CN101410269A - 用于全轮驱动车辆的欠转向/过转向校正 - Google Patents

用于全轮驱动车辆的欠转向/过转向校正 Download PDF

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Abstract

提供一种通过改变传递到车辆的至少一个轴上的扭矩来校正一种全轮驱动车辆的一种欠转向/过转向状态的方法。该方法包括确定车辆速度与横向加速度的步骤。该车辆的中性转向值的计算部分地根据车辆速度、车辆横向加速度、以及轴距长度来进行。车辆的实际转向角度也被确定。底盘功能比部分地根据车辆物理特性和车辆运行状态来确定。误差信号根据该转向角度、中性转向值、横加速度以及底盘功能比的函数来计算。传递到至少一个车轴的扭矩根据该误差信号来进行修正。

Description

用于全轮驱动车辆的欠转向/过转向校正
相关申请的交叉引用
本申请要求2006年3月28日提交的美国临时申请号60/786,448的权益。
发明领域
本发明涉及一种全轮驱动(AWD)车辆的欠转向/过转向的校正。
发明背景
全轮驱动车辆通常使用一种联接机构在前轴与后轴之间分配扭矩。在主后轮AWD车辆情况下，扭矩几乎总是传递到后轴。满足某些预先确定的条件时，该联接会将扭矩传递给前轴或者副轴。当该AWD车辆沿一条曲线行驶时，该前轮与后轮可以以不同的速度来转向。若施加到该前轴的扭矩过大则在车辆转向时该车辆将欠转向或者导致驾驶员察觉到一种“推送”的感觉。若施加到该后轴的扭矩过大则在车辆转向时该车辆将过转向或“拖拽”。为了消除这些欠转向或者过转向的感觉，需要提供一种能够尽可能地接近一种中型转向感觉的车辆。即，在车辆通过拐弯时有很小的或者没有欠转向或者过转向。
发明概述
本发明是针对一种方法和安排，用于减小运动车辆的欠转向/过转向状态。本发明提供了一种方法用于通过改变传递到车辆的至少一个车轴的扭矩来校正一种全轮驱动车辆的欠转向/过转向的状态，该方法包括确定车辆速度与横向加速度的步骤。车辆的中性转向值的计算至少部分地根据车辆速度、车辆横向加速度、以及轴距长度来进行。车辆的实际转向角度也被确定。底盘功能比(chassis function ratio)至少部分地根据车辆物理特性和车辆运行状态来确定。误差信号根据该实际转向角、中性转向值、横向加速度以及底盘功能比的函数来计算。传递到至少一个车轴的扭矩根据该误差信号来进行修改。
本发明进一步适用的领域将由以下所提供的详细说明而变得更清楚。应该理解的是，在说明本发明的优选实施方案的同时，该详细说明与一些具体的实例仅仅是为了阐明的目的而无意于限制本发明的范围。
附图的简要说明
从详细说明和附图中将对本发明得到更全面地理解，在附图中：
图1是一种车辆的具体化的该欠转向/过转向校正方法和安排的示意图；和
图2是表示计算欠转向/过转向校正扭矩请求信号的步骤的流程图。
优选实施方案的详细说明
以下优选实施方案的说明本质上仅仅是示例性的而绝对无意于限制本发明、其应用、或者用途。
参见图1，具有欠转向/过转向校正***的一种全轮驱动(AWD)车辆总体上用10来示出。车辆10具有发动机12，它通过扭矩可操作地连接到主后轴16和转向的副前轴14。但是，应该认识到的是该主轴可以是该前轴14而该副轴可以是该后轴16。为了以下说明的目的，该后轴16是该主轴而该前轴14是该副轴。
