本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)向控制技術(shù)。

背景技術(shù)：

當(dāng)車輛行駛時(shí)，駕駛員操縱一轉(zhuǎn)向裝置，輪胎在地面滑動(dòng)的同時(shí)也曲線運(yùn)動(dòng)(curvedly travel)。

輪胎的中心線和輪胎的運(yùn)動(dòng)方向(travelling direction)因上述的滑動(dòng)而變得彼此不同。進(jìn)一步，在某一方向上可能會(huì)增加輪胎地面接觸表面(tire ground contact surface)。該方向是指參照輪胎的中心線，一個(gè)與輪胎運(yùn)動(dòng)方向不同的方向。

當(dāng)輪胎地面接觸表面在某一方向上增加時(shí)，產(chǎn)生自校準(zhǔn)扭矩(self-aligning torque)。該自校準(zhǔn)扭矩趨于使輪胎恢復(fù)到最初狀態(tài)(輪胎中心)。

換言之，駕駛員需要提供一抵抗自校準(zhǔn)扭矩的作用力，從而操縱所述轉(zhuǎn)向裝置。

有鑒于，自校準(zhǔn)扭矩依賴于滑移角(slip angle)，該滑移角是由輪胎的中心線和輪胎的運(yùn)動(dòng)方向而形成的。

然而，自校準(zhǔn)扭矩趨于正比于滑移角，直至一特定滑移角，而當(dāng)超過所述特定滑移角時(shí)，自校準(zhǔn)扭矩隨滑移角增大而減小。

由于這種趨勢，當(dāng)駕駛員提供抵抗自校準(zhǔn)扭矩的作用力以操縱轉(zhuǎn)向裝置，且車輛的滑移角超過所述特定滑移角時(shí)，駕駛員可能會(huì)無意中過度地操縱所述轉(zhuǎn)向裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在這種情況下，本發(fā)明的目的在于提供一種轉(zhuǎn)向控制技術(shù)，其能夠防止駕駛員操縱轉(zhuǎn)向裝置時(shí)車輛的滑移角超過一特定滑移角。

在本發(fā)明的一方面中，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種轉(zhuǎn)向控制裝置(steering control apparatus)，其包括：一傳感單元，用于感測車速、轉(zhuǎn)向角、第一橫向加速度以及轉(zhuǎn)向角速度(steering angle speed)中的至少一個(gè)；一估計(jì)單元(estimation unit)，用于根據(jù)車速和轉(zhuǎn)向角來估計(jì)第二橫向加速度；以及一控制器，用于控制一轉(zhuǎn)向裝置(steering device)，以基于一滑動(dòng)梯度(slip gradient)來增加一轉(zhuǎn)向扭矩，該滑動(dòng)梯度表示所述第一橫向加速度與所述第二橫向加速度之差，其中當(dāng)轉(zhuǎn)向角速度反向(inverted)時(shí)，所述控制器釋放對所述轉(zhuǎn)向裝置的控制。

在本發(fā)明的另一方面中，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種轉(zhuǎn)向控制方法，其包括：一感測車速、轉(zhuǎn)向角、第一橫向角速度以及轉(zhuǎn)向角速度中的至少一個(gè)的感測步驟；一根據(jù)車速和轉(zhuǎn)向角以估計(jì)第二橫向加速度的估計(jì)步驟；以及一控制轉(zhuǎn)向裝置以根據(jù)滑動(dòng)梯度而增加一轉(zhuǎn)向扭矩的控制步驟，其中所述滑動(dòng)梯度表示所述第一橫向加速度與所述第二橫向加速度之差，當(dāng)所述轉(zhuǎn)向角速度反向時(shí)，對所述轉(zhuǎn)向裝置的控制得到釋放。

如上所述，本發(fā)明實(shí)施例能夠提供一種轉(zhuǎn)向控制技術(shù)，其能夠防止駕駛員操縱轉(zhuǎn)向裝置時(shí)車輛的滑移角超過一特定滑移角。

附圖說明

結(jié)合參考以下的附圖和詳細(xì)說明將更好地理解本發(fā)明的上述和其他的目的、特性和優(yōu)勢，其中：

圖1A是一輪胎地面接觸表面的滑動(dòng)與作用力之間的關(guān)系示意圖；

圖1B是圖1A所示的情況中的自校準(zhǔn)扭矩與滑移角的變化示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一第一實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置的配置示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一第一實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置的操作示例圖；

圖4A是根據(jù)本發(fā)明的一第一實(shí)施例的控制器的操作示例圖；

圖4B是根據(jù)本發(fā)明的一第一實(shí)施例的控制器的操作另一示例圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一第二實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置的配置示意圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的一第二實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置的操作示例圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明的一第二實(shí)施例的控制器的操作示例圖；

圖8是根據(jù)本發(fā)明的一第三實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置的配置示意圖；

圖9是根據(jù)本發(fā)明的一第三實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置的操作示例圖；

圖10是根據(jù)本發(fā)明的一第三實(shí)施例的一控制器的操作示例圖；

圖11是根據(jù)本發(fā)明的一第四實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置的配置示意圖；

