CN104554435B - 汽车四驱控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种汽车四驱控制方法及系统，所述汽车四驱控制方法包括：接收启动信号，根据所述启动信号启动机械四驱模式；在所述机械四驱模式下，接收车速信号和转向信号；根据所述车速信号和所述转向信号控制方向盘的转动角度。本发明所述的汽车四驱控制方法及系统适用于汽车的机械四驱模式，能够提高汽车在机械四驱模式下的安全性能。

Description

汽车四驱控制方法及系统
技术领域
本发明涉及汽车控制技术领域，特别涉及一种汽车四驱控制方法及系统。
背景技术
随着汽车市场的发展，用户希望车辆具有更好的动力性能以便在面对恶劣的路况时能够从容应对。四驱驱动模式能够最大限度的增加车轴扭矩，提升车辆的动力性和脱困能力。四驱驱动模式分为智能四驱模式和机械四驱模式：智能四驱模式可以根据车辆状态自动进行扭矩大小的调整控制，但并不适用于车辆的脱困；机械四驱模式是刚性地将车辆的前后轴机械锁死，按照固定比例进行扭矩分配，因此当车辆被困时，机械四驱模式能够提供更大的动力帮助汽车脱困。
现有技术至少存在如下问题：在机械四驱模式下，汽车的前后桥为刚性连接，并且前后桥之间没有差速器，当车速较大时，车辆会产生较大的共振，并且如果驾驶员紧急打方向或者打方向的角度较大，会引起传动系统与悬架系统之间的冲击，导致底盘断裂及车辆失控。因此，在机械四驱模式下车辆的安全性能较差。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种汽车四驱控制方法及系统，以解决在机械四驱模式下车辆的安全性能较差的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种汽车四驱控制方法，包括：
接收启动信号，根据所述启动信号启动机械四驱模式；
在所述机械四驱模式下，接收车速信号和转向信号；
根据所述车速信号和所述转向信号控制方向盘的转动角度。
具体的，所述根据所述车速信号和所述转向信号控制方向盘的转动角度包括：当车速小于第一阈值时，保持当前的控制状态。
具体的，所述根据所述车速信号和所述转向信号控制方向盘的转动角度还包括：当车速处于第一阈值和第二阈值之间时，随着方向盘转动角度的增大逐渐增加方向盘的转向阻力，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。
具体的，所述根据所述车速信号和所述转向信号控制方向盘的转动角度还包括：当车速处于所述第二阈值和第三阈值之间时，将方向盘的转角限制在预设角度范围内，在所述预设角度范围内随着方向盘转动角度的增大逐渐增加方向盘的转向阻力，其中，所述第三阈值大于所述第二阈值。
进一步的，当车速大于第三阈值时，所述方法还包括：降低发动机扭矩，使车速小于等于所述第三阈值。
相对于现有技术，本发明所述的汽车四驱控制方法具有以下优势：
本发明所述的汽车四驱控制方法，当汽车启动机械四驱模式时，检测收集汽车的车速信号以及方向盘的转向信号，根据车速信号和转向信号分析汽车状态，对汽车的方向盘转向角度进行控制。在保证发挥机械四驱模式应有功能的前提下，能够避免车速过高时转向角度过大或转向过急导致的汽车底盘断裂、失控等问题，提高汽车在机械四驱模式下的安全性能。
本发明的另一目的在于提出一种汽车四驱控制系统，包括：车身电子稳定系统ESP模块；以及与所述ESP模块连接的轮速传感器、转角传感器和四驱模式开关；以及与所述ESP模块连接的电动转向模块和分动器模块；
所述ESP模块用于接收四驱模式开关发送的启动信号，并根据所述启动信号控制所述分动器模块启动机械四驱模式；
所述ESP模块还用于在所述机械四驱模式下，接收所述轮速传感器发送的车速信号和所述转角传感器发送的转向信号；
所述ESP模块还用于根据所述车速信号和所述转向信号向电动转向模块发送控制信号，以便于控制方向盘的转动角度。
其中，所述ESP模块具体用于当车速小于第一阈值时，保持当前的控制状态。
其中，所述ESP模块具体用于当车速处于第一阈值和第二阈值之间时，向所述电动转向模块发送第一控制信号，以便于随着方向盘转动角度的增大逐渐增加方向盘的转向阻力，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。
