CN111824257A - 漂移辅助系统及其扭矩分配比例调整装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于调整分轴四驱车辆的前轴与后轴的扭矩分配比例的扭矩分配比例调整装置(1)，其中，所述扭矩分配比例调整装置(1)与用于检测车辆状态的检测装置通信连接并且被配置成：基于来自所述检测装置的检测信号确定驾驶员的当前转向意图，并进而基于所确定的当前转向意图决定出所述扭矩分配比例的调整方案。本发明还涉及一种通过扭矩分配比例调整装置(1)实施的用于调整分轴四驱车辆的前轴与后轴的扭矩分配比例的方法以及一种包括扭矩分配比例调整装置(1)的漂移辅助系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的扭矩分配比例调整装置及其运行方法。此外，本发明还涉及一种包括这种扭矩分配比例调整装置的漂移辅助系统。
背景技术
车辆前后轴具有独立的动力传动系的新能源分轴四驱车辆被越来越多地研发和推向市场。新能源分轴四驱车辆主要包括纯电动分轴四驱车辆和混合动力分轴四驱车辆。在纯电动分轴四驱车辆中，车辆前后轴各配备有作为动力源的驱动电机。在混合动力分轴四驱车辆中，通常车辆后轴配备有作为动力源的驱动电机而车辆前轴的动力源是发动机或发动机与电机的组合。
此外，目前，越来越多的汽车爱好者喜欢尝试漂移操作以获取驾驶乐趣。但是，现有技术中常规的新能源分轴四驱车辆通常难以实现漂移操作，原因之一在于通常状况下施加于车辆的前轴和后轴的扭矩相当，从而导致后轴的动力不足以引起车辆有控制的甩尾和侧滑。
尤其，当下有越来越多的新能源分轴四驱车辆配备有所谓的牵引力控制系统(TCS)，其中，牵引力控制系统通过调节气门开度或控制制动器来防止车轮打滑或车辆甩尾，以确保车辆在不良路况下仍具有良好的性能和足够的安全性。由此，在牵引力控制系统的作用下，分轴四驱车辆、尤其是分轴全时四驱车辆更难以实现漂移。
因此，期待提高新能源分轴四驱车辆的性能，以使得新能源分轴四驱车辆的驾驶人员也能容易地体验到漂移乐趣。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能使新能源分轴四驱车辆容易地漂移的技术方案。
根据本发明一方面，上述目的通过一种用于调整新能源分轴四驱车辆的前轴与后轴的扭矩分配比例的扭矩分配比例调整装置，其中，所述扭矩分配比例调整装置与用于检测车辆状态的检测装置通信连接并且被配置成：基于来自所述检测装置的检测信号确定驾驶员的当前转向意图，并进而基于所确定的当前转向意图决定出所述扭矩分配比例的调整方案。
根据本发明的一优选实施例，所述扭矩分配比例调整装置配置成以下述方式确定所述当前转向意图：基于所述检测信号确定驾驶员的当前打轮操作和当前车辆转向趋势并进而基于确定出的所述当前打轮操作和所述当前车辆转向趋势来确定所述当前转向意图。
根据本发明的一优选实施例，所述扭矩分配比例调整装置配置成：如果确定出的当前转向意图为所述当前打轮操作在加剧所述当前车辆转向趋势，则做出降低前轴扭矩分配比例和提高后轴扭矩分配比例的调整方案；如果确定出的当前转向意图为所述当前打轮操作在对抗所述当前车辆转向趋势，则做出提高前轴扭矩分配比例和降低后轴扭矩分配比例的调整方案。
根据本发明的一优选实施例，从当前方向盘角度位置和当前打轮方向两个维度来描述所述当前打轮操作，其中，所述当前打轮方向包括使方向盘朝向回正位置转动的第一反向和使方向盘远离回正位置转动的、反向于所述第一方向的第二方向。
