用于控制车辆的后轮转向的方法和装置与流程

本申请要求于2017年6月30日提交的韩国专利申请第10-2017-0083138号的优先权和权益，如在本文中完全阐述一样，出于所有目的通过引证将其结合于此。

本公开的实施方式涉及用于控制车辆的后轮转向的方法和装置。

更具体地，实施方式涉及用于控制车辆的后轮转向的方法和装置，其将后轮控制为中性并且由此防止后轮转向控制的故障。

背景技术：

应用于车辆的主动前轮转向(afs)系统在方向盘与转向致动器之间设置有转向齿轮比可变设备。afs系统接收方向盘的转向角，向afs致动器输出变化旋转角，并且改变转向齿轮比，由此提供前轮转向响应性和驾驶稳定性。

此外，后轮转向(rws)系统接收方向盘的转向角以及车速，确定后轮角度，驱动rws致动器并且控制后轮的角度，由此提供后轮转向响应性和驾驶稳定性。

这种后轮转向系统通过使后轮在与前轮的转向方向相对的方向上转向(即，通过使后轮在与前轮相对的相位上转向)来改善后轮转向响应性，并且由此在车辆以低速行驶的情况下降低转弯半径，并且通过使后轮在与前轮的转向方向相同的方向上转向(即，通过使后轮在与前轮相同的相位上转向)来提供驾驶稳定性，并且由此在车辆以高速行驶的情况下降低偏航率。

为了进行后轮转向控制，诸如rwsecu的控制设备通过接收信号(诸如上述转向角和车速)计算目标后轮转向角度，并且根据所计算的目标后轮转向角度控制后轮转向。因此，为了精确计算目标后轮转向角度并且由此改善控制性能，需要用于后轮转向控制的输入信号的准确度。存在于输入信号中的误差与目标后轮转向角度的误差直接相关而引起后轮转向控制的故障，由此可遇到可能不能确保乘客的安全性的问题。

在韩国未经审查专利公开第10-1997-0065303号(日期为1997年10月13日)中公开了本公开的背景技术。

在该背景技术部分中所公开的上述信息仅为增强对本发明构思的背景技术的理解，并且因此，上述信息可包含并不形成为该国本领域普通技术人员已经已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

各种实施方式针对于用于控制车辆的后轮转向的方法和装置，其防止由于存在于用于后轮转向控制的输入信号的误差而引起后轮转向控制的故障，由此确保乘客的安全性。

将在下面的描述中阐述本发明的其他特征，并且根据本描述，本发明的其他特征将部分变得显而易见或者可从本发明的实践中认识到。

在实施方式中，用于控制车辆的后轮转向的方法可包括：由控制单元确定在控制单元中接收的用以控制车辆的后轮转向的后轮转向控制输入信息中是否存在误差；在确定误差存在于后轮转向控制输入信息中时，由控制单元基于车辆的偏航率计算用于将后轮控制为中性的后轮角度减小率；以及由控制单元根据所计算的后轮角度减小率将后轮制为中性。

在另一个示例性实施方式中，用于控制车辆的后轮转向的装置可包括：感测单元，被配置为感测用于控制车辆的后轮转向的后轮转向控制输入信息；偏航率传感器，被配置为检测车辆的偏航率；以及控制单元，被配置为在确定误差存在于从感测单元接收的后轮转向控制输入信息中的情况下，基于从偏航率传感器接收的偏航率来计算用于将后轮控制为中性的后轮角度减小率并且被配置为根据所计算的后轮角度减小率将后轮控制为中性。

根据本公开的实施方式，在误差存在于用于后轮转向控制的输入信号中的情况下，可通过将后轮控制为中性来确保车辆行为的稳定性，由此确保乘客的安全性，并且通过计算后轮角度减小率并且控制后轮的逻辑执行后轮中性控制，而不使用用于后轮中性控制的单独机械装置，由此实现系统简化和成本节省效果。

应理解，前面一般描述和以下详细描述都是示例性和解释性的，并且旨在提供如要求保护的本发明的进一步解释。

附图说明

被包括以提供对本发明的进一步理解并结合在本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施方式，并且与说明书一起用于说明本发明的原理。

