CN116279759A - 转向控制装置和方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种转向控制装置和方法，该转向控制装置响应于方向盘的旋转而控制反作用力马达以产生反作用扭矩，并且包括：条件确定器，确定是否满足停止反作用力提供条件，停止反作用力提供条件包括预设车辆停止条件和反作用力提供准备条件；产生器，在确定满足停止反作用力提供条件时，识别和处理用于基于与向反作用力马达供应电力的电池的剩余电量有关的剩余电力信息产生停止反作用扭矩信息的方案；以及控制器，基于停止反作用扭矩信息控制以对方向盘产生反作用扭矩。

Description

转向控制装置和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年12月10日提交的申请号为10-2021-0176930的韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请为了所有目的在此通过引用并入，如同在本文完整阐述一样。

技术领域

本公开涉及一种转向控制装置和方法，更具体地，涉及一种用于向停止的车辆的方向盘提供反作用力的转向控制装置和方法。

背景技术

一般而言，车辆转向装置是指通过将来自驾驶员的力施加到车轮来改变车辆的行驶方向的装置。最近采用了上端和下端彼此机械分离并通过电信号传递上端的运动的转向装置，即所谓的线控转向系统。

根据线控转向系统的特性，如果在用户操纵方向盘时没有提供反作用力，则车辆可能以与用户预期的速度不同的速度移动或可能空转，从而导致事故。

特别地，当车辆停车时，驾驶员可能认为方向盘是固定的，并在握持方向盘的同时上车或下车。因此，即使在停车状态下，也需要向方向盘提供反作用力。

然而，如果在车辆系统关闭的情况下仅使用用于提供反作用力的一般方案，则电池可能放电。因此，需要一种技术来提供反作用力以适应每种情况，例如，剩余电量。

发明内容

本公开提供一种即使在车辆停车的情况下也能够向方向盘提供反作用力的转向控制装置和方法。

本公开还提供一种能够考虑剩余电池容量向方向盘提供反作用力以适应每种情况的转向控制装置和方法。

本公开还提供一种即使在能够驱动的电流的幅值较小时也能够向方向盘提供反作用力的转向控制装置和方法。

在一方面中，本实施例可以提供一种转向控制装置，该转向控制装置响应于方向盘的旋转而控制反作用力马达以产生反作用扭矩，并且包括：条件确定器，确定是否满足停止反作用力提供条件，停止反作用力提供条件包括预设车辆停止条件和反作用力提供准备条件；产生器，在确定满足停止反作用力提供条件时，识别和处理用于基于与向反作用力马达供应电力的电池的剩余电量有关的剩余电力信息产生停止反作用扭矩信息的方案；以及控制器，基于停止反作用扭矩信息控制以对方向盘产生反作用扭矩。

在另一方面中，本实施例可以提供一种转向控制方法，该转向控制方法响应于方向盘的旋转而控制反作用力马达以产生反作用扭矩，并且包括：条件确定步骤，确定是否满足停止反作用力提供条件，停止反作用力提供条件包括预设车辆停止条件和反作用力提供准备条件；信息产生步骤，在确定满足停止反作用力提供条件时，识别和处理用于基于与向反作用力马达供应电力的电池的剩余电量有关的剩余电力信息产生停止反作用扭矩信息的方案；以及停止反作用力控制步骤，基于停止反作用扭矩信息控制以对方向盘产生停止反作用扭矩。

根据本公开，可以提供一种即使在车辆停车的情况下也能够向方向盘提供反作用力的转向控制装置和方法。

根据本公开，还可以提供一种能够考虑剩余电池容量向方向盘提供反作用力以适应每种情况的转向控制装置和方法。

根据本公开，还可以提供一种即使在能够驱动的电流的幅值较小时也能够向方向盘提供反作用力的转向控制装置和方法。

附图说明

本公开的上述和其它目的、特征和优点将从以下结合附图的详细描述中得到更清楚的理解，其中：

图1是示出根据本公开的转向控制装置的框图；

图2是示出根据实施例的车辆转向装置的示例配置的视图；

图3是示出根据实施例的执行停止反作用力控制的条件的示例的示图；

图4是示出根据实施例的转向控制装置驱动反作用力马达以执行停止反作用力控制的示例的曲线图；

图5是示出根据实施例的转向控制装置重置最大反作用扭矩以执行停止反作用力控制的示例的曲线图；

图6是示出根据实施例的转向控制装置利用马达制动扭矩来执行停止反作用力控制的示例的曲线图；

图7是示出根据实施例的转向控制装置控制逆变器的开关元件以产生马达制动扭矩的示例的视图；

图8是示出根据实施例的转向控制方法的流程图；

图9是示出根据另一实施例的执行转向控制方法的配置的示例的流程图；以及

图10是示出根据实施例的转向控制装置的计算机系统的配置的框图。

具体实施方式

在本公开的示例或实施例的以下描述中，将参照通过说明的方式示出可以实施的具体示例或实施例的附图，并且在附图中相同的附图标记和符号可以用于表示相同或相似的组件，即使相同或相似的组件在彼此不同的附图中示出。此外，在本公开的示例或实施例的以下描述中，当确定对包含在本文中的众所周知的功能和组件的详细描述可能使本公开的一些实施例中的主题不清楚时，将省略该描述。本文使用的诸如“包括有”、“具有”、“包含有”、“构成”、“组成”和“形成”的术语通常旨在允许添加其它组件，除非这些术语与术语“仅”一起使用。如本文所使用的，单数形式旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。

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限定元件的本质、顺序、次序或数量等，而仅用于将相应元件与其它元件区分开来。

当提及第一元件和第二元件“连接或联接”、“接触或重叠”等时，应解释为，不仅第一元件和第二元件可以“直接连接或联接”或“直接接触或重叠”，而且第三元件还可以“插设”在第一元件和第二元件之间，或者第一元件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。此处，第二元件可以包括在彼此“连接或联接”、“接触或重叠”等的两个或更多个元件中的至少一个中。

当使用诸如“以后”、“之后”、“接下来”、“之前”等时间相对术语来描述元件或配置的过程或操作或者操作、加工、制造方法中的流程或步骤时，这些术语可以用于描述非连续或非顺序的过程或操作，除非术语“直接”或“立即”一起使用。

