CN108657267B - 用于车辆的转向控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的转向控制方法，其可以包括：基于反映车辆行驶状态的因素，由控制器来确定车辆是否处于高速转向行驶状态；当控制器确定出车辆处于高速转向行驶状态时，由控制器来确定在车辆中是否发生了快速加速；当控制器确定发生了快速加速时，通过利用转向电机，由控制器向车辆的转向恢复方向提供恢复补偿扭矩。

Description

用于车辆的转向控制方法

技术领域

本发明大体上涉及用于车辆的转向控制方法，更具体地，本发明涉及这样的转向控制方法，其使得当车辆驾驶员想在高速转向行驶状态下脱离转向路径时，通过提高车辆的转向恢复性能来提高车辆的可操作性和运行稳定性。

背景技术

在包括使用高抓地力轮胎和高输出发动机的赛车的高性能车辆中，由于车辆可能在快速行驶时突然向左转和/或向右转，所以在转向操作方面出现了新的问题。

换句话说，在高性能车辆中，当驾驶员想要在高速转向期间通过快速的加速来脱离转向路径时，由于轮胎的特性，对转向恢复有绝对影响的横向输入载荷会减少。

当减少的横向输入载荷的程度大于转向系统的自摩擦时，不会产生任何问题。然而，当减少的横向输入载荷的程度小于转向系统的自摩擦时，横拉杆(tie rod)的恢复载荷减少，并且方向盘的反作用力也失去了。因此，转向恢复变得不可能。

相应地，如图1所示，车辆无法根据用户的意图向快速加速脱离方向行驶，因此可能出现转向过度的现象，或者由于轮胎可能打滑，车辆可能会自旋。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增强对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的转向控制方法，当车辆驾驶员想在高速转向行驶状态下脱离转向路径时，该方法通过提高转向恢复性能而提高车辆的可操作性和运行稳定性。

根据本发明的各个方面，提供了一种用于车辆的转向控制方法，所述方法包括：基于反映车辆行驶状态的因素，由控制器来确定车辆是否处于高速转向行驶状态；当所述控制器确定出车辆处于高速转向行驶状态时，由所述控制器来确定在车辆中是否发生了快速加速；当所述控制器确定发生了快速加速时，由所述控制器来利用转向电机向车辆的转向恢复方向提供恢复补偿扭矩。

用于确定车辆是否处于高速转向行驶状态的因素可以是：车辆速度、转向角和横向加速度；用于确定是否发生快速加速的因素是：发动机RPM、车辆驱动扭矩、加速踏板开度和转向期间传输至外轮的扭矩。

所述方法可以进一步包括：在验证所施加的补偿扭矩之后，确定车辆是否已经脱离高速转向行驶状态；当车辆确定为已经脱离高速转向行驶状态时，释放恢复补偿扭矩的提供。

用于确定车辆是否已经脱离高速转向行驶状态的因素可以是车辆速度、转向角、车辆驱动扭矩，以及转向期间传输至外轮的扭矩中的任一个。

在提供恢复补偿扭矩时，恢复补偿扭矩可以由车辆速度、转向角、转向角速度、转向扭矩和车辆驱动扭矩的关系来确定。

恢复补偿扭矩可以确定为：恢复量乘以第一增益值、乘以第二增益值、乘以第三增益值；所述恢复量通过车辆速度和转向角之间的关系来确定；所述第一增益值根据转向角速度的大小来确定；所述第二增益值根据转向扭矩的大小来确定；所述第三增益值根据发动机扭矩的大小和档位之间的关系来确定。

恢复补偿扭矩可以由车辆速度、转向角、横向加速度、转向期间传输至外轮的扭矩、发动机扭矩和发动机RPM的关系来确定。

恢复补偿扭矩可以确定为：恢复量乘以第一增益值、乘以第二增益值、乘以第三增益值、乘以第四增益值；所述恢复量通过车辆速度和转向角之间的关系来确定；所述第一增益值根据横向加速度的大小来确定；所述第二增益值根据转向期间传输至外轮的扭矩的大小来确定；所述第三增益值根据发动机扭矩的大小，或当前发动机扭矩基于最大发动机扭矩的百分比来确定；所述第四增益值根据发动机RPM的大小来确定。

