[发明专利]线控转向系统的转向控制装置和方法

说明书

本公开涉及线控转向系统的转向控制装置和方法。一种SBW系统的转向控制装置，可以包括：动力电动机，被配置为输出SBW系统中的转向力；动力电动机位置传感器，被配置为感测动力电动机的角度位置；转向角度传感器，被配置为感测方向盘的转向角度；车辆速度传感器，被配置为感测车辆速度；以及动力电动机控制单元，被配置为由转向角度计算目标转向角度并根据目标转向角度驱动动力电动机。动力电动机控制单元可以计算反映车轮的输出角度的反馈转向角度，基于反馈转向角度和车辆速度计算用于可变地控制车轮的输出角度的补偿转向角度，并使用补偿转向角度校正目标转向角度。

相关申请的交叉引证

本申请要求于2016年7月12日提交的韩国申请第10-2016-0088256号的优先权，通过引证将其全部内容结合于此。

技术领域

本发明涉及一种SBW(线控转向(Steer-By-Wire))系统的转向控制装置和方法，并且更具体地，涉及SBW系统的转向控制装置和方法，其能够根据转向角度和车辆速度执行可变主动转向(variable active steering)。

背景技术

车辆中的动力转向指的是基于动力的转向装置，该转向装置辅助驾驶员的方向盘操作。按惯例，液压动力转向系统已主要用作动力转向。然而，近来，MDPS(电动机驱动的动力转向)系统的使用已增加。这是因为与液压动力转向系统相比，MDPS系统具有小重量，占用小的空间并且不需要燃油交换。

MDPS系统包括扭矩传感器、ECU(电子控制单元)以及电动机。扭矩传感器感测通过方向盘的旋转产生的转向扭矩并且输出与转向扭矩成比例的电信号，ECU接收从扭矩传感器输出的电信号并且输出电动机驱动信号，并且电动机基于从ECU输出的电动机驱动信号生成辅助扭矩。将由电动机产生的辅助扭矩传递至齿条(rack)、小齿轮(pinion gear)或转向柱(steering column)以辅助驾驶员的转向扭矩。其中安装有MDPS系统的车辆可以包括改变驾驶员的转向输入与车轮的输出角度的比例(即，转向齿轮速比)的AFS(主动前轮转向)或VGR(可变传动比)系统，从而使驾驶员能够以更高的速度执行精确转向。

AFS系统包括安装在方向盘与转向致动器之间的可变转向传动比设备(variablesteering gear ratio device)，接收方向盘的转向角度并且输出伴随转向致动器而改变的改变旋转角，从而改变转向传动比。通常，AFS系统根据车辆的速度改变转向传动比。具体地，AFS系统可以在低速时设置高转向传动比，从而获得快速转向特性。另外，AFS系统可以在高速时设置低转向传动比以减小转向灵敏度，从而使得驾驶员能够执行稳定的转向操作。

VGR系统指的是通过齿条的机械加工来改变转向传动比用以将小齿轮在转向柱的端部的旋转运动转换成线性运动的系统。VGR系统通过根据转向角度改变齿条的位移来改变转向传动比。VGR系统根据转向角度改变转向传动比。具体地，VGR系统可以在小的转向角度时设置低转向传动比，从而获得更精细的转向特性。另外，VGR系统可以在大的转向角度时设置高转向传动比，从而获得更快的转向特性。

近来，已开发应用SBW(线控转向)系统。SBW系统没有诸如方向盘与车轮之间的转向柱、万向节和小齿轮轴的机械连接设备，并且通过根据电信号控制连接至齿条的电动机使车辆转向。SBW系统可以包括：方向盘，用于驾驶员的转向操作；反作用式电动机(reaction motor)，安装在方向盘的一侧并且基于方向盘的旋转提供反作用扭矩(reaction torque)；致动器，连接至齿条以实现转向操作；各种传感器，用于检测转向角度、车辆速度以及方向盘的扭矩；以及ECU，根据从传感器输入的电信号驱动致动器和反作用式电动机。

由于SBW系统没有机械连接，当车辆发生碰撞时，SBW系统可减小可能由机械连接引起的驾驶员伤害。机械连接部件的数量的减少可减轻转向操作期间车辆的重量和不必要的能量消耗。此外，可通过ECU编程实现理想的转向性能。因此，SBW系统的使用趋于逐渐增加。