另外，当提及任何尺寸、相对大小等时，即使没有说明相关描述，也应考虑元件或特征的数值或者相应信息(例如，水平、范围等)包括可能由各种因素(例如，过程因素、内部或外部影响、噪音等)引起的公差或误差范围。此外，术语“可”完全包含术语“可以”的所有含义。

在本公开中，停止反作用力控制被定义为基于停止反作用扭矩信息以产生反作用扭矩或反作用力的控制。在这种情况下，停止反作用力控制可以包括控制反作用力马达以产生停止反作用扭矩和控制以基于从反作用力马达产生的停止反作用扭矩向方向盘提供反作用力或反作用扭矩。

图1是示出根据本公开的转向控制装置的框图。

参照图1，根据本公开，转向控制装置100可以包括条件确定器110、产生器120和控制器130。条件确定器110、产生器120和控制器130可以彼此连接。

作为示例，转向控制装置100是响应于方向盘的旋转而控制反作用力马达以产生反作用扭矩的转向控制装置，并且可以包括：条件确定器，确定是否满足停止反作用力提供条件，停止反作用力提供条件包括预设车辆停止条件和反作用力提供准备条件；产生器，在确定满足停止反作用力提供条件时，识别和处理用于基于与向反作用力马达供应电力的电池的剩余电量有关的剩余电力信息产生停止反作用扭矩信息的方案；以及控制器，基于停止反作用扭矩信息控制以对方向盘产生反作用扭矩。

条件确定器110可以确定是否满足预设停止反作用力提供条件。在这种情况下，停止反作用力提供条件可以包括预设车辆停止条件和反作用力提供准备条件。

车辆停止条件可以包括用于识别车辆是否停止的至少一个或多个条件。由于向转向装置供应电力的方案和用于提供反作用力的控制逻辑可以根据车辆是否停止而变化，因此可以设置车辆停止条件，使得在满足车辆停止条件以确定车辆停止时执行根据本公开的停止反作用力控制。

此外，车辆停止条件可以被设置为满足用于识别车辆是否停止的多个条件中的至少一个。

例如，车辆停止条件可以被设置为满足车辆的点火关闭完成的条件、转向装置的电源关闭完成的条件和确定关于车辆的速度信息小于预设参考速度的条件中的至少一个。参考速度可以是设置为用作确定车辆是否停止/行驶的参考的车辆速度。

反作用力提供准备条件可以包括用于识别是否存在需要实际向方向盘提供反作用力的可能性的条件中的至少一个或多个。换言之，虽然识别到车辆停止，但除了该识别以外，还可以设置在满足反作用力提供准备条件时才执行根据本公开的停止反作用力控制。

反作用力提供准备条件可以被设置为满足用于识别是否存在需要向方向盘提供反作用力的可能性的多个条件中的至少一个。

例如，反作用力提供准备条件可以被设置为满足确定转向扭矩信息为参考扭矩以上的条件、识别到车钥匙插入车辆中的条件、识别到车门打开的条件和识别到人在车辆内的条件中的至少一个的条件。参考扭矩可以是设置为用作用于确定驾驶员是否握持方向盘的参考的扭矩。

当满足车辆停止条件和反作用力提供准备条件两者时，条件确定器110可以确定满足停止反作用力提供条件。换言之，如果确定车辆停止，并且由于外力而在方向盘中实际产生了转向扭矩，或者甚至在产生转向扭矩之前，由于识别到车钥匙插入或识别到人在车辆内而存在向方向盘施加外力的可能性，则条件确定器110可以确定需要为对方向盘执行停止反作用力控制做准备。

因此，如果条件确定器110确定满足车辆停止条件和反作用力提供准备条件两者，则转向系统可以通电，使得反作用力马达和方向盘被切换到可电动操作状态。

产生器120可以产生关于产生停止反作用扭矩的停止反作用力控制的停止反作用扭矩信息。在这种情况下，停止反作用扭矩信息可以被设置为在确定满足停止反作用力提供条件时产生。

产生器120可以识别和处理用于基于与向反作用力马达供应电力的电池的剩余电量有关的剩余电力信息产生停止反作用扭矩信息的方案。

作为示例，在确定剩余电力信息为预设参考电量以上时，产生器120可以基于转向角速度信息和转向角位移信息产生停止反作用扭矩信息。

换言之，如果电池的剩余电量充足，则产生器120可以产生停止反作用扭矩信息，用于以通过向反作用力马达供应电力以产生反作用扭矩而向方向盘提供反作用力的方式来执行停止反作用力控制。

具体地，产生器120可以基于转向角速度信息产生转向角位移信息，并且可以产生停止反作用扭矩信息，使得停止反作用扭矩信息的大小随着转向角位移信息增加而增加。

例如，可以产生与转向角位移具有满足例如Y＝aX+b(其中X是转向角位移，并且Y是停止反作用扭矩)的线性关系的停止反作用扭矩信息。

作为另一示例，可以产生停止反作用扭矩信息，使得在转向角位移和停止反作用扭矩增量之间的关系中，停止反作用扭矩的增量随着转向角位移的大小增加而增加。例如，可以产生具有满足Y＝aXc+b(其中X是转向角位移，并且Y是停止反作用扭矩)的曲线关系的停止反作用扭矩信息。

换言之，在转向角-停止反作用扭矩曲线图中，停止反作用扭矩的增量，即曲线图的斜率，以及停止反作用扭矩的大小，可以被产生为随着转向角位移增加而增加。

因此，在通过基于曲线关系的产生方案产生停止反作用扭矩的情况下，由于在反作用力马达中产生的停止反作用扭矩和传递到转向马达的反作用力的大小随着转向角位移增加而增加，握持方向盘的力可以更快地增加，增强了防止由于例如方向盘的空转而引起的事故风险的效果。

如果转向角位移达到预设参考转向角位移，则产生器120可以产生预设最大反作用扭矩作为停止反作用扭矩信息。在这种情况下，最大反作用扭矩可以基于反作用力马达的最大输出设置。

