CN103569130A - 车辆的转弯控制方法及车辆用转弯控制系统 - Google Patents

车辆的转弯控制方法及车辆用转弯控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种车辆的转弯控制方法及车辆用转弯控制系统。根据本发明的一个方面，该车辆的转弯控制方法包括：临界允许速度差异计算步骤，计算转弯内外侧驱动轮间的临界允许速度差异；以及制动扭矩分配步骤，如果测量的转弯内外侧驱动轮间的速度差异为所述临界允许速度差异以上，则向转弯内侧驱动轮分配预先设定的制动扭矩。

Description

车辆的转弯控制方法及车辆用转弯控制系统
技术领域
本发明涉及车辆的转弯控制方法及车辆用转弯控制系统，尤其涉及一种通过把车辆转弯时在转弯内侧驱动轮损失的发动机功率传递给转弯外侧驱动轮，从而能够使车辆的转弯性能提高的车辆的转弯控制方法及车辆用转弯控制系统。
背景技术
图1是显示车辆转弯时行驶状态的图。如图1所示，在车辆10转弯时，在转弯内侧的驱动轮LW与转弯外侧的驱动轮RW的转弯半径相异。即，转弯外侧的驱动轮RW具有比转弯内侧的驱动轮LW大的转弯半径，因此，转弯外侧的驱动轮RW需要比转弯内侧的驱动轮LW多的转数。为了解决如上所述的转弯内外侧驱动轮RW、LW间的转数差异，一般在车辆10中加装差速齿轮(Differential Gear)DG，差速齿轮DG向转弯内外侧的驱动轮RW、LW差等分配发动机扭矩，从而使得尽管存在内外侧驱动轮RW、LW的转弯半径差异，车辆10依然能够自然地转弯。
但是，如上所述的差速齿轮DG向在结构上摩擦力作用较小侧的驱动轮分配更多发动机扭矩。因此，在车辆10转弯时，由于离心力而发生转弯内侧驱动轮LW的升起现象，如果转弯内侧驱动轮LW与路面的摩擦力减小，则相对而言，对转弯内侧驱动轮LW分离更多的发动机扭矩。这种现象在车辆10加速转弯时会更突出地显现。即，如果车辆10在转弯加速，则借助于离心力，横向加速度逐渐增加，因此，从转弯内侧向转弯外侧发生负荷移动。因此，作用于转弯内侧驱动轮LW与路面之间的垂直负荷减小，相反，作用于转弯外侧驱动轮RW与路面之间的垂直负荷相应增大，借助于差速齿轮DG而分配的发动机扭矩相对偏重于转弯内侧驱动轮LW。
如上所述的转弯内侧驱动轮LW的垂直负荷与路面的摩擦力减小，向转弯内侧驱动轮LW分配的发动机扭矩增加，结果诱发转弯内侧驱动轮LW的自旋(spin)现象。这种自旋现象导致发动机扭矩的损失，使控制发动机扭矩的牵引力控制系统(Traction Control System，TCS)控制启动，无法充分利用路面摩擦力，使车辆的转弯性能下降。进而，由于发生自旋，造成横向摩擦力减小，严重时会引起转向不足(under steer)现象。
发明内容
技术问题
本发明旨在提供一种通过把车辆转弯时在转弯内侧驱动轮损失的发动机功率传递给转弯外侧驱动轮，从而能够使车辆的转弯性能提高的车辆的转弯控制方法及车辆用转弯控制系统。
技术方案
根据本发明的一个方面，能够提供一种车辆的转弯控制方法，该方法包括：计算转弯内外侧驱动轮间的临界允许速度差异的步骤；以及如果测量的转弯内外侧驱动轮间的速度差异为所述临界允许速度差异以上，则向转弯内侧驱动轮分配预先设定的制动扭矩的步骤。
此处，所述临界允许速度差异可包括第一、第二临界允许速度差异。所述分配预先设定的制动扭矩的步骤可以是，如果测量的转弯内外侧驱动轮间的速度差异为所述第一临界允许速度差异以上且所述第二临界允许速度差异以下，则向所述转弯内侧驱动轮分配第一制动扭矩；如果测量的转弯内外侧驱动轮间的速度差异为所述第二临界允许速度差异以上，则向所述转弯内侧驱动轮分配比所述第一制动扭矩大的第二制动扭矩。
另外，所述分配预先设定的制动扭矩的步骤可以在车辆的其它电子行驶安全系统未启动的情况下进行。
