CN114245781A - 转向控制装置、转向控制方法和包括该转向控制装置的转向支持系统 - Google Patents

转向控制装置、转向控制方法和包括该转向控制装置的转向支持系统 Download PDF

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Abstract

公开了一种转向控制装置、转向控制方法和包括转向控制装置的转向支持系统。特别地，根据本公开的转向控制装置包括：命令值计算单元，用于基于与方向盘的旋转对应的转向信息来计算命令齿条的移动的齿条移动命令值；差值计算单元，用于通过在感测到齿条的移动时接收与齿条的移动对应的齿条移动感测值来计算齿条移动命令值和齿条移动感测值之间的差值；以及反应扭矩计算单元，用于基于差值和一个或多个预设的虚拟连杆参数来计算反应扭矩。

Description

转向控制装置、转向控制方法和包括该转向控制装置的转向 支持系统
技术领域
本公开涉及转向控制装置和方法以及包括转向控制装置并且能够执行转向控制方法的转向辅助系统。
背景技术
作为车辆的转向辅助系统，已经开发并应用了配置为通过利用助力转向泵产生液压来使车辆转向的液压型转向辅助系统和配置为利用电动电机使车辆转向的电子型转向辅助系统。
在车辆转向辅助系统中，当驾驶员转动方向盘时，可能希望根据驾驶情况为驾驶员提供适当的转向感，以便驾驶员能够识别根据方向盘的转动的车辆转向操作的转向感。另外，可以由通过方向盘、转向柱等连接的连接力产生电机提供这种转向感。
在这点上，近来，配置为在车辆的方向盘和车轮之间没有机械连接的情况下电驱动车轮的线控转向型转向系统已经应用于车辆。线控转向系统通过在配置为感测方向盘的旋转信号的电子控制器单元(ECU)的控制下操作可操作地连接到车辆的至少一个车轮的转向电机来执行车辆的转向。
由于线控转向系统不具有机械连接，因此，需要一种用于提供如在具有这种机械连接的转向辅助系统中一样的适当转向感的装置、方法和/或系统。
发明内容
技术问题
为了解决这些问题，本公开的实施例提供通过应用虚拟连杆的至少一个特性来确定适当的反扭矩而为驾驶员提供适当的转向感的转向控制装置、转向控制方法和转向辅助系统。
此外，本公开的实施例提供通过应用与行驶情况相关的信息以及与方向盘和齿条之间的连接相关的信息实现反扭矩来为驾驶员提供最佳转向感的转向控制装置、转向控制方法和转向辅助系统。
技术方案
根据本公开的一个方面，提供一种包括在转向辅助系统中的转向控制装置，其包括：命令值计算器，用于基于与方向盘的转动相关的转向信息来计算指示齿条的移动的齿条移动命令值；差值计算器，用于在检测到齿条的移动时接收通过检测齿条的移动而获得的齿条移动检测值，并计算齿条移动命令值和齿条移动检测值之间的差值；以及反扭矩计算器，用于基于差值和预先设置的一个或多个虚拟连杆参数来计算反扭矩，一个或多个虚拟连杆参数对应于机械分离的方向盘和齿条之间的虚拟连杆的一个或多个特性。
根据本公开的另一方面，提供一种转向控制方法，其包括：基于与方向盘的转动相关的转向信息来计算指示齿条的移动的齿条移动命令值；在检测到齿条的移动时接收通过检测齿条的移动而获得的齿条移动检测值，计算齿条移动命令值和齿条移动检测值之间的差值；以及基于差值和预先设置的一个或多个虚拟连杆参数来计算反扭矩，一个或多个虚拟连杆参数对应于机械分离的方向盘和齿条之间的虚拟连杆的一个或多个特性。
根据本公开的又一方面，提供一种具有其中没有在转向输入装置和转向输出装置之间形成机械连接的结构的转向辅助系统。该转向辅助系统包括：转向角传感器，用于检测根据方向盘的转动的转向角；反力产生电机，用于将反力提供给方向盘；转向电机，用于轴向移动齿条；齿条位置传感器，用于检测齿条的位置；以及转向控制装置，用于基于转向信息控制转向电机并基于转向信息和从齿条位置传感器接收的齿条位置信息控制反力产生电机。转向控制装置基于转向信息来计算指示齿条的移动的齿条移动命令值，从齿条位置传感器接收齿条移动检测值并计算齿条移动命令值和齿条移动检测值之间的差值，基于差值和预先设置的一个或多个虚拟连杆参数来计算反扭矩，并且将与计算出的反扭矩对应的驱动电流提供给反力产生电机，一个或多个虚拟连杆参数对应于转向输入装置和转向输出装置之间的虚拟连杆的一个或多个特性。