根据本发明的一优选实施例，所述扭矩分配比例调整装置配置成：
-当确定出驾驶员是在所述当前方向盘角度位置与所述当前车辆转向趋势同向的情况下沿所述第一方向打轮时，则认定所述当前打轮操作是在对抗所述当前车辆转向趋势；和/或
-当确定出驾驶员是在所述当前方向盘角度位置与所述当前车辆转向趋势同向的情况下沿所述第二方向打轮时，则认定所述当前打轮操作是在加剧所述当前车辆转向趋势；和/或
-当确定出驾驶员是在所述当前方向盘角度位置与所述当前车辆转向趋势异向的情况下沿所述第一方向打轮时，则认定所述当前打轮操作是在加剧所述当前车辆转向趋势；和/或
-当确定出驾驶员是在所述当前方向盘角度位置与所述当前车辆转向趋势异向的情况下沿所述第二方向打轮时，则认定所述当前打轮操作是在对抗所述当前车辆转向趋势。
根据本发明的另一方面，上述目的还通过一种用于调整新能源分轴四驱车辆的前轴与后轴的扭矩分配比例的方法来实现，该方法通过根据本发明的扭矩分配比例调整装置来实施。
根据本发明的再一方面，上述目的还通过一种用于辅助驾驶员的漂移操作的漂移辅助系统来实现，所述漂移辅助系统包括上述扭矩分配比例调整装置和用于激活所述扭矩分配比例调整装置的开关。
根据本发明的一优选实施例，所述漂移辅助系统被配置成：一旦检测到油门被松开或制动踏板被踩下，则暂停或结束由所述扭矩分配比例调整装置实施的对扭矩分配比例的调整。
附图说明
本发明的更多特征及优点可以通过下述参考附图的具体实施例的详细说明来进一步阐述。所述附图为：
图1示出根据本发明的扭矩分配比例调整装置1的结构框图；
图2示出根据本发明的用于调整扭矩分配比例的方法的流程框图；以及
图3示出用于确定驾驶员的当前转向意图的一种示例性方法的流程框图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的扭矩分配比例调整装置1的结构框图。扭矩分配比例调整装置1配置成用于调整新能源分轴四驱车辆的前轴与后轴的扭矩分配比例，以辅助驾驶员实现车辆漂移操作。
如图1所示，扭矩分配比例调整装置1与用于检测车辆状态的检测装置5和6通信连接并且被配置成：基于来自所述检测装置5和6的检测信号确定驾驶员的当前转向意图，并进而基于所确定的当前转向意图决定出扭矩分配比例的调整方案以辅助驾驶员的漂移操作。
根据一优选的实施例，扭矩分配比例调整装置1构造成包括判断单元2和与判断单元2通信连接的决策单元3。所述判断单元2配置成基于接收到的检测信号确定驾驶员的当前转向意图并将确定结果传输给决策单元3。进而，决策单元3基于接收到的确定结果决定出具体的扭矩分配比例调整方案并进而将决定出的调整方案提供给执行装置4。然后，由执行装置4执行前后轴的扭矩分配比例的调整。
优选地，扭矩分配比例调整装置1可以将包含有扭矩分配比例调整方案的请求信号发送给车辆中央控制器，进而由车辆中央控制器向相关部件输出致动指令。
进一步而言，扭矩分配比例调整装置1、优选地是判断单元2基于所述检测信号识别驾驶员的当前打轮操作和当前车辆转向趋势并进而基于识别出的当前打轮操作和当前车辆转向趋势来确定所述当前转向意图，具体是确定出驾驶员的当前打轮操作是在加剧当前车辆转向趋势还是在对抗当前车辆转向趋势。如果识别出驾驶员的当前打轮操作是在加剧当前车辆转向趋势，则意味着车辆当前的转向趋势可能低于驾驶员所期待的转向趋势。在这种情况下，决策单元3做出降低前轴扭矩配额和提高后轴扭矩配额的调整方案。反之，如果识别出驾驶员的当前打轮操作是在对抗当前车辆转向趋势，则意味着车辆当前的转向趋势可能超过驾驶员所期待的转向趋势。在这种情况下，决策单元3做出提高前轴扭矩配额和降低后轴扭矩配额的调整方案。
