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车辆转向控制装置及其控制方法
申请号 CN202310954321.4 申请日 2023-07-31 公开(公告)号 CN117734819A 公开(公告)日 2024-03-22
申请人 现代摩比斯株式会社; 发明人 金泰弘;
摘要 本 发明 提出一种车辆转向控制装置及其控制方法。当在自动行驶期间检测到 方向盘 的旋转运动时，当车辆在自动行驶模式下保持行驶预定时间而不停用自动行驶模式时，通过改变用于控制转向装置的基准 转向 角 度 信号 来控制转向装置。因此，补偿了由于方向盘的旋转运动引起的变化，消除了由行驶模式之间的切换引起的自动行驶的不 稳定性 ，并且防止了由于与车辆的预期行驶路线的偏离和控制损失引起的交通事故的发生。因此，可以实现提高自动行驶的稳定性的效果，确保车辆停留在预期的行驶路线上。
权利要求

1.一种车辆转向控制装置，包括：
转向装置，被配置为控制车辆的行驶方向；
自动行驶控制器，被配置为计算用于在自动行驶模式中控制所述车辆的行驶方向的命令转向角度；
位置控制器，被配置成响应于所述命令转向角度来控制所述转向装置；
电机角度传感器，安装在所述转向装置中并且被配置为测量电机角度；
转向角度传感器，安装在方向盘中并且被配置为测量与所述方向盘的旋转运动相对应的转向角度；以及
处理器，被配置为以与所述车辆的自动行驶模式相对应的方式，基于从所述电机角度计算的第一转向角度信号和所述转向角度传感器的第二转向角度中的一个来设置基准转向角度信号，从而控制所述转向装置，基于所述基准转向角度信号生成控制误差的反馈信号，并且将所生成的反馈信号应用于所述自动行驶控制器，
其中，当在所述自动行驶模式中检测到所述方向盘的旋转运动时，所述处理器将所述基准转向角度信号改变为所述第二转向角度。
2.根据权利要求1所述的车辆转向控制装置，其中，当在所述自动行驶模式中检测到所述方向盘的旋转运动时，所述处理器使所述车辆保持在所述自动行驶模式下行驶预定时间，并且通过所述反馈信号补偿所述方向盘的旋转运动。
3.根据权利要求1所述的车辆转向控制装置，其中，当由于所述方向盘的旋转运动而维持柱扭矩所花费的时间超过预设时间并且由于所述方向盘的旋转运动而改变的所述命令转向角度的大小超过预设值时，所述处理器将所述基准转向角度信号改变为所述第二转向角度信号。
4.根据权利要求3所述的车辆转向控制装置，其中，所述处理器通过经由陷波滤波器、带阻滤波器和超前‑滞后滤波器中的一个对所述柱扭矩进行滤波，来去除所述柱扭矩的谐振点。
5.根据权利要求1所述的车辆转向控制装置，其中，当由于所述方向盘的旋转运动而维持柱扭矩所花费的时间达到或者短于预设时间时，或者当由于所述方向盘的旋转运动而改变的所述命令转向角度的大小达到或者小于预设值时，所述处理器维持作为所述第一转向角度信号的所述基准转向角度信号。
6.根据权利要求1所述的车辆转向控制装置，其中，所述处理器通过在指定时间内逐步调整反映率来改变所述基准转向角度信号。
7.根据权利要求1所述的车辆转向控制装置，其中，当在所述自动行驶模式中检测到所述方向盘的旋转运动时，所述处理器通过改变使所述自动行驶模式停用的条件来使所述车辆保持在所述自动行驶模式下行驶。
8.根据权利要求7所述的车辆转向控制装置，其中，当所述方向盘的旋转运动满足改变的条件或者当所述方向盘通过驾驶员的转向继续旋转运动时，所述处理器停用所述自动行驶模式并且切换至驾驶员转向模式。
9.一种控制车辆转向控制装置的方法，所述方法包括以下步骤：
以与车辆的自动行驶模式相对应的方式基于从电机角度传感器的电机角度计算的第一转向角度信号和转向角度传感器的第二转向角度信号中的一个来设置基准转向角度信号，从而控制转向装置；
在所述自动行驶模式中，由自动行驶控制器计算用于控制所述车辆的行驶方向的命令转向角度，并且由位置控制器以与所述命令转向角度相对应的方式控制所述转向装置；
由处理器基于所述第一转向角度信号生成控制误差的反馈信号，并且由所述处理器将所生成的反馈信号应用于所述位置控制器和所述自动行驶控制器；
当在所述自动行驶模式中检测到方向盘的旋转运动时，将所述基准转向角度信号改变为所述第二转向角度信号；并且
基于所述第二转向角度信号生成所述反馈信号并且将所生成的反馈信号应用于所述位置控制器和所述自动行驶控制器。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，当在所述自动行驶模式中检测到所述方向盘的旋转运动时，保持所述车辆在所述自动行驶模式下行驶预定时间，并且通过所述反馈信号补偿所述方向盘的旋转运动。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，将所述基准转向角度信号改变为所述第二转向角度信号包括：
对由于所述方向盘的旋转运动而维持柱扭矩所花费的时间进行计数，并且将所计数的维持所述柱扭矩所花费的时间与预设时间进行比较；
将由于所述方向盘的旋转运动而改变的所述命令转向角度的大小与预设值进行比较；
并且
当维持所述柱扭矩所花费的时间超过所述预设时间并且所述命令转向角度的大小超过所述预设值时，将所述基准转向角度信号改变为所述第二转向角度信号。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，将所述基准转向角度信号改变为所述第二转向角度信号进一步包括：