技术效果
根据本公开的实施例，可以提供通过应用虚拟连杆的至少一个特性来确定适当的反扭矩从而为驾驶员提供适当的转向感的转向控制装置、转向控制方法和转向辅助系统。
此外，根据本公开的实施例，可以提供通过应用与行驶情况相关的信息以及与方向盘和齿条之间的连接相关的信息来实现反扭矩从而为驾驶员提供最佳转向感的转向控制装置、转向控制方法和转向辅助系统。
附图说明
图1示意性地示出根据本公开的方面的转向辅助系统。
图2是示意性地示出根据本公开的方面的转向控制装置的框图。
图3是根据本公开的方面的计算转向辅助系统和/或转向控制装置中的反扭矩的第一实施例的流程。
图4是根据本公开的方面的计算转向辅助系统和/或转向控制装置中的反扭矩的第二实施例的流程。
图5是根据本公开的方面的计算转向辅助系统和/或转向控制装置中的反扭矩的第三实施例的流程。
图6是表示相对于差值和作为常数的虚拟连杆参数的反扭矩的曲线图。
图7是表示相对于差值和作为变量的虚拟连杆参数的反扭矩的曲线图。
图8是根据本公开的方面的计算转向辅助系统和/或转向控制装置中的反扭矩的第四实施例的流程。
图9是表示应用了增益的反扭矩和未应用增益的反扭矩的曲线图。
图10和图11是表示根据驾驶员扭矩的第一增益的曲线图。
图12和图13是表示根据行驶速度的第二增益的曲线图。
图14是根据本公开的方面的转向控制方法的流程。
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。诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(A)”或“(B)”的术语可以在本文中用于描述本公开的元件。这些术语中的每一个都不用于定义元件的本质、顺序或次序等，而仅用于将相应元件与其它元件区分开来。当提到第一元件“连接或联接到”、“接触或重叠”等第二元件时，应解释为，不仅第一元件可以“直接连接或联接到”或“直接接触或重叠”第二元件，而且第三元件也可以“插入”在第一和第二元件之间，或者第一和第二元件可以通过第四元件彼此“连接或联接”、“接触或重叠”等。
图1示意性地示出根据本公开的方面的转向辅助系统。
参照图1，根据本公开的方面的转向辅助系统1可以指能够辅助转向力使得驾驶员能够容易地转向的系统。
转向辅助系统可分为：配置为通过利用泵产生液压流体压力来提供转向辅助力的液压助力转向(HPS)、配置为通过驱动电机来提供转向辅助力的电子助力转向(EPS)等。在下文中，为了描述的方便，将针对电子助力转向系统对本公开的实施例进行讨论；然而，本公开的实施例不限于此。即，应当理解的是，这样的讨论同样可以适用于包括液压助力转向系统在内的其它转向系统。
同时，根据是否在转向输入装置10和转向输出装置30之间提供或形成机械连接构件(或连杆)，转向系统可以是：机械转向辅助系统，配置为当由驾驶员转动方向盘11所产生的力(扭矩)通过机械助力传输装置(例如，连杆等)传递到位于至少一个车轮33中的致动器时使车轮33转向、或是：线控转向(SbW)系统，配置为通过通过电线、电缆等发送/接收电信号来传输助力，而不是通过机械助力传输装置来传输助力。在下文中，将针对线控转向系统描述根据本公开的方面的转向辅助系统1；然而，本公开的实施例不限于此。即，应当理解的是，这样的描述可以同样适用于包括机械转向辅助系统的其它转向辅助系统。
根据本公开的方面的转向辅助系统1可以包括转向输入装置10、转向控制器20、转向输出装置30等。如上所述，当采用线控转向型的转向辅助系统1时，转向输入装置10和转向输出装置30彼此机械分离。
转向输入装置10可以指驾驶员想要的转向信息被输入到其中的装置。转向输入装置10可以包括方向盘11、转向角传感器12、反力产生电机13、驾驶员提供扭矩传感器14等。
转向角传感器12可以根据方向盘11的转动检测转向角。具体地，当驾驶员转动方向盘11时，转向角传感器12可以检测方向盘11的旋转角(转向角)，并将指示检测到的转向角的检测信号(或检测值)提供给转向控制装置20。
反力产生电机13可以通过从转向控制装置20接收控制信号、命令信号、驱动电流等来向方向盘11施加反扭矩。具体地，反力产生电机13可以从转向控制装置20接收驱动电流，并通过以根据驱动电流的转速驱动来提供反扭矩。
