CN109835411A - 后轮转向控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及后轮转向控制系统及其控制方法。具体地，本发明提供一种用于车辆的后轮转向系统(RWS)的后轮转向控制系统，其包括：电压检测单元、补充电压电路单元以及控制单元，所述电压检测单元检测车辆电池的电池电压的大小；所述补充电压电路单元产生补充电池电压的补充电压；所述控制单元比较电池电压的大小与用于使RWS系统的后轮转向执行器正常地工作所需的要求电压的大小，根据电池电压的大小与要求电压的大小的比较，计算补充电压的大小，并且控制补充电压电路单元从而根据所计算的补充电压的大小产生补充电压。

Description

后轮转向控制系统及其控制方法

技术领域

本发明大体上涉及车辆技术，更具体地，涉及一种后轮转向控制系统及其控制方法。

背景技术

近来，为了提高驾驶性能和稳定性，后轮转向(RWS)系统已经实现，其可以使车辆的后轮转向。RWS系统根据车辆的行驶速度使前轮和后轮的转向角度不同。例如，如果车辆以低速行驶，RWS系统使后轮转向与前轮相反的方向。如果车辆以中速或高速行驶，RWS系统使后轮转向与前轮相同的方向。

为了即使在车辆于狭窄的道路上以低速行驶时也能实现平稳的转弯，前轮和后轮以相反的方向转向，从而减少转弯半径。当车辆以高速行驶时，为了改善直线行驶，前轮和后轮以相同的方向转向，从而提高稳定性。

按照传统技术，控制后轮转向的RWS系统的RWS执行器利用嵌入车辆中的电池工作，问题在于，由于低温(例如冬天时)会发生电池的电压下降。由于电池的电压下降，即使RWS执行器工作，每分钟转速(PRM)也会降低，这会延长将后轮转向到目标角度所需的时间。

以上仅意在帮助理解本发明的背景，并不旨在本发明落入本领域技术人员公知的相关技术的范围内。

发明内容

本发明为了解决上述问题，致力于提供一种后轮转向控制系统及其控制方法，其能够比较电池电压的大小与用于使后轮转向执行器正常地工作所需的要求电压的大小。然后，如果根据比较，需要补充电压，补充电压可以通过补充电压电路单元产生，这样，即使发生电池的电压下降(例如，冬天由于低温等)，也能稳定地供应电压使得后轮转向正常地工作。

根据本发明的实施方案，用于车辆的后轮转向(RWS)系统的后轮转向控制系统包括：电压检测单元、补充电压电路单元以及控制单元，所述电压检测单元检测车辆电池的电池电压的大小；所述补充电压电路单元产生补充电池电压的补充电压；所述控制单元比较电池电压的大小与用于使RWS系统的后轮转向执行器正常地工作所需的要求电压的大小，根据电池电压的大小与要求电压的大小的比较，计算补充电压的幅值，并且控制补充电压电路单元以根据计算的幅值产生补充电压。

所述补充电压电路单元可以包括：脉冲宽度调制(PWM)信号产生单元、开关、线圈以及电容器，所述脉冲宽度调制(PWM)信号产生单元根据电池电压的幅值与要求电压的幅值的比较，计算占空比，并且产生PWM信号；所述开关根据PWM信号接通或关断；当开关接通时，所述线圈储存从电池供应的电能；当开关关断时，所述电容器接收从电池供应的电能以及储存在线圈中的电能并且充电，其中电容器的充电电压供应给使后轮转向执行器工作的电机。

所述线圈的一端可以与电池的一端相连，线圈的另一端可以与开关的一端和电容器的一端相连，开关的另一端可以与电池的另一端和电容器的另一端相连，并且电容器的两端可以与电机的两端相连。

所述控制单元可以在电池电压的幅值小于要求电压的幅值时，控制由PWM信号产生单元产生的信号的占空比以产生补充电压。

在开关接通时，线圈可以储存电能；并且在开关关断时，等于电池电压和补充电压之和的电压可以施加于电机。

进一步地，根据本发明的实施方案，用于车辆的后轮转向(RWS)系统的后轮转向控制方法包括：检测车辆电池的电池电压的幅值；比较电池电压的幅值与用于使后轮转向系统的后轮转向执行器正常地工作所需的要求电压的幅值；根据电池电压的幅值与要求电压的幅值的比较，计算补充电池电压的补充电压的幅值；以及控制补充电压电路单元以根据计算的幅值产生补充电压。