通过经由陷波滤波器、带阻滤波器和超前‑滞后滤波器中的一个对所述柱扭矩进行滤波来去除所述柱扭矩的谐振点。
13.根据权利要求9所述的方法，进一步包括以下步骤：
当在所述自动行驶模式中检测到所述方向盘的旋转运动时，当由于所述方向盘的旋转运动而维持柱扭矩所花费的时间达到或短于预设时间时或者当由于所述方向盘的旋转运动而改变的所述命令转向角度的大小达到或小于预设值时，维持作为所述第一转向角度信号的所述基准转向角度信号。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，在所述基准转向角度信号向所述第二转向角度信号的改变中，通过在指定时间内逐级调整反映率，所述基准转向角度信号从所述第一转向角度信号改变为所述第二转向角度信号。
15.根据权利要求9所述的方法，进一步包括以下步骤：
当在所述自动行驶模式中检测到所述方向盘的旋转运动时，通过改变使所述自动行驶模式停用的条件来使所述车辆保持在所述自动行驶模式下行驶；并且
当所述方向盘的旋转运动满足改变后的条件时或者当所述方向盘通过驾驶员的转向继续旋转运动时，停用所述自动行驶模式并且切换至驾驶员转向模式。
说明书全文

车辆转向控制装置及其控制方法

技术领域

[0001] 本公开的示例性实施方式涉及车辆转向控制装置和控制该车辆转向控制装置的方法，并且更具体地，涉及能够在自动行驶期间补偿由于方向盘的旋转运动引起的行驶方向的变化并且保持车辆自动行驶的车辆转向控制装置以及控制该车辆转向控制装置的方法。

背景技术

[0002] 通过驾驶员的方向盘操作，电机驱动助力驱转向(motor‑driven  power steering，MDPS)装置操作以改变车轮的方向，从而改变车辆的行驶方向。
[0003] MDPS装置帮助驾驶员更容易地操作方向盘，从而控制车辆的行驶方向。
[0004] 近年来，存在应用自动行驶技术的趋势，该自动行驶技术在驾驶员不干涉的情况下检测障碍物并且通过控制车辆的行驶方向使车辆能够行驶至目的地。
[0005] 因此，车辆配备有相机和多个传感器，并且被配置为识别周围环境中的障碍物、检测道路情况，并且根据周围环境中的障碍物和道路情况来控制行驶方向。
[0006] 自动行驶技术分为五个水平。在第一水平中，水平驾驶员驾驶车辆。在比简单地辅助驾驶员的第一水平高的第二水平中，在车辆行驶期间部分地应用自动化以辅助驾驶员。在第三水平中，车辆在条件环境中自动行驶。即，在高速道路等特定的道路状况下，车辆自动行驶，并且在危险状况产生的情况下，驾驶员进行干涉。在第四水平中，车辆在正常道路上自动行驶。在第五水平中，车辆在驾驶员不干涉的情况下完全自主行驶。
[0007] 自动行驶技术的第二水平(其中部分地应用自动化)和第三水平(其中车辆在条件环境中自动行驶)已经应用于车辆。此外，第四水平或第五水平的自动行驶技术已应用于不具有驾驶员座位的无人驾驶客车等。
[0008] 转向装置起着一种重要作用，因为必须根据检测到的障碍物和道路状况来控制该自动行驶车辆的行驶方向。
[0009] 在题为“用于自动车辆的转向系统(A steering system for autonomous vehicle)”的韩国专利申请公开号10‑2022‑0090233中公开了本公开的相关技术。
[0010] 在车辆行驶中检测到危险状况或发生了异常的情况下，驾驶员干涉车辆行驶。
[0011] 当驾驶员在自动行驶模式中操作方向盘时，自动行驶模式会被停用，并且车辆切换至与驾驶员相关的车辆行驶。然而，在突然操作方向盘时，无法反映目标转向角度，使得难以控制行驶方向。因此，车辆有可能偏离其预期的行驶路线，导致交通事故的发生。
[0012] 当在车辆行驶期间驾驶员失去意识或者方向盘由于外部冲击而旋转运动的情形下而停用自动行驶模式时，驾驶员不能应对该情形，使得不可能控制自动行驶。因此，可能发生交通事故。
[0013] 因此，需要在车辆保持自动行驶的同时确定驾驶员是否实际参与自动行驶，并且根据确定的结果逐步停用自动行驶模式，而不是当在自动行驶期间方向盘旋转运动时立即停用自动行驶模式。
[0014] 因此，需要在自动行驶期间根据方向盘的旋转运动来校正行驶方向并且保持车辆自动行驶。
[0015] [专利文献]
[0016] 韩国专利申请公开号10‑2022‑0090233发明内容
[0017] 各种实施方式涉及一种车辆转向控制装置以及控制车辆转向控制装置的方法，该车辆转向控制装置能够在自动行驶期间检测到方向盘的旋转运动时在不使自动行驶模式停用的情况下使车辆自动行驶预定时间，并且能够补偿由于方向盘的旋转运动引起的行驶方向的变化，从而保持车辆稳定地行驶。
[0018] 在本公开的实施方式中，车辆转向控制装置包括：转向装置，被配置为控制车辆的行驶方向；自动行驶控制器，被配置为计算用于在自动行驶模式中控制车辆的行驶方向的命令转向角度；位置控制器，被配置成响应于命令转向角度(commanded steering angle)控制转向装置；电机角度传感器，安装在转向装置中并且被配置为测量电机角度；转向角度传感器，安装在方向盘中并且被配置为测量与方向盘的旋转运动相对应的转向角度；以及处理器，被配置为以与车辆的自动行驶模式相对应的方式设置基准转向角度信号，使得基于从电机角度计算的第一转向角度信号和转向角度传感器的第二转向角度中的一个来控制转向装置，基于基准转向角度信号生成基于控制误差的反馈信号，并且将所生成的反馈信号应用于自动行驶控制器，其中，当在自动行驶模式中检测到方向盘的旋转运动时，处理器将基准转向角度信号改变为第二转向角度。
