本實施方式涉及一種通過車載系統(tǒng)自動控制轉向的系統(tǒng)和方法。

背景技術：

電動轉向機構是常用的車輛轉向機構。電動轉向機構以如下方式控制轉向，當方向盤的旋轉產生旋轉轉矩(轉向轉矩)時，與產生轉矩成比例的電流輸入至電機以驅動電機。也就是說，電動轉向機構基于當駕駛員旋轉方向盤時產生的旋轉轉矩來控制轉向。

同時，最近研究和發(fā)展了用于駕駛員安全性和便利性的駕駛員輔助系統(tǒng)(DAS)，該DAS基于安裝在車輛上的傳感器獲取的信息來控制車輛以輔助駕駛員并且在車輛控制過程中偶爾執(zhí)行自動轉向。

例如，車道保持輔助系統(tǒng)(LKA)執(zhí)行自動轉向以避免行駛中的車輛駛離道路中的車道。交通堵塞輔助系統(tǒng)(TJA)控制車輛速度和轉向，以使行駛中的車輛可與相鄰的車輛保持固定的距離。進一步地，在車輛控制過程中，自動駕駛系統(tǒng)也執(zhí)行自動轉向控制。

然而，在包括LKA系統(tǒng)或TJA系統(tǒng)的DAS控制的自動轉向中，即使根據(jù)從傳感器獲取的信息以相同的轉矩來控制轉向，自動控制也不能平穩(wěn)地執(zhí)行，而是依據(jù)載重或道路情況間歇性地中斷。

在這種情況下，利用DAS的自動轉向不能準確的執(zhí)行且不能平穩(wěn)地執(zhí)行，從而使得駕駛員不能完全依靠DAS且可能會感到不安全。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本實施方式提供一種用于控制自動轉向的系統(tǒng)和方法，其中補償電流根據(jù)轉矩的變化成比例地應用，所述轉矩變化是根據(jù)駕駛員輔助系統(tǒng)輸入的所需轉矩而旋轉方向盤控制轉向產生的，從而即使在高載重下也執(zhí)行平穩(wěn)的自動轉向。

進一步地，本實施方式提供一種用于控制自動轉向的系統(tǒng)和方法，其通過應用增益輸出補償電流，其中所述增益根據(jù)應用與轉矩變化成比例的補償電流時的車速、轉向角、轉向角速度和所需轉矩確定，從而執(zhí)行對于駕駛狀況合適且安全的自動轉向。

另外，本實施方式提供用于控制自動轉向的系統(tǒng)和方法，其根據(jù)轉矩的變化立即輸出補償電流，從而防止靜摩擦的減小。

一個實施方式可提供一種自動轉向控制系統(tǒng)，所述自動轉向控制系統(tǒng)包括：驅動電流輸出單元，所述驅動電流輸出單元被構造為接收自動轉向所需轉矩并且輸出用于產生與接收到的所需轉矩相對應的轉向轉矩的驅動電流；以及補償電流輸出單元，所述補償電流輸出單元被構造為通過將根據(jù)車速的第一增益、根據(jù)轉向角的第二增益和根據(jù)轉向角速度的第三增益應用于方向盤旋轉時產生的轉矩變化，在根據(jù)所述轉向轉矩進行轉向時輸出與所述轉矩變化成比例的補償電流。

在自動轉向控制系統(tǒng)中，所述補償電流輸出單元可以通過將隨著車速增加而減小的所述第一增益應用于轉矩變化來輸出所述補償電流，并且所述補償電流輸出單元還可以通過將在車速為預設速度或更低時為固定值且在車速高于所述預設速度時逐漸減小的所述第一增益應用于轉矩變化來輸出所述補償電流。

在自動轉向控制系統(tǒng)中，所述補償電流輸出單元可以通過將當轉向角處于由輸出所述自動轉向所需轉矩的駕駛員輔助系統(tǒng)確定的范圍外時確定為0的第二增益應用于轉矩變化來輸出所述補償電流，還可以通過將在所述轉向角速度的絕對值為預設角速度或更高時逐漸減小的所述第三增益應用于轉矩變化來輸出所述補償電流。