另外，所述分配预先设定的制动扭矩的步骤可以在测量的车辆的横向加速度为预先设定的临界横向加速度以上时进行。
根据本发明的另一方面，能够提供一种车辆用转弯控制系统，其包括：信号处理部，其从车速传感器接收感知信号，计算转弯内外侧驱动轮间的速度差异；目标值计算部，其从横向加速度传感器、偏航速率传感器及转向角传感器接收横向加速度、角速度及转向角感知信号，计算出转弯内外侧驱动轮间的临界允许速度差异；以及制动扭矩计算部，如果所述信号处理部计算的转弯内外侧驱动轮间的速度差异为所述目标值计算部计算出的临界允许速度差异以上，则向转弯内侧驱动轮分配预先设定的制动扭矩。
此处，所述目标值计算部计算出第一临界允许速度差异及比所述第一临界允许速度差异大的第二临界允许速度差异，并且，如果所述信号处理部计算的转弯内外侧驱动轮间的速度差异为所述第一临界允许速度差异以上且所述第二临界允许速度差异以下，所述制动扭矩计算部则向所述转弯内侧驱动轮分配第一制动扭矩；如果所述信号处理部计算的转弯内外侧驱动轮间的速度差异为所述第二临界允许速度差异以上，所述制动扭矩计算部则向所述转弯内侧驱动轮分配比所述第一制动扭矩大的第二制动扭矩。
另外，该车辆用转弯控制系统还可以包括使所述制动扭矩计算部启动的控制开始决定部。
此处，所述控制开始决定部可以在车辆的其它电子行驶安全系统未启动的情况下，使所述制动扭矩计算部启动。
另外，所述控制开始决定部在测量的车辆的横向加速度为预先设定的临界横向加速度以上时，使所述制动扭矩计算部启动。
技术效果
本发明的实施例的车辆的转弯控制方法及车辆用转弯控制系统在车辆的转弯时，设置转弯内外侧驱动轮间的临界允许速度差异，当通过车速传感器等测量的转弯内外侧驱动轮间的速度差异超出临界允许速度差异时，向转弯内侧驱动轮分配预定的制动扭矩。因此，其能够借助于制动压力而控制转弯内侧驱动轮发生的自旋或滑动，在转弯内侧驱动轮损失的发动机扭矩与分配的制动扭矩相应，通过差速齿轮传递给转弯外侧驱动轮。另外，因此，在使发动机扭矩的损失实现最小化的同时，转弯外侧驱动轮的驱动力比以往增大，因而车辆的转弯性能能够提高。
尤其是，本发明的实施例的车辆的转弯控制方法及车辆用转弯控制系统能够在车辆的横向加速度增加的加速转弯时有效地应用，无需直接控制发动机扭矩或附加追加硬件，便能够提高转弯性能，确保车辆的稳定性。
附图说明
图1是显示车辆转弯时行驶状态的图；
图2是显示本发明一个实施例的车辆的转弯控制方法的控制流程图；
图3是显示本发明另一实施例的车辆用转弯控制系统的框图。
附图标记说明
100:车辆用转弯控制系统  110:信号处理部
120:目标值计算部        130:控制开始决定部
140:制动扭矩计算部
具体实施方式
下面参照附图，说明本发明一个实施例的车辆的转弯控制方法。
图2是显示本发明一个实施例的车辆的转弯控制方法的控制流程图。
如图2所示，本实施例的车辆的转弯控制方法可以包括计算车辆的转弯半径的步骤。
计算车辆的转弯半径的步骤可以包括从安装于车辆的横向加速度传感器接收车辆的横向加速度信号，通过其计算车辆的转弯半径的步骤。另外，计算车辆的转弯半径的步骤可以包括从安装于车辆的偏航速率传感器(yawrate sensor)接收车辆的角速度信号，通过其计算车辆的转弯半径的步骤。通过横向加速度或角速度计算车辆的转弯半径的方法是所述技术领域公知的，因而省略详细说明。
另外，根据需要，计算车辆的转弯半径的步骤可以采用通过横向加速度计算的第一转弯半径和通过角速度计算的第二转弯半径中较小的值作为转弯半径。
另一方面，本实施例的车辆的转弯控制方法可以包括计算转弯内外侧驱动轮间的临界允许速度差异的步骤。
驱动轮允许速度差异计算步骤通过所述的转弯半径计算步骤计算出的转弯半径和从车辆的转向角传感器提供的转向角，计算出转弯内外侧驱动轮的临界允许速度差异。
