CN109624981B - 一种后驱及四驱车辆转向不足的改善系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于汽车安全技术领域，提供了一种后驱及四驱车辆转向不足的改善系统及方法，所述方法包括：S1、判断车辆是否处于转向不足工况；S2、若判断结果为是，则基于目标横摆角速度来控制后驱驱动力矩。本发明通过调节(增大)后轮驱动扭矩来实现后轮打滑，当后轮打滑时，地面的侧向反作用力达到了附着极限，车轮会发生侧向滑动，通过这种方法快速使后轮偏转，跟上前轮转向；无需增加硬件成本，同时无噪音和振动，控制平顺。
Description
技术领域
本发明属于汽车控制技术领域，提供了一种后驱车及四驱转向不足的改善系统及方法。
背景技术
转向不足，是指整车实际的转向达不到驾驶员的预期(方向盘的输入)。车辆在任何路面上转向，都存在转向不足现象，在雪面或者结冰的路面尤其明显。经常会发生驾驶员非常大的方向盘输入，甚至方向盘打到底，但是车辆的实际转向很小，转不过来，这样可能会导致车辆发生碰撞。
目前纠正转向不足的方式是通过对内侧轮加制动的方法来实现的，这种方式的缺点：会产生明显的噪音和振动；主动增压制动时，会有冲击感，控制不平顺。
发明内容
本发明实施例提供一种后驱及四驱转向不足的改善方法，旨在调节后轮驱动扭矩实现后轮打滑，当后轮打滑时，地面的侧向反作用力达到了附着极限，车轮会发生侧向滑动，使后轮快速偏转，跟上前轮转向。
为了实现上述目的，本发明提供了一种后驱及四驱转向不足的改善系统，该系统包括：
设于方向盘转向柱上的转角传感器，设于车身的横摆角速度传感器、侧向加速度传感器，与转角传感器、横摆角速度传感器及侧向加速度传感器通讯连接的车身控制器，车身控制器与车速传感器、及驱动发动机通讯连接。
为了实现上述目的，本发明提供了一种后驱及四驱转向不足的改善方法，该方法包括如下步骤：
S1、判断车辆是否处于转向不足工况；
S2、若判断结果为是，则基于目标横摆角速度来控制后驱驱动力矩。
进一步的，当车辆满足如下两个条件，则判定为处于转向不足工况，所述两个条件具体为：
条件1:车辆实际横摆角速度与期望横摆角速度的方向一致；
条件2：期望横摆角速度的绝对值与实际横摆角速度的绝对值之差大于门限值；
所述期望横摆角是基于输入的方向盘转角来计算的，所述门限值时基于当前车速及侧向加速度来确定的。
进一步的，所述步骤S2具体包括如下步骤：
S21、计算目标横摆角速度；
S22、通过控制后轮驱动力矩，使得车辆的施加横摆角速度达到目标横摆角速度。
进一步的，所述步骤S21具体包括如下步骤：
S211、基于侧向加速度来计算当前路面能承受的横摆角速度；
S212、期望横摆角速度大于等于零，则将路面能承受的横摆角速度与期望横摆角速度中的最小值作为目标横摆角速度；若期望横摆角速度小于零，则将路面能承受的横摆角速度与期望横摆角速度中的最大值作为目标横摆角速度。
本发明通过调节(增大)后轮驱动扭矩来实现后轮打滑，当后轮打滑时，地面的侧向反作用力达到了附着极限，车轮会发生侧向滑动，通过这种方法快速使后轮偏转，跟上前轮转向；无需增加硬件成本，同时无噪音和振动，控制平顺。
附图说明
图1为本发明实施例提供的后驱及四驱车辆转向不足的改善系统结构示意图；
图2为本发明实施例提供的后驱及四驱车辆转向不足的改善方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为本发明实施例提供的后驱及四驱车辆转向不足改善系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分。
该系统包括：
设于方向盘转向柱上的转角传感器，设于车身的横摆角速度传感器、侧向加速度传感器，与转角传感器、横摆角速度传感器及侧向加速度传感器通讯连接的车身控制器，车身控制器与速度传感器、后驱动发动机通讯连接；
转角传感器用于检测输入的方向盘转角，并发送至车身控制器；
横摆角速度传感器用于检测车身的实际横摆角速速，并发送至车身控制器；
侧向加速度传感器用于检测车身的实际侧向加速度，并发送至车身控制器；
车身控制器在检测出车辆处于转向不足工况时，增大后驱驱动力矩，后轮打滑，发生侧向移动，使得后轮跟上前轮的转向。
图2为本发明实施例提供的后驱及四驱车辆转向不足的改善方法流程图，该方法包括如下步骤：
S1、判断车辆是否处于转向不足工况；
在本发明实施例中，处于转向不足工况的车辆需要满足如下两个条件：
条件1：车辆实际横摆角速度与期望横摆角速度的方向一致，当车辆实际横摆角速度与期望横摆角速度的方向一致，说明车辆处于转弯状态，车辆实际横摆角速度及期望横摆角速度的正负即反应了车辆的方向；
车辆的实际横摆角速度是通过横摆角速度传感器来检测，并发送至车身控制器的，期望横摆角速度是基于输入的方向盘转角来计算的，计算方法具体如下：