其中，所述ESP模块具体用于当车速处于所述第二阈值和第三阈值之间时，向所述电动转向模块发送第二控制信号，以便于将方向盘的转角限制在预设角度范围内，在所述预设角度范围内随着方向盘转动角度的增大逐渐增加方向盘的转向阻力，其中，所述第三阈值大于所述第二阈值。
进一步的，所述汽车四驱控制系统还包括：发动机管理系统EMS模块；
所述ESP模块还用于当车速大于第三阈值时，向所述EMS模块发送车速控制信号，以便于降低发动机扭矩，使车速小于所述第三阈值。
所述汽车四驱控制系统与上述汽车四驱控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例一所述的汽车四驱控制方法的流程图；
图2为本发明实施例二所述的汽车四驱控制方法的流程图；
图3为本发明实施例三所述的汽车四驱控制系统的示意图；
图4为本发明实施例三所述的汽车四驱控制系统的又一示意图。
附图标记说明：
31-ESP模块，32-轮速传感器，33-转角传感器，34-四驱模式开关，35-电动转向模块，36-分动器模块，37-EMS模块。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例一
本发明实施例提供一种汽车四驱控制方法，应用于汽车的机械四驱模式，参见图1所示，所述方法包括：
101、ESP(Electronic Stability Program，车身电子稳定系统)模块接收启动信号，根据启动信号启动机械四驱模式。
例如，用户通过按下机械四驱模式的开关来发送启动信号，开关通过硬线链接到作为中央处理器的ESP模块，ESP模块通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)线向分动器模块发送启动信号，分动器命令挂上前驱动桥，并将汽车的前后轴机械锁死，使汽车进入到机械四驱模式。
102、在机械四驱模式下，ESP模块接收车速信号和转向信号。
例如，汽车中安装有轮速传感器和转角传感器，通过安装在主减速器或变速器中的轮速传感器检测收集汽车的车速信息并转化为车速信号，再通过硬线链接发送给ESP模块；通过安装在方向盘下方的方向柱内的转角传感器检测收集方向盘的转动角度信息并转化为转向信号，再通过硬线链接发送给ESP模块。需要说明的是，此处不对轮速传感器和转角传感器的安装位置进行限定，可根据车辆的设计需要进行相应调整。
103、ESP模块根据车速信号和转向信号控制方向盘转动角度。
例如，ESP模块根据收集到的信号结合预设的安全信息指标，通过CAN线向电动转向模块发送控制信号，以使得方向盘的转动角度得到控制。
本发明所述的汽车四驱控制方法，当汽车启动机械四驱模式时，检测收集汽车的车速信号以及方向盘的转向信号，根据车速信号和转向信号分析汽车状态，对汽车的方向盘转向角度进行控制。在保证发挥机械四驱模式应有功能的前提下，能够避免车速过高时转向角度过大或转向过急导致的汽车底盘断裂、失控等问题，提高汽车在机械四驱模式下的安全性能。
实施例二
本发明实施例提供一种汽车四驱控制方法，应用于汽车的机械四驱模式，参见图2所示，所述方法包括：
201、接收用户的启动机械四驱模式的指令，根据指令向ESP模块发送启动信号。
例如，驾驶仓内设置有开关按钮，当驾驶员可以自行判断在合适的时机按下按钮，向ESP模块发送启动机械四驱模式的信号，具体的，开关通过硬线与ESP模块连接，当按下按钮时，电信号通过硬线链接发送给ESP模块。或者，车辆控制单元也可以根据车辆当前的参数信息自行判断是否启动机械四驱模式。
202、ESP模块接收到启动信号后，向分动器模块发送启动指令，通过分动器启动机械四驱模式。
具体的，机械四驱模式是刚性地将汽车的前后轴机械锁死，从而达到按固定比例为前后车轮分配动力，分动器模块可以控制分动器命令汽车接上前驱动桥，并将前后轴机械锁死，从而使汽车进入机械四驱模式。
203、在机械四驱模式下，ESP模块接收传感器发送的车速信号和转向信号。
例如，汽车中安装有轮速传感器和转角传感器，通过安装在主减速器或变速器中的轮速传感器检测收集汽车的车速信息并转化为车速信号，再通过硬线链接发送给ESP模块；通过安装在方向盘下方的方向柱内的转角传感器检测收集方向盘的转动角度信息并转化为转向信号，再通过硬线链接发送给ESP模块。需要说明的是，此处不对轮速传感器和转角传感器的安装位置进行限定，可根据车辆的设计需要进行相应调整。
204、ESP模块根据车速信号和转向信号进行判断，根据判断结果执行步骤205-208其中一项。
例如，ESP模块通过CAN线向电动转向模块和EMS(Engine Management System，发动机管理系统)模块发送信号，以使得电动转向模块和EMS模块对车辆的转向进行控制。