在提供恢复补偿扭矩时，恢复补偿扭矩可以由横向加速度和发动机扭矩之间的关系来确定。

根据本发明示例性实施方案，当车辆驾驶员想在高速转向行驶状态下通过快速加速来脱离转向路径时，通过使用转向电机来向车辆的转向恢复方向提供恢复补偿扭矩。因此，提高了车辆的可操作性和运行稳定性。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并且入本文中的附图和随后的具体实施方案中将是显而易见的，或者将在并且入本文中的附图和随后的具体实施方案中进行详细陈述，这些附图和具体实施方案共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1是显示了有问题的情况的示意图，其中，当车辆驾驶员想在高速转向行驶状态下通过加速来脱离转向路径时，不可能进行转向恢复；

图2是显示了根据本发明示例性实施方案的用于转向控制的转向系统的整个配置的示意图；

图3是显示了根据本发明示例性实施方案的转向控制方法的控制流程图的示意图；

图4是显示了根据本发明示例性实施方案的用于确定恢复补偿扭矩的各种示例性实施方案的示意图；

图5是显示了根据本发明示例性实施方案的用于确定恢复补偿扭矩的各种示例性实施方案的示意图；

图6是显示了根据本发明示例性实施方案的用于确定恢复补偿扭矩的各种示例性实施方案的示意图。

应当理解的是，附图并非按比例地绘制，而是图示性地简化呈现各种特征以显示本发明的基本原理。本文所公开的本发明的具体设计特征(包括例如，具体尺寸、方向、位置和外形)将部分地由具体所要应用和利用的环境来确定。

在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。

具体实施方式

现在将对本发明的各个实施方案详细地作出展示，这些实施方案的示例被显示在附图中并且描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非意图将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替选方式、修改方式、等同方式以及其它的实施方案。

本发明的转向控制方法配置为包括：确定高速转向行驶状态；确定快速加速；并且提供恢复补偿扭矩。

将参照图2和图3对本发明进行详细描述。首先，在确定高速转向状态时，基于反映车辆运行状态的因素，来确定车辆是否处于高速转向行驶状态。

在本文中，用于确定车辆是否处于高速转向行驶状态的因素可以是车辆速度、转向角和横向加速度。

这些因素可以通过车辆速度检测器、转向角探测器和横向加速度检测器来测量。由上述检测器测量的值可以输入控制器3。

例如，当车辆速度等于或大于预定的车辆速度、转向角的绝对值等于或大于预定值，并且横向加速度等于或大于预定值时，控制器3确定出车辆处于高速转向行驶状态。

在确定快速加速时，当确定出车辆处于高速转向行驶状态时，确定在车辆中是否发生了快速加速。

在本文中，用于确定在车辆中是否发生了快速加速的因素可以是发动机RPM、车辆驱动扭矩、加速踏板开度，以及转向期间传输至外轮的扭矩。

在上述因素中，车辆驱动扭矩可以由“发动机扭矩×档位增益(gain for gearstage)”来确定，并可以由控制器3通过接收来自发动机和变速器的信息来确定。加速踏板开度可以通过加速踏板传感器(APS)来测量，而在转向期间传递给外轮的扭矩可以通过电子限滑差速器(E-LSD)来获得。

例如，当发动机RPM等于或大于预定值、车辆驱动扭矩等于或大于预定值、加速踏板开度等于或大于预定值，并且在转向期间传递给外轮的扭矩等于或大于预定值时，控制器3可以确定出在高速转向行驶状态时在车辆中发生了快速加速。