对输入的方向盘转角SWA，通过公式(1)计算轮胎的转角δ，建立了人与车之间的联系，公式(1)的表达式具体如下：
其中，i为转向传动比，为车辆的标定参数；
再基于公式(2)来计算在方向盘转角SWA下所期望的车辆横摆角加速度，即成为期望车辆横摆角速度SWA_YAW，公式(2)的表达式具体如下：
其中，u为当前车速，是通过车速传感器来检测的，L为车辆轴距，k为稳定性因子，为常数，由整车参数决定。
条件2：期望横摆角速度的绝对值与实际横摆角速度的绝对值之差大于门限值；
门限值是基于当前车速及侧向加速度来获取，在整车控制来存储有车速-侧向加速度-门限值映射表，是以车速及侧向加速作为变量，来标定不同车速与侧向加速度组合下的门限值，即当期望横摆角速度的绝对值与实际横摆角速度的绝对值之差大于门限值，即实际横摆角速度偏离期望横摆角速度的偏离值大于误差允许值，即判定为转向不足。
S2、若判断车辆处于转向不足工况时，则基于目标横摆角速度来控制后驱驱动力矩。
在本发明实施例中，步骤S2包括如下步骤：
S21、计算目标横摆角速度；
在判断车辆处于转向不足工况时，需要增大后驱驱动力矩，在增大后驱驱动力矩的同时，需要考虑路面承受极限，不能将转向不足控制成转向过度，产生甩尾，在本发明实施例中，步骤S21具体包括如下步骤：
S211、基于侧向加速度来计算当前路面能承受的横摆角速度AY_YAW，其计算公式如式(3)所示：
其中，AY为实际的车身侧向加速度，由侧向加速度传感器检测获取，AY_offset为经过传感器过滤后的侧向加速度的弥补值，其取值0.05g～0.1g，g为重力加速度。
S212、若期望横摆角速度SWA_YAW大于等于零，则将路面能承受的横摆角速度AY_YAW与期望横摆角速度SWA_YAW中的最小值作为目标横摆角速度Target_YAW，即Target_YAW＝min(SWA_YAW，AY_YAW)；
若期望横摆角速度SWA_YAW小于零，则将路面能承受的横摆角速度AY_YAW与期望横摆角速度SWA_YAW中的最大值作为目标横摆角速度Target_YAW，即Target_YAW＝max(SWA_YAW，AY_YAW)。
S22、通过控制后轮驱动力矩，使得车辆实际横摆速度达到目标横摆角速度。
将车辆的横摆角速度YAW作为控制变量，Target_YAW为控制目标量，进行PID控制，输出的结果为需求的驱动力矩Drive_Torque_Request，如公式(4)：
Drive_Torque_Request＝PID(Target_YAW，YAW) (4)
通过CAN发送指令控制后轮驱动扭矩来让YAW达到Target_YAW，纠正整车的转向不足。
本发明通过调节(增大)后轮驱动扭矩来实现后轮打滑，当后轮打滑时，地面的侧向反作用力达到了附着极限，车轮会发生侧向滑动，通过这种方法快速使后轮偏转，跟上前轮转向；无需增加硬件成本，同时无噪音和振动，控制平顺。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种后驱及四驱车辆转向不足的改善方法，后驱及四驱车辆转向不足的改善系统包括：设于方向盘转向柱上的转角传感器，设于车身的横摆角速度传感器、侧向加速度传感器，与转角传感器、横摆角速度传感器及侧向加速度传感器通讯连接的车身控制器，车身控制器与驱动发动机通讯连接，其特征在于，基于后驱及四驱车辆转向不足改善系统的改善方法包括：
S1、判断车辆是否处于转向不足工况；
S2、若判断结果为是，则基于目标横摆角速度来控制后驱驱动力矩；
所述步骤S2具体包括如下步骤：
S21、计算目标横摆角速度；
S22、通过控制后轮驱动力矩，使得车辆的施加横摆角速度达到目标横摆角速度；
所述步骤S21具体包括如下步骤：
S211、基于侧向加速度来计算当前路面能承受的横摆角速度，横摆角速度AY_YAW的计算公式如下所示：
其中，AY为实际的车身侧向加速度，由侧向加速度传感器检测获取，AY_offset为经过传感器过滤后的侧向加速度的弥补值，其取值0.05g～0.1g，g为重力加速度，u为当前车速；
S212、期望横摆角速度大于等于零，则将路面能承受的横摆角速度与期望横摆角速度中的最小值作为目标横摆角速度；若期望横摆角速度小于零，则将路面能承受的横摆角速度与期望横摆角速度中的最大值作为目标横摆角速度。
2.如权利要求1所述后驱及四驱车辆转向不足的改善方法，其特征在于，当车辆满足如下两个条件，则判定为处于转向不足工况，所述两个条件具体为：
条件1:车辆实际横摆角速度与期望横摆角速度的方向一致；
条件2：期望横摆角速度的绝对值与实际横摆角速度的绝对值之差大于门限值；
所述期望横摆角是基于输入的方向盘转角来计算的，所述门限值是基于当前车速及侧向加速度来确定的。
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