驾驶员提供扭矩传感器14可以通过驾驶员转动方向盘11来检测驾驶员扭矩。具体地，当驾驶员转动方向盘11时，驾驶员提供扭矩传感器可以检测由驾驶员向方向盘11提供的驾驶员扭矩，并向转向控制装置20提供指示检测到的驾驶员扭矩的检测信号(或检测值)。此处，驾驶员扭矩可以指当驾驶员转动方向盘11时所产生的扭矩。
转向控制装置20可以通过从转向输入装置10接收转向信息来计算控制值，并且将指示计算出的控制值的电信号提供给转向输出装置30。转向信息可以指包含转向角和驾驶员扭矩中的至少一项的信息。
此外，转向控制装置20可以通过执行关于从转向输出装置30实际输出的助力信息的反馈来计算控制值。此后，转向控制装置20可以向转向输入装置10提供指示控制值的电信号以为驾驶员提供转向感。
转向控制装置20可以通过诸如电子控制器单元(ECU)、微型计算机等的电子控制装置来实现。在下面将更详细地描述转向控制装置20。
转向输出装置30可以指能够以符合驾驶员的意图的方式来实现相应车辆的转向的装置。转向输出装置30可以包括转向电机31、齿条32、齿条位置传感器34、至少一个车轮33、车辆速度传感器35等。
转向电机31可以沿轴向移动齿条32。具体地，转向电机31可以通过从转向控制装置20接收驱动电流而被驱动，并且使得齿条32沿轴向方向以线性方式移动。
齿条32可以通过转向电机31的驱动进行线性移动，并且车轮33可以通过齿条32的线性移动向左或向右转向。
齿条位置传感器34可以检测齿条32的位置。具体地，当齿条32进行线性移动时，当齿条32从与方向盘11处于中立位置的情况对应的位置移动时，齿条位置传感器34可以检测齿条32的实际位置，并将指示齿条32的位置检测值的检测信号提供给转向控制装置20。
此处，齿条位置传感器34可以检测齿条32的实际移动速度。即，齿条位置传感器34可以检测齿条32的位置，并通过对检测的齿条32的位置进行相对于时间的微分来计算齿条32的移动速度，并将指示计算出的齿条32的移动速度值的检测信号提供给转向控制装置20。因此，齿条位置传感器34可以进一步包括微分器。
车辆速度传感器35可以检测车辆的行驶速度。具体地，车辆速度传感器35可以检测车辆的行驶速度，并将指示行驶速度的检测信号提供给转向控制装置20。
虽然未示出，但是根据本公开的方面的转向辅助系统1可以进一步包括转向柱、小齿轮、用于检测至少一个车轮33的转向角的转向角传感器、用于检测车辆的航向角的横摆角速度传感器、能够使转向输入装置和转向输出装置分离或结合的离合器等。
在根据本公开的方面的转向辅助系统1实现为线控转向系统的情况下，因为转向输入装置10和转向输出装置30电连接而不是通过机械连杆进行连接，因此考虑到替代这种机械连杆的特性的虚拟连杆的至少一个特性，期望为驾驶员提供转向感。
在下文中，将更详细地描述转向控制装置20，鉴于上述虚拟连杆的至少一个特性，该转向控制装置20能够向驾驶员提供转向感。
图2是示意性地示出根据本公开的方面的转向控制装置的框图。
参照图2，根据本公开的方面的转向控制装置100可以包括命令值计算器110、差值计算器120、反扭矩计算器130等。
命令值计算器110可以基于由方向盘11的转动而产生的转向信息来计算指示齿条32的移动的齿条移动命令值。在一个实施例中，转向角传感器12可以检测方向盘11的转向角，并且命令值计算器110可以根据检测到的转向角来计算指示齿条32待移动的量的齿条移动命令值。
此处，齿条移动命令值可以指用于指示齿条32需要移动到与中心位置(在中心)间隔开的特定位置的值，并且齿条移动命令值可以包括指示齿条32的位置的齿条位置命令值和指示齿条32的移动速度的齿条移动速度命令值中的至少一项。
在一个实施例中，命令值计算器110可以计算用于指示齿条32的位置的齿条位置命令值。
在另一个实施例中，命令值计算器110可以计算用于指示齿条32的移动速度的齿条移动速度命令值。
在又一实施例中，在命令值计算器110包括微分器的情况下，命令值计算器110可以首先计算齿条位置命令值，然后通过对齿条32的位置进行相对于时间的微分来计算齿条移动速度命令值。
命令值计算器110可以将与齿条移动命令值对应的命令信号(或驱动电流等)输出到图1所示的转向电机31和差值计算器120。在这种情况下，转向电机31可以根据齿条移动命令值使齿条32沿轴向方向以线性方式移动。
