用于控制车辆转弯的系统和方法与流程

本发明涉及用于控制车辆转弯的系统和方法，并且更特别地涉及能够通过在转弯时经由转弯方向上的后内轮胎的速度控制产生车辆的转矩来减小最小转动半径的用于控制车辆转弯的系统和方法。

背景技术：

众所周知，高性能车辆具有比普通车辆直径更大和宽度更宽的轮胎，以改善车辆的驾驶性能和制动性能。

当轮胎的直径和宽度增加时，与轮胎相邻的车身翼子板和轮护板的尺寸增加，从而防止对轮胎的干扰。

然而，当翼子板和轮护板的尺寸增加时，由于车身的结构的改变，设计和制造成本可能增加。因此，为了使用未改变的基本车身并且在完全转弯时防止对轮胎的干扰，正在应用减小转向齿条的行程(作为用于使轮胎转向的部分的齿条的行程)的方法。

然而，当转向齿条的行程减小时，由于在转弯时最小转动半径增加，所以车辆的可销售性可能恶化。

为了增加车辆的最小转动半径，用于增加前轮胎的转动角度以减小最小转动半径的可变齿条行程(vrs)系统或用于使后轮转动预定角度以减小最小转动半径的后轮转向(rws)系统被应用到车辆上。然而，在本实例中，部件数量、重量和成本可能增加。

本发明背景部分中包含的信息仅用于增强对本发明一般背景的理解，并且可以不作为对该信息形成本领域技术人员已知的现有技术的确认或任何形式的建议。

技术实现要素：

本发明的各个方面旨在提供用于控制车辆转弯的系统和方法，其配置为用于通过在车辆转弯时经由转弯方向上的后内轮胎的速度控制来产生车辆的转矩，而不使用现有的可变齿条行程系统或现有的后轮转向来减小最小转动半径。

在一个方面中，用于控制车辆转弯的系统可以包括：转向角检测传感器；前内轮速度检测传感器，配置为检测前内轮速度；前外轮速度检测传感器，配置为检测前外轮速度；后外轮速度检测传感器，配置为检测基于转弯方向的后外轮速度；以及制动控制器，配置为接收转向角检测传感器的检测信号以确定车辆转弯，基于前内轮速度检测传感器和前外轮速度检测传感器的检测信号以及后外轮速度检测传感器的检测信号来估计转弯方向上的后内轮速度，并且执行与后外轮速度相比减小估计速度的模式，作为减小转弯时的最小转动半径的控制模式。

在本发明的示例性实施例中，制动控制器可以连接到用户可操作的输入开关以传输信号，并且当输入开关接通时，可以执行制动控制器的减小最小转动半径的控制模式。

在本发明的另一示例性实施例中，制动控制器可以配置为通过将转弯方向上的后内轮速度的增益值乘以表示每个转向角的补偿量的转向角增益值和表示每个路面状况的补偿量的摩擦系数增益值以及表示每个转向角的补偿量的转向角增益值来控制后内轮速度的减小。

在另一方面中，控制车辆转弯的方法可以包括：制动控制器接收转向角检测传感器的检测信号，该转向角检测传感器配置为确定当前转向角是否超过用于减小最小转动半径的参考转向角；在当前转向角超过参考转向角时，制动控制器确定当前车辆速度小于用于减小最小转动半径的参考速度；并且基于前内轮速度检测传感器和前外轮速度检测传感器的检测信号以及后外轮速度检测传感器的检测信号估计转弯方向上的后内轮速度；以及然后在当前车辆速度小于参考速度时，与后外轮速度相比控制估计速度的减小。

在本发明的示例性实施例中，在确定当前车辆速度是否小于用于减小最小转动半径的参考速度的步骤中，可以通过前内轮速度检测传感器、前外轮速度检测传感器和后外轮速度检测传感器中的一个检测到的速度检测信号来获得当前车辆速度。

在本发明的另一示例性实施例中，当制动控制器估计后内轮速度，然后与后外轮速度相比控制估计速度的减小时，可以通过将转弯方向上的后内轮速度的增益值乘以表示每个转向角的补偿量的转向角增益值和表示每个路面状况的补偿量的摩擦系数增益值来控制后内轮速度的减小。

在本发明的又一示例性实施例中，制动控制器可以配置为控制转弯方向上的后内轮速度减小到通过将估计的后内轮速度乘以(1－增益)而确定的速度。

在本发明的又一示例性实施例中，控制转弯方向上的后内轮速度的减小的步骤可以包括制动控制器配置为用于控制施加到安装在后内轮上的制动轮缸的制动液压。

以下讨论本发明的其他方面和示例性实施例。

应当理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语包括一般的机动车辆，诸如包括运动型多功能车(suv)的乘用车、公共汽车、卡车、各种商用车辆、包括各种船舶的船只、飞机等，并且可以包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如，源自除石油之外的资源的燃料)。如本文所提到的，混合动力车辆为具有两个或更多动力源的车辆，例如汽油动力车辆和电动车辆两者。

本发明的方法和设备具有其他特征和优点，这些特征和优点将在并入本文的附图中以及以下具体实施方式中显而易见或更加详细地阐述，附图和具体实施方式一起用于解释本发明的某些原理。