圖12是根據(jù)本發(fā)明的一第四實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置的操作示例圖；

圖13是根據(jù)本發(fā)明的一第四實(shí)施例的一控制器的操作示例圖；以及

圖14是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

以下，結(jié)合參考附圖，將具體描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。在添加附圖標(biāo)記給每一附圖中的組件時(shí)，值得注意的是，盡管顯示在不同的附圖中，但是它們表示相同或相似的組件。此外，在本發(fā)明的下文描述中，如果并入本文的已知功能和配置的詳細(xì)描述會(huì)使本發(fā)明的主題變得不清楚，那么將其省略。

另外，在描述本發(fā)明的組件時(shí)，可以使用術(shù)語，例如第一、第二、A、B、(a)、(b)等類似詞。這些術(shù)語僅是為了將一結(jié)構(gòu)組件與其他結(jié)構(gòu)組件區(qū)別出來，并且一相應(yīng)結(jié)構(gòu)組件的屬性、次序、順序等不應(yīng)受限于該術(shù)語。應(yīng)當(dāng)指出，當(dāng)在說明書中描述一個(gè)組件與另一個(gè)組件“連接”“耦接”“接合”時(shí)，雖然說明第一個(gè)組件可以直接地與第二個(gè)組件“連接”“耦接”“接合”，一第三個(gè)組件也可能在第一個(gè)組件與第二組件之間“連接”“耦接”“接合”。

圖1A是一輪胎地面接觸表面的滑動(dòng)與作用力之間的關(guān)系示意圖。圖1B是示例性表明圖1A所示的情況中的自校準(zhǔn)扭矩與滑移角的變化示意圖。

當(dāng)駕駛員操縱一轉(zhuǎn)向裝置至車輛行駛方向的右側(cè)時(shí)，作用在輪胎上的作用力如圖1A所示。

參見圖1A，當(dāng)駕駛員操縱所述轉(zhuǎn)向裝置時(shí)，輪胎在滑動(dòng)的同時(shí)，具有一與輪胎中心線不同的輪胎運(yùn)動(dòng)方向。在這種情況下，輪胎中心線和輪胎運(yùn)動(dòng)方向形成一角度，該角度被稱為滑移角，由于上述的滑動(dòng)，因此在某一方向上可能會(huì)增加輪胎地面接觸表面。該方向是指參照輪胎的中心線，一個(gè)與輪胎運(yùn)動(dòng)方向不同的方向。

進(jìn)一步，垂直于輪胎運(yùn)動(dòng)方向所形成的作用力被稱為回轉(zhuǎn)力(cornering force)。嘗試將輪胎恢復(fù)到最初狀態(tài)(輪胎中心)的作用力被稱為自校準(zhǔn)扭矩(self-aligning torque)。

在圖1A的情況中，自校準(zhǔn)扭矩可能會(huì)隨滑移角增大而增加，直至5度，如圖1B所示，但是超過5度之后，隨滑移角增大而迅速減小。這僅是一示例，若根據(jù)輪胎情況、路面狀況或車輛重量，可能會(huì)有部分的差異。

根據(jù)圖1B所示，當(dāng)駕駛員過度操縱所述轉(zhuǎn)向裝置以形成5度或5度以上的滑移角時(shí)，所述自校準(zhǔn)扭矩迅速減小，于是駕駛員可能無意中過度操縱所述轉(zhuǎn)向裝置。

例如，當(dāng)駕駛員提供一12牛頓的作用力來轉(zhuǎn)向一車輛，且所述車輛以5度的滑移角行駛時(shí)，其中，所述車輛的自校準(zhǔn)扭矩為10牛頓，所述轉(zhuǎn)向裝置可以被2牛頓的作用力操縱。當(dāng)所述滑移角在這種情況下增加，且所述車輛以7度的滑移角行駛時(shí)，其中，所述車輛的自校準(zhǔn)扭矩為7牛頓，所述轉(zhuǎn)向裝置可以被5牛頓的作用力操縱。在這種情況下，駕駛員可能會(huì)因轉(zhuǎn)向反作用力的突然減小而感受到一種轉(zhuǎn)向不當(dāng)(improper steering)的感覺，并且控制車輛行為控制可能存有問題。在本說明書中，通過參考作為轉(zhuǎn)向扭矩的轉(zhuǎn)向反作用力來進(jìn)行描述，其中轉(zhuǎn)向反作用力是由駕駛員操縱方向盤而產(chǎn)生的。換言之，駕駛員通過一預(yù)定等級的作用力來操縱方向盤。該作用力可以根據(jù)轉(zhuǎn)向反作用力而變化，所述轉(zhuǎn)向反作用力在本文中被描述為轉(zhuǎn)向扭矩。因此，如果需要的話，轉(zhuǎn)向扭矩可以以轉(zhuǎn)向反作用力同樣的意思來被使用。

以下，將使用圖2至圖13來描述本發(fā)明實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)向控制裝置，其能夠解決上述問題。