多个车轮18与该前轴14和后轴16的两个末端连接。通常，联接件20被放置在该发动机12与该后轴16之间的驱动轴22上。轴21将扭矩从该联接件20传递到该前轴14。控制器或控制单元24然后被被用来控制通过该联接件20所施加到该前轴14上的扭矩的量。此外，多个传感器26被放置在该车辆10上用来测定车辆运行状态，其中来自这几个传感器26的数据随后被传送到该控制单元24。然后该控制单元24确定由该发动机12施加到该前轴14与后轴16的扭矩量。从该发动机12传递到轴14、16的扭矩总量由节流器27控制，它由该车辆10的驱动器来操纵。因此，取决于该节流器27的位置和该节流器27的位置变化率，即节流器27的律动，从该发动机12施加到轴14、16的扭矩量被改变。
参见图2，描绘了表示该欠转向/过转向校正扭矩请求信号的计算步骤的流程图。这一流程图中所列出的这些步骤可以在一个单件的控制单元24中发生；但是，多重控制功能可被集成到多重组件的控制单元之中。图2表示了总体方法100，其中最终产生欠转向/过转向校正扭矩请求信号。该欠转向/过转向校正扭矩请求信号在转向的状态下调整该车辆前轴上的扭矩，以便在考虑各车轮上的扭矩的同时，实现尽可能接近中性转向效果。该方法使用以下等式来计算误差量或者校正扭矩量：
Δe＝Δr-(Δack-Ay·Kus)
其中Δe是控制误差信号，Δack是阿克曼转向值，Ay是车辆的横向加速度，并且Kus是底盘功能值。Δr是前轮转向角的实际值。该Δe值可以是正值或者是负值。这将取决于这些转向轮角度是否用于该车辆的左侧或者右侧。该方法可以被设定为正值用于该车辆的右侧而负值用于左侧或者反之亦然。Δack用以下等式来计算：
Δ ack = A y · L V 2
其中，Ay是该车辆的横向加速度，L是车辆轴距，而v是车速。使用以上两个等式可以推导出欠转向/过转向校正扭矩请求信号。
计算该欠转向/过转向校正扭矩请求信号的方法在步骤102开始，其中该控制器接收指示该车辆速度、横向加速度和/或其他合适变量的传感器信号。一些信号将来自这几个传感器26。在步骤104中这几个传感器所接收的实际值被用来使用以下公式计算Δack值：
Δack = A y · L V 2
一旦该阿克曼转向值(中性转向值)已经被计算出，这个值将在步骤106中被用来计算该控制***的误差。在步骤107中来自步骤106的计算值被通过控制器来处理以便将该值转换成在驱动***中使用的合适的信号。
在步骤108该控制器将接收该实际转向轮角度值(Δr)，它将在 步骤106与该 阿克曼转向值(Δack)一起使用以便确定需要多大的校正(Δe)。在步骤110该控制器将查找底盘功能比(Kus)并且在步骤106将其乘以该车辆横向加速度(Ay)。这一相乘后的底盘功能比(Kus)将在步骤106中与该实际前轮转向角度(Δr)及该计算出的阿克曼转向值(Δack)一起使用以便在步骤106中计算该控制信号的误差(Δe)。用于该控制信号值的该误差然后在步骤112中被使用，其中一个扭矩请求误差信号被发送。其输出将通常是接近0和1这几个值的一个值。在步骤114中来自该全轮驱动***的扭矩请求信号被传送到该控制器。该扭矩请求信号取决于车辆操作员所需求的扭矩量。在步骤116中该扭矩请求信号被乘以该扭矩请求误差信号并且最终在步骤118中从该控制器发送欠转向/过转向校正扭矩请求信号。
上述底盘功能比是基于至少一个车辆物理特性和至少一个车辆运行状态的预先确定值。例如，该车辆物理特性可以基于多个因素(但不限于)如，车辆轴距长度、车辆重量，和车辆高度。该车辆高度与车辆重量可以是固定的、预先编程的值或者是取自从车辆悬挂***而来的实际数据的一些可变有效值。可以影响底盘功能的这些工作变量可以是一些扭矩请求、转向角度、车辆速度、车辆横向加速度或者传动齿轮速比。其他操作变量可以被使用。在许多高级车辆上操作员可以选择多个传动***或者悬挂的工作模式。该底盘功能比可以设定为取决于车辆的多种操作性能。
本发明的说明书本质上仅仅是示例性的，并且因此不背离本发明的宗旨的一些变化也在本发明范围之内。这些变化将不被认为是对本发明的范围和精神的一种背离。

Claims (20)

