CN109204452B - 后轮转向控制装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种后轮转向控制装置，包括：转向角传感器，用于检测方向盘的转向角；车速传感器，用于检测车速；转向扭矩传感器，用于检测施加到转向轴的转向扭矩；和控制单元，用于根据由所述转向角传感器检测到的所述转向角来计算前轮角和转向角速度；基于由所述转向扭矩传感器检测到的所述转向扭矩、计算出的转向角速度和取决于由所述车速传感器检测到的所述车速的相同/相反相位增益中的至少一个，来计算用于改善后轮转向响应性的后轮角补偿因子，并且基于所述前轮角、所述后轮角补偿因子和所述相同/相反相位增益来计算目标后轮角。

Description

后轮转向控制装置和方法
相关申请交叉引用
本申请要求于2017年6月30日提交的申请号为10-2017-0083139的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本公开的实施例涉及后轮转向控制装置和方法，并且更具体地，涉及后轮转向控制装置和方法，其改进了后轮转向响应性并由此实现了回避转向。
背景技术
应用于车辆的主动前转向(active front steering,AFS)系统在方向盘和转向致动器之间设置有转向传动比可变装置。AFS系统接收方向盘的转向角，向AFS致动器输出变化的旋转角并改变转向齿轮比，从而提供前轮转向响应性和驾驶稳定性。
此外，后轮转向(rear wheel steering,RWS)系统接收方向盘的转向角和车速，确定后轮角，驱动RWS致动器并控制后轮角，由此提供后轮转向响应性和驾驶稳定性。
这种后轮转向系统通过在与前轮的转向方向相反的方向上转向后轮来改善后轮转向响应性，从而在车辆低速行驶的情况下减小转弯半径，并且通过在与前轮的转向方向相同的方向上转向后轮来提供稳定性，从而减小在车辆高速行驶的情况下的偏航率。
当车辆行驶时，为了防止与突然出现的障碍物发生碰撞，不仅需要转向前轮，而且还要转向后轮，并且需要快速识别由于障碍物的出现而导致的驾驶员的回避转向意图，并且相应地提高后轮转向响应性，从而防止与障碍物发生碰撞。
也就是说，有必要快速识别由于障碍物的突然出现而导致的驾驶员的回避转向意图，并且在能够实现回避转向的限制内，优先考虑转向响应性而不是驾驶稳定性，从而防止与障碍物发生碰撞。然而，在现有技术中，后轮受控，以在车辆低速行驶时，优先考虑转向响应性；在车辆高速行驶时，优先考虑行驶稳定性，而不考虑有可能因为不能有效防止与突然出现的障碍物的碰撞而引起的驾驶员的回避转向意图的问题。
发明内容
各种实施例针对一种后轮转向控制装置和方法，其快速识别驾驶员的回避转向意图并且改善后轮转向响应性，从而防止与障碍物的碰撞。
在一个实施例中，后轮转向控制装置可以包括：转向角传感器，用于检测方向盘转向角；车速传感器，用于检测车速；转向扭矩传感器，用于检测施加到转向轴的转向扭矩；以及控制单元，用于根据由所述转向角传感器检测到的所述转向角来计算前轮角和转向角速度，基于由所述转向扭矩传感器检测到的所述转向扭矩和计算出的转向角速度中的至少一个，以及取决于由所述车速传感器检测到的所述车速的相同/相反相位增益，来计算用于改善后轮转向响应性的后轮角补偿因子，并且基于所述前轮角、所述后轮角补偿因子和所述相同/相反相位增益来计算目标后轮角。
所述后轮角补偿因子包括第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子，所述第一后轮角补偿因子基于所述转向扭矩、预定的转向扭矩-补偿因子关系信息和所述相同/相反相位增益计算，所述第二后轮角补偿因子基于所述转向角速度、预定的转向角速度-补偿因子关系信息和所述相同/相反相位增益计算。所述控制单元可以计算所述第一后轮角补偿因子和所述第二后轮角补偿因子中的至少一个，并且可以基于计算出的第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子中的至少一个，以及所述前轮角和相同/相反相位增益来计算目标后轮角。
当通过所述相同/相反相位增益确定的后轮的转向方向是与前轮的转向方向相同的相位时，所述控制单元可以计算所述第一后轮角补偿因子和所述第二后轮角补偿因子中的至少一个，以通过考虑所述第一后轮角补偿因子和所述第二后轮角补偿因子中的至少一个计算目标后轮角，从而计算较大的目标后轮角。