附图说明

图1为示例性地示出根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆转弯的系统的配置的视图；

图2为示出根据本发明的示例性实施例的控制车辆转弯的方法的流程图；

图3为示出根据本发明的示例性实施例的当车辆转弯时控制转弯方向上的后内轮速度的示意图；以及

图4为示出根据本发明的示例性实施例的根据车辆的转弯控制的车辆转弯的示意图。

图5为示出根据本发明的示例性实施例的根据车辆的转弯控制的车辆转弯的示意图。

可以理解的是，附图未必按比例绘制，呈现说明本发明的基本原理的各种特征的略微简化的表示。如本文包括的本发明的具体设计特征(包括例如具体的尺寸、方向、位置和形状)将部分地由特别预期的应用和使用环境确定。

在附图中，在整个附图的若干图中，附图标记表示本发明的相同或等同的部分。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的各种实施例，其示例在附图中示出并且描述如下。虽然将结合示例性实施例描述本发明，但是应当理解，本说明书并不旨在将本发明限制于那些示例性实施例。在另一方面，本发明不仅旨在涵盖本发明的示例性实施例，而且涵盖可以包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替换、修改、等同物以及其他实施例。

在下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例，以允许本领域技术人员易于实践示例性实施例。

图1为示例性地示出根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆转动的系统的配置的视图。附图标记10表示制动控制器。

作为制动控制器，可以使用用于选择性地控制每个车轮的制动液压的电子稳定性控制(esc)系统的控制器，并且将其设置为单独的控制器。

用于检测车辆的转向角的转向角检测传感器11、用于检测前内轮速度的前内轮速度检测传感器12(作为用于检测车辆速度的传感器)、用于检测前外轮速度的前外轮速度检测传感器13以及用于检测转弯方向上的后外轮速度的后外轮速度检测传感器14(所有这些都可以传输信号)连接到制动控制器10的输入端。

左后轮的轮缸21和右后轮的轮缸22连接到制动控制器10的输出端，并且可以在制动控制器10的控制下控制轮缸21和轮缸22的制动液压。

作为参考，轮缸21和轮缸22为用于制动的液压缸，并且安装在左后轮16和右后轮17中。

此时，左后轮16为车轮左转方向的后内轮，右后轮17为车轮右转方向的右后轮。

同时，配置为由用户操作以传输信号的输入开关15连接到制动控制器10的输入端。当输入开关15接通时，制动控制器10执行在车辆转弯时减小最小转动半径的控制模式。

输入开关15包括显示在视听导航(avn)系统的触摸屏上的按钮型开关或触摸开关。

现在将描述基于上述配置的根据本发明的示例性实施例的控制车辆转弯的方法。

图2为示出根据本发明的示例性实施例的控制车辆转弯的方法的流程图，并且图3为示出根据本发明的示例性实施例的当车辆转弯时控制转弯方向上的后内轮速度的示意图。

首先，制动控制器10确定输入开关15是否由用户接通(s101)。

随后，当在输入开关15接通的状态下将转向角检测传感器11的检测信号传输到制动控制器10时，制动控制器10确定当前转向角是否超过用于减小最小转动半径的参考转向角(s102)。

随后，如果当前转向角超过参考转向角，则制动控制器10确定当前车辆速度是否小于用于减小最小转动半径的参考速度(s103)。

此时，制动控制器10基于前内轮速度检测传感器12、前外轮速度检测传感器13和其转弯方向上的后外轮速度检测传感器14的检测信号中的任何一个来确定当前车辆速度。

由于车辆转弯方向上的后内轮对应于用于减小最小转动半径的速度控制对象，因此当在转弯时确定当前车辆速度时，在排除其转弯方向上的后内轮速度检测传感器的检测信号的状态下，制动控制器10基于前内轮速度检测传感器12、前外轮速度检测传感器13和转弯方向上的后外轮速度检测传感器14的检测信号中的任何一个来确定当前车辆速度。

例如，由于当车辆向左转弯时转弯方向上的后内轮(左后轮)对应于用于减小最小转动半径的速度控制对象，当车辆向右转弯时转弯方向上的后内轮(右后轮)对应于用于减小最小转动半径的速度控制对象，所以当在转弯时确定当前车辆速度时，在排除其转弯方向上的后内轮速度检测传感器的检测信号的状态下，制动控制器10基于前内轮速度检测传感器12、前外轮速度检测传感器13和转弯方向上的后外轮速度检测传感器14的检测信号中的任何一个来确定当前车辆速度。

接下来，如果当前车辆速度小于参考速度，则制动控制器10基于前内轮速度检测传感器12和前外轮速度检测传感器13的检测信号以及后外轮速度检测传感器14的检测信号估计转弯方向上的后内轮速度，并且然后与后外轮速度相比执行减小估计速度的控制(s104)。