[0019] 在本公开的实施方式中，在车辆转向控制装置中，当在自动行驶模式中检测到方向盘的旋转运动时，处理器可使车辆在自动行驶模式下保持预定时间并且可通过反馈信号补偿方向盘的旋转运动。
[0020] 在本公开的实施方式中，在车辆转向控制装置中，当由于方向盘的旋转运动而维持柱扭矩所花费的时间超过预设时间并且由于方向盘的旋转运动而改变的命令转向角度的大小超过预设值时，处理器可将基准转向角度信号改变为第二转向角度信号。
[0021] 在本公开的实施方式中，在车辆转向控制装置中，处理器可通过经由陷波滤波器、带阻滤波器和超前‑滞后滤波器中的一个对柱扭矩进行滤波，来去除柱扭矩的谐振点。
[0022] 在本公开的实施方式中，在车辆转向控制装置中，当由于方向盘的旋转运动而维持柱扭矩所花费的时间达到或者短于预设时间时或者当由于方向盘的旋转运动而改变的命令转向角度的大小达到或者小于预设值时，处理器可维持作为第一转向角度信号的基准转向角度信号。
[0023] 在本公开的实施方式中，在车辆转向控制装置中，处理器可通过在指定时间内逐步调整反映率来改变基准转向角度信号。
[0024] 在本公开的实施方式中，在车辆转向控制装置中，当在自动行驶模式中检测到方向盘的旋转运动时，处理器可通过改变使自动行驶模式停用的条件来使车辆保持在自动行驶模式下行驶。
[0025] 在本公开的实施方式中，在车辆转向控制装置中，当方向盘的旋转运动满足改变后的条件或者当方向盘通过驾驶员的转向继续旋转运动时，处理器可停用自动行驶模式并且可切换至驾驶员转向模式。
[0026] 在本公开的实施方式中，一种控制车辆转向控制装置的方法包括：以与车辆的自动行驶模式相对应的方式设置基准转向角度信号，使得基于从电机角度传感器的电机角度计算的第一转向角度信号和转向角度传感器的第二转向角度信号中的一个控制转向装置；在自动行驶模式中，由自动行驶控制器计算用于控制车辆的行驶方向的命令转向角度，并且通过位置控制器以与命令转向角度相对应的方式控制转向装置；由处理器基于第一转向角度信号生成控制误差的反馈信号，并且由处理器将所生成的反馈信号应用于位置控制器和自动行驶控制器；当在自动行驶模式中检测到方向盘的旋转运动时，将基准转向角度信号改变为第二转向角度信号；并且基于第二转向角度信号生成反馈信号并将所生成的反馈信号应用于位置控制器和自动行驶控制器。
[0027] 在本公开的实施方式中，在该方法中，当在自动行驶模式中检测到方向盘的旋转运动时，可保持车辆在自动行驶模式下行驶，并且可通过反馈信号补偿方向盘的旋转运动。
[0028] 在本公开的实施方式中，在该方法中，将基准转向角度信号改变为第二转向角度信号可包括：对由于方向盘的旋转运动而维持柱扭矩所花费的时间进行计数并且将所计数的维持柱扭矩所花费的时间与预设时间进行比较；将由于方向盘的旋转运动而改变的命令转向角度的大小与预设值进行比较；并且当维持柱扭矩所花费的时间超过预设时间并且命令转向角度的大小超过预设值时，将基准转向角度信号改变为第二转向角度信号。
[0029] 在本公开的实施方式中，在该方法中，将基准转向角度信号改变为第二转向角度信号可进一步包括通过经由陷波滤波器、带阻滤波器和超前‑滞后滤波器中的一个对柱扭矩进行滤波来去除柱扭矩的谐振点。
[0030] 在本公开的实施方式中，该方法可进一步包括：当在自主模式中检测到方向盘的旋转运动时，当由于方向盘的旋转运动而维持柱扭矩所花费的时间达到或者短于预设时间时或者当由于方向盘的旋转运动而改变的命令转向角度的大小达到或者小于预设值时，维持作为第一转向角度信号的基准转向角度信号。
[0031] 在本公开的实施方式中，在该方法中，在将基准转向角度信号改变为第二转向角度信号时，可以通过在指定时间内逐步调整反映率来将基准转向角度信号从第一转向角度信号改变为第二转向角度信号。
[0032] 在本公开的实施方式中，方法还可包括：当在自动行驶模式中检测到方向盘的旋转运动时，通过改变使自动行驶模式停用的条件来使车辆保持在自动行驶模式下行驶；并且当方向盘的旋转运动满足改变后的条件时或者当方向盘通过驾驶员的转向继续旋转运动时，停用自动行驶模式并切换至驾驶员转向模式。
[0033] 根据本公开的一方面，车辆转向控制装置和控制车辆转向控制装置的方法能够提供补偿由于在自动行驶期间检测到的方向盘的旋转运动而引起的车辆行驶方向的改变的效果。这种能力有助于防止车辆偏离其预期的行驶路线。因此，能够实现提高车辆行驶的稳定性的效果。
[0034] 根据本公开的另一方面，车辆转向控制装置和控制车辆转向控制装置的方法能够响应于方向盘的旋转运动而保持车辆自动行驶而不停用自动行驶模式。这种能力有助于消除由行驶模式之间的切换引起的自动行驶的不稳定性，从而防止由于偏离车辆预期行驶路线和失去控制而导致的交通事故。附图说明
[0035] 图1是示出根据本公开的第一实施方式的车辆转向控制装置的配置的框图。
[0036] 图2是在根据本公开的第一实施方式的车辆转向控制装置执行转向控制时产生的信号传输的流程图。
[0037] 图3是当根据本公开的第一实施方式的车辆转向控制装置在控制方法之间切换时产生的信号传输的流程图。
[0038] 图4是示出根据本公开的第一实施方式的在控制方法之间切换的车辆转向控制装置的控制配置的框图。