在自動轉向控制系統(tǒng)中，所述補償電流輸出單元可以通過使轉矩變化通過低通濾波器來輸出補償電流，其中根據(jù)車速的第一增益和根據(jù)轉向角的第二增益中的至少一個應用到所述轉矩變化。

另一個實施方式可提供一種自動轉向控制方法，所述方法包括以下步驟：接收自動轉向所需轉矩；根據(jù)所需轉矩產生轉向轉矩；以及在根據(jù)所述轉向轉矩進行轉向時輸出與方向盤旋轉時產生的轉矩變化成比例的補償電流，其中，輸出所述補償電流的步驟是通過將根據(jù)車速的第一增益、根據(jù)轉向角的第二增益和根據(jù)轉向角速度的第三增益應用于轉矩變化來輸出所述補償電流。

另一個實施方式可提供自動轉向控制系統(tǒng)，所述自動轉向控制系統(tǒng)包括：轉矩變化接收器，所述轉矩變化接收器被構造為接收方向盤在根據(jù)轉向轉矩轉向時的旋轉產生的轉矩變化；低通濾波器，所述低通濾波器被構造為使接收到的轉矩變化通過；以及補償電流輸出單元，所述補償電流輸出單元被構造為基于經過所述低通濾波器的轉矩變化來產生和輸出補償電流。

在自動轉向控制系統(tǒng)中，所述補償電流輸出單元可將根據(jù)車速的第一增益、根據(jù)轉向角的第二增益以及根據(jù)轉向角速度的第三增益中的至少一個應用于轉矩變化。

本文中，所述補償電流輸出單元可在轉矩變化通過低通濾波器之前應用增益，或者可在轉矩變化通過低通濾波器之后應用增益。

進一步地，一些增益可在轉矩變化通過低通濾波器之前應用于變化轉矩且剩余增益可在轉矩變化通過低通濾波器之后應用于轉矩變化。

根據(jù)本實施方式，提供一了種用于控制自動轉向的系統(tǒng)和方法，其中通過將根據(jù)車速、轉向角、轉向角速度和所需轉矩的增益應用于轉矩變化，以及根據(jù)駕駛員輔助系統(tǒng)輸入所需轉矩的控制轉向中通過方向盤旋轉輸出補償電流，因此，即使基于載重和道路條件在車輛與道路之間存在高摩擦的情況下也能夠執(zhí)行平穩(wěn)的自動轉向。

附圖說明

根據(jù)下面結合附圖的詳細描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點將更加明顯，在附圖中：

圖1是示出根據(jù)本實施方式的自動轉向控制系統(tǒng)的構造的框圖。

圖2是示出根據(jù)本實施方式的自動轉向控制系統(tǒng)的補償電流輸出單元的詳細構造的框圖。

圖3和圖4是示出根據(jù)本實施方式的車速增益的示例的曲線圖。

圖5和圖6是示出根據(jù)本實施方式的轉向角增益的示例的曲線圖。

圖7是示出根據(jù)本實施方式的轉向角速度增益的示例的曲線圖。

圖8是示出根據(jù)本實施方式的所需轉矩增益的示例的曲線圖。

圖9是示出根據(jù)本實施方式的自動轉向控制方法的過程的流程圖。

具體實施方式

在下文中，本發(fā)明的一些實施方式將參照所附的說明性附圖來詳細描述。在通過附圖標記指定附圖中的元件時，盡管這些元件在不同的附圖中示出，但是相同的元件將由相同的附圖標記指定。此外，在本發(fā)明的以下描述中，當本文中并入的已知功能和配置的詳細描述可能使本發(fā)明的主題變得非常不清楚時，將其省略。