圖2是根據(jù)本發(fā)明一第一實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置的配置示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一第一實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置的操作示例圖。圖4A是根據(jù)本發(fā)明的一第一實(shí)施例的控制器的操作示例圖。圖4B是根據(jù)本發(fā)明的一第一實(shí)施例的控制器的操作另一示例圖。

參見圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的一第一實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置200可包括：一傳感單元210，用于感測車速、轉(zhuǎn)向角、第一橫向加速度以及轉(zhuǎn)向角速度中至少一個(gè)；一估計(jì)單元220，用于根據(jù)車速和轉(zhuǎn)向角來估計(jì)第二橫向加速度；以及一控制器230，用于控制一轉(zhuǎn)向裝置，以基于一滑動(dòng)梯度來增加一轉(zhuǎn)向扭矩，該滑動(dòng)梯度表示所述第一橫向加速度與所述第二橫向加速度之差，其中當(dāng)轉(zhuǎn)向角速度反向時(shí)，所述控制器320釋放對所述轉(zhuǎn)向裝置的控制。

所述傳感單元210通過使用安裝在車輛上的至少一傳感器來感測車速、轉(zhuǎn)向角和根據(jù)轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)向角速度、以及第一橫向加速度，其中車速為車輛的移動(dòng)速度，轉(zhuǎn)向角是由駕駛員操作轉(zhuǎn)向裝置所形成的，第一橫向加速度為作用于一轉(zhuǎn)彎車輛的橫向加速度。

所述估計(jì)單元220通過將所述傳感單元210所感測出的車速和轉(zhuǎn)向角應(yīng)用于等式1中，以估計(jì)第二橫向加速度(a_y)，其中等式1為一自行車模型的轉(zhuǎn)彎等式(cornering equation)。

等式1

其中，R_t表示一轉(zhuǎn)向率(輪胎的轉(zhuǎn)向角和方向盤的轉(zhuǎn)向角之間的比例)，V表示車速，L表示軸距，即前輪與后輪之間的距離，g表示重力加速度，K表示一常數(shù)，該常數(shù)為其中W_f表示前輪的重量，C_af表示前輪的剛度，W_r表示后輪的重量，C_ar表示后輪的剛度，Steering Angle表示轉(zhuǎn)向角。

在一特定時(shí)間的車輛和從所述特定時(shí)間起經(jīng)過一預(yù)定時(shí)間后的所述車輛之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系的基礎(chǔ)上來計(jì)算等式1。所述控制器230將所述傳感單元210所感測的第一橫向加速度與所述估計(jì)單元220所估計(jì)的第二橫向加速度之差定義為滑動(dòng)梯度，并且所述控制器230控制一轉(zhuǎn)向裝置10，以基于所述滑動(dòng)梯度來增加轉(zhuǎn)向扭矩，其中當(dāng)所述傳感單元210所感測到的轉(zhuǎn)向角速度反向(從一正值變化為一負(fù)值，或從一負(fù)值變化為一正值)時(shí)，所述控制器230釋放對所述轉(zhuǎn)向裝置10的控制。

所述轉(zhuǎn)向扭矩可能意味著需要操作所述轉(zhuǎn)向裝置10的扭矩。因此，所述控制器230輸出一正比于滑動(dòng)梯度的補(bǔ)償扭矩來控制所述轉(zhuǎn)向裝置10，以增加轉(zhuǎn)向扭矩，從而限制所述轉(zhuǎn)向角的增加。在這種情況下，所述補(bǔ)償扭矩作用于與駕駛員操作方向盤所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)扭矩相反的方向上。換言之，所述控制器230根據(jù)滑動(dòng)梯度輸出一與駕駛員的方向盤操作扭矩(例如驅(qū)動(dòng)扭矩)相反方向的補(bǔ)償扭矩，以控制駕駛員所感受到的轉(zhuǎn)向反作用力增加。進(jìn)一步，所述控制器230基于一滑動(dòng)梯度來減小補(bǔ)償扭矩量，以控制駕駛員所感受到的轉(zhuǎn)向反作用力增加。例如，生成一補(bǔ)償扭矩是為了輔助駕駛員的驅(qū)動(dòng)扭矩，所述控制器230可以提供一補(bǔ)償扭矩，其小于通常情況下的補(bǔ)償扭矩，以控制駕駛員所感受到的轉(zhuǎn)向反作用力增加?？傊?，所述控制器230控制一轉(zhuǎn)向扭矩(例如轉(zhuǎn)向反作用力)增加，并且在這種情況下，即使當(dāng)駕駛員以相同的扭矩來操作方向盤時(shí)，轉(zhuǎn)向角的變化量變得小于通常情況下的轉(zhuǎn)向角的變化量。

滑動(dòng)梯度與如圖1A所示的滑移角相對應(yīng)，并且通過所述控制器230限制轉(zhuǎn)向角的增加是為了限制如圖1B所示的滑移角的增加，以維持自校準(zhǔn)扭矩。

參見圖3，所述傳感單元210可以感測車速、轉(zhuǎn)向角、第一橫向加速度以及轉(zhuǎn)向角速度；所述估計(jì)單元220可以將所述傳感單元210所感測的車速和轉(zhuǎn)向角輸入至上述等式1中，以估計(jì)第二橫向加速度。