[0039] 图5是示出根据本公开的第二实施方式的控制车辆转向控制装置的方法的流程图。

具体实施方式

[0040] 示例性实施方式中描述的组件可以通过硬件组件来实现，该硬件组件包括例如至少一个数字信号处理器(DSP)、处理器、控制器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑元件(诸如FPGA)、其他电子装置或其组合。示例性实施方式中描述的至少一些功能或过程可通过软件实现，并且软件可被记录在记录介质上。在示例性实施方式中描述的组件、功能和过程可以通过硬件和软件的组合来实现。
[0041] 根据示例性实施方式的方法可以体现为计算机可执行的程序，并且可以被实现为各种记录媒质，诸如磁存储媒质、光学读取媒质和数字存储媒质。
[0042] 本文中所描述的不同技术可实施为数字电子电路，或实施为计算机硬件、固件、软件或其组合。该技术可实施为计算机程序产品，即，有形地体现于信息载体中的计算机程序，该信息载体例如在机器可读存储装置(例如，计算机可读介质)中或在用于由数据处理装置(例如，可编程处理器、计算机或多个计算机)处理或控制数据处理装置(例如，可编程处理器、计算机或多个计算机)的操作的传播信号中。计算机程序可以以包括编译或解释语言的任何形式的编程语言来编写，并且可以以包括独立程序或模块、组件、子例程或适于在计算环境中使用的其他单元的任何形式来部署。计算机程序可以被部署为在计算机上或者在站点处的多个计算机上执行或者分布在多个站点上并且通过通信网络互连。
[0043] 例如，适合于执行计算机程序的处理器包括通用和专用微处理器以及任何种类的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的元件可以包括用于执行指令的至少一个处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储器装置。通常，计算机还将包括或被耦接以从一个或多个大容量存储设备(例如，磁盘、磁光盘、或光盘)接收数据、向其传送数据、或在两者上执行以存储数据。适合于体现计算机程序指令和数据的信息载体的示例包括半导体存储器装置，例如，诸如硬盘、软盘和磁带的磁介质，诸如致密盘只读存储器(CD‑ROM)、数字视频盘(DVD)等的光介质和诸如软光盘的磁光介质，以及只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、可擦可编程ROM(EPROM)和电可擦可编程ROM(EEPROM)和任何其他已知的计算机可读介质。处理器和存储器可以由专用逻辑电路补充或集成到专用逻辑电路中。
[0044] 处理器可以运行操作系统(OS)和在OS上运行的一个或多个软件应用。处理器装置还可以响应于软件的执行来访问、存储、操纵、处理和创建数据。为了简单起见，处理器装置的描述被用作单数；然而，本领域的技术人员将理解，处理器装置可包括多个处理元件和/或多种类型的处理元件。例如，处理器装置可以包括多个处理器或处理器和控制器。此外，不同的处理配置是可能的，诸如并行处理器。
[0045] 而且，非瞬态计算机可读介质可以是可由计算机访问的任何可用介质，并且可包括计算机存储介质和传输介质两者。
[0046] 本说明书包括多个特定实施方式的细节，但应当理解的是，细节不限制任何发明或在说明书中可要求保护的内容，而是描述特定示例性实施方式的特征。在各个示例性实施方式的上下文中在本说明书中描述的特征可以实现为单个示例性实施方式的组合。相反，在单个示例性实施方式的上下文中的说明书中描述的不同特征可以单独地或以适当的子组合在多个示例性实施方式中实现。此外，这些特征可以在特定组合中操作并且可以如组合中所要求的那样被初始地描述，但是在一些情况下也可以从所要求的组合中排除一个或多个特征，并且所要求的组合可以被改变成子组合或子组合的修改。
[0047] 类似地，即使在附图上以特定顺序描述操作，也不应被理解为需要以特定顺序或顺序执行操作以获得期望的结果，也不应被理解为需要执行所有操作。在特定情况下，多任务处理和并行处理可以是有利的。此外，在所有示例性实施方式中，不应当被理解为要求分离上述示例性实施方式中的各种装置组件，并且应当理解，上述程序组件和装置可以被合并到单个软件产品中或者可以被封装在多个软件产品中。
[0048] 应当理解，本文所公开的示范性实施方式仅仅是说明性的，并非旨在限制本发明的范围。对本领域普通技术人员显而易见的是，在不背离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可以对示例性实施方式进行各种修改。
[0049] 在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施方式，使得本领域技术人员能够容易地实现本公开。然而，本公开可以以许多不同的形式体现并且不限于本文中描述的实施方式。
[0050] 在本公开的实施方式的以下描述中，在可能使本公开的主题相当不清楚时，将省略包含在本文中的已知功能和配置的详细描述。附图中与本公开的描述不相关的部分被省略，并且相似的部分由相似的参考标号表示。
[0051] 在本公开中，彼此区分的组件旨在清楚地示出每个特征。然而，并不一定意味着组件是分开的。即，多个组件可以集成到一个硬件或软件单元中，或者单个组件可以分布到多个硬件或软件单元中。因此，除非另外指出，否则此类集成或分布式实施方式也包括在本公开的范围内。