图1是辅助说明根据本公开的实施方式的用于控制车辆的后轮转向的装置的配置框图。

图2是辅助示意性说明在根据本公开的实施方式的用于控制车辆的后轮转向的装置中用于使控制单元将后轮制为中性的过程的示例图。

图3是辅助说明根据本公开的实施方式的用于控制车辆的后轮转向的方法的流程图。

图4是辅助详细说明在根据本公开的实施方式的用于控制车辆的后轮转向的方法中计算后轮角度的过程的流程图。

图5是辅助说明在根据本公开的实施方式的用于控制车辆的后轮转向的方法中，根据基于中性(neutral)恢复时间计算的后轮角度减小率将后轮制为中性的过程的示例图。

图6是在根据本公开的实施方式的用于控制车辆的后轮转向的方法中，比较分别在低速反相模式和高速同相模式中将后轮制为中性的过程的示例图。

图7是辅助详细说明在根据本公开的实施方式的用于控制车辆的后轮转向的方法中，将后轮制为中性的过程的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参考示出本发明的实施方式的附图来更为全面地描述本发明。但是，本发明可以许多不同的形式体现，并且不应被理解为限于本文所阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本公开较为全面，并且将能够将本发明的范围充分传达给本领域技术人员。图中相同的参考标号表示相同的元件。

在下文中，以下将参考附图通过实施方式的各种实例描述用于控制车辆的后轮转向的方法和装置。

应注意，附图不一定按精确比例绘制并且可仅出于描述方便和清晰的目的对部件的线条厚度或尺寸进行夸大。另外，如本文使用的术语通过考虑本发明的功能来定义，并且可根据用户或操作者的习惯或意图改变。因此，术语的定义应根据本文阐述的整个公开内容做出。

图1是辅助说明根据本公开的实施方式的用于控制车辆的后轮转向的装置的配置框图，并且图2是辅助示意性说明在根据本公开的实施方式的用于控制车辆的后轮转向的装置中用于使控制单元将后轮制为中性的过程的示例图。

参考图1，根据本公开的实施方式的用于控制车辆的后轮转向的装置可包括：感测单元10、偏航率传感器20、控制单元30以及后轮驱动单元40。

感测单元10可感测用于控制车辆的后轮转向的后轮转向控制输入信息，并且将后轮转向控制输入信息传递至控制单元30。后轮转向控制输入信息指由控制单元30用来计算目标后轮转向角度的参数，并且可包括但不限于转向角、车速和横向加速度。后轮转向控制输入信息可包括由控制单元30考虑的而计算目标后轮转向角度的所有参数。为此，感测单元10可包括检测方向盘的转向角的转向角传感器11、检测车辆的车速的车速传感器13以及检测车辆的横向加速度的横向加速度传感器15。

偏航率传感器20可检测车辆的偏航率，并且将偏航率传递至控制单元30。偏航率是相对于车辆的z轴向左右偏离的值的比率。在本实施方式中，如以后将描述的，作为确定车辆行为稳定性的参数，偏航率可用于计算用于将后轮控制为中性的后轮角度减小率。

尽管在本实施方式中，为了便于说明，感测后轮转向控制输入信息的感测单元10以及检测要用于计算后轮角度减小率的偏航率的偏航率传感器20被描述为分开的部件，但是应注意，根据实施方式，偏航率传感器20可体现为被包括在感测单元10中的整体部件。

后轮驱动单元40可从控制单元30接收目标后轮转向角度，并且可通过rws致动器(未示出)和减速器(未示出)使后轮转向，使得后轮角度变为目标后轮转向角度。

在确定在从感测单元10接收的后轮转向控制输入信息中存在误差的情况下，控制单元30可基于从偏航率传感器20接收的偏航率计算用于将后轮控制为中性的后轮角度减小率，并且可根据所计算的后轮角度减小率将后轮控制为中性。

就是说，在如图2所示执行正常后轮转向控制(图2的正常控制区域)的过程中，在后轮转向控制输入信息中出现误差的情况下，基于后轮转向控制输入信息计算的目标后轮转向角度不得不也包括误差，因此可能不能执行后轮转向控制的正常操作。因此，本实施方式具有如下特征：当前转向至一定角度的后轮被控制为中性(图2的中性控制区域)并且后轮转向控制被中断，由此确保车身行为的稳定性。此处，后轮中性控制被定义为相对于车身的纵向方向将后轮角度控制为0°。