所述控制补充电压电路单元可以包括控制补充电压电路单元从而调节在PWM信号产生单元中产生的信号的占空比。

所述的方法可以进一步包括：当电池电压的幅值与要求电压的幅值之间的差值小于或等于预先确定的值时，控制利用电池的电能使后轮转向执行器工作的电机。

进一步地，根据本发明的实施方案，一种非瞬态计算机可读介质包括用于控制车辆的后轮转向(RWS)系统的程序指令，当通过处理器执行所述程序指令时，促使处理器执行以下步骤：比较通过电压检测单元检测到的电池电压的幅值与用于使RWS系统的后轮转向执行器正常地工作所需的要求电压的幅值；根据电池电压的幅值与要求电压的幅值的比较，计算补充电池电压的补充电压的幅值；以及控制补充电压电路单元从而根据计算的幅值产生补充电压。

根据本发明的实施方案，通过比较电池电压的幅值与用于使后轮转向执行器正常地工作所需的要求电压的幅值，并且根据比较结果，如果需要补充电压，通过补充电压电路单元产生补充电压，从而，即使电池的电压下降(例如，冬天时由于低温等)，也可以稳定地供应电压，以使后轮转向系统能够正常地工作。

附图说明

通过下文结合附图所呈现的详细描述将会更为清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征以及其他优点，在这些附图中：

图1是显示了根据本发明实施方案的后轮转向控制系统的整体配置的示意图；

图2是显示了根据本发明实施方案的后轮转向控制系统中的补充电压电路单元的示意图；

图3是显示了根据本发明实施方案的后轮转向控制系统中的补充电压电路单元在开关接通的情况下，电流流向的示意图；

图4是显示了根据本发明实施方案的后轮转向控制系统中的补充电压电路单元在开关关断的情况下，电流流向的示意图；以及

图5是显示了根据本发明实施方案的后轮转向控制方法的流程图。

应当理解的是，以上参考附图并非按比例地绘制，而是图示性地简化呈现各种优选的特征以显示本发明的基本原理。本发明的具体设计特征(包括例如，具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

具体实施方式

在下文中，将参考附图来详细地描述本发明的实施方案。本领域技术人员将意识到，可以对所描述的实施方案进行各种不同方式的修改，所有这些修改将不脱离本发明的精神或范围。进一步地，在本说明书中，相同的附图标记指相同的元件。本文所使用的术语仅用于描述示例性实施方案的目的，并非旨在限制本发明。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚地指示。还将理解当在本说明书中使用词语“包括”和/或“包含”时，特指所陈述的特征、数值、步骤、操作、元件和/或组件存在，但不排除存在或额外存在一个或多个其它特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或及其组合。正如本文所使用的，术语“和/或”包括一种或多种相关列举项的任何和所有组合。

应当理解的是，本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语通常包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、大货车、各种商用车辆的乘用车辆，包括各种舟艇、船只，航空器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如，源于非化石能源的燃料)。

此外，应理解的是，一个或更多个以下方法或其它方面可以通过至少一个控制单元来执行。术语“控制单元”可以指包括存储器和处理器的硬件装置。存储器配置为存储程序指令，并且处理器具体程序化为执行程序指令以执行以下进一步描述的一个或多个过程。如文中所述的，控制单元可以控制单元、模块、部件等的运行。此外，可以理解的是，下面的方法可以由包括控制单元以及一个或更多个其它组件的装置来执行，如本领域的普通技术人员理解的那样。

此外，本发明的控制单元可以体现为包含通过处理器、控制器等执行的可执行程序指令的非瞬态的计算机可读介质。计算机可读介质的例子包括但不限于，ROM、RAM、光盘(CD)-ROMs、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读记录介质还可以分布于计算机网络，使得程序指令以分布方式储存和执行，例如，通过远程信息处理服务器或控制器区域网络(CAN)。

下文中，根据本发明优选的实施方案的用于车辆的后轮转向控制系统及其控制方法将参考附图进行描述。

图1是图示地显示了根据本发明实施方案的后轮转向控制系统的整体配置的示意图。如图1所示，根据本发明实施方案的后轮转向控制系统可以包括：电压检测单元100、补充电压电路单元200以及控制单元300。

所述电压检测单元100用于检测电池210的电压幅值。通常，在后轮转向控制系统中后轮的转向是根据车辆速度，通过后轮转向执行器400来调节的。为了后轮转向执行器400正常地工作，应该满足要求电压的最小值。本文中，后轮转向执行器400通过电机工作，并且所述电机通过电池运行。从而，为了后轮转向执行器400通过电机正常地工作，在电池中应当储存有用于使后轮转向执行器400正常地工作的要求电压，并且为了确认在电池中是否储存有具有要求电压幅值的电压，电池电压的幅值可以通过电压检测单元100来检测。