由于新能源分轴四驱车辆的前后轴配备有独立的动力传动系，因而对前后轴分别升降扭矩成为可能，且电机的升扭速率比燃油四驱车要更快速。
下面来具体解释识别用于判断驾驶员的当前转向意图的依据、即驾驶员的当前打轮操作和当前车辆转向趋势的方法。
对于驾驶员的当前打轮操作，根据本发明，从驾驶员的当前打轮方向以及当前方向盘角度位置SAS这两个维度对其进行描述。也即，由打轮方向和方向盘角度位置SAS这两个具体的可测量参量的组合来代表打轮操作这一物理客体并且通过测量前两者而知晓后者。具体而言，当前打轮方向和当前方向盘角度位置SAS的组合可以描述出驾驶员正在针对怎样的方向盘角度位置执行哪个方向的打轮操作。
进一步而言，在本发明的范畴下，打轮方向又被分为两种。第一种打轮方向是使方向盘朝向回正位置转动(本文中还将沿这种方向的打轮操作称之为“回轮”)所沿着的方向，其包括从左回正和从右回正。第二种打轮方向是与第一种打轮方向相反的打轮方向，也即为使得方向盘远离回正位置转动所沿着的方向，其包括向左偏离和向右偏离。
为了检测驾驶员的打轮方向和方向盘角度位置SAS，如图1所示，方向盘转角传感器5被提供并与扭矩分配比例调整装置1通信连接。借助于方向盘转角传感器5可以测得方向盘角度位置SAS并进而确定出打轮方向。
在此需要说明的是，在本文中，参量“方向盘角度位置SAS”应理解为表示方向盘的角度位置的矢量，其中，该矢量的零值点代表方向盘处于回正位置，并且该矢量的符号和绝对值大小分别代表方向盘偏离回正位置的方向和程度。
进一步而言，方向盘转角传感器5以实时的方式监测方向盘的角度位置SAS，例如以固定的时间间隔采集方向盘角度位置SAS。参量
和
分别表示在时间点Tk和时间点Tk+1处测量的方向盘角度位置。由此，可以利用下述公式(1)来计算方向盘角度位置SAS的变化量
其中，
和
分别表示方向盘角度位置
和
的绝对值。
如果计算出
为负值，则表示Tk+1这一时间点的打轮方向为上述第一种打轮方向，也即意味着该时间点驾驶员的打轮操作是正在使方向盘沿着回正方向转动。反之，如果计算出
为正值，则表示Tk+1这一时间点的打轮方向为上述第二种打轮方向，也即意味着该时间点驾驶员的打轮操作是正在使方向盘反向于回正方向地转动。
此外，方向盘转角传感器5的数据采集时间间隔应当设定为较短，从而能够以高时间分辨率来追踪驾驶员的实时转向意图，由此确保扭矩分配比例调整装置1所实施的漂移辅助操作的时效性和精确性。优选地，所述数据采集时间间隔设定为20秒。
对于用于确定驾驶员的当前转向意图的另一个依据——当前车辆转向趋势，根据本发明，将其表征为车辆横向加速度的方向。也即，由车辆横向加速度的方向这一具体的可测量参量来代表车辆转向趋势这一物理客体并且通过测量前者而知晓后者。为此，如图1所示，横向加速度传感器6被提供并与扭矩分配比例调整装置1通信连接。借助于横向加速度传感器6可以测量车辆横向加速度ay并由此测得车辆横向加速度的方向。
在此需要说明的是，在本文中，尽管无需具体限定方向盘角度位置SAS和车辆横向加速度ay这两个矢量的正负性与空间方向的对应关系，但是这两个矢量有利地应当具有统一的对应关系。也就是说，如果方向盘角度位置SAS以偏左为正、偏右为负，那么，车辆横向加速度ay也必须对应地以向左为正和向右为负。反之，如果方向盘角度位置SAS以偏右为正、偏左为负，那么，车辆横向加速度ay也必须对应地以向右为正和向右为负。因此，如果方向盘角度位置SAS和车辆横向加速度ay的测量值具有相同的正负符号(即同为正值或同为负值)，则表示方向盘角度位置SAS所代表的方向盘角度位置和车辆横向加速度ay所代表的车辆转向趋势是同向的。反之，如若方向盘角度位置SAS和车辆横向加速度ay的测量值具有相反的正负符号(即一个为正值而另一个为负值)，则表示方向盘角度位置和车辆转向趋势是反向的。