同样地，在提供恢复补偿扭矩时，当控制器3确定出在高速转向行驶状态时在车辆中发生了快速加速时，可以使用转向电机1来向转向恢复方向提供恢复补偿扭矩。

例如，本发明适用于集成了电动助力转向(MDPS)系统的车辆(电动助力转向(MDPS)系统使用了电动机的驱动力来辅助驾驶员的转向力)，而转向电机1可以是用在MDPS系统中的转向电机。

换句话说，根据以上配置，当车辆驾驶员在高速转向行驶状态下想通过快速加速来脱离转向路径时，通过使用转向电机1在与车辆转向方向相反的方向(也就是，转向恢复方向)上提供补偿扭矩。因此，提高了车辆的转向恢复性能。因此，提高了车辆的可操作性和运行稳定性。

此外，在提供恢复补偿扭矩后，转向控制方法可以进一步包括基于反映车辆运行状态的因素，来确定车辆是否已经脱离高速转向行驶状态的步骤。

此外，转向控制方法可以进一步包括当转向控制方法确定出车辆已经脱离高速转向行驶状态时，释放所施加的恢复补偿扭矩。

在本文中，用于确定车辆是否已经脱离高速转向行驶状态的因素可以是车辆速度、转向角、车辆驱动扭矩，以及转向期间传输至外轮的扭矩中的任一个。当任一上述因素满足释放条件时，释放恢复补偿扭矩的提供。

例如，当车辆速度小于预定的车辆速度、转向角的绝对值小于预定值、车辆驱动扭矩小于预定值，或者转向期间传输至外轮的扭矩小于预定值时，控制器3可以确定车辆当前已经脱离高速转向行驶状态。

然而，由于车辆速度、转向角、车辆驱动扭矩以及转向期间传输至外轮的扭矩，在对应于补偿扭矩进入条件的各个输出值和对应于补偿扭矩释放条件的各个输出值之间都具有滞后特性，所以可以防止在输出值的边界处的恢复补偿扭矩的重复进入和释放。

相应地，恢复补偿扭矩的进入条件和释放条件可以总结如下。

【表1】

同时，在提供恢复补偿扭矩时，如用于确定恢复补偿扭矩的方法的各种示例性实施方案，恢复补偿扭矩可以由车辆速度、转向角、转向角速度、转向扭矩和车辆驱动扭矩的关系来确定。

参照图4，恢复补偿扭矩可以确定为：恢复量乘以第一增益值、乘以第二增益值、乘以第三增益值；所述恢复量通过由车辆速度和转向角之间的关系得到的恢复量映射来确定；所述第一增益值根据转向角速度的大小来确定；所述第二增益值根据转向扭矩的大小来确定；所述第三增益值通过发动机扭矩的大小和档位之间的关系来确定。

在本文中，第一增益值可以满足0≤第一增益值≤1，第二增益值可以满足0≤第二增益值≤1，第三增益值可以满足0≤第三增益值≤1。

具体地，在第一增益值的情况下，由于第一增益值随着转向角速度增大而减小，所以恢复量可以被控制为减小。在第二增益值的情况下，由于第二增益值随着转向扭矩增大而减小，所以恢复量可以被控制为减小。

此外，在第三增益值的情况下，通过设置第三增益值增大直至特定低档位，并通过设置第三增益值从超过特定低档位的档位减少，恢复量可以对每个档位增大或减少。

此外，在提供恢复补偿扭矩时，如用于确定恢复补偿扭矩的方法的各种示例性实施方案，恢复补偿扭矩可以由车辆速度、转向角、横向加速度、转向期间传输至外轮的扭矩、发动机扭矩和发动机RPM的关系来确定。

参照图5，恢复补偿扭矩可以确定为：恢复量乘以第一增益值、乘以第二增益值、乘以第三增益值、乘以第四增益值；所述恢复量通过由车辆速度和转向角之间的关系得到的恢复量映射来确定；所述第一增益值根据横向加速度的大小来确定；所述第二增益值根据转向期间传输至外轮的扭矩的大小来确定；所述第三增益值根据发动机扭矩的大小，或当前发动机扭矩基于最大发动机扭矩的百分比来确定；所述第四增益值根据发动机RPM的大小来确定。