此后，所述控制器230的滑動(dòng)梯度計(jì)算器231接收到所述傳感單元210感測到的第一橫向加速度以及所述估計(jì)單元220估計(jì)到的第二橫向加速度的輸入，接著，所述滑動(dòng)梯度計(jì)算器231可以計(jì)算一滑動(dòng)梯度。所述滑動(dòng)梯度可以被定義為所述第一橫向加速度與所述第二橫向加速度之差。

接著，所述控制器230的補(bǔ)償器233接收到所述滑動(dòng)梯度計(jì)算器231所輸出的滑動(dòng)梯度，并且接著，所述補(bǔ)償器233輸出一補(bǔ)償扭矩。

所述補(bǔ)償器233輸出的補(bǔ)償扭矩為一系數(shù)(factor)，其控制滑動(dòng)梯度為0或一設(shè)定值，并且所述補(bǔ)償扭矩與滑動(dòng)梯度的大小成比例。

此后，一補(bǔ)償確定器235接收到所述傳感單元210感測的補(bǔ)償扭矩和轉(zhuǎn)向角速度的輸入，接著，所述補(bǔ)償確定器235根據(jù)轉(zhuǎn)向角速度的條件來判斷是否將所述補(bǔ)償扭矩輸入至一轉(zhuǎn)向裝置。

例如，當(dāng)轉(zhuǎn)向角速度未反向(從一正值變?yōu)橐回?fù)值，或從一負(fù)值變?yōu)橐徽?時(shí)，所述補(bǔ)償確定器235可以將從所述補(bǔ)償器233接收到的所述補(bǔ)償扭矩輸入至所述轉(zhuǎn)向裝置10。這樣，可以增加所述轉(zhuǎn)向裝置10的轉(zhuǎn)向扭矩，從而限制轉(zhuǎn)向角的增加。鑒于此，限制轉(zhuǎn)向角的增加可能意味著防止駕駛員容易地操縱轉(zhuǎn)向裝置，以至車輛的行駛旋轉(zhuǎn)角(traveling rotation angle)并未增加。

相反，當(dāng)所述轉(zhuǎn)向角速度反向時(shí)，所述補(bǔ)償確定器235將0輸入至所述轉(zhuǎn)向裝置10。

尤其，所述轉(zhuǎn)向角速度的反向意味著車輛的行駛旋轉(zhuǎn)角的減小。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)向角速度反向時(shí)，如圖1B所示的滑移角不再增加，于是，所述控制器230將0輸入至所述轉(zhuǎn)向裝置10，以至轉(zhuǎn)向扭矩并未增加。

參見圖4A，根據(jù)本發(fā)明的一第一實(shí)施例的控制器輸出一與滑移角成比例的補(bǔ)償扭矩來控制一轉(zhuǎn)向裝置，以增加一轉(zhuǎn)向扭矩，從而限制轉(zhuǎn)向角的增加。然而，當(dāng)一滑動(dòng)梯度等于或大于一第一滑動(dòng)梯度SG₁時(shí)，所述控制器使一補(bǔ)償扭矩固定為一第一補(bǔ)償扭矩T₁。所述轉(zhuǎn)向扭矩被確定為與輸入到轉(zhuǎn)向裝置的補(bǔ)償扭矩成比例。因此，所述補(bǔ)償扭矩的增加是指轉(zhuǎn)向扭矩的增加。

第一滑動(dòng)梯度SG₁是基于通過實(shí)驗(yàn)所獲得的數(shù)據(jù)而被設(shè)置的，其中，這些實(shí)驗(yàn)是基于車輛輪胎條件以及路面條件。所述第一補(bǔ)償扭矩T₁是根據(jù)所設(shè)置的第一滑動(dòng)梯度SG₁以及所述控制器的補(bǔ)償器的設(shè)置而被確定的。

圖4B表明在包括某些時(shí)間段t₁和t₂的時(shí)間域內(nèi)的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向控制裝置的柱扭矩(column torque)410及根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置的柱扭矩420的示意圖，其中，在時(shí)間段t₁和t₂中，存在一滑動(dòng)梯度。

參見圖4B所示，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的所述控制器可以控制一轉(zhuǎn)向裝置，以基于滑移角來增加一轉(zhuǎn)向扭矩，并且當(dāng)轉(zhuǎn)向角速度反向(如圖4B中的標(biāo)號430)時(shí)，所述控制器可以釋放對所述轉(zhuǎn)向裝置的控制。

由于具有釋放對所述轉(zhuǎn)向裝置的控制的功能，因此根據(jù)本發(fā)明所述第一實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)向控制裝置的柱扭矩420與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向控制裝置的柱扭矩410相配，于是，駕駛員可以以一種等同于傳統(tǒng)操縱感的感覺來操縱轉(zhuǎn)向裝置。這就是將所述控制器的補(bǔ)償確定器輸出的0輸入至所述轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)果。