通过在车辆向左或向右转弯时执行减小转弯方向上的后内轮速度的控制，如图4所示，可以产生车辆转弯方向的转矩，从而减小转弯时的最小转动半径。

此时，制动控制器10估计后内轮速度，以根据当前后内轮速度、当前转向角和当前路面摩擦系数(μ)来控制后内轮速度的减小程度。

制动控制器10估计后内轮速度，以在当前转向角超过用于减小最小转动半径的参考转向角后转向到空挡(neutral)位置时，消除由于突然减小转弯方向上的后内轮速度而引起的差异感和异常噪声，并且根据路面状况(例如，正常路面、冰路面等)区分转弯方向上的后内轮的减速控制量以确保行驶稳定性。

例如，可以通过以下简单的公式推导过程来估计转弯方向上的后内轮速度。

参考图5，如果假设前外轮和后外轮绕任意转动点b转动，则三个车轮(前外轮、后外轮和后内轮)具有相同的角速度。

此时，前外轮与转动点b之间的长度l1、后外轮与转动点b之间的长度l3以及后内轮与转动点b之间的长度l4如下面的等式1至等式3所示。

【等式1】

【等式2】

【等式3】

l4＝l3-t

在上面的等式1至等式3中，l表示前轮于后轮之间的轮距长度，α表示前外轮的转动角度，以及t表示车轮踏面。

前外轮的速度v1、后外轮的速度v2和后内轮的速度v3可以表示为如下面的等式4至等式6所示。

【等式4】

v1＝l1×w1

【等式5】

v3＝l3×w3

【等式6】

v4＝l4×w4

每个车轮(前外轮、后外轮或后内轮)的位置角速度(不是转动角速度)等于车辆的角速度ω(ω＝ω1＝ω3＝ω4)。

然而，由于减速控制，后内轮速度v4是未知的，并且因此使用前外轮速度和后外轮速度的平均值来确定。其确定过程在下面的等式7至等式9中示出，并且后内轮速度v4可以使用等式10来估计。

【等式7】

【等式8】

【等式9】

【等式10】

在上面的等式10中，l表示前轮与后轮之间的轮距长度，α表示前外轮的转动角度，以及t表示车轮踏面。

接下来，如图3所示，制动控制器10通过将转弯方向上的估计的后内轮速度的增益值(例如，可调节到车辆速度的5％到95％以用于后内轮的减速的值)乘以表示每个转向角的补偿量的转向角增益值和表示每个路面状况的补偿量的摩擦系数增益值来确定要减速的后内轮的目标速度。

制动控制器10通过将估计的后内轮速度乘以(1－增益)来确定要减速的后内轮的目标速度。这里，通过将估计的后内轮速度的增益值乘以转向角增益值和摩擦系数增益值来获得增益。

例如，当确定用于控制转弯方向上的后内轮速度的减小的后内轮的目标速度时，后内轮的目标速度随着(1－增益)中的增益增加而减小。

随后，制动控制器10根据确定的后内轮的目标速度控制施加到安装在后内轮上的制动轮缸的制动液压，从而控制转弯方向上的后内轮的减速，并且如图4所示，在车辆的转弯方向上产生转矩，从而减小转弯时的最小转动半径。

此外，由于要减速的后内轮的目标速度通过将转弯方向上的后内轮速度的增益值乘以转向角增益值来确定，例如，在当前转向角超过用于减小最小转动半径的参考转向轮角后转向到空挡位置时，能够最小化由于突然减小转弯方向上的后内轮速度而引起的差异感和异常噪声的产生。

此外，由于除了转向角增益值之外，通过将转弯方向上的后内轮速度的增益值乘以根据路面状况的摩擦系数增益值来确定要减速的后内轮的目标速度，所以能够根据路面状况(例如，正常路面、冰路面等)区分转弯方向上的后内轮的减速控制量，以确保行驶稳定性。

本发明的各个方面提供以下效果。

首先，通过在车辆转弯时经由转弯方向上的后内轮胎的速度控制来产生车辆的转矩，而不使用现有的可变齿条行程系统或现有的后轮转向系统来减小最小转动半径。

第二，在与普通车辆相比使用直径和宽度更大的轮胎的高性能车辆的情况下，由于在转弯时减小最小转动半径，因此能够在转向时容易地防止轮胎于周边板部件之间的干扰并且改善转弯性能。

已经参考本发明的示例性实施例详细描述了本发明。然而，本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以通过例如组成元件的添加、改变或省略来以各种修改和变型来实现本发明，并且这些修改和变型都在本发明的范围内。

为了便于解释和准确定义所附权利要求，词语“上部”、“下部”、“内部”、“外部”、“上”、“下”、“上部的”、“下部的”、“向上”、“向下”、“前部”、“后部”、“后”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部的”、“外部的”、“内”、“外”、“向前”以及“向后”用于参考附图中所示的示例性实施例的特征的位置来描述这些特征。

已经出于说明和描述的目的呈现了本发明的具体示例性实施例的前述描述。它们并非旨在穷举或将本发明限制于所公开的精确形式，并且显然鉴于上述教导可以进行许多修改和变化。选择和描述示例性实施例以解释本发明的某些原理及其实际应用，以使本领域其他技术人员能够实现和利用本发明的各种示例性实施例以及它们的各种替换和修改。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同物限定。