在下文中，将参考图3至图7详细说明基于以上描述执行后轮中性控制的过程，集中于控制单元30的操作。

图3是辅助说明根据本公开的实施方式的用于控制车辆的后轮转向的方法的流程图，图4是辅助详细说明在根据本公开的实施方式的用于控制车辆的后轮转向的方法中计算后轮角度的过程的流程图，图5是辅助说明在根据本公开的实施方式的用于控制车辆的后轮转向的方法中，根据基于中性恢复时间计算的后轮角度减小率将后轮制为中性的过程的示例图，图6是在根据本公开的实施方式的用于控制车辆的后轮转向的方法中，比较分别在低速反相模式和高速同相模式中将后轮控制为中性的过程的示例图，并且图7是辅助详细说明在根据本公开的实施方式的用于控制车辆的后轮转向的方法中，将后轮控制为中性的过程的流程图。

参考图3描述根据本公开的实施方式的用于控制车辆的后轮转向的方法，首先，控制单元30确定控制单元中接收的后轮转向控制输入信息中是否存在误差以控制车辆的后轮转向(步骤s100)。控制单元30可在后轮转向控制输入信息被输入为异常值或类型(pattern)而不是被输出为正常状态下期望输入的后轮转向控制输入信息的值或类型的情况下，确定在后轮转向控制输入信息中存在误差。如上所述，后轮转向控制输入信息可包括转向角、车速、横向加速度等。在确定误差存在于输入的多个后轮转向控制输入信息中的至少一个中的情况下，控制单元30可确定误差存在于后轮转向控制输入信息中。在确定误差不存在于后轮转向控制输入信息中的情况下，控制单元30继续正常后轮转向控制(步骤s110)。

在确定误差存在于后轮转向控制输入信息中的情况下，控制单元30基于车辆的偏航率计算用于将后轮控制为中性的后轮角度减小率(步骤s200)。后轮角度减小率指用于将后轮从当前后轮角度移为中性的每一单位时间的角度减小率。

控制单元30可通过确定从偏航率计算的偏航加速度(偏航加速度可通过相对于时间求偏航率的微分来计算)是否大于预定参考值并且然后通过根据确定结果设置用于将后轮控制为中性的中性恢复时间，来计算后轮角度减小率。作为将后轮从当前后轮角度移为中性所需的时间，中性恢复时间可被初始设置为提前存储在控制单元30中的中性恢复时间初始值(中性恢复时间初始值可基于设计者意图和实验性结果而进行各种设计并且提前存储在控制单元30中)。

以下将参考图4详细描述步骤s200。

控制单元30确定偏航加速度是否大于预定参考值(步骤s240)。就是说，在车辆的当前偏航加速度小的情况下，因为可在一定程度上确定当前确保车辆行为稳定性，所以使用当前设置中性恢复时间(即，中性恢复时间初始值)计算后轮角度减小率。相反，在车辆的当前偏航加速度大的情况下，由于为了车辆行为稳定性必须增加中性恢复时间，所以通过增加并由此更新当前设置中性恢复时间来计算后轮角度减小率。作为用于确定偏航加速度是大的还是小的参考，参考值可基于设计者意图和实验性结果而进行各种设计并且可提前设置在控制单元30中。

因此，在偏航加速度等于或小于参考值(在步骤s240处的n)的情况下，控制单元30基于当前后轮角度和当前设置中性恢复时间计算后轮角度减小率(步骤s250)。在初始后轮中性控制的情况下，作为可更新参数的中性恢复时间被设为上述中性恢复时间初始值。如将以后描述的，在将后轮控制为中性的同时在偏航加速度从等于或小于参考值的状态改变为大于参考值的状态的情况下，通过如下要描述的步骤s260，中性恢复时间更新至增加一定量的值。

因此，在偏航加速度等于或小于参考值的情况下，可根据以下等式1计算后轮角度减小率。

[等式1]

后轮角度减小率(a)＝当前后轮角度/当前设置中性恢复时间

图5的倾斜线①示出在偏航加速度等于或小于参考值的情况下，根据后轮角度减小率(a)，后轮被控制为中性。

相反，在偏航加速度大于参考值(在步骤s240处的y)的情况下，控制单元30基于偏航加速度相对于参考值的超出量更新当前设置中性恢复时间，并且基于当前后轮角度和更新后的中性恢复时间计算后轮角度减小率(步骤s260)。控制单元30以这样的方式更新当前设置中性恢复时间，即，在偏航加速度相对于参考值的超出量越大时，将其增加越多。

详细地，为了车辆行为稳定性，当偏航加速度相对于参考值的超出量越大时，控制单元30确定必须将用于将后轮控制为中性的中性恢复时间设置为越长。因此，通过确定偏航加速度相对于参考值的超出量计算中性恢复时间的增加率，并且通过将计算的增加率应用至当前设置中性恢复时间来更新中性恢复时间。以下等式2表示更新当前设置中性恢复时间的过程。