当通过相同/相反相位增益确定的后轮的转向方向是与前轮转向方向相同的相位时，控制单元可以计算所述第一后轮角补偿因子和所述第二后轮角补偿因子中的至少一个，以通过考虑所述第一后轮角补偿因子和所述第二后轮角补偿因子中的至少一个计算目标后轮角，从而计算较小的目标后轮角。
在计算所述第一后轮角补偿因子和所述第二后轮角补偿因子中的至少一个时，所述控制单元可以仅在所述转向扭矩等于或大于预定参考扭矩的情况下，计算所述第一后轮角补偿因子；并且可以仅在所述转向角速度等于或大于预定参考角速度的情况下，计算所述第二后轮角补偿因子。
在计算所述目标后轮角时，所述控制单元可以通过额外考虑取决于所述转向角的后轮转向增益来计算目标后轮角。
在一个实施例中，后轮转向控制方法可以包括：分别从转向角传感器、车辆速度传感器和转向扭矩传感器接收转向角、车辆速度和转向扭矩，并且通过控制单元基于接收到的转向角计算前轮角和转向角速度；所述控制单元基于所述转向扭矩和所述转向角速度中的至少一个，以及取决于所述车速的相同/相反相位增益，来计算用于改善后轮转向响应性的后轮角补偿因子；以及所述控制单元基于所述前轮角、所述后轮角补偿因子和所述相同/相反相位增益计算目标后轮角。
所述后轮角补偿因子可以包括第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子，所述第一后轮角补偿因子基于所述转向扭矩、预定的转向扭矩-补偿因子关系信息和所述相同/相反相位增益计算，所述第二后轮角补偿因子基于所述转向角速度、预定的转向角速度-补偿因子关系信息和所述相同/相反相位增益计算。在计算所述后轮角补偿因子时，所述控制单元可以计算所述第一后轮角补偿因子和所述第二后轮角补偿因子中的一个。在计算目标后轮角时，所述控制单元可以基于计算出的第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子中的至少一个，以及所述前轮角和所述相同/相反相位增益计算所述目标后轮角。
在计算后轮角补偿因子时，在通过所述相同/相反相位增益确定的后轮的转向方向是与前轮的转向方向相反的相位的情况下，所述控制单元可以计算所述第一后轮角补偿因子和所述第二后轮角补偿因子中的至少一个，以通过考虑所述第一后轮角补偿因子和所述第二后轮角补偿因子中的至少一个计算目标后轮角，从而计算出较大的目标后轮角。
在计算后轮角补偿因子时，在通过所述相同/相反相位增益确定的后轮的转向方向是与前轮的转向方向相同的相位的情况下，所述控制单元可以计算所述第一后轮角补偿因子和所述第二后轮角补偿因子中的至少一个，以通过考虑第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子中的至少一个计算目标后轮角，从而计算出较小的目标后轮角。
在计算后轮角补偿因子时，当计算所述第一后轮角补偿因子和所述第二后轮角补偿因子中的至少一个时，所述控制单元可以仅在所述转向扭矩等于或大于预定参考扭矩的情况下，计算所述第一后轮角补偿因子；并且可以仅在所述转向角速度等于或大于预定参考角速度的情况下，计算所述第二后轮角补偿因子。
在计算目标后轮角时，所述控制单元可以通过额外考虑取决于所述转向角的后轮转向增益来计算所述目标后轮角。
根据本发明的实施例，可以通过使用安装到现有车辆的转向系统快速识别驾驶员的回避转向意图来简化转向系统，而无需诸如传感器的单独设备；仅通过应用用于改善转向响应性的逻辑来控制后轮转向，可以实现成本节约效果，而无需用于补偿后轮角的单独设备；并且即使在车辆以低速、中速和高速行驶时，也可以通过瞬时提高转向响应性来有效地防止与障碍物发生碰撞。
附图说明
图1是辅助说明根据本发明的实施例的后轮转向控制装置的结构框图。
图2是辅助说明根据本发明的实施例的后轮转向控制装置的控制单元的详细配置和计算目标后轮角的示例的结构框图。
图3是辅助说明应用了根据本发明的实施例的后轮转向控制装置的车辆在低速行驶的情况下车辆的行为状态的视图的示例表示。
图4是辅助说明应用了根据本发明的实施例的后轮转向控制装置的车辆在高速行驶的情况下车辆的行为状态的视图的示例表示。
图5是辅助说明根据本发明的实施例的后轮转向控制方法的流程图。
具体实施方式
以下，将通过实施例的各种示例参照附图描述后轮转向控制装置和方法。
应当注意的是，附图不是精确的按比例示出，并且可能仅为了描述方便和清晰而放大了线条的粗细或部件的尺寸。此外，这里使用的术语是通过考虑本发明的功能来定义的，并且可以根据用户或操作者的习惯或意图来改变。因此，术语应根据本文公开的整体内容进行定义。