其中，所述临界允许速度差异可以意味着起因于车辆转弯时内外侧驱动轮的转弯半径差异的运动学速度差异。即，车辆以预定角度的转向角转弯时，转弯内外侧的运动学速度差异虽然被允许，但在因自旋(spin)或滑动(slip)等而在转弯内外侧驱动轮间出现允许值以上的速度差异时，本实施例的车辆的转弯控制方法用于对其进行控制。
另一方面，所述临界允许速度差异可以包括多个。例如，所述临界允许速度差异可以包括第一临界允许速度差异和比第一临界允许速度差异大预定程度的第二临界允许速度差异。以下为了说明的便利，以所述的临界允许速度差异设置为第一、第二临界允许速度差异的情形为中心进行说明。
另一方面，本实施例的车辆的转弯控制方法可以包括判断车辆的转弯控制与否的步骤(以下简称TVC控制与否判断步骤)。
在TVC控制与否判断步骤中，判断本实施例的车辆的转弯控制方法是否为启动的状态。在TVC控制与否判断步骤中，如果判断为本实施例的车辆的转弯控制方法为启动的状态，则可以进行下述的控制开始条件判断步骤。相反，如果判断为非启动的状态，而进行该状态持续时间计算步骤及结束条件判断步骤。后面将对此进行记述。
另一方面，本实施例的车辆的转弯控制方法可以包括控制开始条件判断步骤。
控制开始条件判断步骤可以在TVC控制与否判断步骤判断为本实施例的车辆的转弯控制方法为启动的状态时进行。在控制开始条件判断步骤中，判断是否满足控制开始条件，决定下述的制动扭矩分配步骤启动与否。
其中，所述的控制开始条件可以包括车辆中安装的其它行驶安全系统(Electronic Stability Control,ESC)未启动的条件。即，控制开始条件判断步骤可以只限于车辆中安装的其它行驶安全系统未启动的状态时，使下述的制动扭矩分配步骤进行。这是因为本实施例的车辆的转弯控制方法的目的在于提供比其它行驶安全系统稍显便利的功能(即，提高加速转弯时的转弯性能)，因此将其的重要性设定为比其它行驶安全系统的重要性低。
另一方面，所述的行驶安全系统可以包括防抱死制动系统(Anti-lockBrake System,ABS)或车辆动态控制装置(Vehicle Dynamic Control,VDC)。另外，所述的行驶安全系统可以包括牵引力控制系统(Traction ControlSystem,TCS)。其中，牵引力控制系统在车辆转弯时发生滑动等的情况下，通过直接控制发动机扭矩，从而确保转弯性能及安全性。因此，本实施例的车辆的转弯控制方法在滑动或自旋的程度未达到使牵引力控制系统启动的程度的情况下，可以有效地应用。另一方面，牵引力控制系统在韩国公开专利第10-2010-0057967号(2010年06月03日公开)等中公开，因而省略详细说明。
另外，所述的控制开始条件可以包括转弯内外侧驱动轮间的速度差异为临界允许速度差异以上的条件。即，在控制开始条件判断步骤中，当转弯内外侧驱动轮间的速度差异为临界允许速度差异以上时，可以使制动扭矩分配步骤进行。其中，转弯内外侧驱动轮间的速度差异可以借助安装于各驱动轮的车速传感器提供，临界允许速度差异如上所述，可以通过驱动轮允许速度差异计算步骤提供。
另外，所述的控制开始条件可以包括车辆的横向加速度为预先设定的临界横向加速度以上的条件。即，在控制开始条件判断步骤中，把车辆的横向加速度与预先设定的临界横向加速度进行比较，当车辆的横向加速度为临界横向加速度以上时，可以使制动扭矩分配步骤进行。这是因为，当车辆的横向加速度不大时，转弯内外侧间的负荷移动发生不多，所以不需要使制动扭矩分配步骤启动进行。
另一方面，所述车辆的横向加速度可以通过加装于车辆的横向加速度传感器等提供，临界横向加速度可以反映车辆的设计条件或行驶条件等，预先设置为适当的值。
另外，本实施例的车辆的转弯控制方法可以包括制动扭矩分配步骤。
