对具有后轮转向系统的车辆进行侧滑角可变控制的方法与流程

本发明涉及一种对具有后轮转向系统的车辆进行侧滑角可变控制的方法。更具体地，本发明涉及这样的对具有后轮转向系统的车辆进行侧滑角可变控制的方法，其通过根据自动驾驶和手动驾驶，对具有后轮转向系统的车辆的后轮转向角进行不同的控制来改变侧滑角。

背景技术：

通常地，已开发了一种后轮转向(RWS)系统，其通过在前轮以预定角度转向时，使后轮以预定角度沿反方向或同方向转向来提高车辆的转向性能或道路改变的响应能力，从而改进了车辆的转向性能和转向时的行车轨迹。

该后轮转向系统包括：丝杠、电机、电子控制单元(ECU)和传感器；所述丝杠通过线性运动来控制后轮的转向；所述电机控制丝杠的动量和方向；所述电子控制单元(ECU)控制电机的旋转方向和旋转角度。

也就是说，作为通过根据ECU的控制来控制电机的旋转方向和旋转角度而最终自动控制后轮的转向角的系统，后轮转向系统有助于在高速行驶期间，提高敏捷性并且增加稳定性。

然而，通过控制后轮转向系统来控制车辆姿态的装置使用从估算前轮轮胎角度所得到的比率来控制后轮轮胎角度的方案。

换句话说，后轮轮胎角度通过相对于前轮轮胎角度可调的比例映射来确定，并且后轮控制角度根据车速来确定与前轮相同的相位或相反的相位。

更具体地，由于使用后轮转向系统的姿态控制装置使用通过利用前轮和后轮的简单比例来控制后轮的方案，即，不考虑车辆姿态的基于开环的控制方案，所以难以稳定地控制车辆的姿态，并且进行的不准确的控制会使车辆的运动缓慢或处于不稳定状态。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增强对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的相关技术。

技术实现要素：

本发明的各个方面旨在提供一种对具有后轮转向系统的车辆进行侧滑角可变控制的方法，该方法对于具有后轮转向系统的车辆确定驾驶模式，而后，根据作为结果的自动驾驶模式和驾驶员驾驶模式，相互不同地控制前轮和后轮转向角比，以使自动驾驶模式中的侧滑角最小化，并且减小驾驶员驾驶模式中的驾驶差异感。

本发明的各个方面旨在提供一种对具有后轮转向系统的车辆进行侧滑角可变控制的方法，包括：第一步，确定第一转向角比值，该第一转向角比值对应于驾驶员驾驶模式中的前轮和后轮的转向角比，并确定第二转向角比值，该第二转向角比值对应于自动驾驶模式中的前轮和后轮的转向角比；第二步，通过第二转向角比值的确定来确定后轮转向角，将后轮转向角与后轮转向(RWS)的预定最大转向角相比较；第三步，当后轮转向角确定为小于RWS最大转向角时，确定驾驶员驾驶模式和自动驾驶模式中的任一种驾驶模式。

在一个示例性实施方案中，在第三步中，当确定为驾驶员驾驶模式时，可以应用在第一步中预先确定的第一转向角比值。

在另一个示例性实施方案中，在第三步中，当确定为自动驾驶模式时，可以应用在第一步中预先确定的第二转向角比值。

在又一个示例性实施方案中，在第二步中，当确定后轮转向角大于RWS最大转向角时，可以确定驾驶员驾驶模式和自动驾驶模式中的任一种驾驶模式。

在再一个示例性实施方案中，在第二步中，当确定为驾驶员驾驶模式时，可以应用在第一步中预先确定的第一转向角比值，当确定为自动驾驶模式时，可以将RWS最大转向角应用于后轮转向角。

根据本发明的示例性实施方案，对于具有后轮转向系统的车辆确定驾驶模式，而后，根据作为结果的自动驾驶模式和驾驶员驾驶模式，将前轮和后轮转向角比相互区别地控制，以使自动驾驶模式中的侧滑角最小化，并减小驾驶员驾驶模式下的驾驶差异感。

下面讨论本发明的其它方面和示例性实施方案。

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、船舶的船只，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，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方案中进行详细陈述，这些附图和具体实施方案共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1示出了根据本发明示例性实施方案的对具有后轮转向系统的车辆进行侧滑角可变控制的方法的后轮转向(RWS)应用状态的示意图；

图2顺序地示出了根据本发明示例性实施方案的对具有后轮转向系统的车辆进行侧滑角可变控制的方法的示意图；

图3示出了根据本发明示例性实施方案的对具有后轮转向系统的车辆进行侧滑角可变控制的方法的框图。

应当理解的是，附图并非按比例地绘制，而是图示性地简化呈现各种特征以显示本发明的基本原理。本文所公开的本发明的具体设计特征(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。