此外，在描述本發(fā)明的部件時，本文可使用如第一、第二、A、B、(a)、(b)等術語。這些術語僅用于將一個部件與其它部件區(qū)分開，且相應部件的性質、次序、順序等不受相應術語的限制。在描述特定的結構元件“連接至”另一個結構元件，“耦合至”另一個結構元件或與另一個結構元件“接觸”的情況下，應當解釋為另一個結構元件可以“連接至”所述結構元件，“耦合至”所述結構元件或與所述結構元件“接觸”以及所述特定的結構元件直接連接至另一個結構元件或與另一個結構元件直接接觸一樣。

圖1是示出根據(jù)本實施方式的自動轉向控制系統(tǒng)的構造的框圖。

參照圖1，根據(jù)本實施方式的自動轉向控制系統(tǒng)100包括驅動電流輸出單元110和補償電流輸出單元120。

驅動電流輸出單元110從駕駛員輔助系統(tǒng)200接收所需轉矩，產生與接收到的所需轉矩相對應的驅動電流，并將該驅動電流提供給電機40。

也就是說，驅動電流輸出單元110根據(jù)駕駛員輔助系統(tǒng)200控制車輛所需的轉矩產生用來操作方向盤的驅動電流，并將該驅動電流提供給電機40，從而根據(jù)駕駛員輔助系統(tǒng)200的所需轉矩實現(xiàn)轉向控制。

在本實施方式中，駕駛員輔助系統(tǒng)200是指在駕駛員輔助系統(tǒng)200進行的車輛控制過程中包括自動轉向控制的駕駛員輔助系統(tǒng)200。

例如，駕駛員輔助系統(tǒng)200是指被設計為避免行駛中的車輛駛離道路的車道的車道保持輔助(LKA)系統(tǒng)，或者是指輔助行駛中的車輛以在交通堵塞區(qū)域中與相鄰車輛保持固定的距離的交通堵塞輔助(TJA)系統(tǒng)。

駕駛員輔助系統(tǒng)200基于從例如相機的傳感器獲取的信息來確定車輛是否需要轉向控制。

例如，當行駛中的車輛在一定距離內接近道路的一個車道時，LKA系統(tǒng)確定需要車輛的轉向控制。然后，LKA系統(tǒng)允許方向盤在與所述車輛所接近的車道相反的方向上操作，使得所述車輛不會駛離道路中的行駛車道。

本文中，LKA系統(tǒng)計算與車輛從當前位置移動到駕駛道路的特定位置(例如，駕駛道路的中心)需要的轉向控制等級對應的所需扭矩，并將計算出的所需轉矩傳送至驅動電流輸出單元110。

驅動電流輸出單元110將根據(jù)從駕駛員輔助系統(tǒng)200接收到的所需轉矩的驅動電流提供給電機40，從而根據(jù)駕駛員輔助系統(tǒng)200的所需轉矩執(zhí)行自動轉向。

本文中，即使為了產生所需轉矩驅動，電流輸出單元110將與駕駛員輔助系統(tǒng)200的所需轉矩相對應的驅動電流提供給電機40，但是轉向控制也可能不平穩(wěn)地執(zhí)行，而是在高載重條件(例如，低車速駕駛)或根據(jù)道路條件在車輛與道路之間高摩擦的情況下可能間歇性地中斷。

本實施方式包括補償電流輸出單元120，其輸出與轉矩變化成比例的補償電流，以便即使在上述情況下也實現(xiàn)平穩(wěn)的自動轉向控制。

當從駕駛員輔助系統(tǒng)200接收到所需轉矩且方向盤根據(jù)接收到的所需轉矩操作時，補償電流輸出單元120輸出與方向盤旋轉產生的轉矩變化成比例的補償電流，并將補償電流提供給電機40。

也就是說，從驅動電流輸出單元110輸出的驅動電流和與轉矩變化成比例的補償電流的總和被提供給電機40，從而依據(jù)載重或道路條件，即使在車輛與道路之間高摩擦的情況下也能夠執(zhí)行平穩(wěn)的自動轉向。