如果在转向角位移达到参考转向角位移之后，方向盘上仍然产生相同方向的转向扭矩，则产生器120可以执行停止反作用力控制，以产生与最大反作用扭矩对应的停止反作用扭矩。

总之，如果转向角位移信息为预设参考转向角位移以上，则产生器120可以产生预设最大反作用扭矩作为停止反作用扭矩信息。如果基于最大反作用扭矩在反作用力马达和方向盘中产生反作用力或反作用扭矩，则可以通过向握持方向盘的驾驶员提供相对强的反作用力来增强防止由于例如方向盘的空转而引起的事故的效果。

如果剩余电力信息为参考电量以上并且进一步满足特定预设条件，则产生器120可以重置最大反作用扭矩。

通常，由于在根据本公开执行停止反作用力控制时，向方向盘提供的反作用力可以随着在反作用力马达中产生的停止反作用扭矩的大小增加而增加，因此可以进一步增强防止由于例如方向盘的空转而引起的事故的效果。

然而，在所提供的反作用力的大小为预定大小以上的时段期间，通过提供反作用力来防止事故的效果可能不会进一步增加，或者增加率可能降低。此外，由于在提供相对较大的反作用力时所消耗的电量可能小于在提供相对较小的反作用力时所消耗的电量，因此根据所提供的反作用力的增加的停止反作用力控制的效率可能在超过预定大小的时段内相对降低。

特别地，由于根据本公开的停止反作用力控制在车辆停止状态下向反作用力马达供应电力，因此剩余电池电力可以比在当电源被驱动时向反作用力马达供应电力时更快地消耗。

鉴于此，最大反作用扭矩可以被重置为较小值，使得可以实现相对较长时间的停止反作用力控制。

具体地，最大反作用扭矩可以基于反作用力马达的最大输出来重置，或者也可以被设置为小于反作用力马达的最大输出的值，或者可以基于足以能够防止事故的扭矩值来设置。

此外，尽管剩余电池电力为参考电量以上，但如果剩余电力相对较小，则可以将最大反作用扭矩重置为小于现有设定值的值。

例如，如果满足剩余电力信息为参考电量以上并且小于预设第二参考电量的条件，则产生器120可以基于剩余电力信息减小最大反作用扭矩的设定值。

作为另一示例，产生器120可以将剩余电力和最大反作用扭矩设置为具有恒定的线性关系，并且可以将最大反作用扭矩设置为基于设置的线性关系计算的扭矩。

然而，过于频繁地重置最大反作用扭矩可能在控制停止反作用力控制中相当浪费资源并降低控制效率。考虑到这一点，产生器120可以将剩余电池电力分成预定区间，并允许针对每个区间将最大反作用扭矩重置为不同大小，使得仅在剩余电池电力改变为与当前区间不同的区间时执行重置。

产生器120可以基于转向角位移信息和预设查找表信息产生停止反作用扭矩信息。

查找表信息可以包括以这样的格式配置的信息，其中存储与每个转向角位移值相对应的停止反作用扭矩值，每个转向角位移值用作索引。

如果利用查找表信息产生停止反作用扭矩信息，则可以通过在查找表中提取与对应于转向角位移信息的索引值相对应的扭矩值来进行产生，而无需单独的基于方程的计算过程，从而可以提高产生停止反作用扭矩信息的速度。

下面参照图4和图5更详细地描述当剩余电力信息为参考电量以上时产生停止反作用扭矩和设置最大反作用扭矩。

如果确定剩余电力信息小于参考电量，则产生器120可以基于预设马达制动扭矩产生停止反作用扭矩信息。

换言之，如果剩余电池电力不足，则产生器120可以产生停止反作用扭矩信息，用于以利用通过控制逆变器的开关以使马达线圈短路而产生的扭矩的方案执行停止反作用力控制。

马达制动扭矩可以包括通过控制逆变器的开关元件以使马达线圈短路而产生的扭矩。例如，如果反作用力马达是三相马达，则马达制动扭矩可以包括通过控制逆变器的开关元件以使与马达的每个相对应的马达线圈短路而产生的扭矩。

产生马达制动扭矩所需的电流可以相对低于基于确定剩余电力信息为预设参考电量以上时产生的停止反作用扭矩信息产生停止反作用扭矩所需的电流。

下面参照图6和图7更详细地描述当剩余电力信息小于参考电量时产生停止反作用扭矩和设置马达制动扭矩。

控制器130可以基于停止反作用扭矩信息控制以在方向盘中产生反作用扭矩。在这种情况下，控制器130可以控制以在反作用力马达中产生停止反作用扭矩，并且可以控制以在反作用力马达中产生的停止反作用扭矩被传递到方向盘时，在方向盘中产生反作用扭矩。

控制器130可以根据剩余电力信息，基于以不同方案产生的停止反作用扭矩信息控制，以在反作用力马达中产生与停止反作用扭矩信息相对应的扭矩。

作为示例，如果确定剩余电力信息为参考电量以上并且产生了停止反作用扭矩信息，则控制器130可以控制以驱动反作用力马达来产生与停止反作用扭矩信息相对应的扭矩。在这种情况下，控制器130可以控制以使在反作用力马达中产生马达驱动电流，从而产生停止反作用扭矩。

作为另一示例，如果确定剩余电力信息小于参考电量并且产生了停止反作用扭矩信息，则控制器130可以控制以通过控制逆变器的开关元件以使马达线圈短路而在反作用力马达中产生与停止反作用扭矩信息相对应的扭矩。在这种情况下，控制器130可以控制以向反作用力马达供应马达制动电流来产生停止反作用扭矩。

与在产生器120中识别和处理基于剩余电力信息产生停止反作用扭矩信息的方案分开，控制器130可以独立地确定剩余电池电力并根据确定的结果以不同方案执行停止反作用力控制。

换言之，如果剩余电池电力为参考电量以上，则控制器130可以确定可提供的电力充足，并且如果剩余电量小于参考电量，则控制器130可以确定可提供的电力不足。

因此，如果确定可提供的电力充足，则控制器130可以以通过向反作用力马达供应马达驱动电流来产生反作用扭矩的方案执行停止反作用力控制，并且如果确定可提供的电力不足，则控制器130可以以通过使在反作用力马达中产生马达制动电流来产生反作用扭矩的方案执行停止反作用力控制。