[0052] 在本公开中，各种实施方式中描述的组件不一定是必需的组件，并且一些可以是可选组件。因此，由在一个实施方式中描述的组件的子集组成的实施方式也包括在本公开的范围内。此外，包括除了各种实施方式中描述的组件之外的其他组件的实施方式也包括在本公开的范围内。
[0053] 在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施方式，使得本领域技术人员能够容易地实现本公开。然而，本公开可以以许多不同的形式体现并且不限于本文中描述的实施方式。
[0054] 在本公开的实施方式的以下描述中，在可能使本公开的主题相当不清楚时，将省略包含在本文中的已知功能和配置的详细描述。附图中与本公开的描述不相关的部分被省略，并且相似的部分由相似的参考标号表示。
[0055] 在本公开中，当组件被称为“链接”、“耦接”或“连接”至另一组件时，应当理解，不仅可包括直接连接关系，还可包括通过中间组件的间接连接关系。此外，当一个组件被称为“包括”或“具有”另一个组件时，它可能意味着还包括其他组件而不是排除它，除非明确地描述为相反。
[0056] 在本公开中，除非另有具体说明，否则术语第一、第二等仅用于将一个组件与另一个区分开的目的，而并不限制组件的顺序或重要性等。因此，在本公开的范围内，在一个示例性实施方式中的第一组件可在另一实施方式中被称为第二组件，并且类似地，在一个示例性实施方式中的第二组件可被称为第一组件。
[0057] 在本公开中，彼此区分的组件旨在清楚地示出每个特征。然而，并不一定意味着组件是分开的。即，多个组件可以集成到一个硬件或软件单元中，或者单个组件可以分布到多个硬件或软件单元中。因此，除非另外指出，否则此类集成或分布式实施方式也包括在本公开的范围内。
[0058] 在本公开中，各种实施方式中描述的组件不一定是必需的组件，并且一些可以是可选组件。因此，由在一个实施方式中描述的组件的子集组成的实施方式也包括在本公开的范围内。此外，包括除了在各种实施方式中描述的组件以外的其他组件的示例性实施方式也包括在本公开的范围内。
[0059] 图1是示出根据本公开的第一实施方式的车辆转向控制装置的配置的框图。
[0060] 如图1所示，车辆转向控制装置包括位置控制器170、自动行驶控制器160、电机驱动助力转向(MDPS)装置150、转向角度传感器142、电动角度传感器141、存储器120、通信单元130、以及处理器110。
[0061] 转向角度传感器142设置在方向盘中并且测量随着方向盘的旋转操作而变化的转向角度。转向角度速度是转向角度相对于时间的变化率并且可以通过求导(differentiating)转向角度来计算。
[0062] 电机角度传感器141测量随着MDPS装置150驱动转向电机的结果而变化的电机角度。电机角度传感器141提供通过测量转向电机的旋转位置而获得的当前计算的转向角度。
[0063] 此外，车辆转向控制装置可以进一步包括扭矩传感器(未示出)和车速传感器(未示出)。扭矩传感器安装在包括方向盘的MDPS装置150中并且测量由于操作方向盘而改变的转向扭矩。车速传感器测量车辆的速度(车速)。
[0064] MDPS装置150通过根据目标转向角度驱动转向电机(未示出)来执行转向，该目标转向角度是从位置控制器170通过反馈控制输出的。
[0065] 当操作方向盘时，MDPS装置150提供驱动力，驱动力辅助驾驶员以减少的工作量执行方向盘的操作。描述了用作转向装置的示例的MDPS装置。可以使用电动助力转向(electric power assisted steering，EPAS)装置或电动转向(electric power steering，EPS)装置代替MDPS装置。
[0066] 在自动行驶模式中，自动行驶控制器160基于从多个传感器和相机输入的图像计算用于行驶到目的地的命令转向角度，并且将计算的命令转向角度应用于位置控制器170。
[0067] 另外，自动行驶控制器160通过基于反馈信号补偿由位置控制引起的误差来计算命令转向角度。
[0068] 当自动行驶模式失效并且然后在驾驶员转向模式下，驾驶员操作方向盘时，自动行驶控制器160计算与方向盘的旋转相对应的命令转向角度，并且将计算的命令角度应用于位置控制器170。
[0069] 位置控制器170接收车辆速度、命令转向角度、以及当前转向角度作为输入，并且将它们应用于MDPS装置150。
[0070] 位置控制器170接收反馈信号并执行位置校正。在车辆与路面之间的摩擦力大时、在路面上存在障碍物时、在车辆以正常速度行驶并具有较高自的对准能力(self‑alignment capability)的状态下进行转向时、或者在由于风而发生的横向力引起实际转向控制以实现目标转向角度时，误差值增大。因此，通过应用误差值来运算目标转向角度。
[0071] 通信单元130在车辆内部的组件之间发送和接收数据。通信单元130包括用于控制器局域网(CAN)的通信驱动器并且发送和接收车辆内部的内部数据。
[0072] 此外，通信单元130可以包括有线或无线通信模块，并且可以与便携式终端或外部服务器通信。
[0073] 例如，通信单元130执行通过以太网、WiFi、蓝牙等的短距离通信、移动通信和串行通信中的至少一种。