在輸出與轉矩變化成比例的補償電流時，補償電流輸出單元120可通過應用根據(jù)車速、轉向角、轉向角速度和所需轉矩的增益來輸出補償電流。

例如，當車輛低車速行駛時(即，在對應于高載重條件的低車速的情況下)，補償電流輸出單元120可通過將隨低車速而增加的車速增益和轉矩變化相乘來輸出補償電流。

也就是說，在低車速的情況下將高的車速增益應用于轉矩變化，且在高車速的情況下，將低的車速增益應用于轉矩變化，從而在高載重情況下應用高補償電流，且在低載重情況下應用低補償電流。

由于根據(jù)輸出所需轉矩的駕駛員輔助系統(tǒng)200的種類不同而將轉向角控制在不同的范圍內，因此轉向角增益用于根據(jù)轉向角的范圍來限制補償電流的應用。

例如，由于通過LKA系統(tǒng)或TJA系統(tǒng)進行自動轉向時轉向角不大，補償電流的應用可以僅限于在-90°至+90°的轉向角的范圍內具有轉向角增益，而在其它范圍內沒有轉向角增益。進一步地，當轉向角范圍較寬時(如自動駕駛系統(tǒng))，具有轉向角增益的范圍被設定為較寬。

由于平穩(wěn)的自動轉向的摩擦力的減少可使方向盤旋轉得太快，導致安全問題，因此轉向角速度增益用于限制一定的轉向角速度以上的補償電流的應用。

所需轉矩增益是與所需轉矩成比例的增益。然而，由于所需轉矩本身被輸入為高值，所以所需轉矩增益不一定與所需轉矩成比例，且需要被調整到與車輛類型一致。

前述車速增益、轉向角增益、轉向角速度增益和所需轉矩增益可調整為與車輛類型一致，且可以各種方式應用，而不限于前述示例。

在下文中，參照圖2詳細描述根據(jù)本實施方式的補償電流輸出單元120。

圖2示出了根據(jù)本實施方式的補償電流輸出單元120的詳細構造。

參照圖2，根據(jù)本實施方式的補償電流輸出單元120可包括增益應用單元121和低通濾波器122。

增益應用單元121接收轉矩變化的輸入，并輸出與轉矩變化成比例的補償電流。在輸出補償電流時，增益應用單元121可以通過應用根據(jù)車速、轉向角、轉向角速度和所需轉矩的增益來輸出補償電流。

也就是說，當根據(jù)駕駛員輔助系統(tǒng)200的所需轉矩來操作方向盤時，增益應用單元121可以將根據(jù)車速、轉向角、轉向角速度和所需轉矩確定的增益應用至方向盤旋轉產生的轉矩變化以輸出補償電流，從而即使在高載重情況下或在根據(jù)道路情況在車輛與道路之間高摩擦的情況下也能夠執(zhí)行平穩(wěn)的自動轉向。

增益應用單元121可原樣輸出與轉矩變化成比例的補償電流，且可通過應用車速增益來輸出補償電流。

車速增益是隨著車速變低而增加的增益。當與車輛與道路之間高摩擦對應的低車速的情況下，增益應用單元121可將轉矩變化乘以高的車速增益以輸出補償電流。

圖3和圖4示出根據(jù)本實施方式的車速增益的示例。

參照圖3，車速增益可在一定車速或更低車速時為固定值，且當車速高于一定速度時車速增益逐漸減小。也就是說，當車輛低速行駛且允許自動轉向時，固定增益在一定速度或更低時應用于轉矩變化以應用高的補償電流。

參照圖4，車速增益可以是隨車速的增加而逐漸減小的值。也就是說，低車速具有高的車速增益，而高車速具有低的車速增益。因此，在車輛與道路之間由于低車速而具有高摩擦時，應用高補償電流，而在車輛與道路之間由于高車速而具有相對低的摩擦時，應用低補償電流。

因此，根據(jù)本實施方式，根據(jù)受車輛與道路之間的摩擦影響的車速的增益乘以轉矩變化以輸出補償電流，從而即使在車輛與道路之間高摩擦情況下也執(zhí)行平穩(wěn)的自動轉向。