图1是辅助说明根据本发明的实施例的后轮转向控制装置的结构框图，图2是辅助说明根据本发明的实施例的后轮转向控制装置的控制单元的详细配置和计算目标后轮角的示例的结构框图。
参照图1和图2，根据本发明的实施例的后轮转向控制装置可以包括转向角传感器10、车速传感器20、转向扭矩传感器30、控制单元40和后轮驱动单元50。控制单元40可以包括前轮角计算部41、转向扭矩补偿控制部42、转向角速度比率控制部43、转向角比率控制部44和受控于车速的相同/相反相位控制部45。
转向角传感器10可检测由驾驶员操作的方向盘的转向角，并将检测到的转向角传递至控制单元40。检测到的转向角可用于计算前轮角、转向角速度和稍后将描述的后轮转向增益。
车速传感器20可以检测正在行驶的车辆的车速，并将检测到的车速传递至控制单元40。车速传感器20可以包括各种传感器，如使用车轮的转速来检测车速的传感器、通过测量发动机的每分钟转数(revolutions per minute,rpm)来检测车速的传感器和使用全球定位系统(global positioning system,GPS)来检测车速的传感器。如稍后将介绍的，检测到的车速可以用于根据车速计算相同/相反相位增益。
转向扭矩传感器30可检测当驾驶员转向方向盘时施加于转向轴的转向扭矩，并将检测到的转向扭矩传递至控制单元40。如稍后所描述的，检测到的转向扭矩可以用于计算改善后轮转向响应性的后轮角补偿因子。
以下，基于从上述各传感器输入的检测值来计算目标后轮角的控制单元40的操作，将通过控制单元40的详细配置进行具体说明。
前轮角计算部41可以根据向其输入的转向角来计算前轮角，可以通过将转向角与预定的前轮转向速率(前轮转向与方向盘转向的比率)相乘来计算前轮角，或者可以通过预定的转向角-前轮角映射或通过查找表或转向角的前轮角的函数来计算前轮角。
受控于车速的相同/相反相位控制部45可以接收车速，并且根据该车速计算相同/相反相位增益。如上所述，后轮转向系统通过在与前轮的转向方向相反的方向上转向后轮而改善了后轮转向响应性，从而减小了车辆在低速行驶时的转弯半径，并且通过在与前轮的转向方向相同的方向上转向后轮提供了行驶稳定性，从而减小了车辆在高速行驶时的偏航率。
基于此，当检测到的车速等于或快于(或快于)预定参考车速(例如：40千米/时或50千米/时)时，受控于车速的相同/相反相位控制部45可以计算用于在与前轮的转向方向相反的方向(即相反相位)上转向后轮的相同/相反相位增益；当检测到的车速慢于(或等于或慢于)预定参考车速，受控于车速的相同/相反相位控制部45可以计算用于在与前轮的转向方向相同的方向(即相同相位)上转向后轮的相同/相反相位增益。
可以根据车速将所述相同/相反相位增益确定为不同的值，以根据车速对后轮角进行不同的控制，并且受控于车速的相同/相反相位控制部45可以提供车辆速度-相同/相反相位增益映射，或查找表或车速相同/相反相位增益的函数，从而根据车速计算相同/相反相位增益。
目标后轮角可以通过将如上所述计算出的相同/相反相位增益应用于前轮角(例如，作为前轮角X的相同/相反相位增益)来计算。
就此而言，在本实施例中，为了快速识别驾驶员的回避转向意图并相应地提高后轮转向响应性，从而有效地防止与障碍物的碰撞，可以通过不仅考虑前轮角和相同/相反相位相位增益，还考虑从转向扭矩和转向角速度中的至少一个计算出的后轮角补偿因子来计算目标后轮角。
即，控制单元40可以根据由转向角传感器10检测到的转向角来计算前轮角和转向角速度；可以至少基于由转向扭矩传感器30检测到的转向扭矩和计算出的转向角速度中的一个，以及取决于由车速传感器20检测到的车速的相同/相反相位增益，来计算后轮角补偿因子，以改善后轮转向响应性；并且可以根据前轮角、后轮角补偿因子和相同/相反相位增益来计算目标后轮角。
在本实施例中描述其含义，因为通过转向扭矩或转向角速度识别用于防止与突然出现的障碍物发生碰撞的驾驶员的紧急转向操作，所以在本实施例中，后轮角可以是通过接收转向扭矩和转向角速度中的至少一个计算后轮角补偿因子来进行补偿的，并且该后轮角补偿因子用作用于补偿后轮角的参数，并由此改善转向响应性。
后轮角补偿因子可以包括根据转向扭矩计算的第一后轮角补偿因子和根据转向角速度计算的第二后轮角补偿因子。此后，将描述计算第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子的过程以及基于前轮角、相同/相反相位增益还有第一与第二后轮角补偿因子计算目标后轮角的过程。