[0074] 存储在存储器120中的是通过通信单元130发送和接收的数据、用于转向控制的数据和在处理器110执行算术操作的处理期间生成的数据。存储在存储器120中的是作为通过多个传感器的测量结果获得的数据，例如，关于电压、电流、转向角度、速度等的数据。
[0075] 存储器120中存储的是与转向控制算法、自动行驶算法、紧急驾驶算法、行驶控制算法、以及输入和输出算法中的至少一种相关联的数据。
[0076] 存储器120的示例包括非易失性存储器，诸如随机存取存储器(RAM)、ROM、电擦除可编程ROM(EEPROM)、以及存储单元，诸如闪存。
[0077] 当车辆在自动行驶模式下行驶时，处理器110基于方向盘的旋转运动将车辆保持在自动行驶模式或停用自动行驶模式。当停用自动行驶模式时，处理器110切换至驾驶员转向模式。
[0078] 当方向盘的旋转运动超过预设值时，处理器110停用自动行驶模式并且切换至驾驶员转向模式。
[0079] 处理器110基于从MDPS装置150的电机角度传感器141和转向角度传感器142获得的数据、命令转向角度、以及柱扭矩生成反馈信号，并且将生成的反馈信号应用于位置控制器170和自动行驶控制器160。
[0080] 在自动行驶模式中，处理器110基于转向角度信号生成反馈信号，并将所生成的反馈信号应用于位置控制器170和自动行驶控制器160。
[0081] 与MDPS装置150的操作相关联，处理器110接收安装在电机中的电机角度传感器141的信号和安装在方向盘中的转向角度传感器142的信号作为输入。处理器110将所接收的信号中的一个设置为用于控制MDPS装置150的基准转向角度信号并生成反馈信号。处理器110通过选择电机角度传感器141的电机位置传感器(MPS)信号和转向角度传感器142的转向角度传感器(SAS)信号中的一个来生成与控制误差相关的最终反馈信号。
[0082] 处理器110在自动行驶模式中基于电机角度传感器141的转向角度信号生成最终反馈信号，并且在驾驶员转向模式下基于转向角度传感器142的转向角度信号生成最终反馈信号。
[0083] 处理器110可以基于转向角度传感器142的信号值确定驾驶员是否操作方向盘，并且可以停用自动行驶模式。
[0084] 然而，当转向角度突然改变时(即，在特定时间内改变预定角度时)，处理器110使车辆保持以自动行驶模式行驶，但基于电机角度传感器141的转向角度信号产生最终反馈信号，并因此补偿方向盘的旋转运动。
[0085] 处理器110可以配置有至少一个微处理器。
[0086] 处理器110通过操作存储器120中存储的行驶控制算法来控制MDPS装置150。处理器110可以是电机控制单元(MCU)。
[0087] 图2是在根据本公开的第一实施方式的车辆转向控制装置执行转向控制时产生的信号传输的流程图。
[0088] 如图2所示，自动行驶控制器160计算命令转向角度(commanded steering angle)并且将所计算的命令转向角度应用于位置控制器170(S1)。
[0089] 位置控制器170通过以与命令转向角度相对应的方式向MDPS装置150施加控制电流来控制转向电机(S2)。
[0090] 位置控制器170通过将通过编码器或者设置在MDPS装置150的电机中的电机角度传感器141测量的电机角度转换成齿轮比来生成电机位置转向角度信号(MPS信号)。此外，位置控制器170通过接收由电机位置转向角度信号引起的控制误差作为反馈信号来控制MDPS装置150(S3)。
[0091] 当MDPS装置150的电机以指向横向方向的方式控制车辆的车轮时，电机位置转向角度(MPS信号)用作相应的控制实体。因此，位置控制器170使用随着从电机角度传感器141的电机角度计算的电机位置转向角度而变化的转向角度信号控制MDPS装置150。
[0092] 自动行驶控制器160接收对根据电机角度传感器141的电机角度计算的电机位置转向角度信号的反馈，并将命令转向角度应用于位置控制器170。
[0093] 当车辆以自动行驶模式行驶时，当驾驶员操作方向盘时，或者当方向盘由于外部冲击而旋转运动时，方向盘的旋转运动可能对自动行驶控制具有影响。具体地，存在方向盘的突然旋转运动将导致车辆偏离其预期的行驶路线的可能性，导致交通事故。
[0094] 当车辆以自动行驶模式行驶时，当方向盘旋转运动时，处理器110检测方向盘的旋转运动并执行辅助控制。
[0095] 处理器110不能通过电机角度传感器141的电机位置转向角度信号来确定方向盘的旋转运动。因此，处理器110基于方向盘的转向角度传感器142的转向角度信号来改变基准转向角度信号，而非执行随着电机位置转向角度信号改变的控制。
[0096] 处理器110通过改变基准转向角度信号来确定方向盘的旋转运动的程度。为了调整方向盘的旋转运动，处理器110通过基于转向角度传感器142的转向角度信号(SAS信号)生成反馈信号来执行补偿控制。
[0097] 图3是当根据本公开的第一实施方式的车辆转向控制装置在控制方法之间切换时生成的信号传输的流程图。
[0098] 如图3所示，当在自动行驶期间检测到由于驾驶员对方向盘的操作或外部冲击引起的方向盘的旋转运动时，处理器110基于转向角度传感器的转向角度信号通过生成反馈信号来执行补偿控制。
[0099] 具体地，当方向盘与驾驶员的意图相反地旋转运动时，处理器110执行处理方向盘的这种旋转运动的补偿控制，而不停用自动行驶模式，并且然后使车辆保持自动行驶。