增益應用單元121還可將轉向角增益應用于轉矩變化以輸出補償電流。

由于根據(jù)輸出所需轉矩的駕駛員輔助系統(tǒng)200的種類不同而將轉向角控制在不同的范圍內，因此轉向角增益用于根據(jù)轉向角的范圍來限制補償電流的應用。

也就是說，當例如LKA系統(tǒng)或TJA系統(tǒng)的駕駛員輔助系統(tǒng)200不需要寬轉向角時，轉向角增益的范圍可以被設置為很窄。在如自動駕駛系統(tǒng)的需要寬轉向角控制的系統(tǒng)中，轉向角增益的范圍可以被設置為很寬。

圖5和圖6示出了根據(jù)本實施方式的轉向角增益的示例。圖5示出了通過LKA系統(tǒng)或TJA系統(tǒng)的自動轉向，且圖6示出了自動駕駛系統(tǒng)的自動轉向。

參照圖5，在不需要寬的轉向角控制的系統(tǒng)(如LKA系統(tǒng))中，僅允許轉向角增益在-90°至+90°的轉向角范圍內，且在其它范圍中不允許有轉向角增益，從而僅在LKA系統(tǒng)的自動轉向控制中輸出補償電流。

參照圖6，在需要寬的轉向角控制的系統(tǒng)(如自動駕駛系統(tǒng))中，允許轉向角增益在-180°至+180°的轉向角范圍內，從而在用于自動駕駛的自動轉向控制中輸出必要的補償電流。

增益應用單元121還可將轉向角速度增益應用于轉矩變化以輸出補償電流。

因為通過與根據(jù)方向盤轉動的轉矩變化成比例的補償電流的應用導致的摩擦力的降低可能使得方向盤平穩(wěn)的旋轉，這會導致方向盤的旋轉太快，從而引起安全問題，所以轉向角速度增益用于限制根據(jù)轉向角速度的補償電流的應用。

例如，當轉向角速度為一定的角速度或以上時，轉向角速度增益被設置為0，從而限制與轉矩變化成比例的補償電流的應用。

圖7示出了根據(jù)本實施方式的轉向角速度增益的示例。參照圖7，轉向角速度增益僅當轉向角速度在一定的角速度時被允許。

因此，當轉向角速度在一定角速度范圍外時，不通過轉向角速度增益輸出補償電流，從而避免方向盤根據(jù)駕駛員輔助系統(tǒng)200的所需轉矩在自動轉向中旋轉得太快。也就是說，應用補償電流以減小摩擦，從而實現(xiàn)平穩(wěn)的自動轉向，同時避免由于摩擦的過度減小引起的方向盤的太快旋轉。

增益應用單元121還可將所需轉矩增益應用于轉矩變化以輸出補償電流。

所需轉矩增益是與駕駛員輔助系統(tǒng)200輸入的所需轉矩成比例的增益。然而，由于輸入高的所需轉矩，所需轉矩增益不一定與所需轉矩成比例地增加且需要被調整到與車輛類型一致。

圖8示出了根據(jù)本實施方式的所需轉矩增益的示例。如圖8所示，所需轉矩增益基本上具有與所需轉矩成比例的值，但不一定設定為與所需轉矩成比例。

同時，根據(jù)本實施方式的補償電流輸出單元120可包括低通濾波器122。

低通濾波器122用于借助在根據(jù)轉矩變化輸出補償電流時允許轉矩變化分量通過來延遲響應。

低通濾波器122使轉矩變化分量的低頻分量通過以延遲響應，從而避免由每當方向盤的轉矩變化發(fā)生時立即輸出的補償電流引起靜摩擦的減小。

低通濾波器122可以布置在輸入轉矩變化的接收端子與產生基于轉矩變化的補償電流的輸出端子之間。

也就是說，在轉矩變化通過低通濾波器122之后，基于轉矩變化產生補償電流。

當包括低通濾波器122時，應用于轉矩變化的增益可在轉矩變化通過低通濾波器122之前或之后應用。

可替代地，可在轉矩變化通過低通濾波器122之前應用一些增益，且可在轉矩變化通過低通濾波器122之后施加其它增益。

當對沒有通過低通濾波器122的轉矩變化應用一些增益時，低通濾波器122可以將需要相對延遲的增益乘以轉矩變化，且可以允許轉矩變化從其中通過。

例如，低通濾波器122可使已應用了車速增益的轉矩變化通過，或者可使已應用了轉向角增益的轉矩變化通過?？商娲?，低通濾波器122可使已經應用了車速增益和轉向角增益的轉矩變化通過。