在此需要说明的是，本文涉及的术语“正”、“负”、“正值”和“负值”均不包括零值。
图2示出根据本发明的用于调整扭矩分配比例的方法的流程框图。该方法用于辅助驾驶员执行车辆漂移操作。
如图2所示，首先在步骤S1-1中基于方向盘转角传感器5的测量信号获知当前方向盘角度位置和当前打轮方向并由此确定出当前打轮操作，并且，在步骤S1-2中基于横向加速度传感器6的测量信号确定当前车辆转向趋势，具体参见上文描述。进而，在步骤S2中基于确定出的当前打轮操作和当前车辆转向趋势来判断驾驶员的当前转向意图，也即确定出驾驶员的当前打轮操作是在加剧还是在对抗当前车辆转向趋势。如果确定出当前打轮操作是在加剧当前车辆转向趋势，则进而在步骤S3中做出降低前轴扭矩分配比例和提高后轴扭矩分配比例的调整方案；反之，如果在步骤S2中确定出当前打轮操作是在对抗当前车辆转向趋势，则进而在步骤S4中做出提高前轴扭矩分配比例和降低后轴扭矩分配比例的调整方案。然后，在步骤S5中执行所述调整方案。
尤其，调整前后轴的扭矩分配比例可以是在总扭矩不变或变化的情况下做出的。根据一优选的实施例，步骤S3中做出的调整方案是降低前轴扭矩和/或提高后轴扭矩，步骤S4中做出的调整方案是提高前轴扭矩和/或降低后轴扭矩。
图3示出用于确定驾驶员的当前转向意图的一种示例性方法的流程框图。如图3所示，首先在步骤S11借助于方向盘转角传感器5测得当前方向盘角度位置并且借助于横向加速度传感器6确定出当前车辆转向趋势，然后，在步骤S12中比较当前方向盘角度位置的方向和当前车辆转向趋势的方向。如果确定出两者为异向、即彼此相反的方向，则转至步骤S13，如果为同向，则转至步骤S14。
优选地，通过比较当前方向盘角度位置SAS的测量值的正负性与当前车辆横向加速度ay的测量值的正负性来实施步骤S12中的所述比较。如果这两个测量值是一正一负，则确定出当前方向盘角度位置的方向和当前车辆转向趋势的方向为异向；反之，如果这两个测量值同为正或同为负，则确定出当前方向盘角度位置的方向和当前车辆转向趋势的方向为同向。
进而，在步骤S13中确定当前打轮方向。如果在步骤S13中确定出当前打轮方向为上述第一种打轮方向、即回轮方向，则进而在步骤S15中得出驾驶员的当前转向意图是在加剧当前车辆转向趋势的结论，然后在步骤S17中做出降低前轴扭矩分配比例和提高后轴扭矩分配比例的调整方案；如果在步骤S13中确定出当前打轮方向为上述第二种方向，则在步骤S16中得出驾驶员的当前转向意图是在对抗当前车辆转向趋势的结论，并然后在步骤S18中做出提高前轴扭矩分配比例和降低后轴扭矩分配比例的调整方案。
在另一方面，在步骤S14中也实施当前打轮方向的确定。如果确定出当前打轮方向为上述第二种方向，则进而在步骤S15中得出驾驶员的当前转向意图是在加剧当前车辆转向趋势的结论并然后执行上述步骤S17；如果在步骤S14中确定出当前打轮方向为上述第一种打轮方向，则在步骤S16中得出驾驶员的当前转向意图是在对抗当前车辆转向趋势的结论，并然后执行上述步骤S18。