但是，第三增益值可以根据发动机扭矩的大小来确定。

在本文中，第一增益值可以满足0≤第一增益值≤1，第二增益值可以满足0≤第二增益值≤1，第三增益值可以满足0≤第三增益值≤1，第四增益值可以满足0≤第四增益值≤1。

具体地，第一增益值可以确定为随着横向加速度增大而增大，第二增益值可以确定为随着转向期间传输至外轮的扭矩增大而增大，第三增益值可以确定为随着发动机扭矩或当前发动机扭矩的百分比增大而增大，第四增益值可以确定为随着发动机RPM增大而增大。

此外，在提供恢复补偿扭矩时，如用于确定恢复补偿扭矩的方法的各种示例性实施方案，恢复补偿扭矩可以由横向加速度与发动机扭矩之间的关系来确定。

参照图6，恢复补偿扭矩可以由恢复量映射来确定，所述恢复量映射通过横向加速度和发动机扭矩之间的关系来获得，所述发动机扭矩根据当前发动机扭矩基于最大发动机扭矩的百分比大小来确定。

在本文中，恢复补偿扭矩可以确定为随着横向加速度增大而增大。此外，恢复补偿扭矩也可以确定为随着发动机扭矩的百分比值增大而增大。

在下文中，将描述根据本发明示例性实施方案的转向控制方法的控制流程图。

参照图3，在步骤S10，当驾驶员驾驶车辆时，控制器3配置为从设置在车辆中的各种探测器接收车辆速度、转向角和横向加速度。同样地，当所有上述值超过了它们各自的预定值时，控制器3确定出车辆处于高速转向行驶状态。

当在步骤S10确定出车辆处于高速转向行驶状态时，控制器3接收发动机RPM、车辆驱动扭矩、加速踏板开度和转向期间传输至外轮的扭矩的输入；并在步骤S20，当所有接收的输入值都超过其各自的预定值时，确定出当前车辆在高速转向行驶状态下发生了快速加速。

在步骤S20，当控制器3确定出当前车辆发生快速加速时，控制器3确定已满足补偿进入条件；并且在步骤S30，确定向车辆的转向恢复方向提供恢复补偿扭矩。

在本文中，恢复补偿扭矩可以由车辆速度、转向角、转向角速度、转向扭矩和车辆驱动扭矩的关系来确定。

此外，恢复补偿扭矩可以由车辆速度、转向角、横向加速度、转向期间传输至外轮的扭矩(E-LSD)、发动机扭矩和发动机RPM的关系来确定。

此外，恢复补偿扭矩可以由车辆速度、转向角、横向加速度和发动机扭矩的关系来确定。

同样地，控制器3配置为运行和控制转向电机1，以使得在步骤S40，向车辆的转向恢复方向提供在步骤S30中所确定的恢复补偿扭矩。换句话说，通过运行转向电机1来向车辆的转向恢复方向提供恢复补偿扭矩。

同样地，在步骤S40，控制器3接收车辆速度、转向角、车辆驱动扭矩和转向期间传输至外轮的扭矩的输入；并且在步骤S50，确定上述因素的任一个是否小于预定值。当上述因素的任一个小于预定值时，控制器3确定已满足补偿扭矩释放条件，并释放所施加的恢复补偿扭矩。

如上所述，在高速转向行驶状态下，当车辆驾驶员想通过快速加速来脱离转向路径时，本发明可以通过使用转向电机1向车辆的转向恢复方向提供补偿扭矩来提高车辆的转向恢复性能。因此，提高了车辆的可操作性和运行稳定性。