低通濾波器122使轉矩變化分量的低頻分量通過以延遲響應，從而避免由每當發(fā)生轉矩變化時立即輸出的補償電流引起的靜摩擦的減小。

因此，允許轉矩變化通過低通濾波器122以避免補償電流直接的應用，從而通過自動轉向實現(xiàn)方向盤更平穩(wěn)和更自然的旋轉。

進一步地，需要被相對延遲的增益被應用于尚未通過低通濾波器122的轉矩變化，且可以各種方式基于低通濾波器122應用增益。

圖9是示出根據(jù)本實施方式的自動轉向控制方法的過程的流程圖。

參照9，根據(jù)本實施方式的自動轉向控制系統(tǒng)100從駕駛員輔助系統(tǒng)200接收用于自動轉向的所需轉矩(S900)。

當接收到用于自動轉向的所需轉矩時，自動轉向控制系統(tǒng)100根據(jù)接收到的所需轉矩生成用于操作方向盤的驅動電流，并將該驅動電流提供給電機40(S920)。

本文中，根據(jù)駕駛員輔助系統(tǒng)200的所需轉矩自動地執(zhí)行轉向控制，根據(jù)所需轉矩的自動轉向控制可能由于載重等引起的車輛與道路之間的高摩擦而不能平穩(wěn)地執(zhí)行。

因此，本實施方式應用與由根據(jù)所需轉矩的自動轉向中的方向盤旋轉引起的轉矩變化成比例的補償電流以減小摩擦，從而執(zhí)行平穩(wěn)的自動轉向。進一步地，在應用補償電流時，可將根據(jù)車速、轉向角、轉向角速度和所需轉矩的增益應用于轉矩變化，以應用補償電流。

自動轉向控制系統(tǒng)100根據(jù)車速、轉向角、轉向角速度和所需轉矩確定增益(S940)。

在對應于車輛與道路之間高摩擦的低車速情況下，車速增益具有較高的值。轉向角增益是在轉向角在轉向角范圍外時通過駕駛員輔助系統(tǒng)200限制補償電流的應用的增益。轉向角速度增益是限制補償電流應用以便當轉向角速度為一定角速度或以上時避免由于摩擦力的減小使方向盤太快旋轉的增益。所需轉矩增益是與所需轉矩成比例的增益，且需要被調整到與車輛類型一致。

自動轉向控制系統(tǒng)100將根據(jù)車速、轉向角、轉向角速度和所需轉矩確定的增益應用于轉矩變化以輸出補償電流(S960)。

因此，考慮在根據(jù)駕駛員輔助系統(tǒng)200的所需轉矩自動轉向時車輛與道路之間的摩擦，自動轉向控制系統(tǒng)100額外應用補償電流，從而即使在基于載重或道路情況的車輛與道路之間的高摩擦的情況下，也允許方向盤平穩(wěn)地旋轉而沒有間歇性中斷。

雖然為了說明的目的描述了本發(fā)明的示例性實施方式，但是本領域技術人員將理解，在不脫離如所附權利要求中公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以進行各種修改和替換。因此，本發(fā)明所公開的示例性實施方式旨在說明本發(fā)明的技術思想的范圍，且本發(fā)明的范圍不限于示例性實施方式。

相關申請的交叉引用

本申請要求2015年11月20日提交的韓國專利申請第10-2015-0162986號的優(yōu)先權，出于所有目的，通過引用將該韓國專利申請的全部內容合并于此，如果在本文中完全闡述一般。