根据本发明，优选地，扭矩分配比例调整装置1还通信连接至未示出的车轮速度传感器、横摆角速度传感器、车辆纵向加速度传感器、车轴扭矩传感器、用于检测制动踏板的位置的传感器、用于检测油门踏板的位置的传感器等，以能获取反应车辆状态的多种测量值，从而能够实时评估车辆的行驶状态。如果评估结果显示车辆已经出现可能导致安全问题的严重的转向不足或过度转向，则扭矩分配比例调整装置1会立即停止上文所描述的扭矩分配比例调整方法的执行并基于具体情况根据现有技术中已知的策略对车辆的相应车轮予以制动，从而使车辆回到安全的行驶路线。如果所述评估结果显示车辆已经脱离危险，即已经不存在严重的转向不足或过度转向，则扭矩分配比例调整装置1恢复扭矩分配比例调整方法的执行以继续辅助漂移。
附加地或替代地，由车辆的其它部件、例如车辆行驶动态控制系统(VDC)执行对车辆行驶状态的实时评估，其中，车辆行驶动态控制系统的结构、功能和运行方法可以从现有技术中获知。如果车辆行驶动态控制系统发现可能导致安全问题的严重的转向不足或过度转向，则它会以制动相应车轮的方式介入对车辆的控制以避免或克服转向问题。此时，一旦相应的车轮被予以制动，扭矩分配比例调整装置1就会响应于该制动而暂停或结束对扭矩分配比例的调整。
通过这种方式，确保用于辅助漂移的扭矩分配比例调整方法是在保证车辆及车内人员安全的情况下执行的，而不会带来附加的风险。
根据本发明的一优选实施例，提供一种用于为驾驶员提供漂移辅助功能的漂移辅助系统，所述漂移辅助系统包括扭矩分配比例调整装置1和用于激活扭矩分配比例调整装置1的开关。该开关可以配置成操作钮或显示于操作屏上的操作图标。
当扭矩分配比例调整装置1未被启用时，可以按照现有技术中已有的策略实施车轴扭矩的分配。尤其，在车辆配备有牵引力控制系统(TCS)的情况下基于牵引力控制系统设定的滑移率来控制前后轴的扭矩。
当驾驶员想要实施漂移操作时，可以借助于所述开关一键启动由漂移辅助系统实施的漂移辅助功能。在漂移辅助功能被启动的情况下，按照上文参考图2-3所描述的方法实施扭矩分配比例的调整，从而使得驾驶员利用新能源分轴四驱车辆也能够容易地实现漂移操作。尤其，由于根据本发明的漂移辅助系统所实施的扭矩分配比例调整至少部分地替代了驾驶员在漂移操作期间对油门的操控，因而借助于该漂移辅助系统甚至无需操控油门也能够实现车辆漂移。
根据一优选的实施例，在漂移辅助系统操作过程中，如果一旦检测驾驶员完全松开油门或至少部分地踩下制动踏板，则漂移辅助系统暂停或结束由扭矩分配比例调整装置1实施的对扭矩分配比例的调整。
根据一优选的实施例，牵引力控制系统所预设的目标滑移率较高，尤其是为后轴预设的目标滑移率大于为前轴预设的目标滑移率，从而使得车身能更容易地出现过转向，这对于漂移的实现是有利的。更优选地，在漂移辅助系统被启动时提高牵引力控制系统所预设的目标滑移率，尤其是提高为后轴预设的目标滑移率。
根据另一优选的实施例，后轴的基础扭矩被设定成大于前轴的基础扭矩。
本发明尤其适用于纯电动分轴四驱车辆和混合动力分轴四驱车辆。但是，本发明也可以适用于除了新能源分轴四驱车辆以外的其它分轴四驱车辆。
尽管一些实施例已经被说明，但是这些实施例仅仅是以示例的方式予以呈现，而没有旨在限定本发明的范围。所附的权利要求和它们的等价形式旨在覆盖落在本发明范围和精神内的所有改型、替代和改变。
Claims (10)
1.一种用于调整分轴四驱车辆的前轴与后轴的扭矩分配比例的扭矩分配比例调整装置(1)，其特征在于，所述扭矩分配比例调整装置(1)与用于检测车辆状态的检测装置通信连接并且被配置成：基于来自所述检测装置的检测信号确定驾驶员的当前转向意图，并进而基于所确定的当前转向意图决定出所述扭矩分配比例的调整方案。