转向扭矩补偿控制部42可以基于转向扭矩、预定的转向扭矩-补偿因子关系信息和相同/相反相位的相位增益来计算第一后轮角补偿因子。所述转向扭矩-补偿因子关系信息表示输入转向扭矩和第一后轮角补偿因子之间的关系信息，该第一后轮角补偿因子根据所述转向扭矩确定后轮角的补偿量。
可以将第一后轮角补偿因子计算为用于补偿后轮角的特定角度或增益值，并且之后将作为具体示例对其进行描述。
在通过输入的相同/相反相位增益确定的后轮的转向方向是与前轮的转向方向相反的相位的情况下，转向扭矩补偿控制部42可以计算第一后轮角补偿因子，以通过考虑到第一后轮角补偿因子计算目标后轮角，从而计算出较大的目标后轮角。
详细地，在车辆的行驶速度是低速的情况下，并且通过相同/相反相位增益确定的后轮的转向方向是与前轮的转向方向相反的相位的情况下，随着目标后轮角增大(即，碰撞风险降低)，转弯半径减小。因此，与通过不考虑第一后轮角补偿因子(即，通过仅使用前轮角和相同/相反相位增益)，来计算目标后轮角的情况相比，通过考虑第一后轮角补偿因子，可以计算第一后轮角补偿因子，从而计算出较大的目标后轮角(例如：第一后轮角补偿因子被计算为正值(+)值(在特定角度情况下)或等于或大于1的值(在增益的情况下)。
相反，在通过输入的相同/相反相位增益确定的后轮的转向方向是与前轮的转向方向相同的相位的情况下，转向扭矩补偿控制部42可以计算第一后轮角补偿因子，以通过考虑第一后轮角补偿因子计算所述目标后轮角，从而计算出较小的目标后轮角。
详细地，在车辆的行驶速度为高速的情况下，并且因此通过相同/相反相位增益确定的后轮的转向方向是与前轮的转向方向相同的相位，随着目标后轮角减小(即，碰撞风险降低)，车辆的偏航率增加。因此，与通过不考虑第一后轮角补偿因子(即，通过仅使用前轮角和相同/相反相位增益)来计算目标后轮角的情况相比，通过考虑第一后轮角补偿因子，可以计算第一后轮角补偿因子，从而计算出较小的目标后轮角(例如：第一后轮角补偿因子被计算为负(-)值(在特定角度情况下)或小于1的值(在增益的情况下)。
为了进行上述操作，可以在转向扭矩-补偿因子关系信息中设置第一后轮角补偿因子，根据相同/相反相位增益不同地计算该第一后轮角补偿因子。
同时，转向扭矩补偿控制部42可以仅在转向扭矩等于或大于预定参考扭矩的情况下计算第一后轮角补偿因子。也就是说，在通过根据所有输入的转向扭矩计算第一后轮角补偿因子来补偿后轮角的情况下，尽管后轮转向响应性得到改善，但是驾驶稳定性可能变差。因此，只有在输入转向扭矩等于或大于预定参考扭矩的情况下，根据驾驶员的突然转向操作确定存在避障转向意图，并且可以计算出改善后轮转向响应性的第一后轮角补偿因子。所述参考扭矩可以根据后轮转向系统的规格和设计者的意图而进行不同地设定，并且可以被预先设定在转向扭矩-补偿因子关系信息中。
由于这个原因，转向扭矩补偿控制部42可以接收转向扭矩和相同/相反相位增益，并且通过参考所述转向扭矩-补偿因子关系信息来计算第一后轮角补偿因子，并且可以以各种方式设置所述转向扭矩-补偿因子关系信息，例如映射、查找表或用于转向扭矩的第一后轮角补偿因子的函数。
转向角速度比率控制部43可以基于转向角速度、预定的转向角速度-补偿因子关系信息和相同/相反相位增益来计算第二后轮角补偿因子。所述转向角速度-补偿因子关系信息表示输入的转向角速度和根据所述转向角速度确定后轮角补偿量的第二后轮角补偿因子之间的关系信息。
可以将第二后轮角补偿因子计算为用于补偿后轮角的特定角度或增益值，并且之后将作为具体示例对其进行描述。
在通过输入的相同/相反相位增益确定的后轮的转向方向是与前轮的转向方向相反的相位的情况下，转向角速度比率控制部43可以计算第二后轮角补偿因子，以通过考虑所述第二后轮角补偿因子计算目标后轮角，从而计算出较大的目标后轮角。
详细地，在车辆的行驶速度是低速的情况下，并且因此通过相同/相反相位增益确定的后轮的转向方向是与前轮的转向方向相反的相位的情况下，随着目标后轮角增大(即，碰撞风险降低)，转弯半径减小。因此，与通过不考虑第二后轮角补偿因子(即，通过仅使用前轮角和相同/相反相位增益)来计算目标后轮角的情况相比，通过考虑第二后轮角补偿因子，可以计算第二后轮角补偿因子，从而计算出较大的目标后轮角(例如：第二后轮角补偿因子被计算为正(+)值(在为特定角度的情况下)或等于或大于1的值(在增益的情况下)。
