利用行驶特性信号反馈来控制后车轮转向的装置与方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种利用行驶特性信号反馈来控制后车轮转向的方法，更具体而言， 本发明设及一种用于在安装有后车轮转向系（rear wheel steering, RW巧的车辆中通过实 时地反馈行驶特性信号来控制后车轮转向角的方法。
【背景技术】
[0002] 后车轮转向系（RW巧由电机、减速器W及控制器组成，并且根据车辆的行驶状态 来使车辆的后车轮转向，从而提供可驾驶性和可转向性。
[0003] 具体而言，后车轮转向系（RW巧在低速行驶过程中使后车轮和前车轮朝着彼此相 反的方向转向，而在高速行驶过程中使后车轮朝着与前车轮相同的方向转向，从而，在低速 下减小转弯半径，并且提高操作稳定性。
[0004] 图1A和图1B概念性地示出了在后车轮转向系（RW巧中后车轮的操作，而图2示 出了在根据车速来控制后车轮的转向角的示例中，取决于车速的增益的变化。 阳0化]一种最基本的后车轮转向控制方法是：如图1A和图1B中所示，根据车速来控制前 车轮转向角和后车轮转向角的相位。
[0006] 目P，如图1A和图1B中所示，基本原则是：在低速下，后车轮朝着与前车轮相反的方 向转向；而在高速下，后车轮朝着与前车轮相同的方向转向。
[0007] 就此而言，后车轮转向角的大小运用如下所列的等式X来确定，并且如图2中所 示，等式X中所使用的增益根据车速而变化。假设车辆的稳态侧滑为0,则可W计算出等式 X中的增益。 阳00引[等式)(]
[0009] 后车轮转向角=增益X前车轮转向角
[0010] 然而，相关技术中的后车轮转向角控制方法是一种不反馈行驶特性信号而仅仅利 用前车轮转向来控制行驶特性信号的前馈式方法，运种方法可能存在W下问题：对于控制 环境（例如路面情况和车重）的变化，会使鲁棒性变差。
[0011] 还存在另外一种反馈横摆率（yaw rate)并且利用横摆率来控制后车轮转向角的 控制方法，运种方法利用如下的等式Y来控制后车轮转向角。 阳01引[等式Y]
[0013] 后车轮转向角=(增益IX前车轮转向角）+ (增益2X横摆率）
[0014] 可W假设在稳态和瞬态下的侧滑都为0,则可W计算得出本文所使用的增益1和 增益2。
[0015] 上述控制方法反馈横摆率信号W使侧滑最小化，并且可W借助横摆率信号的反馈 来实现比基于等式X的方法更好的侧滑减小效果，但是运种方法在控制除了侧滑W外的横 摆率自身方面存在限制。
[0016] 公开于【背景技术】部分的上述信息仅仅旨在加深对本公开【背景技术】的理解，因此其 可W包含的信息并不构成在本国已为本领域技术人员所公知的现有技术。
【发明内容】
[0017] 本发明致力于解决与现有技术相关的上述问题，并且提供一种用于控制后车轮转 向角的方法，该方法实时地反馈安装有后车轮转向系（RW巧的车辆中的行驶特性信号，W 使车辆的侧滑角最小化并且使横摆率特性稳定。
[0018] 一方面，本发明提供一种利用行驶特性信号反馈来控制后车轮转向的装置，该装 置包括：传感器，其检测车速、转向角、横摆率W及车辆的横向加速度；目标横摆率计算器， 其配置为基于由所述传感器检测的车速和转向角信息来确定目标横摆率；侧滑角估算器， 其配置为基于由所述传感器检测的车速、横摆率W及横向加速度信息来估算侧滑角；W及 后车轮转向角控制量计算器，其配置为通过利用由所述传感器检测的横摆率信息、由所述 目标横摆率计算器计算得出的目标横摆率W及由所述侧滑角估算器估算的侧滑角来确定 后车轮转向角控制量。所述后车轮转向角控制量计算器配置为：将所确定的后车轮转向角 控制量实施为将车辆横摆率控制为跟随目标横摆率，并且将侧滑角控制为跟随0。
[0019] 另外一方面，本发明提供一种利用行驶特性信号反馈来控制后车轮转向的方法， 该方法包括：检测车辆特性数据，包括车速、转向角、横摆率W及车辆的横向加速度；基于 所检测的车速和转向角信息来确定目标横摆率，并且基于所检测的车速、横摆率W及横向 加速度信息来估算侧滑角；W及利用检测的横摆率信息、计算的目标横摆率W及估算的侧 滑角来确定后车轮转向角控制量，其中，在确定后车轮转向角控制量的步骤中，所确定的后 车轮转向角控制量实施为将车辆横摆率控制为跟随目标横摆率，并且将侧滑角控制为跟随 0。
[0020] 根据本发明的利用行驶特性信号反馈来控制后车轮转向的装置和方法可W实现 如下效果。
[0021] 第一，在某些实施方案中，实时地反馈车辆的特性信号，W将其反映至后车轮转向 的后车轮转向角控制量的计算中，用于执行适合于实际产生的车辆特性的控制，从而实现 理想的横摆率和侧滑控制性能。
[0022] 第二，尽管控制条件变化（例如路面情况的变化、车重的变化等等），仍然能够借 助反馈控制来保证控制性能的鲁棒性。