不像圖4B所示，如果當(dāng)轉(zhuǎn)向角速度反向時(shí)不存在釋放對所述轉(zhuǎn)向裝置的控制的功能，那么根據(jù)本發(fā)明所述第一實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)向控制裝置的柱扭矩不同于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向控制裝置的柱扭矩，因此，駕駛員需要提供更大的作用力來操縱轉(zhuǎn)向裝置。這就是將所述控制器的補(bǔ)償確定器輸出的補(bǔ)償扭矩輸入至所述轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)果。

進(jìn)一步，如圖4B所示，執(zhí)行一控制之后，以至在時(shí)間段t₁和t₂內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明所述第一實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)向控制裝置的柱扭矩420小于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向控制裝置的柱扭矩410，其中在時(shí)間段t₁和t₂內(nèi)，存在滑動(dòng)梯度(以增加轉(zhuǎn)向扭矩)，從而使得駕駛員提供更大的作用力來操縱轉(zhuǎn)向裝置。換言之，所述轉(zhuǎn)向角的增加受到限制。

為了便于理解，在本發(fā)明的一第二實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置、本發(fā)明的一第三實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置及本發(fā)明的一第四實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置中的一些組件和操作之內(nèi)的且與本發(fā)明所述第一實(shí)施例的上述組件和操作相同或類似的組件和操作的描述將會(huì)被省略。上述第一實(shí)施例的組件和操作適用于所省略的組件和操作。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一第二實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置的配置示意圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明所述第二實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置的操作示例圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的一第二實(shí)施例的控制器的操作示例圖。

參見圖5所示，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置可以進(jìn)一步包括：一盲區(qū)設(shè)置單元510，用于設(shè)置一盲區(qū)，在該盲區(qū)內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明上述第一實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置200中所計(jì)算的滑動(dòng)梯度從0到一預(yù)定值。

因此，根據(jù)本發(fā)明所述第二實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置的控制器230可以控制所述轉(zhuǎn)向裝置，以至僅當(dāng)所述滑動(dòng)梯度大于一預(yù)定值時(shí)才會(huì)增加轉(zhuǎn)向扭矩，其中，所述滑動(dòng)梯度是指所述傳感單元210感測的第一橫向加速度與所述估計(jì)單元220估計(jì)的第二橫向加速度之差；所述預(yù)定值為所述盲區(qū)的最大值。

參見圖6所示，根據(jù)本發(fā)明所述第二實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置可以進(jìn)一步將所述盲區(qū)設(shè)置單元510輸出的盲區(qū)(在一區(qū)域內(nèi)，滑動(dòng)梯度值從0到一預(yù)定值)輸入至根據(jù)本發(fā)明所述第一實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)向控制裝置的補(bǔ)償器233。因此，僅當(dāng)所述滑動(dòng)梯度與除了所述盲區(qū)之外的一區(qū)域(zone)相對應(yīng)時(shí)，所述補(bǔ)償器233可以輸出一補(bǔ)償扭矩，該補(bǔ)償扭矩對從所述滑動(dòng)梯度計(jì)算器231所接收到的一滑動(dòng)梯度進(jìn)行補(bǔ)償。

參見圖7所示，當(dāng)所述盲區(qū)設(shè)置單元將0(m/sec²)至SG₀(m/sec₂)的一區(qū)域設(shè)置為一盲區(qū)時(shí)，所述控制器控制所述轉(zhuǎn)向裝置，以至在所設(shè)定的盲區(qū)內(nèi)的一補(bǔ)償扭矩將會(huì)為0。相反，除了所設(shè)置的盲區(qū)之外的一區(qū)域，所述控制器可以輸出一與所述滑動(dòng)梯度成比例的補(bǔ)償扭矩來控制所述轉(zhuǎn)向裝置，以增加所述轉(zhuǎn)向扭矩，從而限制一轉(zhuǎn)向角的增加。

根據(jù)本發(fā)明所述第二實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置除了是否有盲區(qū)設(shè)置單元510之外與根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置具有相同的情況，圖7中的折線可能與經(jīng)過一預(yù)定值(SG₀)并沿著滑動(dòng)梯度軸(slip gradient axis)來轉(zhuǎn)換圖4A所示的折線所得到的折線相同。因此，在圖7中，一第二滑動(dòng)梯度SG₂可能等于一第一滑動(dòng)梯度SG₁和所述預(yù)定值SG₀之和，其中，在第二滑動(dòng)梯度SG₂中，補(bǔ)償扭矩為一第一補(bǔ)償扭矩T₁。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的一第三實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置的配置示意圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明的一第三實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置的操作示例圖。圖10是根據(jù)本發(fā)明的一第三實(shí)施例的一控制器的操作示例圖。

參見圖8所示，根據(jù)本發(fā)明所述第三實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)向控制裝置進(jìn)一步包括：一區(qū)域信號生成單元810，其產(chǎn)生至少一區(qū)域信號；以及根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置200中的所述盲區(qū)設(shè)置單元510，所述盲區(qū)設(shè)置單元510基于所述區(qū)域信號設(shè)置一盲區(qū)，在所述盲區(qū)內(nèi)，一滑動(dòng)梯度值從0到一預(yù)定值。因此，所述控制器230可以控制所述轉(zhuǎn)向裝置，以至僅當(dāng)所述滑動(dòng)梯度與除了所述盲區(qū)之外的一區(qū)域相對應(yīng)時(shí)，才增加一轉(zhuǎn)向扭矩。