当检测到齿条32的移动时，差值计算器120可以接收通过检测齿条32的移动而获得的齿条移动检测值，并计算齿条移动命令值和齿条移动检测值之间的差值。
此处，齿条移动检测值可以指由图1所示的齿条位置传感器34输出的检测信号所指示的值。
在一个实施例中，当齿条32通过转向电机31的驱动沿轴向方向进行线性移动时，齿条位置传感器34可以检测齿条32的实际位置，并将与齿条移动检测值对应的检测信号提供给差值计算器120。在这种情况下，差值计算器120可以计算由从齿条位置传感器34接收的检测信号所指示的齿条移动检测值与由从命令值计算器110接收的命令信号所指示的齿条移动命令值之间的差值。
此处，差值可以是基于齿条移动命令值而计算出的值。然而，本公开的实施例不限于此。
差值计算器120可以将与计算出的差值对应的电信号提供给反扭矩计算器130。
反扭矩计算器130可以基于由从差值计算器120接收的电信号所指示的差值和预先设置的一个或多个虚拟连杆参数来计算反扭矩。
一个或多个虚拟连杆参数可以是与如图1所示的包括方向盘11等的转向输入装置10和包括齿条32等的转向输出装置30之间的虚拟连杆的一个或多个特性对应的一个或多个参数。
此处，虚拟连杆可以指用于使用实际上并未包括在转向辅助系统1中的机械连杆的至少一个特性的连杆。例如，虚拟连杆可以包括虚拟扭杆、虚拟阻尼器等。然而，本公开的实施例不限于此。
在一个示例中，在虚拟连杆是虚拟扭杆的情况下，虚拟连杆参数可以是虚拟扭杆的扭转参数(torsionparameter，扭力参数)。
在这种情况下，由于扭杆具有极好的弹性，扭转参数可以被替换为作为弹簧的特性的弹簧参数。在另一个示例中，虚拟连杆参数可以是虚拟弹簧的弹簧参数。
由于扭转参数和弹簧参数是影响扭杆和弹簧的弹性的因素，所以虚拟参数不限于扭转参数和弹簧参数，可以包括影响弹性的任何弹性参数。
在又一示例中，虚拟连杆参数可以是虚拟阻尼器的阻尼参数。然而，本公开的实施例不限于此。
在下文中，将详细描述计算反扭矩的实施例。
图3是根据本公开的方面的计算转向辅助系统和/或转向控制装置中的反扭矩的第一实施例的流程。
在虚拟连杆参数是虚拟扭杆的扭转参数和虚拟弹簧的弹簧参数中的任何一个参数的弹性参数的情况下，根据本公开的方面的转向控制装置100可以利用齿条32的位置和弹性参数计算反扭矩。
参照图3，转向控制装置100可以在步骤S310计算齿条位置命令值，并在步骤S320接收齿条位置检测值。例如，命令值计算器110可以基于方向盘11的转向角计算齿条位置命令值，并将计算出的齿条位置命令值提供给转向电机31。差值计算器120可以从齿条位置传感器34接收齿条位置检测值。
此后，转向控制装置100可以在步骤S330计算齿条位置差值Δx。例如，差值计算器120可接收齿条位置命令值与通过检测齿条32的实际位置而获得的齿条位置检测值，并计算齿条位置命令值与齿条位置检测值之间的齿条位置差值Δx。
然后，转向控制装置100可以在步骤S340将弹性参数A应用于齿条位置差值Δx，并在步骤S350计算反扭矩τ。例如，反扭矩计算器130可以通过将齿条位置差值Δx乘以弹性参数A来计算反扭矩(τ＝A*Δx)。
图4是根据本公开的方面的计算转向辅助系统和/或转向控制装置中的反扭矩的第二实施例的流程。
在虚拟连杆参数是虚拟阻尼器的阻尼参数的情况下，根据本公开的方面的转向控制装置100可以通过利用齿条32的移动速度和阻尼参数来计算反扭矩。
参照图4，转向控制装置100可以在步骤S410计算齿条移动速度命令值，并在步骤S420接收齿条移动速度检测值。例如，命令值计算器110可以基于方向盘11的转向角计算齿条移动速度命令值。差值计算器120可以从齿条位置传感器34接收齿条移动速度检测值。
此后，转向控制装置100可以在步骤S430计算齿条移动速度差值
Figure BDA0003396804630000101
Figure BDA0003396804630000102
例如，差值计算器120可以接收齿条移动速度命令值与通过检测齿条32的实际移动速度获得的齿条移动速度检测值，并且可以计算齿条移动速度命令值和齿条移动速度检测值之间的齿条移动速度差值