[等式2]

增加率＝|偏航加速度－参考值|/参考值

更新中性恢复时间＝当前设置中性恢复时间×(1+增加率)

根据等式2，当偏航加速度相对于参考值的超出量越大时，中性恢复时间更新至越大值，使得在将后轮制为中性的过程中，可确保车辆行为稳定性。

因此，在偏航加速度大于参考值的情况下，可根据以下等式3计算后轮角度减小率。

[等式3]

后轮角度减小率(a’)＝当前后轮角度/(更新中性恢复时间－中性恢复进行时间)

图5的倾斜线②示出在偏航加速度大于参考值的情况下，根据后轮角度减小率(a’)，后轮被制为中性。

在等式3中，中性恢复进行时间指从开始后轮中性控制的时刻(即，步骤s300的开始时刻)至当前时刻所经过的时间。

详细地，在偏航加速度等于或小于参考值(在步骤s240中，n)的情况下，基于当前后轮角度和当前设置中性恢复时间计算后轮角度减小率，并且在如下要被描述的步骤s300中，根据所计算的后轮角度减小率，后轮被控制为中性。在确定在通过步骤s300后轮被控制为中性的过程中的一定时间点时偏航加速度超过参考值的情况下，由于在根据当前后轮角度减小率后轮被控制为中性时可引起车辆行为不稳定，所以必须通过增加中性恢复时间来更新它。因此，在本实施方式中，通过执行步骤s260重新计算后轮角度减小率。鉴于此，在通过执行步骤s260重新计算后轮角度减小率的情况下，从开始后轮中性控制的时刻至当前时刻所经过的时间应该被考虑，并且根据等式3通过限定所经过的时间为中性恢复进行时间来重新计算后轮角度减小率。

换言之，在初始执行步骤s260的情况下，由于它是在通过步骤s300开始后轮中性控制之前，所以当中性恢复进行时间被设为0时，计算后轮角度减小率。在确定在通过步骤s240和s250执行步骤s300的过程中偏航加速度超过参考值的情况下，通过步骤s260重新计算后轮角度减小率。此时，通过考虑从开始后轮中性控制的时刻至当前时刻所经过的时间重新计算后轮角度减小率。

另一方面，在本实施方式中，在计算后轮角度减小率的步骤s200中，在确定车辆的车速等于或高于预定参考车速并且车辆的前轮和后轮同相的情况下(步骤s210)，后轮转向控制可中断(步骤s220)，并且在检查车辆是直线驾驶(步骤s230)之后可计算后轮角度减小率。

参考图5和图6进行详细说明，车辆的后轮转向控制模式包括低速反相模式(在该模式中，前轮和后轮处于低车速区域中的相反的相)以及高速同相模式(在该模式中，前轮和后轮处于高车速区域中的相同的相)。在以低速反相模式开始后轮中性控制的情况下，因为车辆的偏航率减小，所以驾驶员的不适感较少并且车辆行为的稳定性不会受到很大影响。因此，如图6(a)所示，在确定误差存在于后轮转向控制输入信息中的情况下，控制单元30在没有一定等待时间的情况下计算后轮角度减小率并且执行后轮中性控制。

相反，在以高速同相模式开始后轮中性控制的情况下，因为车辆的偏航率增加，所以驾驶员的不适感较大，并且车辆行为变得不稳定的可能性很大。因此，如图6(b)所示，在车速等于或高于预定参考车速并且前轮和后轮同相的高速同相模式(步骤s210)的情况下，控制单元30中断后轮转向控制(步骤s220)，并且计算后轮角度减小率并且只有在检查车辆直线驾驶之后执行后轮中性控制(步骤s230)。参考车速可基于设计者意图和实验性结果进行各种设计并且可提前设置在控制单元30中。

用于参考，在由于车速传感器13的故障，误差出现在后轮转向控制输入信息中的车速信息中的情况下，可引起不可能在步骤s210中确定车速是否高于参考车速的问题。然而，车辆可配备有多种车速传感器13，诸如使用车轮的转速检测车速的传感器、通过测量发动机的rpm(每分钟转数)检测车速的传感器以及使用全球定位系统(gps)检测车速的传感器。因此，能够通过车速传感器13中的正常操作的车速传感器13检测车速，并且确定车速是否高于参考车速。