所述區(qū)域信號生成單元810可以使用任何輸入裝置，例如一按鈕型輸入裝置或一可旋轉(zhuǎn)輸入裝置，并且所述區(qū)域信號生成單元810可以根據(jù)所述輸入裝置的輸入而產(chǎn)生不同的增益信號。

參見圖9，在根據(jù)本發(fā)明所述第三實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)向控制裝置中，所述區(qū)域信號生成單元810可以輸出一區(qū)域信號，并且所述盲區(qū)設(shè)置單元510設(shè)置一盲區(qū)，在該盲區(qū)內(nèi)，一滑動(dòng)梯度值從0到一基于所述區(qū)域信號變化的預(yù)定值，接著將所述盲區(qū)輸入至根據(jù)本發(fā)明所述第一實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)向控制裝置中的補(bǔ)償器233。因此，僅當(dāng)所述滑動(dòng)梯度與所述盲區(qū)之外的一區(qū)域相對應(yīng)時(shí)，所述補(bǔ)償器233才輸出一補(bǔ)償扭矩，其中，所述補(bǔ)償扭矩補(bǔ)償一從所述滑動(dòng)梯度計(jì)算器231接收到的滑動(dòng)梯度。

參見圖10所示，圖10表明波形1010、1020、1030以及1040的一示例，所述波形1010、1020、1040表示轉(zhuǎn)向扭矩與橫向加速度之間關(guān)系的一范例，在這種情況下，所述區(qū)域信號生成單元生成一第一區(qū)域信號、一第二區(qū)域信號、一第三區(qū)域信號及一第四區(qū)域信號；并且所述盲區(qū)設(shè)置單元根據(jù)所生成的區(qū)域信號分別設(shè)置一第一盲區(qū)、一第二盲區(qū)、一第三盲區(qū)及一第四區(qū)域盲區(qū)。所述第一盲區(qū)可以為一區(qū)域，該區(qū)域基于所述第一區(qū)域信號而使所述滑動(dòng)梯度從0(m/sec²)到一第一預(yù)定值；所述第二盲區(qū)可以為一區(qū)域，該區(qū)域基于所述第二區(qū)域信號而使所述滑動(dòng)梯度從0(m/sec²)到一第二預(yù)定值；所述第三盲區(qū)可以為一區(qū)域，該區(qū)域基于所述第三區(qū)域信號而使所述滑動(dòng)梯度從0(m/sec²)到一第三預(yù)定值；所述第四盲區(qū)可以為一區(qū)域，該區(qū)域基于所述第四區(qū)域信號而使所述滑動(dòng)梯度從0(m/sec²)到一第四預(yù)定值。

在此時(shí)刻，第一預(yù)定值、第二預(yù)定值、第三預(yù)定值及第四預(yù)定值具有與如下等式2相對應(yīng)的關(guān)系。

等式2

第一預(yù)定值>第二預(yù)定值>第三預(yù)定值>第四預(yù)定值

換言之，根據(jù)本發(fā)明所述第三實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)向控制裝置的區(qū)域信號生成單元可以分別生成一第一區(qū)域信號、一第二區(qū)域信號、一第三區(qū)域信號及一第四區(qū)域信號，從而調(diào)整一轉(zhuǎn)向扭矩，所述轉(zhuǎn)向扭矩基于一滑動(dòng)梯度在一區(qū)域1050、又一區(qū)域1060以及另一區(qū)域1070之后增加。因此，根據(jù)本發(fā)明所述第三實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)向控制裝置能夠設(shè)置所述轉(zhuǎn)向裝置，從而根據(jù)不同的駕駛員來進(jìn)行不同地增加。

例如，在一健壯的駕駛員(strong driver)情況下，根據(jù)本發(fā)明所述第三實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)向控制裝置的區(qū)域信號生成單元能夠生成第三區(qū)域信號(因此，形成波形1030)或第四區(qū)域信號(因此，形成波形1040)，以防止健壯的駕駛員執(zhí)行過度的轉(zhuǎn)向。相反，在一虛弱的駕駛員(weak driver)情況下，根據(jù)本發(fā)明所述第三實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)向控制裝置的區(qū)域信號生成單元能夠生成第一區(qū)域信號(因此，形成波形1010)或第二區(qū)域信號(因此，形成波形1020)，以防止虛弱的駕駛員執(zhí)行過度的轉(zhuǎn)向。

作為另一例子，在一技能熟練的駕駛員(skilled driver)情況下，根據(jù)本發(fā)明所述第三實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)向控制裝置的區(qū)域信號生成單元能夠生成第一區(qū)域信號(因此，形成波形1010)或第二區(qū)域信號(因此，形成波形1020)，以使得技能熟練的駕駛員具有輪胎滑動(dòng)所產(chǎn)生的感覺。相反，在一技能生疏的駕駛員(unskilled driver)情況下，根據(jù)本發(fā)明所述第三實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)向控制裝置的區(qū)域信號生成單元能夠生成第三區(qū)域信號(因此，形成波形1030)或第四區(qū)域信號(因此，形成波形1040)，以防止技能生疏的駕駛員具有輪胎滑動(dòng)所產(chǎn)生的感覺。