Figure BDA0003396804630000103
此后，转向控制装置100可以在步骤S440将阻尼参数B应用于齿条移动速度差值
Figure BDA0003396804630000104
并且在步骤S450计算反扭矩τ。例如，反扭矩计算器130可以通过将齿条移动速度差值
Figure BDA0003396804630000105
乘以阻尼参数B来计算反扭矩
Figure BDA0003396804630000106
图5是根据本公开的方面的计算转向辅助系统和/或转向控制装置中的反扭矩的第三实施例的流程。
根据本公开的方面的转向控制装置100可以利用包括弹性参数和阻尼参数的虚拟连杆参数来计算反扭矩。
参照图5，转向控制装置100可以在步骤S510计算齿条位置命令值。
此后，转向控制装置100可以在步骤S521接收齿条位置检测值，在步骤S522计算第一差值Δx，并且在步骤S523将弹性参数A应用于第一差值Δx。此处，第一差值Δx可以指齿条位置差值Δx。
转向控制装置100可以在步骤S531通过对齿条位置命令值进行微分来计算齿条移动速度命令值，在步骤S532接收齿条移动速度检测值，在步骤S533计算第二差值
Figure BDA0003396804630000111
并将阻尼参数应用于第二差值
Figure BDA0003396804630000112
此处，第二差值
Figure BDA0003396804630000113
可以指齿条移动速度差值
Figure BDA0003396804630000114
然后，转向控制装置100可以在步骤S540通过将通过将弹性参数A应用于第一差值Δx而获得的值和通过将阻尼参数应用于第二差值
Figure BDA0003396804630000115
而获得的值相加来计算反扭矩τ。
例如，差值计算器120可以计算通过检测齿条32的实际位置而获得的齿条位置检测值与齿条位置命令值之间的第一差值Δx，并计算通过检测齿条32的实际移动速度而获得的齿条移动速度检测值与齿条移动速度命令值之间的第二差值
Figure BDA0003396804630000116
此外，反扭矩计算器130可以通过将通过将第一差值Δx乘以弹性参数A而获得的值(A*Δx)与通过将第二差值
Figure BDA0003396804630000117
乘以阻尼参数B而获得的值
Figure BDA0003396804630000118
相加来计算反扭矩
Figure BDA0003396804630000119
如上所述，根据本公开的方面的转向控制装置100可以通过应用虚拟连杆的至少一个特性来确定适当的反扭矩，从而为驾驶员提供适当的转向感。
同时，上述虚拟连杆参数对于相等的虚拟连杆的特性可以总是恒定的，并且可以根据具有不同特性的虚拟连杆而变化。
在下文中，将参照曲线图描述根据虚拟连杆参数确定的反扭矩。
图6是表示相对于差值和作为常数的虚拟连杆参数的反扭矩的曲线图。图7是表示相对于差值和作为变量的虚拟连杆参数的反扭矩的曲线图。
参照图6，在虚拟连杆参数是独立于差值Δ的常数的情况下，如上面参参照图3至图5所描述的，通过将差值Δ乘以虚拟连杆参数而计算出的反扭矩τ根据差值Δ线性增加。
在这种情况下，随着虚拟连杆参数的值增加，反扭矩τ的斜率增加。
例如，当第一虚拟连杆参数的值大于第二虚拟连杆参数的值时，通过将差值Δ乘以第一虚拟连杆参数而计算的反扭矩的第一斜率①大于通过将差值Δ乘以第二虚拟连杆参数而计算的反扭矩的第二斜率②。
受到预设最大扭矩的限制的条件下，随着差值Δ增加时，反扭矩可以有限地增加。这是为了向驾驶员提供适当的转向感和/或反力。
即，尽管反扭矩随着差值的增加而增加，但是当达到预设的最大扭矩时，即使差值增加，反扭矩也可以恒定为与最大扭矩相同的值。
参照图7，在虚拟连杆参数是基于差值映而射出的变量的情况下，通过将差值Δ乘以虚拟连杆参数而计算出的反扭矩τ根据差值Δ非线性地增加。
此处，反扭矩的非线性图可以用各种方式绘制。在一个实施例中，在通过将差值Δ乘以第三虚拟连杆参数而计算出反扭矩的情况下，反扭矩的曲线①可以是其中反扭矩的增加量随着差值(Δ)的增加而减小的曲线。在另一个实施例中，在通过将差值Δ乘以第四虚拟连杆参数而计算出反扭矩的情况下，反扭矩的曲线图②可以是其中反扭矩的增加量随差值(Δ)增加而变化的曲线图。然而，本公开的实施例不限于此。