[0023] 第Ξ，能够同时地控制横摆率和侧滑角。
[0024] 下面讨论本发明的其它方面和优选的实施方案。
[00巧]应当理解，本文所使用的术语"车辆"或"车辆的"或其它类似术语一般包括机动 车辆，例如包括运动型多用途车辆（SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各 种舟艇、船舶的船只，航空器等等，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、氨动力车辆W及其它替代性燃料车辆（例如源于非石油能源的燃料）。正如此处所提 到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如具有汽油动力和电力动力两者 的车辆。
【附图说明】
[00%] 接下来将参照某些示例性实施例及其所显示的附图详细地描述本发明实施方案 的W上和其它特征，在此之后所给附图仅作为说明的方式，因而对本发明是非限定性的，其 中：
[0027] 图ΙΑ和图IB为概念性地示出了在后车轮转向系（RW巧中后车轮的操作；
[0028] 图2示出了在根据车速来控制后车轮转向系（RW巧的转向角的示例中，取决于车 速的增益的变化；
[0029] 图3示出了根据本发明实施方案的利用行驶特性信号反馈来控制后车轮转向的 装置的一个优选的实施示例；
[0030] 图4概念性地示出了目标横摆率计算器；
[0031] 图5概念性地示出了侧滑角估算器；
[0032] 图6概念性地示出了后车轮转向角计算器；W及
[0033] 图7示出了根据本发明实施方案的利用行驶特性信号反馈来控制后车轮转向的 方法的一个优选的实施示例。
[0034] 应当了解，所附附图并不必须是按比例绘制的，而是呈现了某种程度上经过简化 的说明本发明实施方案的基本原理的各个优选特征。本文所公开的本发明实施方案的具体 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使用的环境来 确定。
[0035] 在运些图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记设及本发明实施方案的相同或 等同的部分。
【具体实施方式】
[0036] 下面将详细参考本发明的各个实施方案，运些实施方案的示例被显示在附图中并 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 非旨在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运些示例性实施 方案，而且覆盖可W被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选 择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
[0037] 在说明书中，基于实施示例详细地描述了本发明的实施方案，W使本领域技术人 员能够容易地理解本发明的实施方案，但是本发明并不限于该优选的实施示例，而应当了 解，在不脱离所公开的技术范围的情况下，本发明包括各种实施方案。
[0038] 在下文中，将参考附图详细地描述根据本发明实施方案的实施示例的利用行驶特 性信号反馈来控制后车轮转向的装置与方法。
[0039] 图3概念性地示出了根据本发明实施方案的利用行驶特性信号反馈来控制后车 轮转向的装置的一个实施示例。
[0040] 如图3中所示，在本发明实施方案的实施示例中，所述装置配置为包括传感器10 和后车轮转向控制器20,所述传感器10检测与车辆特性有关的各种信息；所述后车轮转向 控制器20利用由传感器10采集的信息集来确定后车轮转向角控制量。
[0041] 检测确定后车轮转向角控制量所需的与基本的车辆特性有关的信息的传感器10 可W配置为检测车辆的车速、转向角、横摆率W及横向加速度。
[0042] 并且，将所检测到的车辆的车速、转向角、横摆率W及横向加速度信息提供给后车 轮转向控制器20,并且利用所检测到的运些信息来确定后车轮转向角控制量。
[0043] 具体而言，后车轮转向控制器20配置为包括目标横摆率计算器21、侧滑角估算器 22 W及后车轮转向角控制量计算器23。
[0044] 目标横摆率计算器21利用来自传感器10的信息来计算目标横摆率，而侧滑角估 算器22利用来自传感器10的信息来确定估算的侧滑角。
[0045] 并且，后车轮转向角控制量计算器23配置为利用所计算的目标横摆率和所估算 的侧滑角来计算用于确定后车轮角度的后车轮转向角控制量。
[0046] 图4至图6详细地示出了构成后车轮转向控制器20的各个部件的计算过程的某 些实