用于线控转向系统的转向控制方法和装置与流程

本发明涉及一种用于线控转向(steer-by-wire,SBW)系统的转向控制技术，更具体而言，涉及一种能够根据车辆的运行情况，通过改变阿克曼效应(Ackerman effect)提高转向性能，用于SBW系统的转向控制方法和装置。

背景技术：

车辆的转向装置允许驾驶员在车辆行驶的过程中选择和控制方向。所述转向装置包括由驾驶员操作的方向盘以及传递方向和力的转向机构，方向盘沿着所述方向并通过所述力操作车辆的车轮。

动力转向被研制与分配以帮助驾驶员通过增大方向盘的转向力来转向。当前的动力转向系统包括使用液压的液压式、兼顾使用液压和电机电力的电-液式、仅使用电机电力的电动式等等。

近来，线控转向系统已经被研制与使用，其利用电机来使车辆转向。介于方向盘与车轮之间的机械连接设备(例如转向杆、万向节、小齿轮轴)已被淘汰。

特别地，独立式SBW系统包括右车轮转向单元和左车轮转向单元，所述右车轮转向单元和左车轮转向单元之间没有机械连接，彼此独立地运行。所述系统具有重量和零件的数量减小的优点。此外，右车轮转向电机或者左车轮转向电机能够选择性地操作，以提高燃料效率。

图1示例性地示出了相关技术的SBW系统的配置。反应电机3布置在转向杆上以增大由驾驶员施加的方向盘1的转向力。左、右车轮4彼此独立地分开，并且借助于横拉杆5分别连接到齿杆6。齿杆6分别连接到转向电机7，从而齿杆6可以利用从转向电机7接收的旋转动力直线移动。

此外，每个反应电机3和转向电机7都连接到SBW控制器8的输 出端，并且选择性地运行以响应从SBW控制器8施加的控制信号。

然而，在上述描述的相关技术中，转向电机7仅用于增大方向盘1的转向力，并且左、右转向电机7必须通过相同的量来控制齿杆行程。

因此，阿克曼效应在车辆的整个行驶范围内都保持相同。由此很难利用转向电机来提高转向性能。

公开于背景部分的信息仅仅旨在加深对本发明的背景的理解，而不应当被视作承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明努力解决出现在相关技术中的上述问题，并且本发明旨在提出一种能够根据车辆的行驶情况，通过改变阿克曼效应提高转向性能，用于线控转向(steer-by-wire,SBW)系统的转向控制方法和装置。

根据本发明构思的一个方面，一种用于SBW系统的转向控制方法包括：接收反映当前方向盘状态和车辆的当前行驶状态的输出值。车辆的当前阿克曼效应值(Ackerman effect value)根据所述输出值确定。如果当前阿克曼效应值不同于根据输出值确定的最佳阿克曼效应值，改变并控制左、右车轮的前束角，以使得当前阿克曼效应值变为最佳阿克曼效应值。

输出值可以是方向盘的转向角和车辆速度。

在改变并控制前束角的步骤中，左、右车轮的前束角可以彼此独立地改变。

在改变并控制前束角的步骤中，左、右车轮的前束角改变为不同的角度。

在改变并控制前束角的步骤中，左、右车轮的前束角可以通过由设置在左、右车轮上的致动器操作调整齿杆行程量来改变。

根据本发明构思的一个方面，一种用于线控转向系统的转向控制装置包括控制器。所述控制器接收反映当前方向盘状态和车辆的当前行驶状态的输出值，根据所述输出值确定车辆的当前阿克曼效应值。如果当前的阿克曼效应值不同于根据输出值确定的最佳阿克曼效应值，改变并控制左、右车轮的前束角，以使得当前阿克曼效应值变为 最佳阿克曼效应值。

根据如前所述的本发明，通过根据车辆的行驶状态适当地改变阿克曼效应来控制转向，能够减小车辆的最小回转半径并提高响应性和低速还原性。

附图说明

通过下文结合附图所呈现的详细描述将会更为清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征以及优点。

图1示意性地示出了相关技术的SBW系统的配置。

图2是示出了根据本发明构思的示例性实施方案的SBW系统的转向控制流的流程图。

具体实施方式

接下来将十分详细地引用本发明构思的示例性实施方案，实施方案的示例在所附附图中得以阐明。只要有可能，相同的附图标记将用在整个附图和说明书中，以指代相同或相似的部分。