同时，当车辆行驶时，存在难以预测的各种行驶状况。因此，有必要调整上述最大扭矩，以便根据行驶状况为驾驶员提供适当的转向感。
在下文中，将描述基于转向信息、行驶信息等计算反扭矩的实施例。
图8是根据本公开的方面的计算转向辅助系统和/或转向控制装置中的反扭矩的第四实施例的流程。图9是表示应用了增益的反扭矩和未应用增益的反扭矩的曲线图。
参照图8，如在上述实施例中讨论的，转向控制装置100可以在步骤S811利用齿条移动命令值和齿条移动检测值计算差值，并且在步骤S812将至少一个虚拟连杆参数应用于差值。
转向控制装置100可以在步骤S821接收转向信息和行驶信息中的至少一项。具体地，转向控制装置100可以在步骤S821接收由驾驶员转动方向盘而产生的驾驶员扭矩和行驶速度中的至少一项。此后，转向控制装置100可以在步骤S822基于接收到的信息计算增益。即，增益可以是用于根据驾驶员扭矩和行驶速度改变反扭矩的值。
接下来，转向控制装置100可以在步骤S830通过利用增益和通过将至少一个虚拟连杆参数应用于差值而获得的值来计算反扭矩。
在一个实施例中，反扭矩计算器130可以接收包括驾驶员扭矩的转向信息，基于转向信息计算第一增益，并且通过将第一增益应用于通过将至少一个虚拟连杆参数应用差值而获得的值来计算反扭矩。
在另一实施例中，反扭矩计算器130可以接收包括车辆的行驶速度的行驶信息，基于行驶信息计算第二增益，并且通过将第二增益应用于通过将至少一个虚拟连杆参数应用于差值而获得的值来计算反扭矩。
在这种情况下，如上文参照图3至图5所描述的，差值可以是第一差值和第二差值中的至少一个，虚拟连杆参数也可以是弹性参数和阻尼参数中的至少一个。反扭矩计算器130可以通过将差值乘以虚拟连杆参数和增益来计算反扭矩，并且可以将反扭矩限制为预先设置的最大扭矩。
如上所述，转向控制装置100可以通过应用增益来确定反扭矩，从而根据车辆的行驶状况灵活地改变反扭矩。
参照图9，例如，在相等虚拟连杆参数条件下，可以看出，应用增益的第一反扭矩的最大值(①)大于未应用增益的第二反扭矩的最大值(②)。然而，本公开的实施例不限于此。例如，与图9所示相反，应用增益的反扭矩的最大值可以小于未应用增益的反扭矩的最大值。
图10和11是表示根据由驾驶员提供的扭矩的第一增益Gain1的曲线图。
参照图10，第一增益Gain1可以随着驾驶员扭矩τsw的值增大而增大(①)或减小(③)，或者是恒定的(②)，与驾驶员扭矩τsw的值无关。这是因为即使当方向盘11以具有相对小的值的驾驶员扭矩τsw转动时也可能需要增加转向感的水平，或者根据情况降低转向感的水平。
参见图11，在驱动扭矩τsw的值小于或等于预设阈值τth的情况下，第一增益Gain1可以是恒定的，与驾驶员扭矩τsw的值无关，并且在驾驶员扭矩τsw大于阈值τth的情况下，第一增益Gain1可随着驾驶员扭矩τsw的值增大而增大或减小。
图12和13是表示根据行驶速度的第二增益Gain2的曲线图。
参照图12，第二增益Gain2可以随着行驶速度的值的增加而增加(①)，或者可以是恒定(②)的，与行驶速度v的值无关。这是因为，一般来说，随着行驶速度v增加，可能需要为驾驶员提供比正常情况更大的转向感。
参照图13，在行驶速度v的值小于或等于预设阈值vth的情况下，第二增益Gain2可以是恒定，与行驶速度v的值无关，并且在行驶速度v大于阈值vth的情况下，第二增益Gain2可以随着行驶速度v的值增大而增大。
如上所述，根据本公开的方面的转向控制装置100可以通过应用与行驶状况有关的信息以及与方向盘11和齿条之间的连接有关的信息来实现反扭矩，从而向驾驶员提供适当的转向感。
在下文中，将描述能够执行本文描述的所有实施例或一些实施例的转向控制方法。
图14是根据本公开的方面的转向控制方法的流程。
参照图14，根据本公开的方面的转向控制方法可以包括命令值计算步骤、差值计算步骤、反扭矩计算步骤等。
在命令值计算步骤中，可以基于根据方向盘11的转动的转向信息来计算指示齿条移动的齿条移动命令值。
在差值计算步骤中，当检测到齿条的移动时，可以接收通过检测齿条的移动而获得的齿条移动检测值，并且可以计算齿条移动命令值与齿条移动检测值之间的差值。