又一例子，在一健壯且技能熟練的駕駛員情況下，根據(jù)本發(fā)明所述第三實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)向控制裝置的區(qū)域信號生成單元能夠生成第二區(qū)域信號(因此，形成波形1020)。相反，在一健壯且技能生疏的駕駛員情況下，根據(jù)本發(fā)明所述第三實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)向控制裝置的區(qū)域信號生成單元能夠生成第四區(qū)域信號(因此，形成波形1040)。進(jìn)一步，在一虛弱且技能熟練的駕駛員情況下，根據(jù)本發(fā)明所述第三實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)向控制裝置的區(qū)域信號生成單元能夠生成第一區(qū)域信號(因此，形成波形1010)。進(jìn)一步，在一虛弱且技能生疏的駕駛員情況下，根據(jù)本發(fā)明所述第三實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)向控制裝置的區(qū)域信號生成單元能夠生成第三區(qū)域信號(因此，形成波形1030)。

圖11是根據(jù)本發(fā)明的一第四實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置的配置示意圖。圖12是根據(jù)本發(fā)明的一第四實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制裝置的操作示例圖。圖13是根據(jù)本發(fā)明的一第四實(shí)施例的一控制器的操作示例圖。

參見圖11所示，根據(jù)本發(fā)明所述第四實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)向控制裝置可以進(jìn)一步包括：一增益信號生成單元1110，其生成的至少一增益信號。因此，所述控制器230可以控制所述轉(zhuǎn)向裝置10以改變轉(zhuǎn)向扭矩的增加量。

所述增益信號生成單元1110可以使用任何輸入裝置，包括一按鈕型輸入裝置或一可旋轉(zhuǎn)輸入裝置，并且所述增益信號生成單元1110可以根據(jù)所述輸入裝置的輸入而產(chǎn)生不同的增益信號。

參見圖12，在根據(jù)本發(fā)明所述第四實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)向控制裝置中，所述增益信號生成單元1110可以輸出一增益，并且該增益與所述控制器230的補(bǔ)償器233所輸出的補(bǔ)償扭矩相加(如圖12中的標(biāo)號1210)。因此，所述轉(zhuǎn)向裝置10通過將所述增益與所述補(bǔ)償扭矩相加而獲得0或一個(gè)值的輸入，接著，改變轉(zhuǎn)向扭矩上的增量。

參見圖13所示，圖13表明根據(jù)所述增益信號生成單元分別生成一第一增益信號、一第二增益信號及一第三增益信號的情況下相對于滑動(dòng)梯度的補(bǔ)償扭矩1310、1320及1330。

此時(shí)，一第一增益、一第二增益及一第三增益具有一與以下等式3相對應(yīng)的關(guān)系。

等式3

第一增益<第二增益<第三增益

根據(jù)一第一滑動(dòng)梯度SG₁的一第一補(bǔ)償扭矩T₁、一第二補(bǔ)償扭矩T₂、一第三補(bǔ)償扭矩T₃是分別根據(jù)所述第一增益、所述第二增益、所述第三增益而被確定的。

例如，當(dāng)所述第三增益是所述第一增益的兩倍時(shí)，所述第三補(bǔ)償扭矩是所述第一補(bǔ)償扭矩的兩倍。

通過執(zhí)行上述操作，根據(jù)本發(fā)明所述第四實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)向控制裝置將一補(bǔ)償扭矩輸入至所述轉(zhuǎn)向裝置以調(diào)整用于滑動(dòng)梯度的轉(zhuǎn)向扭矩的增量。

以下，將簡要地給出一種轉(zhuǎn)向控制方法的描述，其中，該方法是通過使用圖1至圖13所示的轉(zhuǎn)向控制裝置來執(zhí)行操作的。

圖14是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制方法的流程示意圖。

參見圖14所示，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的轉(zhuǎn)向控制方法包括：一感測車速、轉(zhuǎn)向角、第一橫向角速度以及轉(zhuǎn)向角速度中的至少一個(gè)的感測步驟(步驟S1400)；一根據(jù)車速和轉(zhuǎn)向角來估計(jì)第二橫向加速度的估計(jì)步驟(步驟S1410)；以及一控制轉(zhuǎn)向裝置以根據(jù)滑動(dòng)梯度來增加一轉(zhuǎn)向扭矩的控制步驟(步驟S1420)，其中所述滑動(dòng)梯度表示所述第一橫向加速度與所述第二橫向加速度之差，當(dāng)轉(zhuǎn)向角速度反向時(shí)，對所述轉(zhuǎn)向裝置的控制得到釋放。