相反，在通过输入的相同/相反相位增益确定的后轮的转向方向是与前轮的转向方向相同的相位的情况下，转向角速度比率控制部43可以计算第二后轮角补偿因子，以通过考虑第二后轮角补偿因子计算目标后轮角，从而计算出较小的目标后轮角。
详细地，在车辆的行驶速度是高速的情况下，并且因此通过相同/相反相位增益确定的后轮的转向方向是与前轮的转向方向相同的相位的情况下，随着目标后轮角减小(即，碰撞风险降低)，车辆的偏航率增加。因此，与通过不考虑第二后轮角补偿因子(即，通过仅使用前轮角和相同/相反相位增益)来计算目标后轮角的情况相比，通过考虑第二后轮角补偿因子，可以计算第二后轮角补偿因子，从而计算较小的目标后轮角(例如：第二后轮角补偿因子被计算为负(-)值(在为特定角度的情况下)或小于1的值(在增益的情况下)。
为了执行上述操作，可以在转向角速度-补偿因子关系信息中设置第二后轮角补偿因子，根据相同/相反相位增益不同地计算该第二后轮角补偿因子。
同时，转向角速度比率控制部43可以仅在转向角速度等于或大于预定参考角速度的情况下计算第二后轮角补偿因子。也就是说，在通过根据所有输入的转向角速度计算第二后轮角补偿因子来补偿后轮角的情况下，尽管后轮转向响应性得到改善，但是驾驶稳定性可能变差。因此，仅在输入的转向角速度等于或大于预定的参考角速度的情况下，根据驾驶者的急转向操作判定为存在避障转向意图，并且可以计算出用于改善后轮转向响应性的第二后轮角补偿因子。参考角速度可以根据后轮转向系统的规格和设计者的意图进行不同地设定，并且可以预先设定在转向角速度-补偿因子关系信息中。
由于这个原因，转向角速度比率控制部43可以接收转向角速度和相同/相反相位增益，并且通过参考转向角速度-补偿因子关系信息来计算第二后轮角补偿因子；可以以各种方式设置转向角速度-补偿因子关系信息，例如映射、查找表或用于转向角速度的第二后轮角补偿因子的函数。
控制单元40可以计算第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子中的至少一个，并且可以基于计算出的第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子中的至少一个、前轮角以及相同/相反相位增益，来计算目标后轮角。换句话说，通过不仅考虑前轮角和相同/相反相位增益，还考虑第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子中的至少一个，可以计算具有改善的后轮转向响应性的目标后轮角。
为了准确地识别驾驶员的避障转向意图，可分别从转向扭矩和转向角速度计算第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子，并且相应地，为了计算配置有改善的后轮转向响应性的目标后轮角，可以综合考虑第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子，从而计算目标后轮转向角。
转向角比率控制部44可以接收转向角并根据转向角计算后轮转向增益。后轮转向增益是用于根据转向角成比例地控制后轮角，并且由此改善后轮转向响应性的参数。转向角比率控制部44可以提供用于根据转向角或者用于转向角的后轮转向增益的函数来计算后轮转向增益的转向角-增益映射或查找表。
因此，控制单元40可以基于前轮角、第一和第二后轮角补偿因子、相同/相反相位增益和后轮转向增益最终计算目标后轮角。
后轮驱动单元50可以从控制单元40接收目标后轮角，并且可以通过RWS致动器(未示出)和减速器(未示出)使后轮转向，使得后轮角成为目标后轮角。
虽然在本实施例中描述了前轮角计算部41、转向扭矩补偿控制部42、转向角速度比率控制部43、转向角比率控制部44和受控于车速的相同/相反相位控制部45是在控制单元40中分离的部件。需要注意的是，根据一个实施例，可以将它们实施为在控制单元40中集成的部件。
其次，以下将参照图2作为具体计算的示例描述基于前轮角、第一和第二后轮角补偿因子、相同/相反相位增益和后轮转向增益来计算目标后轮角的过程。
根据图2的例子，目标后轮角可以如等式1中那样进行计算。
[等式1]
(前轮角+第一后轮角补偿因子)×第二后轮角补偿因子×后轮转向增益×相同/相反相位增益