205、当车速小于第一阈值时，保持当前的控制状态，不对车辆进行调整。
其中，第一阈值可以为40km/h。可选的，第一阈值也可以为其他值，具体可根据车辆本身参数和实际情况进行调整，此处不对第一阈值的具体数值进行限定。
206、当车速处于第一阈值和第二阈值之间时，根据转向信号确定方向盘的转动角度，随着转动角度的增大增加方向盘的转向阻力。
其中，在本步骤中，由于汽车的前后轴为机械锁死，随着汽车速度的增加，车辆的共振会越来越强烈，并且当汽车转向时传动系统会冲击悬架系统，如果转向过急或者转向角度过大则存在导致汽车底盘断裂的风险。为了降低该风险发生的可能性，当汽车在机械四驱模式下速度超过一定值时(本实施例为第一阈值)，根据汽车的转向信号控制方向盘的转向，随着方向盘转动角度的增加而将方向盘的转向阻力增大，使驾驶员在转向时不至于转向过快，避免急打方向导致的机械冲击带来的危险。
其中，第二阈值大于第一阈值，第一阈值可以为40km/h，第二阈值可以为70km/h。可选的，第一阈值和第二阈值也可以为其他值，具体可根据车辆本身参数和实际情况进行调整，此处不对两个阈值的具体数值进行限定。
207、当车速处于第二阈值和第三阈值之间时，将方向盘的转角限制在预设角度范围内，根据转向信号确定方向盘的转动角度，在预设角度范围内随着转动角度的增大增加方向盘的转向阻力。
其中，当汽车车速进一步增大时，除了增大方向盘的转向阻力之外，为了进一步的保证安全，还需要限制方向盘的转向角度，即只允许方向盘在预设的角度范围内转动，因为在高速下进行转向更容易造成传动系统冲击悬架系统，导致汽车底盘断裂。具体的，预设的角度范围可根据车辆参数和实际情况进行设定，此处不对角度范围的具体数值进行限定。
其中，第三阈值大于第二阈值，第三阈值可以为100km/h，第二阈值可以为70km/h。可选的，第二阈值和第三阈值也可以为其他值，具体可根据车辆本身参数和实际情况进行调整，此处不对两个阈值的具体数值进行限定。
208、当车速大于第三阈值时，通过EMS模块降低发动机扭矩，使车速降低至第三阈值以内。
其中，当车速超过第三阈值时，单单靠限制汽车的转向不足以保证车辆的安全，必须对车速进行限制。本步骤中，ESP模块在得知车速超过第三阈值时，会向EMS模块发送控制信号，通过EMS模块减小发动机的扭矩，进而降低车速，以保证车辆的安全。
其中，第二阈值可以为100km/h。可选的，第三阈值也可以为其他值，具体可根据车辆本身参数和实际情况进行调整，此处不对第三阈值的具体数值进行限定。
本发明所述的汽车四驱控制方法，当汽车启动机械四驱模式时，检测收集汽车的车速信号以及方向盘的转向信号，根据车速信号和转向信号分析汽车状态，对汽车的方向盘转向角度以及车速进行控制。在保证发挥机械四驱模式应有功能的前提下，能够避免车速过高时转向角度过大或转向过急导致的汽车底盘断裂、失控等问题，提高汽车在机械四驱模式下的安全性能。
实施例三
本发明实施例提供一种汽车四驱控制系统，应用于汽车的机械四驱模式，参见图3所示，系统包括：车身电子稳定系统ESP模块31；以及通过硬线与ESP模块31连接的轮速传感器32、转角传感器33和四驱模式开关34；以及通过控制器局域网络CAN线与ESP模块31连接的电动转向模块35和分动器模块36；
ESP模块31用于接收四驱模式开关34发送的启动信号，并根据启动信号控制分动器模块36启动机械四驱模式；
ESP模块31还用于在机械四驱模式下，接收轮速传感器32发送的车速信号和转角传感器33发送的转向信号；
ESP模块31还用于根据车速信号和转向信号向电动转向模块35发送控制信号，以便于控制方向盘的转动角度。
可选的，ESP模块31具体用于当车速小于第一阈值时，保持当前的控制状态。
可选的，ESP模块31具体用于当车速处于第一阈值和第二阈值之间时，向电动转向模块35发送第一控制信号，以便于随着方向盘转动角度的增大逐渐增加方向盘的转向阻力，其中，第二阈值大于第一阈值。
可选的，ESP模块31具体用于当车速处于第二阈值和第三阈值之间时，向电动转向模块35发送第二控制信号，以便于将方向盘的转角限制在预设角度范围内，在预设角度范围内随着方向盘转动角度的增大逐渐增加方向盘的转向阻力，其中，第三阈值大于第二阈值。
进一步的，参见图4所示，汽车四驱控制系统还包括：发动机管理系统EMS模块37；
则ESP模块31还用于当车速大于第三阈值时，向EMS模块37发送车速控制信号，以便于降低发动机扭矩，使车速小于第三阈值。