在所述感測步驟(步驟S1400)中，所述轉(zhuǎn)向控制裝置通過使用安裝在車輛上的至少一個(gè)傳感器來感測車速、轉(zhuǎn)向角和根據(jù)轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)向角速度、以及第一橫向加速度，其中車速為車輛的移動(dòng)速度，轉(zhuǎn)向角是由駕駛員操作轉(zhuǎn)向裝置所形成的，第一橫向加速度為作用于一轉(zhuǎn)彎車輛的橫向加速度。

在所述估計(jì)步驟(步驟S1410)中，所述轉(zhuǎn)向控制裝置通過將車速和轉(zhuǎn)向角應(yīng)用于上述等式1來估計(jì)第二橫向加速度，其中車速和轉(zhuǎn)向角是在所述感測步驟(步驟S1400)中感測得到的，等式1為一自行車模型的轉(zhuǎn)彎等式。

在所述控制步驟(步驟S1420)中，所述轉(zhuǎn)向控制裝置將在所述感測步驟(步驟S1400)中的第一橫向加速度與在所述估計(jì)步驟(步驟S1410)中的第二橫向加速度之差作為一滑動(dòng)梯度，并且控制一轉(zhuǎn)向裝置，以基于所述滑動(dòng)梯度來增加轉(zhuǎn)向扭矩，其中當(dāng)在所述感測步驟(步驟S1400)中感測的轉(zhuǎn)向角度反向(從一正值變?yōu)橐回?fù)值，或從一負(fù)值變?yōu)橐徽?時(shí)，所述轉(zhuǎn)向控制裝置釋放對所述轉(zhuǎn)向裝置的控制。

所述轉(zhuǎn)向扭矩可以意味著操作所述轉(zhuǎn)向裝置所需的一扭矩。因此，在所述控制步驟(步驟S1420)中，所述轉(zhuǎn)向控制裝置可以輸出一與滑動(dòng)梯度成比例的補(bǔ)償扭矩來控制所述轉(zhuǎn)向裝置10，以增加轉(zhuǎn)向扭矩，從而限制轉(zhuǎn)向角的增加。

滑動(dòng)梯度意味著一與圖1A所示的滑移角相對應(yīng)的值，通過所述控制器230限制轉(zhuǎn)向角的增加是為了限制滑移角的增加，以維持如圖1B所示的自校準(zhǔn)扭矩。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的上述轉(zhuǎn)向控制方法的所述控制步驟(步驟S1420)進(jìn)一步包括：設(shè)置一盲區(qū)的盲區(qū)設(shè)置步驟，其中，在該盲區(qū)內(nèi)，表示第一橫向加速度與第二橫向加速度之差的滑動(dòng)梯度從0到一預(yù)定值。因此，在所述控制步驟(步驟S1420)中，所述轉(zhuǎn)向控制裝置可以控制所述轉(zhuǎn)向裝置，以至僅當(dāng)滑動(dòng)梯度大于一預(yù)定值時(shí)，才會(huì)增加轉(zhuǎn)向扭矩，其中所述預(yù)定值為所述盲區(qū)的最大值。

進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的上述轉(zhuǎn)向控制方法的所述控制步驟(步驟S1420)進(jìn)一步包括：一生成至少一區(qū)域信號的區(qū)域信號生成步驟；設(shè)置一盲區(qū)的盲區(qū)設(shè)置步驟中，基于所生成的區(qū)域信號，滑動(dòng)梯度的值從0到一預(yù)定值。因此，在所述控制步驟(步驟S1420)中，所述轉(zhuǎn)向控制裝置可以控制所述轉(zhuǎn)向裝置，以至僅當(dāng)滑動(dòng)梯度與除了盲區(qū)之外的一區(qū)域相對應(yīng)時(shí)，才增加所述轉(zhuǎn)向扭矩。由于該功能，因此，所述轉(zhuǎn)向控制裝置可以根據(jù)不同的駕駛員來設(shè)置轉(zhuǎn)向扭矩的不同增加量。

進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的上述轉(zhuǎn)向控制方法的控制步驟(步驟S1420)可以進(jìn)一步包括：一生成至少一增益信號的增益信號生成步驟。因此，在所述控制步驟(步驟S1420)中，所述轉(zhuǎn)向控制裝置可以控制所述轉(zhuǎn)向裝置，從而根據(jù)增益信號來改變轉(zhuǎn)向扭矩的增加量。

另外，所述轉(zhuǎn)向控制方法通過基于圖1至圖13所示的轉(zhuǎn)向控制裝置來執(zhí)行全部操作。

甚至如上文所述，本發(fā)明的實(shí)施例中所有組件是以單個(gè)單元結(jié)合而成，或是以單個(gè)單元結(jié)合地進(jìn)行操作，本發(fā)明的實(shí)施例不僅僅限于此。在不脫離本發(fā)明的范圍情況下，在所有結(jié)構(gòu)組件中，至少兩個(gè)組件可以選擇性結(jié)合和操作。已經(jīng)進(jìn)行的上述描述僅用于說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)思想，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的范圍和發(fā)明的精神的情況下能夠理解不同的修改、補(bǔ)充和替代。本發(fā)明的范圍要根據(jù)附屬的權(quán)利要求，例如所有的技術(shù)想法包括等同于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍，來進(jìn)行解釋。