在反扭矩计算步骤中，可以基于差值和一个或多个预先设置的虚拟连杆参数来计算反扭矩。
此处，一个或多个虚拟连杆参数可以对应于上述虚拟连杆的一个或多个特性。
根据本文描述的实施例，可以提供转向控制装置、转向控制方法和转向辅助系统，其通过应用一个或多个虚拟连杆的特性来确定适当的反扭矩，从而为驾驶员提供适当的转向感。
此外，根据本文描述的实施例，可以提供转向控制装置、转向控制方法和转向辅助系统，其通过应用与行驶情况相关的信息以及与方向盘和齿条之间的连接相关的信息实现反扭矩，从而为驾驶员提供最佳转向感。
提供以上描述以及附图以使本领域技术人员能够做出和使用本公开的技术思想，并且是在特定应用及其要求的背景下提供的。在不脱离本公开的思想和范围的情况下，对所描述的实施例的各种修改、添加和替换对于本领域技术人员来说将是显而易见的，并且本文定义的一般原理可以应用于其它实施例和应用。以上描述和附图仅出于说明的目的提供了本公开的技术思想的示例。即，所公开的实施例旨在说明本公开的技术思想的范围。因此，本公开的范围不限于所示的实施例，而是与与权利要求一致的最宽范围相一致。本公开的保护范围应基于所附权利要求书来解释，凡在其等同范围内的技术思想均应解释为包含在本公开的范围内。
相关申请的交叉引用
如果适用，本申请要求于2019年06月07日于韩国提交的申请号为10-2019-0067515的专利申请的优先权，该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。另外，该非临时申请基于韩国专利申请出于同样的原因在美国以外的国家要求优先权，其全部内容通过引用并入本文。

Claims (20)

1.一种转向控制装置，包括在转向辅助系统中，所述转向控制装置包括：
命令值计算器，用于基于根据方向盘的转动的转向信息来计算指示齿条的移动的齿条移动命令值；
差值计算器，用于在检测到所述齿条的移动时接收通过检测所述齿条的移动而获得的齿条移动检测值，并计算所述齿条移动命令值和所述齿条移动检测值之间的差值；以及
反扭矩计算器，用于基于所述差值和预先设置的至少一个虚拟连杆参数来计算反扭矩，
其中，所述至少一个虚拟连杆参数对应于机械分离的所述方向盘和所述齿条之间的虚拟连杆的至少一个特性。
2.根据权利要求1所述的转向控制装置，其中，所述命令值计算器计算包括指示所述齿条的位置的齿条位置命令值和指示所述齿条的移动速度的齿条移动速度命令值中的至少一项的所述齿条移动命令值。
3.根据权利要求1所述的转向控制装置，其中，所述齿条移动命令值包括指示所述齿条的位置的齿条位置命令值，并且
其中所述差值计算器接收通过检测所述齿条的实际位置而获得的齿条位置检测值，并计算所述齿条位置命令值和所述齿条位置检测值之间的第一差值。
4.根据权利要求3所述的转向控制装置，其中，所述至少一个虚拟连杆参数是虚拟扭杆的扭转参数和虚拟弹簧的弹簧参数中的任意一个的弹性参数，并且
所述反扭矩计算器通过将所述第一差值乘以所述弹性参数来计算所述反扭矩。
5.根据权利要求1所述的转向控制装置，其中，所述齿条移动命令值包括指示所述齿条的移动速度的齿条移动速度命令值，并且
其中所述差值计算器接收通过检测所述齿条的实际移动速度而获得的齿条移动速度检测值，并计算所述齿条移动速度命令值和所述齿条移动速度检测值之间的第二差值。
6.根据权利要求5所述的转向控制装置，其中，所述至少一个虚拟连杆参数是虚拟阻尼器的阻尼参数，并且
其中所述反扭矩计算器通过将所述第二差值乘以所述阻尼参数来计算所述反扭矩。
7.根据权利要求1所述的转向控制装置，其中，所述齿条移动命令值包括齿条位置命令值和齿条移动速度命令值，并且
其中所述差值计算器计算所述齿条位置命令值和通过检测所述齿条的实际位置而获得的齿条位置检测值之间的第一差值，并计算所述齿条移动速度命令值和通过检测所述齿条的实际移动速度而获得的齿条移动速度检测值之间的第二差值。
8.根据权利要求7所述的转向控制装置，其中，所述至少一个虚拟连杆参数包括虚拟扭杆的扭转参数和虚拟弹簧的弹簧参数中的任意一个的弹性参数以及虚拟阻尼器的阻尼参数，并且
其中所述反扭矩计算器通过将通过将所述第一差值乘以所述弹性参数而获得的值与通过将所述第二差值乘以所述阻尼参数而获得的值相加来计算所述反扭矩。