[0100] 例如，当驾驶员在正常自动行驶期间操作方向盘时，需要执行自动行驶控制而不停用自动行驶模式。即，位置控制器170检测方向盘的非预期的旋转运动并且通过立即接收转向角度传感器142的转向角度信号作为反馈来执行位置控制。
[0101] 处理器110考虑所有这些因素来确定驾驶员是否操作方向盘，并基于确定的结果生成用于自动行驶控制的反馈信号。
[0102] 自动行驶控制器160通过将计算角度和补偿角度应用于命令转向角度来生成另一命令转向角度并且将所生成的命令转向角度应用于位置控制器170(S110)。位置控制器170以与根据补偿控制生成的命令转向角度相对应的方式将控制电流施加于MDPS装置150(S120)。
[0103] 在自动行驶期间，电机角度传感器141检测电机角度，并且处理器110基于该电机角度生成电机位置转向角度信号并反馈所生成的电机位置转向角度信号(S160)。
[0104] 当方向盘旋转运动时(S130)，扭力杆U接头181旋转(S140)。当方向盘的SRC 182旋转时(S150)，转向角度传感器142检测转向角度。SRC 182是设置在方向盘中并且将气囊、车辆喇叭、音频遥控器等的开关信号传输至电子控制单元(ECU)的旋转实体。
[0105] 在自动行驶期间，柱扭矩的值收敛于0。当命令转向角度在自动行驶期间突然改变时，扭力杆响应快速运动。此时，小齿轮单元突然扭曲，因此柱扭矩暂时增加。在这种情况下，尽管驾驶员不操作方向盘，但柱扭矩可增加。
[0106] 处理器110接收并整合通过CAN通信检测获得的数据并且从基于电机位置转向角度信号的位置控制切换至基于转向角度传感器142的转向角度信号的位置控制。然后，处理器110将所得的最终反馈应用于位置控制器170和自动行驶控制器160(S190)(S200)。
[0107] 处理器110基于诸如传感器信号的各种信号确定方向盘是否参与驾驶员的行驶控制。此外，处理器110使用转向角度传感器142的转向角度信号和柱扭矩生成最终反馈信号。
[0108] 图4是示出根据本公开的第一实施方式的在控制方法之间切换的车辆转向控制装置的控制配置的框图。
[0109] 如图4所示，处理器110接收柱扭矩、转向角度传感器142的转向角度信号、自动行驶控制器160的命令转向角度、以及电机角度传感器141的电机角度作为输入。因此，处理器110根据行驶情况生成最终反馈信号，并且将生成的最终反馈信号应用于位置控制器170和自动行驶控制器160。
[0110] 处理器110基于方向盘的电机位置转向角度信号和转向角度传感器142中的一个改变基准转向角度信号。
[0111] 处理器110根据需要通过改变基准转向角度信号生成最终反馈信号并且通过将生成的最终反馈信号应用于位置控制器170控制MDPS装置150。
[0112] 为了生成最终反馈信号，处理器110接收柱扭矩值和命令转向角度。
[0113] 柱扭矩由扭力杆扭转来确定。因此，尽管驾驶员不保持在方向盘上，但是由于表面上的碰撞、外部冲击等可能产生柱扭矩。
[0114] 为了去除与柱扭矩的出现相关联的信号(即，为了去除从扭力杆的谐振点出现的扭矩输出)，处理器110使用陷波滤波器(notch filter)、带阻滤波器(band‑stop filter)和超前‑滞后滤波器(lead‑lag filter)中的至少一种去除扭矩信号的谐振点。
[0115] 另外，基于扭矩信号，处理器110确定柱扭矩值是否超过预定值，并且确定维持柱扭矩值的时间。然后，根据确定的结果，处理器110确定驾驶员是否操作方向盘。
[0116] 方向盘的瞬时旋转运动对自动行驶控制没有影响。然而，处理器110根据瞬时旋转运动的大小来确定是否执行补偿控制。
[0117] 当驾驶员临时操作方向盘时，处理器110保持车辆自动行驶。
[0118] 当方向盘在短时间内较大程度地旋转运动时，扭力杆的扭转可能由于惯性而增加扭矩值。为此，当命令的角速度高时，处理器110增加用于确定驾驶员的方向盘的旋转运动的操作的基准。
[0119] 当方向盘的旋转运动在预定时间内超过预定值时，处理器110停用自动行驶并且切换至驾驶员转向模式。然而，当用于确定方向盘的旋转运动的驾驶员的操作的基准升高时，处理器110根据升高的基准切换至驾驶员转向模式。
[0120] 例如，当基于方向盘的角度命令转向角度速度瞬时达到或超过1.5转/秒(rps)时，处理器110可大大增加柱扭矩并且可将从电机位置转向角度信号切换到方向盘的转向角度传感器142的转向角度信号(MPS→SAS)所花费的时间从2秒改变为3秒。
[0121] 处理器110响应于扭矩的非预期增加而增加发生扭矩所需的时间。然后，基于当驾驶员实际操作方向盘时产生的扭矩量，处理器110改变转向角度信号(MPS→SAS)。
[0122] 转向角度传感器142可安装在方向盘中并且可通过柱和齿条生成电机位置转向角度信号。因此，电机位置转向角度信号(MPS)与方向盘的转向角度传感器142的转向角度信号(SAS)之间的角度差在扭力杆被扭转的程度上出现。
[0123] 为此，在电机角度传感器141与转向角度传感器142的信号值之间出现差。当最终反馈信号从由电机角度传感器141计算的电机位置转向角度信号变成转向角度传感器142的转向角度信号时，从MDPS装置150的控制产生的误差在很大程度上瞬时发生。因此，可能发生MDPS装置150不能控制的情况。