在制动扭矩分配步骤中，根据测量的转弯内外侧驱动轮间的速度差异，向转弯内侧的驱动轮分配制动扭矩。转弯内外侧驱动轮间的速度差异可以借助加装于各驱动轮的车速传感器提供。另外，在制动扭矩分配步骤中分配的制动扭矩可以提供给车辆的制动部，制动部通过电气式或液压式控制，向转弯内侧驱动轮施加制动扭矩。
另一方面，当临界允许速度差异设置为多个时，在制动扭矩分配步骤中，可以根据各个临界允许速度差异，分配相异的制动扭矩。
例如，如所述示例所示，当临界允许速度差异设置为第一、第二临界允许速度差异时，在制动扭矩分配步骤中，如果测量的转弯内外侧驱动轮间的速度差异为所述第一临界允许速度差异以上、所述第二临界允许速度差异以下，则可以向所述转弯内侧驱动轮分配第一制动扭矩。另外，如果测量转弯内外侧驱动轮间的速度差异为所述第二临界允许速度差异以上，在制动扭矩分配步骤中，则可以向转弯内侧驱动轮分配比所述第一制动扭矩大的第二制动扭矩。当使用这种控制方式时，根据各行驶状态施加适当的制动扭矩，从而能够在提高转弯性能的同时，使控制机制单纯化，实现迅速的控制。
另一方面，本实施例的车辆的转弯控制方法还可以包括状态持续时间计算步骤及结束条件判断步骤。
状态持续时间计算步骤及结束条件判断步骤可以在所述TVC控制与否判断步骤判断为本实施例的车辆的转弯控制方法为未启动的状态时进行。在状态持续时间计算步骤中，计算制动扭矩为‘0’的状态(即，不进行借助于制动扭矩分配步骤等的控制的状态)持续的时间。在结束条件判断步骤中，判别状态持续时间计算步骤计算的持续时间是否为预先设定的预定时间以上，当持续时间为预定时间以上时，判断为不需要控制，可以结束控制。另外，在结束条件判断步骤中，判别车辆的横向加速度是否为预先设定的临界横向加速度以下，当为预先设定的临界横向加速度以下时，判断为不需要控制，可以结束控制。
如以上所作的说明，本实施例的车辆的转弯控制方法，在车辆的转弯时，设置转弯内外侧驱动轮间的临界允许速度差异，当通过车速传感器等测量的转弯内外侧驱动轮间的速度差异超出临界允许速度差异时，向转弯内侧驱动轮分配预定的制动扭矩。因此，在转弯内侧驱动轮发生的自旋或滑动可以借助于制动压力而被控制，在转弯内侧驱动轮损失的发动机扭矩与分配的制动扭矩相应地通过差速齿轮(differential gear)传递给转弯外侧驱动轮。另外，因此，在使发动机扭矩的损失实现最小化的同时，转弯外侧驱动轮的驱动力比以往增大，因而车辆的转弯性能能够提高。尤其是本实施例的车辆的转弯控制方法可以在车辆的横向加速度增加的加速转弯时有效地应用，无需直接控制发动机扭矩或附加追加硬件，便能够提高转弯性能，确保车辆的稳定性。
下面参照附图，说明本发明另一实施例的车辆用转弯控制系统。
根据本实施例，能够提供车辆转弯时向转弯内侧驱动轮施加制动扭矩的车辆用转弯控制系统。不过，其技术要旨与前述实施例的车辆用转弯控制方法类似，下面省略与前述实施例重复的说明。
图3是显示本发明另一实施例的车辆用转弯控制系统的框图。
如图3所示，本实施例的车辆用转弯控制系统100可以包括信号处理部110、目标值计算部120、控制开始决定部130及制动扭矩计算部140。
信号处理部110可以从加装于车辆的各种传感器接收信号，进行信号处理。另外，信号处理部110可以从车速传感器接收感知信号，计算出转弯内外侧驱动轮间的速度差异。
目标值计算部120可以从车辆的横向加速度传感器、偏航速率传感器及转向角传感器接收横向加速度、角速度及转向角感知信号，通过其计算出转弯内外侧驱动轮间的临界允许速度差异。这与在前述实施例的驱动轮允许速度差异计算步骤中的说明类似，因而省略详细说明。
另一方面，控制开始决定部130可以决定下述的制动扭矩计算部140的启动与否。这与前述实施例的控制开始条件判断步骤或结束条件判断步骤类似，因而省略详细说明。