在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的各种实施方案，这些实施方案的示例示于附图中并且描述如下。尽管将结合示例性实施方案来描述本发明，但是将理解的是，本说明书并非旨在将本发明限制于那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以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。

在下文中，将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。

参照以下具体描述的实施方案和所附附图，本发明的优点和特征以及实现这些优点和特征的方法将变得显然。

然而，本发明不限于以下所陈列的实施方案，并且可以采用各种其他形式来实施。提供本示例性实施方案以使本发明清楚并且帮助本领域普通技术人员完全理解本发明所涉及的发明的范围，并且本发明将仅由权利要求书的范围而限定。

在描述本发明时，当确定已知的相关技术等可能使本发明的主题变得模糊时，可以省略其详细说明。

图1示出了根据本发明示例性实施方案的用于具有后轮转向系统的车辆通过电子控制单元(ECU)来进行侧滑角可变控制的方法的后轮转向(RWS)应用状态的示意图。图2顺序地示出了根据本发明示例性实施方案的对具有后轮转向系统的车辆进行侧滑角可变控制的方法的示意图；图3示出了根据本发明示例性实施方案的对具有后轮转向系统的车辆进行侧滑角可变控制的方法的框图。

通常地，应用了后轮转向(RWS)系统，其可以通过在前轮以预定角度转向时使后轮沿反方向或同方向以预定角度转向来提高车辆的转向性能或线路改变的响应能力，从而改进了车辆的转向性能和转向时的行车轨迹。

也就是说，通过应用后轮转向系统，通过根据车速设定后轮转向角与前轮转向角的比，可以在没有驾驶差异感的情况下实现最佳协调。

例如，如图1所示，为了最佳地实现车辆转向时的敏捷性和安全性，需要减小侧滑角(侧滑角是指车身的车头方向VX与车速行进方向V之间的角度)。

换句话说，随着车身的车头方向VX和速度进行方向V之间差异的减小，可以提高低速时的敏捷性，并且可以提高高速时的稳定性。

随着增加侧滑角的减少量，在驾驶员驾驶模式下驾驶时可能会产生转向差异感，原因在于驾驶员识别出并控制驾驶员意图去往的方向与当前进行方向之间的差异，当两个方向之间的差异有意减少时，驾驶员会感觉到与现有驾驶习惯有差异感。

因此，侧滑角可以不降低到最小，以防止驾驶员在驾驶员驾驶模式中产生差异感。

相反，在自动驾驶模式的情况下，由于与驾驶员驾驶模式相比，对驾驶员的驾驶转向感觉的影响较小，所以需要控制侧滑角以使其减少，从而实现最佳性能。

因而，如图2和图3所示，将在下面顺序地描述用于在自动驾驶模式下最小化侧滑角的控制方法，即，用于根据实施方案具有后轮转向系统的车辆的侧滑角可变控制的方法。

首先，在驾驶员驾驶模式中，确定出对应于前轮和后轮的转向角比的第一转向角比值K’，而在自动驾驶模式中，确定出对应于前轮和后轮的转向角比的第二转向角比值K(S100)。

[等式]

也就是说，对应于自动驾驶模式中前轮和后轮的转向角比的第二转向角比值K基于一般车辆运动方程与在前轮和后轮之间设定的预定转向角关系来实现，换句话说，在车辆的开发步骤中，在预定的驾驶员驾驶模式下，前轮和后轮的转向角比值K’依据评价/质量联合评价标准，以减少驾驶员的差异感。

在[等式]中，根据车速的变化方面示出车辆反应α；车辆反应α主要与初始条件和车辆特性变化相关联地动态地改变，所述初始条件包括重量、重量分布和车辆的前后长度，所述车辆特性变化取决于包括轮胎摩擦力的每个速度的转向输入；车辆反应α设置为对应于车辆特性的控制因素，以最小化误差。

在此，第一转向角比值K’和第二转向角比值K由[等式]预先确定并存储，并且在本案中，在驾驶员驾驶模式下，作为前轮转向角和后轮转向角的比的第一转向角比值K’优选地设置为0.1。

第二转向角比值K优选地设置为0.4，其在自动驾驶模式中对应于前轮转向角和后轮转向角的比。

同时，通过确定第二转向角比值K来确定后轮转向角，并且在本案中，将后轮转向角与后轮转向(以下称为RWS)的预定最大转向角相比较(S200)。

在本案中，当所确定的后轮转向角确定为等于或大于RWS最大转向角时，确定驾驶员驾驶模式和自动驾驶模式中的任一种驾驶模式(S210)。

在此，当确定车辆的驾驶模式为驾驶员驾驶模式时，应用在步骤S100中预先确定的第一转向角比值K’(S212)。

在确定车辆的驾驶模式时，当确定方向盘是否被预先安装于车辆方向盘中的传感器把持，而后，确定方向盘在转向时没有被把持时，可以确定驾驶模式是自动驾驶模式，并且进一步的，当确定在转向时检测到的车辆的扭矩恒定时，可以确定驾驶模式是自动驾驶模式。