为了便于在所附权利要求中解释和精确定义，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“向上”、“向下”、“向上地”、“向下地”、“前”、“后”、“背面”、“内侧”、“外侧”、“向内地”、“向外地”、“内部的”、“外部的”、“向前”以及“向后”用来参考在图中所示的示例性实施方案的特征的位置来对这些特征进行描述。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述出于说明和描述的目的。前面的描述并非旨在穷举，或者将本发明限制为公开的精确形式，并且显然的是，根据以上教导可以进行很多修改和变化。选择示例性实施方案并且进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并且利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (6)

1.一种用于车辆的转向控制方法，所述方法包括：

基于反映车辆行驶状态的因素，由控制器来确定车辆是否处于高速转向行驶状态；

当所述控制器确定出车辆处于高速转向行驶状态时，由所述控制器来确定车辆是否发生了快速加速；

当所述控制器确定发生了快速加速时，由所述控制器利用转向电机向车辆的转向恢复方向提供恢复补偿扭矩，

其中，在提供恢复补偿扭矩时，所述恢复补偿扭矩由车辆速度、转向角、转向角速度、转向扭矩和车辆驱动扭矩的关系来确定，

所述恢复补偿扭矩确定为：恢复量乘以第一增益值、乘以第二增益值、乘以第三增益值；所述恢复量通过车辆速度和转向角之间的关系来确定；所述第一增益值根据转向角速度的大小来确定；所述第二增益值根据转向扭矩的大小来确定；所述第三增益值根据发动机扭矩的大小和档位之间的关系来确定。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的转向控制方法，其中，用于确定车辆是否处于高速转向行驶状态的因素是：车辆速度、转向角和横向加速度；用于确定是否发生快速加速的因素是：发动机RPM、车辆驱动扭矩、加速踏板开度和转向期间传输至外轮的扭矩。

3.根据权利要求1所述的用于车辆的转向控制方法，其进一步包括：

在验证所施加的补偿扭矩之后，确定车辆是否已经脱离高速转向行驶状态；

当车辆确定为已经脱离高速转向行驶状态时，释放所施加的恢复补偿扭矩。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的转向控制方法，其中，用于确定车辆是否已经脱离高速转向行驶状态的因素是车辆速度、转向角、车辆驱动扭矩以及转向期间传输至外轮的扭矩中的一个。

5.一种用于车辆的转向控制方法，所述方法包括：

基于反映车辆行驶状态的因素，由控制器来确定车辆是否处于高速转向行驶状态；

当所述控制器确定出车辆处于高速转向行驶状态时，由所述控制器来确定车辆是否发生了快速加速；

当所述控制器确定发生了快速加速时，由所述控制器利用转向电机向车辆的转向恢复方向提供恢复补偿扭矩，

其中，在提供恢复补偿扭矩时，所述恢复补偿扭矩由车辆速度、转向角、横向加速度、转向期间传输至外轮的扭矩、发动机扭矩和发动机RPM的关系来确定，

所述恢复补偿扭矩确定为：恢复量乘以第一增益值、乘以第二增益值、乘以第三增益值、乘以第四增益值；所述恢复量通过车辆速度和转向角之间的关系来确定；所述第一增益值根据横向加速度的大小来确定；所述第二增益值根据转向期间传输至外轮的扭矩的大小来确定；所述第三增益值根据发动机扭矩的大小，或当前发动机扭矩基于最大发动机扭矩的百分比来确定；所述第四增益值根据发动机RPM的大小来确定。

6.一种用于车辆的转向控制方法，所述方法包括：

基于反映车辆行驶状态的因素，由控制器来确定车辆是否处于高速转向行驶状态；

当所述控制器确定出车辆处于高速转向行驶状态时，由所述控制器来确定车辆是否发生了快速加速；

当所述控制器确定发生了快速加速时，由所述控制器利用转向电机向车辆的转向恢复方向提供恢复补偿扭矩，

其中，在提供恢复补偿扭矩时，所述恢复补偿扭矩由横向加速度和发动机扭矩之间的关系来确定。

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