如上所述，第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子可以被计算为用于补偿后轮角的特定角度或增益。相应地，如图2所示，第一后轮角补偿因子被计算为特定角度并且与前轮角相加，第二后轮角补偿因子被计算为增益并且与前轮角和第一后轮角补偿因子的和相乘。通过将后轮转向增益和相同/相反相位增益乘以其结果，计算出目标后轮角。
在通过相同/相反相位增益确定的后轮的转向方向是与前轮的转向方向相反的相位的情况下，第一后轮角补偿因子可以被计算为正(+)值，第二后轮角补偿因子可以被计算为等于或大于1的值。因此，与不考虑第一和第二后轮角补偿因子的情况比较，根据等式1，目标后轮角可以被计算为较大的值，由此可以改善后轮转向响应性。
相反，在通过相同/相反相位增益确定的后轮的转向方向是与前轮的转向方向相同的相位的情况下，第一后轮角补偿因子可以被计算为负(-)值，第二后轮角补偿因子计算为小于1的正值。因此，与不考虑第一和第二后轮角补偿因子的情况比较，根据等式1，目标后轮角可以被计算为较小的值，由此可以改善后轮转向响应性。
尽管在图2中作为示例进行了描述，即，第一后轮角补偿因子被计算为特定角度，第二后轮角补偿因子被计算为特定增益，需要注意的是，根据一个实施例，第一和第二后轮角补偿因子均可以被计算为特定角度，在这种情况下，目标后轮角可以如等式2中那样进行计算。
[等式2]
(前轮角+第一后轮角补偿因子+第二后轮角补偿因子)×后轮转向增益×相同/相反相位增益
同样根据等式2，在通过相同/相反相位增益确定的后轮的转向方向是与前轮的转向方向相反或相同的相位的情况下，第一和第二后轮角补偿因子可以被计算为正(+)或负(-)值，因此后轮转向响应性以相同的方式得到改善。
此外，根据一个实施例，第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子都可以被计算为增益，在这种情况下，目标后轮角可以如等式3中那样进行计算。
[等式3]
前轮角×第一后轮角补偿因子×第二后轮角补偿因子×后轮转向增益×相同/相反相位增益
同样根据等式3，在通过相同/相反相位增益确定的后轮的转向方向是与前轮的转向方向相反或相同的相位的情况下，第一和第二后轮角补偿因子都可以被计算为等于或大于1的值，或小于1的正值，因此后轮转向响应性以相同的方式得到改善。
上述计算目标后轮角的过程仅仅是用于帮助理解本实施例的示例。因此，需要注意的是，在本实施例中，也可以包括通过由转向扭矩和转向角速度计算出的后轮角补偿因子，在相反相位的情况下，在后轮角增加的方向上计算出的目标后轮角，以及在相同相位的情况下，在后轮角减小的方向上计算出目标后轮角的所有结构。
图3是辅助说明应用了根据本发明的实施例的后轮转向控制装置的车辆在低速行驶的情况下，车辆的行为状态的视图的示例表示。图4是辅助说明在应用了根据本发明的实施例的后轮转向控制装置的车辆在高速行驶的情况下，车辆的行为状态的视图的示例表示。
参考图3，在车辆以低速行驶的情况下，由于后轮的转向方向是与前轮的转向方向相反的相位，并且后轮角增加以减小转弯半径，改善了转向响应性，从而可以有效地防止与障碍物的碰撞。
参考图4，在车辆高速行驶的情况下，由于后轮的转向方向是与前轮的转向方向相同的相位，并且后轮角减小以增加偏航率，改善了转向响应性，从而可以有效地防止与障碍物的碰撞。
图5是辅助说明根据本发明的实施例的后轮转向控制方法的流程图。
参考图5，描述根据本发明的实施例的后轮转向控制方法。首先，控制单元40分别从转向角传感器10、车速传感器20和转向扭矩传感器30接收转向角、车辆速度和转向扭矩(S10)。
控制单元40根据所接收的转向角来计算前轮角和转向角速度(S20)。
控制单元40基于转向扭矩和转向角速度中的至少一个，以及取决于车速的相同/相反相位增益，来计算用于改善后轮转向响应性的后轮角补偿因子(S30)。
后轮角补偿因子可以包括基于转向扭矩、预定的转向扭矩-补偿因子关系信息和相同/相反相位增益计算的第一后轮角补偿因子及基于转向角速度、预定的转向角速度-补偿因子关系信息和相同/相反相位增益来计算的第二后轮角补偿因子。
控制单元40可以计算第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子中的至少一个。在这点上，为了准确地识别驾驶员的避障转向意图，可以通过考虑转向扭矩和转向角速度两者来计算第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子。