在步骤s200之后，控制单元30根据在步骤s200中计算的后轮角度减小率，通过控制后轮驱动单元40的驱动，将后轮控制为中性(步骤s300)。

在后轮被控制为中性的步骤s300中，在开始后轮中性控制(步骤s310)之后且在后轮达到中性状态(步骤s330)之前，偏航加速度从等于或小于参考值的状态改变为大于参考值的状态(步骤s350)的情况下，控制单元30执行步骤s260并且重新计算后轮角度减小率。

即，在根据从步骤s250计算的中性恢复时间(即，中性恢复时间初始值)计算的后轮角度减小率执行后轮中性控制的情况下，即使在后轮被控制为中性的同时偏航加速度从等于或小于参考值的状态改变为大于参考值的状态，因为由于车辆行为不稳定，乘客的安全性可能不能保证，所以控制单元30执行步骤s260，并且由此基于偏航加速度相对于参考值的超出量更新当前设置中性恢复时间，并且基于当前后轮角度和更新后的中性恢复时间重新计算后轮角度减小率。

鉴于此，如上所述，控制单元30考虑从开始后轮中性控制的时刻(即，步骤s300的开始时刻)至当前时刻所经过的中性恢复进行时间，重新计算后轮角度减小率。就是说，可根据以上等式3计算要被重新计算的后轮角度减小率。

总的来说，在偏航加速度等于或小于参考值的情况下，在步骤s200中后轮角度减小率被计算为(a)，并且根据步骤s300中的后轮角度减小率(a)执行后轮中性控制(参见图5的a区段)。在执行后轮中性控制的同时在确定偏航加速度超过参考值的情况下，考虑通过步骤s260的中性恢复进行时间重新计算后轮角度减小率(a’)，并且根据重新计算的后轮角度减小率(a’)执行后轮中性控制(参见图5的b区段)。

在偏航加速度从大于参考值的状态改变为等于或小于参考值的状态的情况下，因为车辆行为稳定性不受影响，所以根据当前后轮角度减小率继续后轮中性控制。

如从以上描述显而易见的，在本公开的实施方式中，在误差存在于用于后轮转向控制的输入信号中的情况下，可通过将后轮控制为中性确保车辆行为安全性，由此确保乘客的安全性，并且仅通过计算后轮角度减小率并且控制后轮的逻辑执行后轮中性控制，而不使用用于后轮中性控制的单独机械装置，由此实现系统简化和成本节省效果。

在各种实施方式中，控制单元30、感测单元10和/或其一个或多个部件可经由一个或多个通用和/或专用部件实现，诸如一个或多个离散电路、数字信号处理芯片、集成电路、专用集成电路、微处理器、处理器、可编程阵列、现场可编程阵列、指令集处理器等。

根据一个或多个示例性实施方式，本文描述的特征、功能、处理等可经由软件、硬件(例如，一般处理器、数字信号处理(dsp)芯片、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)等)、固件或其组合实现。以此方式，控制单元30、感测单元10和/或其一个或多个部件可包括或以另外方式与包含代码(例如，指令)的一个或多个存储器(未示出)相关联，存储器被配置为使得控制单元30、感测单元10和/或其一个或多个部件执行本文描述的特征、功能、处理等中的一个或多个。

存储器可以是参与向一个或多个软件、硬件和/或固件部件提供代码以用于执行的任何介质。这种存储器可以以任意合适形式实现，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质包括例如，光盘或磁盘。易失性介质包括动态存储器。传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤。传输介质还可采用声、光或电磁波的形式。计算机可读介质的常见形式包括例如，软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任意其他磁性介质、光盘-只读存储器(cd-rom)、可写入光盘(cd-rw)、数码影碟(dvd)、可写入dvd(dvd-rw)、任意其他光学介质、穿孔卡、纸带、光标示表单、具有空穴的图案或者其他光学可识别标记的任意其他物理介质、随机存取存储器(ram)、可编程只读存储器(prom)以及可擦除可编程只读存储器(eprom)、flash-eprom、任意其他存储器芯片或匣子、载波或者可通过例如控制器/处理器从其读取信息的任意其他介质。

尽管已在上文示出并描述了本公开的实施方式，但本公开不限于上述具体实施方式，在不脱离如所附权利要求公开的范围和精神的情况下，本公开所述领域的技术人员可进行各种修改。此外，这种修改同样应当被理解为落在本公开的范围和精神内。