9.根据权利要求1所述的转向控制装置，其中，所述至少一个虚拟连杆参数是与所述差值无关的常数或者基于所述差值进行映射而得到的变量。
10.根据权利要求9所述的转向控制装置，其中，所述反扭矩计算器通过将所述差值乘以所述至少一个虚拟连杆参数来计算所述反扭矩，并且
其中所述反扭矩随着所述差值增大而增大，并且当所述反扭矩达到预先设置的最大扭矩时，即使所述差值增大，所述反扭矩也保持与所述最大扭矩基本相同的值。
11.根据权利要求1所述的转向控制装置，其中，所述反扭矩计算器基于所述转向信息计算第一增益，并通过将所述第一增益应用于通过将所述至少一个虚拟连杆参数应用于所述差值而获得的值来计算所述反扭矩。
12.根据权利要求11所述的转向控制装置，其中，所述转向信息包括通过驾驶员转动所述方向盘而产生的驾驶员扭矩，并且
其中所述第一增益随着所述驾驶员扭矩增大而增大或减小，或者所述第一增益是恒定的，与所述驾驶员扭矩的值无关。
13.根据权利要求11所述的转向控制装置，其中，所述转向信息包括通过驾驶员转动所述方向盘而产生的驾驶员扭矩，并且
其中当所述驾驶员扭矩的值小于或等于预设的阈值时，所述第一增益是恒定的，与所述驾驶员扭矩的值无关，并且当所述驾驶员扭矩的值大于所述预设的阈值时，所述第一增益随着所述驾驶员扭矩增大而增大或减小。
14.根据权利要求1所述的转向控制装置，其中，所述反扭矩计算器进一步接收车辆的行驶信息，基于所述行驶信息计算第二增益，并通过将所述第二增益应用于通过将所述至少一个虚拟连杆参数应用于所述差值而获得的值来计算所述反扭矩。
15.根据权利要求14所述的转向控制装置，其中，所述行驶信息包括所述车辆的行驶速度，并且
其中所述第二增益随着所述行驶速度增大而增大，或者是恒定的，与所述行驶速度的值无关。
16.根据权利要求14所述的转向控制装置，其中，所述行驶信息包括所述车辆的行驶速度信息，并且
其中当所述行驶速度的值小于或等于预设的阈值时，所述第二增益是恒定的，与所述行驶速度的值无关，并且当所述行驶速度的值大于所述预设的阈值时，所述第二增益随着所述行驶速度增大而增大。
17.一种转向控制方法，所述方法包括：
基于根据方向盘的转动的转向信息来计算指示齿条的移动的齿条移动命令值；
通过在检测到所述齿条的移动时接收通过检测所述齿条的移动而获得的齿条移动检测值，计算所述齿条移动命令值和所述齿条移动检测值之间的差值；以及
其中基于所述差值和预先设置的至少一个虚拟连杆参数来计算反扭矩，
其中，所述至少一个虚拟连杆参数对应于机械分离的所述方向盘和所述齿条之间的虚拟连杆的至少一个特性。
18.一种转向辅助系统，具有转向输入装置和转向输出装置在其中机械分离的结构，所述转向辅助系统包括：
转向角传感器，用于检测根据方向盘的转动的转向角；
反力产生电机，用于将反力提供给所述方向盘；
转向电机，用于沿轴向移动齿条；
齿条位置传感器，用于检测所述齿条的位置；以及
转向控制装置，用于基于转向信息控制所述转向电机并基于所述转向信息和从所述齿条位置传感器接收到的齿条位置信息控制所述反力产生电机，
其中，所述转向控制装置基于所述转向信息来计算指示所述齿条的移动的齿条移动命令值，计算所述齿条移动命令值和从所述齿条位置传感器接收到的齿条移动检测值之间的差值，基于所述差值和预先设置的至少一个虚拟连杆参数来计算反扭矩，并且将与计算出的所述反扭矩对应的驱动电流提供给所述反力产生电机，并且
其中，所述至少一个虚拟连杆参数对应于所述转向输入装置和所述转向输出装置之间的虚拟连杆的至少一个特性。
19.根据权利要求18所述的转向辅助系统，进一步包括驾驶员提供扭矩传感器，用于检测通过所述方向盘的转动而产生的驾驶员扭矩，
其中，所述转向控制装置基于所述驾驶员扭矩计算第一增益，并通过将所述第一增益应用于通过将所述至少一个虚拟连杆参数应用于所述差值而获得的值来计算所述反扭矩。
20.根据权利要求18所述的转向辅助系统，进一步包括车辆速度传感器，用于检测车辆的行驶速度，
其中，反扭矩计算器基于所述行驶速度计算第二增益，并通过将所述第二增益应用于通过将所述至少一个虚拟连杆参数应用于所述差值而获得的值来计算所述反扭矩。
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