在通过相同/相反相位增益确定的后轮的转向方向是与前轮的转向方向相反的相位的情况下，控制单元40可以计算第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子中的至少一个，以通过考虑第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子中的至少一个计算目标后轮角，从而计算出较大的目标后轮角。
相反，在通过相同/相反相位增益确定的后轮的转向方向是与前轮的转向方向相同的相位的情况下，控制单元40可以计算第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子中的至少一个，以通过考虑第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子中的至少一个计算目标后轮角，从而来计算出较小的目标后轮角。由于上文描述了这种过程，因此在此省略其详细描述。
当计算第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子中的至少一个时，控制单元40可仅在转向扭矩等于或大于预定参考扭矩时计算第一后轮角补偿因子，并且仅在转向角速度等于或大于预定参考角速度时计算第二后轮角补偿因子。
控制单元40基于前轮角、后轮角补偿因子和相同/相反相位增益来计算目标后轮角(S40)。即，基于第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子中的至少一个、前轮角以及相同/相反相位增益来计算所述目标后轮转向角。
在这方面，为了计算具有改进的后轮转向响应性的目标后轮角，可以通过考虑第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子二者来计算目标后轮角。
为了改善后轮转向响应性，控制单元40可以通过额外考虑后轮转向增益来计算目标后轮角，该后轮转向增益是作为根据转向角成比例地控制后轮角的参数。因此，所述控制单元40可以基于前轮角、第一和第二后轮角补偿因子，相同/相反相位增益和后轮转向增益最终计算目标后轮角。
控制单元40将目标后轮角传递到后轮驱动单元50，从而致动后轮驱动单元50(S50)。根据这个事实，后轮驱动单元50通过RWS致动器(未示出)和减速器(未示出)来转向后轮，使得后轮的角度变为目标后轮角。
从以上描述中可以明显地看出，根据本发明的实施例，通过转向扭矩和转向角速度快速识别驾驶员的避障转向意图，并且考虑到取决于车速的相同/相反相位增益，在相反的相位和相同的相位上分别补偿后轮角，即使当车辆以低速、中速和高速行驶时，转向响应性也可以瞬时得到改善，由此可以有效地防止与障碍物的碰撞。
虽然出于说明性目的已经公开了本发明的优选实施例，但是本领域技术人员将认识到，在不脱离如所附权利要求限定的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替换是可能的。因此，本发明的真实技术范围应由所附权利要求限定。

Claims (12)

1.一种后轮转向控制装置，包括：
转向角传感器，用于检测方向盘的转向角；
车速传感器，用于检测车速；
转向扭矩传感器，用于检测施加到转向轴的转向扭矩；和
控制单元，用于根据由所述转向角传感器检测到的所述转向角来计算前轮角和转向角速度；基于由所述转向扭矩传感器检测到的所述转向扭矩和计算出的转向角速度中的至少一个，以及取决于由所述车速传感器检测到的所述车速的相同/相反相位增益，来计算用于改善后轮转向响应性的后轮角补偿因子，并且基于所述前轮角、所述后轮角补偿因子和所述相同/相反相位增益来计算目标后轮角。
2.根据权利要求1所述的装置，
其中，所述后轮角补偿因子包括第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子，所述第一后轮角补偿因子基于所述转向扭矩、预定的转向扭矩-补偿因子关系信息和所述相同/相反相位增益计算，所述第二后轮角补偿因子基于所述转向角速度、预定的转向角速度-补偿因子关系信息和所述相同/相反相位增益计算；以及