[0124] 因此，处理器110生成最终反馈信号。然而，在将电机位置转向角度信号改变为转向角度传感器142的转向角度的处理中，处理器110通过在指定时间内逐步调整反映率(reflection ratio)来改变基准转向角度信号。
[0125] 处理器110使用斜升技术逐步改变基准转向角度信号。
[0126] 例如，处理器110使用以下等式1改变由最终反馈信号表示的转向角度。
[0127] 等式1
[0128] 转向角度＝K*MPS+(1–K)*SAS
[0129] 在等式1中，K是用于确定相对于转向角度信号的反映率的常数，MPS是作为电机位置转向角度信号的第一转向角度信号，并且SAS是作为转向角度传感器的转向角度信号的第二转向角度信号。
[0130] 处理器110通过逐步调整常数K来改变转向角度信号。当K为1时，电机位置转向角度信号被100％反映。当K是0时，转向角度传感器142的转向角度信号被100％反映。
[0131] 处理器110在预定时间内逐步使K从1改变为0。也就是说，处理器110将基准转向角度信号从电机位置转向角度信号改变为转向角度传感器142的转向角度信号，并使用两个转向角度信号生成最终反馈信号达预设时间。
[0132] 在自动行驶期间驱动器非意图地干涉方向盘的转向的情况下，处理器110使车辆以自动行驶模式行驶。
[0133] 当驾驶员非意图地使方向盘转向时，扭力杆扭转的程度通过转向角度传感器142的转向角度信号反馈给处理器110，并且处理器110通过经由最终反馈信号反映反馈的程度来补偿转向角度。
[0134] 图5是示出根据本公开的第二实施方式的控制车辆转向控制装置的方法的流程图。
[0135] 如图5所示，当在自动行驶期间方向盘旋转运动时，方向盘的旋转运动引起扭力杆扭转，并且因此引起柱扭矩(S310)。
[0136] 处理器110对柱扭矩进行滤波(S320)，并且去除不影响自动行驶控制的转向的小旋转运动。处理器110使用陷波滤波器、带阻滤波器和超前‑滞后滤波器中的至少一种对柱扭矩进行滤波。
[0137] 处理器110对维持柱扭矩所花费的时间进行计数并且确定维持柱扭矩所花费的时间是否超过预设时间(S330)。
[0138] 另外，处理器110接收自动行驶控制器160的命令转向角度作为输入(S315)，并且检查命令转向角度。处理器110将命令转向角度的大小与预设值进行比较(S325)。
[0139] 当维持柱扭矩所花费的时间超过预设时间并且命令转向角度超过预设值时，处理器110改变用于控制MDPS装置150的基准转向角度信号(S340)。
[0140] 当柱扭矩短暂改变并且命令转向角度达到或小于预设值时，处理器110基于第一转向角度信号控制MDPS装置150，该第一转向角度信号是基于电机角度传感器141的电机角度计算的电机位置转向角度信号(S345)。
[0141] 当方向盘在自动行驶期间旋转运动时，柱扭矩根据方向盘的旋转运动的程度(即，扭力杆扭曲的程度)发生。当方向盘突然旋转运动时，柱扭矩的大小增加。相应地，自动行驶控制器160计算命令转向角度。
[0142] 因此，处理器110以与维持柱扭矩所花费的时间和命令转向角度的大小两者相对应的方式确定方向盘的旋转运动的程度，并且然后改变MDPS装置150的转向角度信号。
[0143] 在自动行驶期间，处理器110基于从电机角度传感器141的电机角度计算的电机位置转向角度信号生成反馈信号并且将生成的反馈信号应用于位置控制器170，并且位置控制器170基于命令转向角度和反馈信号控制MDPS装置150。
[0144] 当在自动行驶期间方向盘突然旋转运动时，处理器110将基准转向角度信号从电机位置转向角度信号改变为转向角度传感器142的转向角度信号(第二转向角度信号)。
[0145] 在转动方向盘的状态下，在电机角度传感器141与转向角度传感器142之间产生转向角度差。处理器110使用斜升技术来调整转向角度的改变(S350)。
[0146] 当基准转向角度信号改变时，处理器110不是立即根据电机角度传感器141的转向角度信号(第一转向角度信号)和转向角度传感器142的转向角度信号(第二转向角度信号)改变基准转向角度信号，而是通过如等式1所示逐步改变反映率来改变基准转向角度信号。
[0147] 处理器110基于转向角度传感器142的转向角度信号(第二转向角度信号)生成反映方向盘的旋转运动的最终反馈信号(S360)，并且将生成的最终反馈信号应用于位置控制器170和自动行驶控制器160。
[0148] 处理器110保持车辆自动行驶(S380)并且补偿方向盘的旋转运动(S370)。
[0149] 当在车辆保持自动行驶的同时方向盘没有旋转运动时，处理器110改变用于控制MDPS装置150的基准转向角度信号，并且然后重新执行电机位置转向角度控制。
[0150] 当方向盘通过驾驶员的转向继续旋转地运动时，处理器110停用自动行驶模式并且切换至驾驶员转向模式。
[0151] 在自动行驶期间，驾驶员可能参与转向方向盘，并且因此方向盘可能突然旋转运动。在这种情况下，在根据本公开的分别第一实施方式和第二实施方式的车辆转向控制装置和控制车辆转向控制装置的方法中，通过反映方向盘的旋转运动来控制MDPS装置150，同时车辆保持以自动行驶模式行驶，而无需将其停用。由此，能够提高自动行驶过程中的安全性。

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