另一方面，在执行停止反作用力控制时，向反作用力马达供应的马达驱动电流可以具有比马达制动电流相对较大的幅值。因此，如果剩余电池电力不足，则通过产生具有相对较小幅值的马达制动电流来执行停止反作用力控制，从而降低由于在停止状态下提供反作用力而引起的电池放电的风险。

特别地，如果转向装置在发动机驱动车辆的发动机关闭状态或电力驱动车辆的转换器关闭状态下通过停止反作用力控制持续供应电力，则电池可能更快地放电，如果电池在关闭状态下放电，则可能出现其它问题。因此，需要根据电池容量，基于不同情况进行响应。

图2是示出根据实施例的车辆转向装置的示例配置的视图。

参照图2，根据实施例，转向装置200可以包括：转向控制装置100；转向反作用力装置210，包括方向盘220和反作用力马达230，并利用反作用力马达230产生转向反馈扭矩；以及转向驱动装置250，包括齿条260和齿条驱动马达270，并利用齿条驱动马达270产生齿条驱动扭矩。

在一些情况下，转向装置200的转向反作用力装置210和转向驱动装置250可以是彼此物理分离的线控转向装置，并且转向反作用力装置210可以被称为转向反馈致动器(steering feedback actuator，SFA)，并且转向驱动装置250可以被称为道路车轮致动器(road wheel actuator，RWA)。

转向反作用力装置210不仅可以包括方向盘220和反作用力马达230，而且可以包括操作转向装置200的上端所需的任何其它部件，例如用于操作方向盘220和反作用力马达230或根据操作产生和传递信息的部件，以及用于产生、生成和传递转向扭矩和转向反馈扭矩的部件。

转向驱动装置250不仅可以包括齿条260和齿条驱动马达270，而且可以包括操作转向装置200的下端所需的任何其它部件，例如用于操作齿条260和齿条驱动马达270或根据操作产生和传递信息的部件以及用于产生、生成和传递齿条驱动扭矩的部件。

上述转向装置200可以配备有根据本公开的转向控制装置100，并且转向装置200的每个部件可以由转向控制装置100控制。以上描述可以适用于下文结合图3至图7描述的转向装置。

图3是示出根据实施例的执行停止反作用力控制的条件的示例的示图。

参照图3，根据实施例，当满足预设停止反作用力提供条件时，可以执行停止反作用力控制。在这种情况下，当满足车辆停止条件和反作用力提供准备条件两者时，可以确定满足停止反作用力提供条件。

例如，车辆停止条件可以被设置为满足车辆的点火关闭完成的条件、转向装置的电源关闭完成的条件和确定关于车辆的速度信息小于预设参考速度的条件中的至少一个。

此外，反作用力提供准备条件可以被设置为满足确定转向扭矩信息为参考扭矩以上的条件、识别到车钥匙插入车辆中的条件、识别到车门打开的条件和识别到人在车辆内的条件中的至少一个的条件。

关于此，参照图3，在所示的情况下，满足车辆停止条件和反作用力提供准备条件中的每一个，因此，可以确定满足停止反作用力提供条件。

具体地，在图3中，由于可以确定是否满足车辆停止条件使得驾驶员能够尝试上车或下车，因此当满足速度信息小于参考速度的条件时，可以确定满足车辆停止条件。

关于确定是否满足反作用力提供准备条件，图3示出驾驶员握持方向盘的情况。因此，可以确定满足确定转向扭矩信息为参考扭矩以上的条件。由于车门打开，因此可以确定满足识别到车门打开的条件。此外，由于驾驶员在驾驶员座椅上，因此可以确定满足确定驾驶员在车辆内的条件。因此，可以确定满足反作用力提供准备条件。

因此，根据本公开的转向控制装置可以确定图3中所示的情况是如下的情况：由于满足车辆停止条件和反作用力提供准备条件中的每一个而满足停止反作用力提供条件，从而可以执行停止反作用力控制。

图4至图7是示出根据实施例的转向控制装置中执行停止反作用力控制的配置的示例的曲线图。

图4是示出根据实施例的转向控制装置驱动反作用力马达以执行停止反作用力控制的示例的曲线图。

参照图4，根据实施例的转向控制装置可以控制以相对于方向盘中开始产生转向扭矩的位置在反作用力马达中产生停止反作用扭矩，从而控制以在方向盘中产生反作用力或反作用扭矩。

在这种情况下，转向控制装置可以控制以在相对于起点的预定可操作范围内产生停止反作用扭矩。转向控制装置可以控制以随着相对于起点计算的转向角位移增加而增加要产生的停止反作用扭矩的大小。表示相对于一个起点的转向角位移和停止反作用扭矩之间的关系的曲线可以表示为一个反作用扭矩曲线。根据情况，可操作范围可以被设置为具有不同大小。

例如，转向控制装置可以基于第一反作用扭矩曲线410、第二反作用扭矩曲线420和第三反作用扭矩曲线430来执行停止反作用力控制。

第一反作用扭矩曲线410可以是基于第一起点412的反作用扭矩曲线，第二反作用扭矩曲线420可以是基于第二起点422的反作用扭矩曲线，第三反作用扭矩曲线430可以是基于第三起点432的反作用扭矩曲线。

第一反作用扭矩曲线410可以是基于作为中心点的第一起点412表示的反作用扭矩曲线。在这种情况下，在第一起点412的相对两侧产生停止反作用扭矩的预定范围可以表示为第一可操作范围414。

例如，如果在满足停止反作用力提供条件的情况下在方向盘中产生转向扭矩并且方向盘停止在中心位置，则可以根据第一反作用扭矩曲线410执行停止反作用力控制。

在这种情况下，可以执行停止反作用力控制，使得停止反作用扭矩的大小在第一可操作范围414中随着基于第一起点412的转向角位移增加而增加。

此外，如果转向角位移达到预设参考转向角位移，则可以执行停止反作用力控制以产生与预设最大反作用扭矩440对应的停止反作用扭矩。此处，最大反作用扭矩可以基于反作用力马达可以输出的最大扭矩设置。