其中，所述控制单元计算所述第一后轮角补偿因子和所述第二后轮角补偿因子中的至少一个，并且基于计算出的第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子中的至少一个，以及所述前轮角和所述相同/相反相位增益来计算所述目标后轮角。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，在通过所述相同/相反相位增益确定的后轮的转向方向是与前轮的转向方向相反的相位的情况下，所述控制单元计算所述第一后轮角补偿因子和所述第二后轮角补偿因子中的至少一个，以通过考虑所述第一后轮角补偿因子和所述第二后轮角补偿因子中的至少一个计算所述目标后轮角，从而计算出较大的目标后轮角。
4.根据权利要求2所述的装置，其中，在通过所述相同/相反相位增益确定的后轮的转向方向是与前轮的转向方向相同的相位的情况下，所述控制单元计算所述第一后轮角补偿因子和所述第二后轮角补偿因子中的至少一个，以通过考虑所述第一后轮角补偿因子和所述第二后轮角补偿因子中的至少一个计算所述目标后轮角，从而计算出较小的目标后轮角。
5.根据权利要求2所述的装置，其中，在计算所述第一后轮角补偿因子和所述第二后轮角补偿因子中的至少一个时，所述控制单元仅在所述转向扭矩等于或大于预定参考扭矩的情况下，计算所述第一后轮角补偿因子；并且仅在所述转向角速度等于或大于预定参考角速度的情况下，计算所述第二后轮角补偿因子。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，在计算所述目标后轮角时，所述控制单元通过额外考虑取决于所述转向角的后轮转向增益来计算所述目标后轮角。
7.一种后轮转向控制方法，包括：
分别从转向角传感器、车速传感器和转向扭矩传感器接收转向角、车速和转向扭矩，并且通过控制单元基于接收到的转向角计算前轮角和转向角速度；
所述控制单元基于所述转向扭矩和所述转向角速度中的至少一个，以及取决于所述车速的相同/相反相位增益，来计算用于改善后轮转向响应性的后轮角补偿因子；并且
控制单元基于所述前轮角、所述后轮角补偿因子和所述相同/相反相位增益计算目标后轮角。
8.根据权利要求7所述的方法，
其中，所述后轮角补偿因子包括第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子，所述第一后轮角补偿因子基于所述转向扭矩、预定的转向扭矩-补偿因子关系信息和所述相同/相反相位增益计算，所述第二后轮角补偿因子基于所述转向角速度、预定的转向角速度-补偿因子关系信息和所述相同/相反相位增益计算，以及
其中，在计算所述后轮角补偿因子时，所述控制单元计算所述第一后轮角补偿因子和所述第二后轮角补偿因子中的至少一个，并且
其中，在计算所述目标后轮角时，所述控制单元基于计算出的第一后轮角补偿因子和第二后轮角补偿因子中的至少一个、所述前轮角和所述相同/相反相位增益来计算所述目标后轮角。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，在计算所述后轮角补偿因子时，在通过所述相同/相反相位增益确定的后轮的转向方向是与前轮的转向方向相反的相位的情况下，所述控制单元计算所述第一后轮角补偿因子和所述第二后轮角补偿因子中的至少一个，以通过考虑所述第一后轮角补偿因子和所述第二后轮角补偿因子中的至少一个计算所述目标后轮角，从而计算出较大的目标后轮角。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，在计算所述后轮角补偿因子时，在通过所述相同/相反相位增益确定的后轮的转向方向是与前轮的转向方向相同的相位的情况下，所述控制单元计算所述第一后轮角补偿因子和所述第二后轮角补偿因子中的至少一个，以通过考虑所述第一后轮角补偿因子和所述第二后轮角补偿因子中的至少一个计算所述目标后轮角，从而计算出较小的目标后轮角。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，在计算所述后轮角补偿因子时，当计算所述第一后轮角补偿因子和所述第二后轮角补偿因子中的至少一个时，所述控制单元仅在所述转向扭矩等于或大于预定参考扭矩的情况下，计算所述第一后轮角补偿因子；并且仅在所述转向角速度等于或大于预定参考角速度的情况下，计算所述第二后轮角补偿因子。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，在计算所述目标后轮角时，所述控制单元通过额外考虑取决于所述转向角的后轮转向增益来计算所述目标后轮角。
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