如果信号处理部110计算的转弯内外侧驱动轮间速度差异为目标值计算部120计算出的临界允许速度差异以上，制动扭矩计算部140则向转弯内侧驱动轮分配预先设定的制动扭矩。即，制动扭矩计算部140在转弯内外侧驱动轮的速度差异为临界允许速度差异以上时，向转弯内侧驱动轮施加预定的制动扭矩，使损失的发动机扭矩通过差速齿轮传递给转弯外侧驱动轮。这与前述实施例中制动扭矩分配步骤类似。
如以上所作的说明，本实施例的车辆用转弯控制系统100在转弯内外侧驱动轮间速度差异超出临界允许速度差异时，通过向转弯内侧驱动轮施加预定程度的制动扭矩，能够使损失的发动机扭矩传递给转弯外侧驱动轮，能够提高车辆的转弯性能。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种车辆的转弯控制方法，其特征在于，包括：
计算转弯内外侧驱动轮间的临界允许速度差异的步骤；以及
如果测量的转弯内外侧驱动轮间的速度差异为所述临界允许速度差异以上，则向转弯内侧驱动轮分配预先设定的制动扭矩的步骤。
2.根据权利要求1所述的车辆的转弯控制方法，其特征在于：
所述临界允许速度差异包括第一临界允许速度差异及比所述第一临界允许速度差异大的第二临界允许速度差异，
其中，所述分配预先设定的制动扭矩的步骤是，如果测量的转弯内外侧驱动轮间的速度差异为所述第一临界允许速度差异以上且所述第二临界允许速度差异以下，则向所述转弯内侧驱动轮分配第一制动扭矩；如果测量的转弯内外侧驱动轮间的速度差异为所述第二临界允许速度差异以上，则向所述转弯内侧驱动轮分配比所述第一制动扭矩大的第二制动扭矩。
3.根据权利要求1所述的车辆的转弯控制方法，其特征在于：
所述分配预先设定的制动扭矩的步骤在车辆的其它电子行驶安全系统未启动的情况下进行。
4.根据权利要求1所述的车辆的转弯控制方法，其特征在于：
所述分配预先设定的制动扭矩的步骤在测量的车辆的横向加速度为预先设定的临界横向加速度以上时进行。
5.一种车辆用转弯控制系统，其特征在于，包括：
信号处理部(110)，其从车速传感器接收感知信号，计算转弯内外侧驱动轮间的速度差异；
目标值计算部(120)，其从横向加速度传感器、偏航速率传感器及转向角传感器接收横向加速度、角速度及转向角感知信号，计算出转弯内外侧驱动轮间的临界允许速度差异；以及
制动扭矩计算部(140)，如果所述信号处理部(110)计算的转弯内外侧驱动轮间的速度差异为所述目标值计算部(120)计算出的临界允许速度差异以上，则向转弯内侧驱动轮分配预先设定的制动扭矩。
6.根据权利要求5所述的车辆用转弯控制系统，其特征在于：
所述目标值计算部(120)计算出第一临界允许速度差异及比所述第一临界允许速度差异大的第二临界允许速度差异，
如果所述信号处理部(110)计算的转弯内外侧驱动轮间的速度差异为所述第一临界允许速度差异以上且所述第二临界允许速度差异以下，所述制动扭矩计算部(140)则向所述转弯内侧驱动轮分配第一制动扭矩；如果所述信号处理部(110)计算的转弯内外侧驱动轮间的速度差异为所述第二临界允许速度差异以上，所述制动扭矩计算部(140)则向所述转弯内侧驱动轮分配比所述第一制动扭矩大的第二制动扭矩。
7.根据权利要求5所述的车辆用转弯控制系统，其特征在于，还包括：
使所述制动扭矩计算部(140)启动的控制开始决定部(130)。
8.根据权利要求7所述的车辆用转弯控制系统，其特征在于：
所述控制开始决定部(130)在车辆的其它电子行驶安全系统未启动的情况下，使所述制动扭矩计算部(140)启动。
9.根据权利要求7所述的车辆用转弯控制系统，其特征在于：
所述控制开始决定部(130)在测量的车辆的横向加速度为预先设定的临界横向加速度以上时，使所述制动扭矩计算部(140)启动。
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