此外，如果在转向角位移超过参考转向角位移之后，方向盘仍通过转向扭矩继续旋转，则可以执行停止反作用力控制以持续产生与最大反作用扭矩相对应的停止反作用扭矩。

因此，在由于在满足停止反作用力提供条件的情况下产生超过基于第一起点412的参考扭矩的转向扭矩而执行停止反作用力控制时，转向控制装置可以执行停止反作用力控制以如第一反作用扭矩曲线410中那样，随着转向角位移增加而在最大反作用扭矩440的范围内产生停止反作用扭矩，从而防止驾驶员由于例如方向盘的空转而引起的事故。

第二反作用扭矩曲线420可以是基于第二起点422表示的反作用扭矩曲线。在这种情况下，即使当第二起点422不是中心位置时，也可以基于第二起点422在第二可操作范围424内产生转向角位移和根据转向角位移的停止反作用扭矩信息，并在最大反作用扭矩440的范围内对反作用力马达执行停止反作用力控制。

第三反作用扭矩曲线430可以是基于第三起点432表示的反作用扭矩曲线。在这种情况下，可以基于第三起点432在第三可操作范围434内执行停止反作用力控制。

然而，如图4所示，基于第三起点432的第三可操作范围434的大小可以不同于第一可操作范围414和第二可操作范围424。

作为示例，第三可操作范围434可以受方向盘的可操作范围限制。具体地，第三可操作范围434可以在第三起点432的右侧被方向盘的可操作范围的右端部限制。

如果在方向盘到达右端部的情况下向右产生转向扭矩，则通过方向盘对右端部的反作用产生外力，从而可以以不产生除端部的外力以外的其它反作用扭矩的方式执行停止反作用力控制。

图5是示出根据实施例的转向控制装置重置最大反作用扭矩以执行停止反作用力控制的示例的曲线图。

参照图5，根据实施例的转向控制装置可以在剩余电力信息为参考电量以上并且满足预设条件时重置最大反作用扭矩440，并且可以基于重置的最大反作用扭矩540执行停止反作用力控制。

作为示例，如果剩余电力信息为参考电量以上并且满足预设第二参考电量以上，则最大反作用扭矩440可以被重置为反作用力马达的最大输出。

作为另一示例，如果满足剩余电力信息为参考电量以上并且小于第二参考电量的条件，则最大反作用扭矩440可以以减小现有设定值的方式重置。在这种情况下，最大反作用扭矩可以以从反作用力马达的最大输出中减去特定值或将反作用力马达的最大输出乘以预定比率后减去特定值的方式重置，或者可以以预先设置与最大输出不同的新扭矩值的方式重置。

如果最大反作用扭矩440被重置，则可以基于重置的最大反作用扭矩540来执行随后的停止反作用力控制。

因此，尽管基于相同起点执行停止反作用力控制，但是反作用扭矩曲线和停止反作用扭矩的大小可以改变。

作为示例，由于第一反作用扭矩曲线是基于第一起点412表示的反作用扭矩曲线，但是与图4中不同，停止反作用扭矩基于重置的最大反作用扭矩540计算并执行停止反作用力控制，因此可能与基于最大反作用扭矩440执行根据转向角位移的停止反作用扭矩的增量或变化率时不同。

然而，虽然停止反作用力控制基于重置的最大反作用扭矩540执行，但是第一可操作范围514可以被设置为具有与图4的第一可操作范围相同的可操作范围。当然，第一可操作范围514也可以单独重置。

作为另一示例，基于重置的最大反作用扭矩540，类似于基于第一起点512的第一反作用扭矩曲线510和第一可操作范围514，基于第二起点522的第二反作用扭矩曲线520和第二可操作范围524以及基于第三起点532的第三反作用扭矩曲线530和第三可操作范围534可以被示出为部分相同或部分不同。

因此，如果基于重置为小于最大反作用扭矩440的值的最大反作用扭矩540执行停止反作用力控制，则可以相对减少功耗并因此增加能够相对于剩余电池电力执行停止反作用力控制的时间。

因此，通过基于重置的最大反作用扭矩540执行停止反作用力控制，可以降低由于在停止状态下提供反作用力而引起的电池放电的风险。

图6是示出根据实施例的转向控制装置利用马达制动扭矩来执行停止反作用力控制的示例的曲线图。

参照图6，如果确定剩余电力信息小于参考电量并且产生了停止反作用扭矩信息，则控制器130可以控制以通过控制逆变器的开关元件以使马达线圈短路而在反作用力马达中产生与停止反作用扭矩信息相对应的扭矩。

作为示例，如果确定剩余电力信息小于参考电量，则转向控制装置可以基于预设马达制动扭矩610产生停止反作用扭矩信息，并执行停止反作用力控制。

具体地，转向控制装置可以通过以控制逆变器的下开关元件或上开关元件全部接通以使与反作用力马达的每个相对应的马达线圈短路的方式产生与马达制动电流对应的电流，来执行停止反作用力控制。

在一些情况下，当基于马达制动扭矩执行停止反作用力控制时，所产生的反作用力和反作用扭矩可能不形成如图4和图5所示的反作用扭矩曲线。

然而，即使当剩余电池电力非常小时，这种方案也可以基于相对较小的马达制动电流使反作用力马达提供停止反作用扭矩，并传递停止反作用扭矩以提供反作用力。因此，即使当剩余电力信息小于参考电量时，也可以提供停止反作用力控制，从而保持防止由于例如方向盘的空转而引起的事故的效果。

图7是示出根据实施例的转向控制装置控制逆变器的开关元件以产生马达制动扭矩的示例的视图。

参照图7，根据实施例，转向控制装置可以控制逆变器的操作，从而在反作用力马达中产生马达制动扭矩。为此，转向控制装置可以控制以接通或关断逆变器的每个开关元件。可以以利用逆变器产生恒定的负载或约束力并施加到反作用力马达的方式来执行马达制动扭矩的产生。

逆变器可以包括下开关元件710和上开关元件720。下开关元件710和上开关元件720可以包括分别与马达的相对应的至少一个或多个开关元件。

例如，如果反作用力马达是三相马达，则连接到反作用力马达的逆变器可以包括分别与反作用力马达的相对应的三个下开关元件710和三个上开关元件720。

逆变器的两个开关元件可以串联连接到每个相(U相、V相和W相)，并且每个开关元件可以连接到与马达的每个相对应的马达线圈。

作为示例，可以以控制逆变器的下开关元件710或上开关元件720全部接通以使与反作用力马达的每个相对应的马达线圈短路的方式，执行基于马达制动扭矩的停止反作用力控制。

