[发明专利]用于车辆的线控转向系统及控制其的方法

说明书

本公开涉及一种用于车辆的线控转向系统，该系统可以包括：反作用电机，其基于方向盘的转动提供反作用扭矩；实施转向操纵的转向电机；电机位置检测器，其通过检测转向电机的旋转位置来测量当前转向角；位置控制器，通过将位置控制误差量应用于车速，命令转向角，以及当前转向角，来计算目标转向角；转向控制器，其基于目标转向角来驱动转向电机；以及反作用控制器，通过接收车速和转向角速度，基于驾驶员的转向状态来产生反作用扭矩；基于位置控制误差量来补偿反作用扭矩；以及基于最终反作用扭矩来驱动反作用电机。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2019年6月11日提交的申请号为10-2019-0068609的韩国专利申请的优先权和权益，其出于如本文所述的所有目的通过引用合并于此。

技术领域

本公开的示例性实施方式涉及一种用于车辆的线控转向(steer-by-wire,SBW)系统及控制其的方法，并且更具体地，涉及一种用于车辆的SBW系统及控制其的方法，当使用SBW方法在SBW系统中自动驾驶时，基于驾驶员的转向意图来转移控制权时，所述SBW系统基于转向电机的位置控制误差量来补偿反作用扭矩，以便可以产生无差异感的反作用扭矩并且驾驶员可以具有道路感，其中所述SBW方法包括基于车速和转向角，驱动与齿条耦合的转向电机来执行转向操作和产生反作用扭矩。

背景技术

通常，车辆的动力转向涉及基于机动动力的转向装置，并且具有帮助驾驶员操纵方向盘的功能。基本上，使用油压的方法用于这样的动力转向。最近，使用电机驱动的动力转向(motor-driven power steering,MDPS)系统，即使用电机动力的方法越来越多。其原因在于，与现有的油压式动力转向系统相比，MDPS系统具有重量轻，占用空间小且不需要换油的优点。

这种MDPS系统被配置为包括：扭矩传感器，其用于通过检测由方向盘的转动产生的转向扭矩来产生与转向扭矩成比例的电信号；电子控制单元(electronic controlunit,ECU)，其用于通过从扭矩传感器接收电信号来产生电机驱动信号；以及电机，其用于基于由ECU产生的电机驱动信号来产生辅助扭矩。相应地，由电机产生的辅助扭矩被传递到齿条，小齿轮或转向柱以辅助驾驶员的转向扭矩。

主动前轮转向(active front steering,AFS)或可变齿轮速比(variable gearratio,VGR)系统可以适用于其上已安装MDPS系统的车辆，其中所述AFS或VGR系统能够通过更改驾驶员的转向输入与车轮输出角度的比值(即转向齿轮速比)来实现更快或更精确的转向，

在AFS系统中，在方向盘和转向致动器之间设置有转向齿轮速比可变装置。该转向齿轮速比可变装置通过接收方向盘的转向角以及向转向致动器输出改变的旋转角来改变转向齿轮速比。通常，AFS系统基于车速来改变转向齿轮速比。相应地，AFS系统可以通过在低速下设置高转向齿轮速比来获得快速转向特性，并且由于通过在高速下设置低转向齿轮速比来降低转向灵敏度，所述AFS系统能够进行稳定的转向操纵。

VGR系统通过齿条的机械处理来改变转向齿轮速比，用于将在转向柱末端处的小齿轮的旋转运动转换为直线运动，并且VGR系统基于转向角通过改变齿条的位移来改变转向齿轮速比。在这种VGR系统中，转向齿轮速比依据转向角而变化。相应地，VGR系统可以通过在小的转向角处设置低的转向齿轮速比来获得更好的转向特性，并且通过在大的转向角处设置高的齿轮速比来获得更快的转向特性。

最近开发并应用了一种SBW系统，该系统中移除了机械连接装置(例如转向柱或万向节，以及方向盘和车轮之间的小齿轮轴)，并且车辆的转向是基于电信号通过控制与齿条耦合的电机的驱动来进行的。这种SBW系统可以配置为包括：用于驾驶员转向操纵的方向盘；在方向盘一侧上放置的反作用电机，以基于方向盘的转动提供反作用扭矩；耦合至齿条的转向电机，以执行转向操纵；用于检测转向角的传感器；车速和方向盘的扭矩；以及ECU，其用于响应于从传感器接收到的电信号来驱动转向电机和反作用电机。