根据本发明构思的示例性实施方案的用于线控转向(SBW)系统的转向控制方法包括：输入步骤S10、确定步骤S20以及各种控制步骤S30。

参考图2详细地描述本发明，在输入步骤S10，输入反映当前方向盘状态和车辆的当前行驶状态的输出值。

例如，反映当前方向盘状态的输出值可以是转向角，所述转向角能够通过方向盘传感器输入。此外，反映行驶状态的输出值可以是车辆速度，所述车辆速度能够通过车辆速度传感器输入。

确定步骤S20根据输出值确定车辆的当前阿克曼效应值。

例如，阿克曼效应值基于车辆的几何结构确定。阿克曼效应值可以通过计算或者作为表值获得。

各种控制步骤S30包括：利用反映车辆的方向盘状态和行驶状态的输出值设定最佳阿克曼效应映射。将当前阿克曼效应值与最佳阿克曼效应映射内的最佳阿克曼效应值作比较，以确定当前阿克曼效应值与最佳阿克曼效应值之间是否存在差异。此处，输出值可以是转向角 和车辆速度，如下所述。

如果确定的结果是当前阿克曼效应值不同于最佳阿克曼效应值，改变左车轮或者右车轮的前束角，以使得当前阿克曼效应值变得等于最佳阿克曼效应值。如果没有差异，当前阿克曼效应值按原值保留。

例如，本发明应用于致动器(转向电机)分别布置在左、右前轮上的SBW系统。通过调整齿杆行程能够改变每个车轮的前束角，从而独立地调整每个前轮的前束角。

特别地，左、右前轮的前束角可以利用致动器调整为相同或者彼此互不相同，所述致动器如上所述彼此独立地进行操作，从而可以可靠地调整阿克曼效应值。

此外，根据本发明构思的示例性实施方案的用于线控转向(SBW)系统的转向控制装置可以利用控制器控制转向。

例如，控制器接收反映当前方向盘状态和车辆的当前行驶状态的输出值，并且根据所述输出值确定当前阿克曼效应值。

利用根据反映方向盘状态和车辆的行驶状态的输出值设定的最佳阿克曼效应映射，能够确定当前阿克曼效应值与最佳阿克曼效应值之间是否存在差异。如果当前阿克曼效应值不同于最佳阿克曼效应值，通过调整左、右前轮的前束角来控制转向，以使得当前阿克曼效应值跟随最佳阿克曼效应值。

更详细地根据本发明描述所述转向控制方法，当在S10输入方向盘的转向角以响应驾驶员操作方向盘时，在S20，控制器根据所述转向角计算车辆的当前阿克曼效应值。例如，当转向角为138°时，车辆的当前阿克曼效应值为24％。

在最佳阿克曼效应映射中，最佳阿克曼效应值根据转向角和车辆速度状态确定。将当前阿克曼效应值与最佳阿克曼效应映射内的最佳阿克曼效应值作比较，以确定当前阿克曼效应值是否不同于最佳阿克曼效应值。

如果确定存在差异，在S30，通过独立地操作设置在左、右前轮上的致动器调整左、右前轮的前束角，以使得当前阿克曼效应值变得接近最佳阿克曼效应值。

如前所述，本发明通过根据车辆的行驶状态改变阿克曼效应来提 高转向性能。

当车辆以高速行驶时，低阿克曼效应或者高阿克曼效应对于最大横向加速和反应性而言是有利的。当车辆以低速行驶时，高阿克曼效应证明对还原性是有利的。

因此，当通过根据车辆的行驶状态适当地改变阿克曼效应来控制转向时，由此能够减小车辆的最小回转半径并提高响应性和低速还原性。

尽管出于说明的目的已公开了本发明的示例性实施方案，但是本领域技术人员应当理解，在并不脱离所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、增加和删减。