2.根据权利要求1所述的扭矩分配比例调整装置(1)，其特征在于，
所述扭矩分配比例调整装置(1)配置成以下述方式确定所述当前转向意图：基于所述检测信号确定驾驶员的当前打轮操作和当前车辆转向趋势并进而基于确定出的所述当前打轮操作和所述当前车辆转向趋势来确定所述当前转向意图。
3.根据权利要求2所述的扭矩分配比例调整装置(1)，其特征在于，
所述扭矩分配比例调整装置(1)配置成：如果确定出的当前转向意图为所述当前打轮操作在加剧所述当前车辆转向趋势，则做出降低前轴扭矩分配比例和提高后轴扭矩分配比例的调整方案；如果确定出的当前转向意图为所述当前打轮操作在对抗所述当前车辆转向趋势，则做出提高前轴扭矩分配比例和降低后轴扭矩分配比例的调整方案。
4.根据权利要求2或3所述的扭矩分配比例调整装置(1)，其特征在于，
从当前方向盘角度位置(SAS)和当前打轮方向两个维度来描述所述当前打轮操作，其中，所述当前打轮方向包括使方向盘朝向回正位置转动的第一反向和使方向盘远离回正位置转动的、反向于所述第一方向的第二方向。
5.根据权利要求4所述的扭矩分配比例调整装置(1)，其特征在于，所述扭矩分配比例调整装置(1)配置成：
-当确定出驾驶员是在所述当前方向盘角度位置与所述当前车辆转向趋势同向的情况下沿所述第一方向打轮时，则认定所述当前打轮操作是在对抗所述当前车辆转向趋势；和/或
-当确定出驾驶员是在所述当前方向盘角度位置与所述当前车辆转向趋势同向的情况下沿所述第二方向打轮时，则认定所述当前打轮操作是在加剧所述当前车辆转向趋势；和/或
-当确定出驾驶员是在所述当前方向盘角度位置与所述当前车辆转向趋势异向的情况下沿所述第一方向打轮时，则认定所述当前打轮操作是在加剧所述当前车辆转向趋势；和/或
-当确定出驾驶员是在所述当前方向盘角度位置与所述当前车辆转向趋势异向的情况下沿所述第二方向打轮时，则认定所述当前打轮操作是在对抗所述当前车辆转向趋势。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的扭矩分配比例调整装置(1)，其特征在于，
所述检测装置包括横向加速度传感器(6)，且所述扭矩分配比例调整装置(1)配置成基于由所述横向加速度传感器(6)测量的车辆横向加速度(ay)确定所述当前车辆转向趋势，其中，测得的当前车辆横向加速度(ay)的方向代表所述当前车辆转向趋势。
7.根据权利要求4或5所述的扭矩分配比例调整装置(1)，其特征在于，
所述检测装置包括用于测量方向盘角度位置(SAS)的方向盘转角传感器(5)，且所述扭矩分配比例调整装置(1)配置成：基于测量的方向盘角度位置(SAS)计算方向盘角度位置的变化量并且基于所述变化量确定打轮方向是所述第一方向还是所述第二方向。
8.一种通过根据前述权利要求中任一项所述的扭矩分配比例调整装置(1)实施的用于调整分轴四驱车辆的前轴与后轴的扭矩分配比例的方法。
9.一种用于辅助驾驶员的漂移操作的漂移辅助系统，所述漂移辅助系统包括根据前述权利要求中任一项所述的扭矩分配比例调整装置(1)和用于激活所述扭矩分配比例调整装置(1)的开关。
10.根据权利要求9所述的漂移辅助系统，其特征在于，
所述漂移辅助系统被配置成：一旦检测到油门被松开或制动踏板被踩下，则暂停或结束由所述扭矩分配比例调整装置(1)实施的对扭矩分配比例的调整。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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