所述补充电压电路单元200可以产生补充电池210的电压的补充电压。即，如果通过电压检测单元100检测到的电池210的电压幅值比用于使后车轮转向执行器400正常地工作所需的要求电压的幅值小，补充电池210的不足电压的补充电压可以通过补充电压电路单元200产生。在下文中，通过补充电压电路单元200产生补充电压的过程将参考图2和图3进行更详细地描述。

图2是显示了根据本发明实施方案的后轮转向控制系统的补充电压电路单元的示意图；图3是显示了根据本发明实施方案的后轮转向控制系统的补充电压电路单元在开关接通的情况下，电流流向的示意图；图4是显示了根据本发明实施方案的后轮转向控制系统的补充电压电路单元在开关关断的情况下，电流流向的示意图。

如图2所示，补充电压电路单元200可以例如包括：电池210、PWM信号产生单元220、开关230、线圈240、电容250以及电机260，并且在某些情况下，可以进一步包括二极管270。

所述电池210给使后轮转向执行器400工作的电机260供应电能，从而根据车辆速度通过后轮转向执行器400调节后轮的转向。

所述PWM信号产生单元220根据通过电压检测单元100检测到的电池210的电压的幅值与用于使后轮转向执行器400工作的要求电压的幅值的比较结果，产生PWM信号。PWM信号产生单元220产生通过控制单元300确定的占空比的PWM信号，稍后在描述控制单元300时会更具体地描述。

开关230可以与PWM信号产生单元220相连接，并且可以根据在PWM信号产生单元220中产生的PWM信号进行接通/关断。更具体地，如果在PWM信号产生单元220中产生的信号处于占周期，开关230可以接通；如果在PWM信号产生单元220中产生的信号不处于占周期，开关230可以关断。

如果开关230接通，线圈240可以储存从电池220供应的电能。更具体地，参考图3，如果开关230接通，当电流在线圈240中流动时，磁力线可以产生；并且当磁力线产生时，电能可以在线圈中产生感应电压时储存。

根据本发明的实施方案，如果通过电压检测单元100检测到的电池电压的大小比用于使后轮转向执行器400正常地工作所需的要求电压的大小低时，通过补充电压电路单元200产生补充电压。具体地，如果开关230接通，从电池210供应的电能储存在线圈240中，然后，如图4所示，如果开关230关断，从电池供应的电能和储存在线圈中的电能的总和供应给电机260；具有大小为电池电压和通过线圈储存的补充电压之和的电压施加于电机260，从而使后轮转向执行器400正常地工作。

如图4所示，如果开关230关断，电容器250可以接收并且释放从电池210供应的电能以及储存在线圈240中的电能。在本示例中，如图3所示，如果开关230接通，电容器250的充电电压可以供应给使后轮转向执行器400工作的电机260。在本示例中，二极管270可以防止从电容器250释放出的电流流向线圈240。

同时，参考图2到图4，线圈240的一端可以与电池210的一端相连；线圈240的另一端可以与开关230的一端和电容器250的一端相连；开关230的另一端可以与电池210的另一端和电容器250的另一端相连；并且电容器250的两端可以与电机260的两端相连。

所述控制单元300比较通过电压检测单元100检测到的电池210的电压的大小与用于使后车轮转向执行器400正常地工作所需的要求电压的大小，根据比较结果，计算补充电压的大小，并且控制补充电压电路单元200从而产生确定的补充电压的大小。即，在通过电压检测单元100检测到的电压的大小比要求电压的大小低的情况下，控制单元300可以确定该情况下所必需的补充电压的大小，并且通过补充电压电路单元200产生补充电压。

为了通过补充电压电路单元200产生所必需的补充电压的确定大小，控制单元300可以调节在PWM信号产生单元220中产生的信号的占空比以产生补充电压。更具体地，如上所述，如果在PWM信号产生单元220中产生的信号处于占周期，开关230接通；如果开关230接通，线圈240可以储存从电池210供应的电能；并且控制单元300可以根据确定的所必需的补充电压的大小调节占空比以调节开关230接通状态的时间以及储存在线圈240中的电能的大小。即，所必需的补充电压的大小相对较高的情况下的占周期宽度变得比所必需的补充电压的大小相对较低的情况下的占周期宽度大。从而，开关230接通的状态可以变长，并且储存在线圈240中的电能的大小可以增加。

