在步骤S50中，控制部40根据最终后轮转向角对后轮进行转向。
如上，控制部40向在中高速急转向或回避转向时算出的目标后轮转向角适用后轮限制转向角，在转向初期限制后轮的转向时点，因此能够使得切实意识到车辆的响应特性。
另外，控制部40执行转向后转向恢复时不适用后轮限制转向角，而是可以通过目标后轮转向角启动后轮驱动部50。
如上所述，根据本发明实施例的后轮转向装置的控制方法在中高速区间急转向时根据转向角与转向角速度调整后轮的转向时点使得驾驶员能够在急转向初期迅速意识到车辆响应特性，因此能够在保持车辆稳定性的同时提高转向感，从而能够防止过度转向。
本发明参考附图所示的实施例进行了说明，但这仅作为示例，本发明所属技术领域的普通技术人员应理解还可以做多种变形或得到其他等同的实施例。
因此本发明的保护范围为技术方案中所记载的内容。

Claims (8)

1.一种后轮转向装置，其特征在于，包括：
车速检测部，其在行驶时检测车速；
转向角检测部，其检测对应于方向盘动作的转向角；
小齿轮角检测部，其检测对应于所述方向盘动作的小齿轮角；
后轮驱动部，其使后轮转向；以及
控制部，其分别从所述车速检测部、所述转向角检测部及所述小齿轮角检测部接收所述车速、所述转向角及所述小齿轮角并算出用于转向所述后轮的目标后轮转向角，根据转向角速度、所述车速及所述小齿轮角算出所述后轮的转向时点经过调整的最终后轮转向角并启动所述后轮驱动部，
所述控制部根据所述转向角算出转向角速度，根据所述转向角速度、所述车速及所述小齿轮角算出用于限制所述后轮的转向时点的后轮限制转向角后，从所述目标后轮转向角减去所述后轮限制转向角算出所述最终后轮转向角。
2.根据权利要求1所述的后轮转向装置，其特征在于：
所述控制部设定对应于所述转向角速度的补偿转向角，向所述补偿转向角乘以对应于车速的限制比与对应于小齿轮角的限制比算出所述后轮限制转向角。
3.根据权利要求2所述的后轮转向装置，其特征在于：
所述对应于车速的限制比在设定速度以下时受限，所述对应于小齿轮角的限制比在设定角以上时受限。
4.根据权利要求1所述的后轮转向装置，其特征在于：
所述控制部在转向恢复时根据所述目标后轮转向角启动所述后轮驱动部。
5.一种后轮转向装置的控制方法，其特征在于，包括：
控制部分别从车速检测部、转向角检测部及小齿轮角检测部接收车速、转向角及小齿轮角的步骤；
所述控制部根据所述转向角及所述车速算出用于转向后轮的目标后轮转向角的步骤；
所述控制部根据所述转向角算出转向角速度，并根据所述转向角速度、所述车速及所述小齿轮角算出用于限制所述后轮的转向时点的后轮限制转向角的步骤；
所述控制部从所述目标后轮转向角减去所述后轮限制转向角算出最终后轮转向角的步骤；以及
所述控制部根据所述最终后轮转向角转向所述后轮的步骤。
6.根据权利要求5所述的后轮转向装置的控制方法，其特征在于：
算出后轮限制转向角的所述步骤具体是，设定对应于所述转向角速度的补偿转向角，向所述补偿转向角乘以对应于车速的限制比与对应于小齿轮角的限制比算出所述后轮限制转向角。
7.根据权利要求6所述的后轮转向装置的控制方法，其特征在于：
所述对应于车速的限制比在设定速度以下时受限，所述对应于小齿轮角的限制比在设定角以上时受限。
8.根据权利要求5所述的后轮转向装置的控制方法，其特征在于：
转向所述后轮的步骤具体是，所述控制部在转向恢复时根据所述目标后轮转向角启动所述后轮驱动部。
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