本实施例提供的汽车四驱控制系统与上述实施例所述汽车四驱控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种汽车四驱控制方法，其特征在于，包括：
接收启动信号，根据所述启动信号启动机械四驱模式；
在所述机械四驱模式下，接收车速信号和转向信号；
根据所述车速信号和所述转向信号控制方向盘的转动角度；
其中，所述根据所述车速信号和所述转向信号控制方向盘的转动角度包括：
当车速小于第一阈值时，保持当前的控制状态；
当车速处于第一阈值和第二阈值之间时，随着方向盘转动角度的增大逐渐增加方向盘的转向阻力，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。
2.根据权利要求1所述的汽车四驱控制方法，其特征在于，所述根据所述车速信号和所述转向信号控制方向盘的转动角度包括：
当车速处于第二阈值和第三阈值之间时，将方向盘的转角限制在预设角度范围内，在所述预设角度范围内随着方向盘转动角度的增大逐渐增加方向盘的转向阻力，其中，所述第三阈值大于所述第二阈值。
3.根据权利要求1-2任一项所述的汽车四驱控制方法，其特征在于，当车速大于第三阈值时，所述方法还包括：
降低发动机扭矩，使车速小于等于所述第三阈值。
4.一种汽车四驱控制系统，其特征在于，包括：车身电子稳定系统ESP模块(31)；以及与所述ESP模块连接的轮速传感器(32)、转角传感器(33)和四驱模式开关(34)；以及与所述ESP模块(31)连接的电动转向模块(35)和分动器模块(36)；
所述ESP模块(31)用于接收四驱模式开关(34)发送的启动信号，并根据所述启动信号控制所述分动器模块启动机械四驱模式；
所述ESP模块(31)还用于在所述机械四驱模式下，接收所述轮速传感器(32)发送的车速信号和所述转角传感器(33)发送的转向信号；
所述ESP模块(31)还用于根据所述车速信号和所述转向信号向电动转向模块(35)发送控制信号，以便于控制方向盘的转动角度；
其中，所述ESP模块(31)具体用于当车速小于第一阈值时，保持当前的控制状态；
当车速处于第一阈值和第二阈值之间时，向所述电动转向模块(35)发送第一控制信号，以便于随着方向盘转动角度的增大逐渐增加方向盘的转向阻力，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。
5.根据权利要求4所述的汽车四驱控制系统，其特征在于，所述ESP模块(31)具体用于当车速处于所述第二阈值和第三阈值之间时，向所述电动转向模块(35)发送第二控制信号，以便于将方向盘的转角限制在预设角度范围内，在所述预设角度范围内随着方向盘转动角度的增大逐渐增加方向盘的转向阻力，其中，所述第三阈值大于所述第二阈值。
6.根据权利要求4-5任一项所述的汽车四驱控制系统，其特征在于，所述汽车四驱控制系统还包括：发动机管理系统EMS模块(37)；
所述ESP模块(31)还用于当车速大于第三阈值时，向所述EMS模块(37)发送车速控制信号，以便于降低发动机扭矩，使车速小于所述第三阈值。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Shi Zhongwei

Inventor after: Zhang Huijun

Inventor after: Wang Meng

Inventor after: Wang Libo

Inventor after: Ren Yingjun

Inventor after: Li Fei

Inventor after: Shen Haiyan

Inventor after: Jia Xiang

Inventor after: Wang Jinlong

Inventor after: Niu Shukuan

Inventor after: Zhang Shiliang

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Inventor before: Jia Xiang

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GR01 Patent grant
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