图5是显示了根据本发明实施方案的后轮转向控制方法的流程图。如图5所示，利用后轮转向控制系统的后轮转向控制方法可以包括：检测电池电压的大小；比较电池电压的大小与用于使后轮转向执行器正常地工作所需的要求电压的大小；根据电池电压的大小和要求电压的大小之间的差，计算补充电压的大小；并且控制补充电压电路单元，从而产生补充电压的确定大小。在本示例中，在控制补充电压电路单元时，控制单元可以调节在PWM信号产生单元中产生的信号的占空比，从而产生补充电压的确定大小。

同时，在比较电池电压的大小和要求电压的大小时，如果电池电压的大小和要求电压的大小之间的差值等于或小于预先确定的值，电机可以通过电池的电能运行。在本示例中，电池电压没有下降，并且因为后轮转向执行器可以通过储存在电池中的电能正常地工作，那么补充电压不会通过补充电压电路单元额外地产生。

如上所述，根据本发明的实施方案，通过比较检测到的电池电压的大小与用于使后轮转向执行器正常地工作所需的要求电压的大小，并且根据比较结果，如果需要补充电压，通过补充电压电路单元产生补充电压，从而，即使发生电池的电压下降(例如，冬天时由于低温等)，也可以稳定地供应电压以使后轮转向正常地工作。

尽管已经为了说明的目的描述了本发明的一些实施方案，但是本领域的技术人员将理解的是，在不脱离所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神的情况下的各种修改、增加和替代都是可能的。

Claims (9)

1.一种用于车辆的后轮转向系统的后轮转向控制系统，其包括：

电压检测单元，其检测车辆电池的电池电压的大小；

补充电压电路单元，其产生补充电池电压的补充电压；以及

控制单元，其比较电池电压的大小与用于使后轮转向系统的后轮转向执行器正常地工作所需的要求电压的大小，根据电池电压的大小与要求电压的大小的比较，计算补充电压的大小，并且控制补充电压电路单元以根据所计算的补充电压的大小产生补充电压。

2.根据权利要求1所述的后轮转向控制系统，其中，所述补充电压电路单元包括：

PWM信号产生单元，其根据电池电压的大小与要求电压的大小的比较，计算占空比，并且产生PWM信号；

开关，其根据PWM信号接通或关断；

线圈，其在开关接通时储存从电池供应的电能；以及

电容器，其在开关关断时接收从电池供应的电能以及储存在线圈中的电能并且充电；

其中，电容器的充电电压供应给使后轮转向执行器工作的电机。

3.根据权利要求2所述的后轮转向控制系统，其中，所述线圈的一端与电池的一端相连，所述线圈的另一端与开关的一端和电容器的一端相连，所述开关的另一端与电池的另一端和电容器的另一端相连，并且电容器的两端与电机的两端相连。

4.根据权利要求1所述的后轮转向控制系统，其中，当电池电压的大小比要求电压的大小低时，控制单元控制由PWM信号产生单元产生的信号的占空比以产生补充电压。

5.根据权利要求2所述的后轮转向控制系统，其中：

在开关接通时，线圈储存电能；

在开关关断时，等于电池电压和补充电压之和的电压施加于电机。

6.一种用于车辆的后轮转向系统的后轮转向控制方法，其包括：

检测车辆电池的电池电压的大小；

比较电池电压的大小与用于使后轮转向系统的后轮转向执行器正常地工作所需的要求电压的大小；

根据电池电压的大小与要求电压的大小的比较，计算补充电池电压的补充电压的大小；以及

控制补充电压电路单元以根据所计算的补充电压的大小产生补充电压。

7.根据权利要求6所述的后轮转向控制方法，其中，控制补充电压电路单元包括：

控制补充电压电路单元从而调节在PWM信号产生单元中产生的信号的占空比。

8.根据权利要求6所述的后轮转向控制方法，进一步包括：

当电池电压的大小与要求电压的大小之间的差值小于或等于预先确定的值时，控制利用电池的电能使后轮转向执行器工作的电机。

9.一种非瞬态计算机可读介质，其包括用于控制车辆的后轮转向系统的程序指令，当通过处理器执行所述程序指令时促使处理器执行以下步骤：

比较通过电压检测单元检测到的电池电压的大小与用于使后轮转向系统的后轮转向执行器正常地工作所需的要求电压的大小；

根据电池电压的大小与要求电压的大小的比较，计算补充电池电压的补充电压的大小；以及

控制补充电压电路单元，从而根据所计算的补充电压的大小产生补充电压。