作为具体示例，转向控制装置可以控制以接通连接到每个相的负电压侧的三个下开关元件710并且关断连接到每个相的正电压侧的三个上开关元件720，使与马达的各个相对应的马达线圈短路，从而产生马达制动扭矩。

作为另一具体示例，转向控制装置可以控制以接通连接到每个相的正电压侧的三个上开关元件720并且关断连接到每个相的负电压侧的三个下开关元件710，使与马达的每个相对应的马达线圈短路，从而产生马达制动扭矩。

另一方面，转向控制装置可以控制以通过改变逆变器的开关操作中的占空比来改变马达制动扭矩的大小。具体地，转向控制装置可以改变脉宽调制(PWM)脉冲的占空比，并且可以根据调整后的占空比控制接通或关断逆变器的开关。换言之，转向控制装置可以通过脉宽控制来调整接通操作时间，从而产生期望大小的马达制动扭矩。

例如，在控制连接到每个相的负电压侧的三个下开关元件710以同时从接通操作状态切换到关断操作状态时，转向控制装置可以控制以通过控制给出接通操作时间的脉宽来产生不同大小的马达制动电流。

此外，转向控制装置可以利用在反作用力马达中产生的马达制动扭矩来产生系统制动扭矩，并且可以控制减速器以产生不同大小的系统制动扭矩。具体地，转向控制装置可以控制以通过基于马达制动扭矩改变减速器的减速比来改变系统制动扭矩的大小。

总之，转向控制装置可以通过逆变器的开关来产生马达制动扭矩，并控制以通过改变占空比来产生不同大小的马达制动扭矩。此外，转向控制装置可以利用马达制动扭矩产生系统制动扭矩，并且控制以通过改变减速器的减速比来改变系统制动扭矩。

因此，转向控制装置通过上述控制过程，即使在剩余电力信息小于参考电量时，也可以通过控制以产生马达制动扭矩和系统制动扭矩来向方向盘提供反作用力感觉。

下面根据方法再次描述转向控制装置100，并且根据需要省略上面已经描述的内容，但上面已经描述的内容也可应用于该方法。

图8是示出根据实施例的转向控制方法的流程图。

参照图8，根据实施例，转向控制方法可以包括条件确定步骤S810、信息产生步骤S820和停止反作用力控制步骤S830。

作为示例，转向控制方法是响应于方向盘的旋转而控制反作用力马达以产生反作用扭矩的转向控制方法，并且可以包括：条件确定步骤，确定是否满足停止反作用力提供条件，停止反作用力提供条件包括预设车辆停止条件和反作用力提供准备条件；信息产生步骤，在确定满足停止反作用力提供条件时，识别和处理用于基于与向反作用力马达供应电力的电池的剩余电量有关的剩余电力信息产生停止反作用扭矩信息的方案；以及停止反作用力控制步骤，基于停止反作用扭矩信息控制以对方向盘产生停止反作用扭矩。

条件确定步骤S810可以确定是否满足预设停止反作用力提供条件。在这种情况下，停止反作用力提供条件可以包括车辆停止条件和反作用力提供准备条件。

在一些情况下，当满足车辆停止条件和反作用力提供准备条件两者时，条件确定步骤S810可以确定满足停止反作用力提供条件。

例如，条件确定步骤S810可以在满足车辆的点火关闭完成的条件、转向装置的电源关闭完成的条件和确定关于车辆的速度信息小于预设参考速度的条件中的至少一个时，确定满足车辆停止条件。

作为另一示例，条件确定步骤S810可以在满足确定转向扭矩信息为参考扭矩以上的条件、识别到车钥匙插入车辆中的条件、识别到车门打开的条件和识别到人在车辆内的条件中的至少一个时，确定满足反作用力提供准备条件。

如果条件确定步骤S810确定满足车辆停止条件和反作用力提供准备条件两者，则转向系统可以被通电，使得反作用力马达和方向盘被切换到可电动操作状态。

信息产生步骤S820可以产生关于产生停止反作用扭矩的停止反作用力控制的停止反作用扭矩信息。在这种情况下，停止反作用扭矩信息可以被设置为在确定满足停止反作用力提供条件时产生。

信息产生步骤S820可以识别和处理用于基于与向反作用力马达供应电力的电池的剩余电量有关的剩余电力信息产生停止反作用扭矩信息的方案。

作为示例，在确定剩余电力信息为预设参考电量以上时，信息产生步骤S820可以基于转向角速度信息和转向角位移信息产生停止反作用扭矩信息。

换言之，如果电池的剩余电量充足，则产生器120可以产生停止反作用扭矩信息，用于以通过向反作用力马达供应电力以产生反作用扭矩而向方向盘提供反作用力的方式来执行停止反作用力控制。

此外，在信息产生步骤S820中，尽管剩余电池电力为参考电量以上，但如果剩余电力相对较小，则可以将最大反作用扭矩重置为小于现有设定值的值。

例如，如果满足剩余电力信息为参考电量以上并且小于预设第二参考电量的条件，则信息产生步骤S820可以基于剩余电力信息降低最大反作用扭矩的设定值。

作为另一示例，如果确定剩余电力信息小于参考电量，则信息产生步骤S820可以基于预设马达制动扭矩产生停止反作用扭矩信息。

换言之，如果剩余电池电力不足，则信息产生步骤S820可以产生停止反作用扭矩信息用于以利用通过控制逆变器的开关以使马达线圈短路而产生的扭矩的方案执行停止反作用力控制。

停止反作用力控制步骤S830可以基于停止反作用扭矩信息控制以在方向盘中产生反作用扭矩。在这种情况下，停止反作用力控制步骤S830可以控制以在反作用力马达中产生停止反作用扭矩，并且可以包括控制以在反作用力马达中产生的停止反作用扭矩被传递到方向盘时在方向盘中产生反作用扭矩。