当确定驾驶员驾驶模式和自动驾驶模式中的任一种驾驶模式时(S210)，并且确定车辆的驾驶模式为自动驾驶模式时，将RWS最大转向角确定为后轮转向角(S214)。

根据RWS系统的水平行程的长度变化来设定RWS后轮转向角，由于该行程具有预定的长度，因此长度的变化存在极限，并且在此，对应于极限的最大转向角被确定并存储为RWS的最大转向角。

换句话说，作为在自动驾驶模式中基于第二转向角比值K来确定后轮转向角的结果，后轮转向角确定为等于或大于RWS最大转向角，并且当确定车辆的驾驶模式是自动驾驶模式(S210)时，不应用与第二转向角比值K相对应的后轮转向角，而是应用预先设定为预先设定的RWS最大转向角(优选地为2度)的后轮转向角。

例如，当在驾驶员驾驶模式中，后轮转向角为2度时，根据第一转向角比值K’，前轮转向角为20度，而在自动驾驶模式中，当将第二转向角比值K应用于前轮转向角时，后轮转向角确定为8度，在本案中，由于在自动驾驶模式中的后轮转向角大于预先设定的RWS最大转向角(即2度)，将预先设定的RWS最大转向角2度(而不是8度)应用于自动驾驶模式中的后轮转向角。

同时，作为后轮转向角和预先设定的RWS最大转向角的比较结果(S200)，当确定后轮转向角小于RWS最大转向角时，确定驾驶员驾驶模式和自动驾驶模式中的任一种驾驶模式(S300)。

在此，当确定车辆的驾驶模式为驾驶员驾驶模式时，应用在步骤S100中预先确定的第一转向角比值K’(S310)。

当确定车辆的驾驶模式为自动驾驶模式时，应用在步骤S100中预先确定的第二转向角比值K(S320)。

在此，在确定车辆的驾驶模式时，当确定方向盘是否被预先安装于车辆的方向盘中的传感器把持，而后，确定方向盘在进行与步骤(S210)类似的转向时没有被把持时，可以确定驾驶模式是自动驾驶模式，所述步骤确定驾驶员驾驶模式和自动驾驶模式中的任一种驾驶模式，并且更进一步，当确定在转向时检测到的车辆的扭矩恒定时，可以确定驾驶模式是自动驾驶模式。

当不符合上述条件时，可以确定驾驶模式为驾驶员驾驶模式。

车辆的驾驶模式可以不通过任何一种方法来确定，而可以通过设置在方向盘中的传感器和检测到的扭矩值或已知的其他常规方法来确定，因此，在示例性实施方案中，将省略确定驾驶模式的详细应用和描述。

因此，作为确定驾驶模式的结果(S300)，当选择自动驾驶模式时，将与步骤S100中预先确定的第二转向角比值K相对应的值应用为前/后轮转向角比(S320)，因此，通过增加后轮转向角比，可以将侧滑角控制为最小，使得车身的车头方向(图1中的Vx)向车速行进方向(图1中的V)移动。因而，在低速转向时可以提高敏捷性，并且在高速时可以提高稳定性。

相反，作为确定驾驶模式的结果(S300)，当选择驾驶员驾驶模式时，将与步骤(S100)中预先计算出的第一转向角比值K’相对应的值应用为前/后轮转向角比(S310)，因此，可以通过减少侧滑角的减少量来减小驾驶员在转向时可能感觉到的驾驶差异感。

其原因在于，驾驶员识别出并控制驾驶员意图去往的方向与当前进行方向之间的差异，当两个方向之间的差异通过侧滑角控制有意减少时，驾驶员会感觉到与现有驾驶习惯有差异感。

因此，在示例性实施方案中，根据驾驶模式确定结果来控制不同的前轮和后轮转向比，以使自动驾驶模式中的侧滑角最小化并且减小驾驶员驾驶模式下的驾驶差异感。

根据本发明的示例性实施方案，相对于具有后轮转向系统的车辆确定驾驶模式，而后，根据作为结果的自动驾驶模式和驾驶员驾驶模式，将前轮和后轮转向角比相互区别地控制，以使自动驾驶模式中的侧滑角最小化，并减小驾驶员驾驶模式下的驾驶差异感。

为了方便在所附权利要求书中进行解释和准确定义，术语“上部”、“下部”、“内部”、“外部”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背部”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内在”、“外在”、“向前”、“向后”用于就示例性实施方案的特征的如图中所示的位置而言来描述这些特征。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述出于说明和描述的目的。前面的描述并非旨在穷举，或者将本发明限制为公开的精确形式，且显然的是，根据以上教导若干修改和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围旨在通过所附权利要求及其等同形式来限定。