1.一种用于通过改变传递到全轮驱动车辆的至少一个轴上的扭矩来校正所述车辆的一种欠转向/过转向状态的方法，所述方法包括：
测定所述车辆的速度与横向加速度；
根据至少一个车辆速度、横向加速度以及轴距长度来计算中性转向值；
确定所述车辆的实际转向角；
根据至少一个车辆物理特性和车辆运行状态来确定底盘功能比；和
根据所述转向角、中性转向值、横向加速度和底盘功能比的函数来计算误差信号；并且
根据所述误差信号来修改传递到至少一个轴的扭矩。
2.如权利要求1所述的一种方法，其中一个副轴使其扭矩通过所述误差信号来进行修改。
3.如权利要求1所述的一种方法，其中一个转向轴使其扭矩通过所述误差信号来进行修改。
4.如权利要求1所述的一种方法，其中所述中性转向值至少部分地是通过将所述横向加速度乘以轴距长度并且将该乘积除以该速度的平方来确定。
5.如权利要求1所述的一种方法，其中所述底盘功能比的物理特性取自下组中的至少一个，该组包括：车辆高度、车辆轴距长度以及车辆重量。
6.如权利要求5所述的一种方法，其中所述车辆高度是可变的。
7.如权利要求5所述的一种方法，其中所述车辆重量是可变的。
8.如权利要求1所述的一种方法，其中所述底盘功能比取自以下多个运行状态的组中的至少一个，该组包括：扭矩请求、转向角度和车辆速度、车辆横向加速度、传动齿速比。
9.如权利要求1所述的方法，进一步包括在确定所述底盘功能比时接收模式信号的步骤，其中所述车辆能够在多个模式之一下运行，这样所述底盘功能比另外还取决于所述模式信号。
10.如权利要求1所述的方法，进一步包括至少一个传感器测定至少一个车辆运行状态的步骤。
11.如权利要求4所述的方法，其中在计算所述控制误差时将所述底盘功能比乘以所述车辆横向加速度的状态。
12.如权利要求11所述的方法，进一步包括这样的步骤：从所述中性转向值中扣除所述底盘功能比与所述车辆横向加速度的乘积，并且因此从所述车辆的实际转向角中扣除该结果。
13.一种用于通过改变传递到全轮驱动车辆的至少一个副轴的扭矩来校正所述车辆的一种欠转向/过转向状态的方法，所述方法包括：
测定所述车辆的速度与横向加速度；
根据至少车辆速度、横向加速度以及轴距长度来计算中性转向值；
确定所述车辆的实际转向角；
根据至少一个车辆物理特性和车辆运行状态来确定底盘功能比；和
根据从所述实际转向角扣除中性转向值减去横向加速度乘以底盘功能比的乘积的结果来计算误差信号；并且
根据所述误差信号来修改传递到所述副轴的扭矩。
14.一种具有前轴与后轴以及到至少一个轴的连接器的全轮驱动车辆，所述连接器由控制器来控制，用于通过改变传递到所述车辆的至少一个轴的扭矩来校正全轮驱动车辆的一种欠转向/过转向状态，所述控制器：
确定所述车辆的速度与横向加速度；
根据至少车辆速度、横向加速度以及轴距长度来计算中性转向值；
确定所述车辆的实际转向角；
根据至少一个车辆物理特性和车辆运行状态来确定底盘功能比；和
根据所述转向角、中性转向值、横向加速度和底盘功能比的函数来计算误差信号；并且
根据所述误差信号来修改传递到至少一个轴的扭矩。
15.如权利要求14所述的一种车辆，其中一个副轴使其扭矩通过所述误差信号来进行修改。
16.如权利要求14所述的一种车辆，其中所述副轴是所述前轴。
17.如权利要求14所述的一种车辆，其中一个转向轴使其扭矩通过所述误差信号来进行修改。
18.如权利要求14所述的一种车辆，其中所述底盘功能比的物理特性取自下组中的至少一个，该组包括：车辆高度、车辆轴距长度以及车辆重量。
19.如权利要求14所述的车辆，其中所述控制器在确定所述底盘功能比时可以接收模式信号，其中所述车辆能够在多个模式之一下运行，这样所述底盘功能比另外还取决于所述模式信号。
20.如权利要求14所述的一种车辆，其中所述控制器通过从所述实际转向角度中扣除中性转向值减去横向加速度乘以底盘功能比的乘积的结果来计算所述误差信号。
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