停止反作用力控制步骤S830可以根据剩余电力信息，基于以不同方案产生的停止反作用扭矩信息控制，以在反作用力马达中产生与停止反作用扭矩信息相对应的扭矩。

作为示例，如果确定剩余电力信息为参考电量以上并且产生了停止反作用扭矩信息，则停止反作用力控制步骤S830可以控制以驱动反作用力马达来产生与停止反作用扭矩信息相对应的扭矩。在这种情况下，停止反作用力控制步骤S830可以控制以使在反作用力马达中产生马达驱动电流，从而产生停止反作用扭矩。

作为另一示例，如果确定剩余电力信息小于参考电量并且产生了停止反作用扭矩信息，则停止反作用力控制步骤S830可以控制以通过控制逆变器的开关元件以使马达线圈短路而在反作用力马达中产生与停止反作用扭矩信息对应的扭矩。在这种情况下，停止反作用力控制步骤S830可以控制以向反作用力马达供应马达制动电流来产生停止反作用扭矩。

与在信息产生步骤S820中识别和处理基于剩余电力信息产生停止反作用扭矩信息的方案分开，停止反作用力控制步骤S830可以独立地确定剩余电池电力并根据确定的结果以不同方案执行停止反作用力控制。

因此，如果剩余电池电力不足，则通过供应具有相对较小幅值的马达制动电流来执行停止反作用力控制，从而降低由于在停止状态下提供反作用力而引起的电池放电的风险。

图9是示出根据另一实施例的执行转向控制方法的配置的示例的流程图。

根据另一实施例，转向控制方法可以包括上车/下车命令提供步骤S910、电池容量确定步骤S920、马达驱动反作用扭矩提供步骤S930、逆变器开关控制步骤S940和马达制动反作用扭矩提供步骤S950。

上车/下车命令提供步骤S910可以包括提供用于在上车/下车的情况下执行停止反作用力控制的反作用力命令和提供用于确定剩余电池容量的电池容量命令。

因此，基于在上车/下车命令提供步骤S910中提供的命令，可以在后续步骤中根据确定剩余电池容量的结果以不同方式执行停止反作用力控制。

电池容量确定步骤S920可以包括确定连接到反作用力马达以供应电力的电池的剩余容量。在这种情况下，可以基于剩余电池容量是否为预设参考电量以上确定剩余电池容量。

如果在电池容量确定步骤S920中确定电池容量充足，则可以执行马达驱动反作用扭矩提供步骤S930。可选地，如果确定电池容量低，则可以执行逆变器开关控制步骤S940。

马达驱动反作用扭矩提供步骤S930可以包括当确定电池容量充足时，通过基于马达驱动电流产生马达驱动反作用扭矩来执行停止反作用力控制。

在这种情况下，马达驱动电流可以是指通常在通过驱动反作用力马达产生反作用扭矩时提供的电流，并且与在马达制动反作用扭矩提供步骤S950中提供的马达制动电流相比，马达驱动电流可以具有相对较高的电流值。

因此，当基于马达驱动电流执行停止反作用力控制时，可以通过驱动马达来为每个操作角度和方向盘位置提供反作用力。因此，可以考虑在上车/下车的情况下在方向盘中产生的转向扭矩的转向角位移来执行停止反作用力控制以提供反作用力。

逆变器开关控制步骤S940可以包括当确定电池容量低时通过操纵逆变器的开关来产生马达制动扭矩。

具体地，逆变器开关控制步骤S940可以包括通过关闭转向装置的ECU中的整个逆变器来控制产生制动扭矩的操作。因此，如果通过利用自身的制动扭矩来限制方向盘的旋转，则驱动电流非常低，因此可以降低电池放电的风险。

例如，可以通过以控制逆变器的下开关元件或上开关元件全部接通以使与反作用力马达的每个相对应的马达线圈短路的方式产生与马达制动电流相对应的电流，来执行停止反作用力控制。

马达制动反作用扭矩提供步骤S950可以包括执行停止反作用力控制，以通过基于马达制动电流产生马达制动反作用扭矩来向方向盘提供反作用力。

在这种情况下，与在马达驱动反作用扭矩提供步骤S930中提供的马达驱动电流相比，马达制动电流可以具有相对较低的电流值。

在一些情况下，如果通过基于马达制动电流产生马达制动反作用扭矩来执行停止反作用力控制，则马达制动反作用扭矩提供步骤S950可能不会产生期望的反作用力曲线。

然而，由于可以仅通过产生相对较小幅值的马达制动电流来执行停止反作用力控制，因此，即使在剩余电池容量不足时，也可以提供反作用力，从而防止由于例如上车或下车时方向盘的空转而引起的事故。

图10是示出根据实施例的转向控制装置的计算机系统的配置的框图。

参照图10，上述实施例可以被实现为例如计算机系统中的计算机可读记录介质。如图所示，作为根据本实施例的转向控制装置的示例，计算机系统1000可以包括可以通过总线1060彼此通信的一个以上的处理器1010、存储器1020、存储单元1030、用户界面输入单元1040和用户界面输出单元1050中的至少一个。计算机系统1000可以进一步包括用于连接到网络的网络接口1070。处理器1010可以是中央处理单元(CPU)或执行存储在存储器1020和/或存储单元1030中的处理指令的半导体装置。存储器1020和存储单元1030可以包括各种类型的易失性/非易失性存储介质。例如，存储器1200可以包括只读存储器(ROM)1024和随机存取存储器(RAM)1025。

因此，实施例可以被实现为存储计算机实现方法或计算机可执行指令的非易失性计算机记录介质。指令可以由处理器执行以执行根据本公开的本实施例的方法。

具体地，根据本实施例的转向控制装置100以及转向控制装置100中包括的条件确定器110、产生器120和控制器130可以被实现为安装在车辆中的转向系统的控制装置或ECU的一些模块。

转向系统的控制装置或ECU可以包括处理器、诸如存储器的存储装置和能够执行特定功能的计算机程序，并且上述条件确定器110、产生器120和控制器130可以被实现为能够执行各自对应功能的软件模块。

换言之，根据本实施例的条件确定器110、产生器120和控制器130可以被实现为之后存储在存储器中的各自对应软件模块，并且每个软件模块可以在特定时间通过诸如转向系统中包括的ECU的计算处理装置来执行。

如上所述，本公开可以提供一种即使在车辆停车的情况下也能够向方向盘提供反作用力的转向控制装置和方法。

本公开还可以提供一种能够考虑剩余电池容量向方向盘提供反作用力以适应每种情况的转向控制装置和方法。

根据本公开，还可以提供一种即使在能够驱动的电流的幅值较小时也能够向方向盘提供反作用力的转向控制装置和方法。

提供以上描述以使本领域技术人员能够做出和使用本公开的技术思想，并且以上描述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，并且本文限定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，而是同与权利要求书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，凡在所附权利要求书的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。

Claims (15)

1.一种转向控制装置，所述转向控制装置响应于方向盘的旋转而控制反作用力马达以产生反作用扭矩，所述转向控制装置包括：

条件确定器，确定是否满足停止反作用力提供条件，所述停止反作用力提供条件包括预设车辆停止条件和反作用力提供准备条件；

产生器，在确定满足所述停止反作用力提供条件时，识别和处理用于基于与向所述反作用力马达供应电力的电池的剩余电量有关的剩余电力信息产生停止反作用扭矩信息的方案；以及

控制器，基于所述停止反作用扭矩信息控制以对所述方向盘产生反作用扭矩。

2.根据权利要求1所述的转向控制装置，其中，所述车辆停止条件被设置为满足车辆的点火关闭完成的条件、转向装置的电源关闭完成的条件和确定关于所述车辆的速度信息小于预设参考速度的条件中的至少一个的条件，并且所述反作用力提供准备条件被设置为满足确定转向扭矩信息为参考扭矩以上的条件、识别到车钥匙插入所述车辆中的条件、识别到车门打开的条件和识别到人在所述车辆内的条件中的至少一个的条件，并且

其中，当满足所述车辆停止条件和所述反作用力提供准备条件两者时，所述条件确定器确定满足所述停止反作用力提供条件。

3.根据权利要求1所述的转向控制装置，其中，如果确定所述剩余电力信息为预设参考电量以上，则所述产生器基于转向角速度信息产生转向角位移信息，并产生所述停止反作用扭矩信息，使得所述停止反作用扭矩信息的大小随着所述转向角位移信息的大小增加而增加，并且

其中，如果所述转向角位移信息为预设参考转向角位移以上，则所述产生器产生预设最大反作用扭矩作为所述停止反作用扭矩信息。

4.根据权利要求3所述的转向控制装置，其中，所述产生器根据所述转向角位移信息，基于预设查找表信息产生所述停止反作用扭矩信息，并且

其中，所述查找表信息以如下的这种格式设置：其中存储与每个转向角位移值相对应的停止反作用扭矩值，每个转向角位移值用作索引。

5.根据权利要求3所述的转向控制装置，其中，如果所述剩余电力信息为所述参考电量以上并小于预设第二参考电量，则所述产生器基于所述剩余电力信息降低所述最大反作用扭矩的设定值。

6.根据权利要求1所述的转向控制装置，其中，如果确定所述剩余电力信息小于预设参考电量，则所述产生器基于预设马达制动扭矩产生所述停止反作用扭矩信息。

7.根据权利要求6所述的转向控制装置，其中，所述马达制动扭矩包括与在通过控制连接到所述反作用力马达的逆变器的开关元件以使马达线圈短路来制动所述反作用力马达时产生的扭矩有关的信息。

8.根据权利要求1所述的转向控制装置，其中，如果确定所述剩余电力信息为预设参考电量以上，从而产生所述停止反作用扭矩信息，则所述控制器控制以驱动所述反作用力马达来产生与所述停止反作用扭矩信息相对应的扭矩。

9.根据权利要求1所述的转向控制装置，其中，如果确定所述剩余电力信息小于预设参考电量，从而产生所述停止反作用扭矩信息，则所述控制器控制逆变器的开关元件以使所述反作用力马达的马达线圈短路。

10.一种转向控制方法，所述转向控制方法响应于方向盘的旋转而控制反作用力马达以产生反作用扭矩，所述转向控制方法包括：

条件确定步骤，确定是否满足停止反作用力提供条件，所述停止反作用力提供条件包括预设车辆停止条件和反作用力提供准备条件；

信息产生步骤，在确定满足所述停止反作用力提供条件时，识别和处理用于基于与向所述反作用力马达供应电力的电池的剩余电量有关的剩余电力信息产生停止反作用扭矩信息的方案；以及

停止反作用力控制步骤，基于所述停止反作用扭矩信息控制以对所述方向盘产生停止反作用扭矩。

11.根据权利要求10所述的转向控制方法，其中，所述车辆停止条件被设置为满足车辆的点火关闭完成的条件、转向装置的电源关闭完成的条件和确定关于所述车辆的速度信息小于预设参考速度的条件中的至少一个的条件，并且所述反作用力提供准备条件被设置为满足确定转向扭矩信息为参考扭矩以上的条件、识别到车钥匙插入所述车辆中的条件、识别到车门打开的条件和识别到人在所述车辆内的条件中的至少一个的条件，并且

其中，当满足所述车辆停止条件和所述反作用力提供准备条件两者时，所述条件确定步骤确定满足所述停止反作用力提供条件。

12.根据权利要求10所述的转向控制方法，其中，如果确定所述剩余电力信息为预设参考电量以上，则所述信息产生步骤基于转向角速度信息产生转向角位移信息，并产生所述停止反作用扭矩信息，使得所述停止反作用扭矩信息的大小随着所述转向角位移信息的大小增加而增加，并且

其中，如果所述转向角位移信息为预设参考转向角位移以上，则所述信息产生步骤产生预设最大反作用扭矩作为所述停止反作用扭矩信息。

13.根据权利要求10所述的转向控制方法，其中，如果确定所述剩余电力信息小于预设参考电量，则所述信息产生步骤基于预设马达制动扭矩产生所述停止反作用扭矩信息。

14.根据权利要求10所述的转向控制方法，其中，如果确定所述剩余电力信息为预设参考电量以上，从而产生所述停止反作用扭矩信息，则所述停止反作用力控制步骤控制以驱动所述反作用力马达来产生与所述停止反作用扭矩信息相对应的扭矩。

15.根据权利要求10所述的转向控制方法，其中，如果确定所述剩余电力信息小于预设参考电量，从而产生所述停止反作用扭矩信息，则所述停止反作用力控制步骤控制逆变器的开关元件以使所述反作用力马达的马达线圈短路。

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