本發(fā)明涉及一種用于線控轉(zhuǎn)向(steer-by-wire,SBW)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向控制技術(shù)，更具體而言，涉及一種能夠根據(jù)車輛的運行情況，通過改變阿克曼效應(yīng)(Ackerman effect)提高轉(zhuǎn)向性能，用于SBW系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向控制方法和裝置。

背景技術(shù)：

車輛的轉(zhuǎn)向裝置允許駕駛員在車輛行駛的過程中選擇和控制方向。所述轉(zhuǎn)向裝置包括由駕駛員操作的方向盤以及傳遞方向和力的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，方向盤沿著所述方向并通過所述力操作車輛的車輪。

動力轉(zhuǎn)向被研制與分配以幫助駕駛員通過增大方向盤的轉(zhuǎn)向力來轉(zhuǎn)向。當(dāng)前的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括使用液壓的液壓式、兼顧使用液壓和電機(jī)電力的電-液式、僅使用電機(jī)電力的電動式等等。

近來，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已經(jīng)被研制與使用，其利用電機(jī)來使車輛轉(zhuǎn)向。介于方向盤與車輪之間的機(jī)械連接設(shè)備(例如轉(zhuǎn)向桿、萬向節(jié)、小齒輪軸)已被淘汰。

特別地，獨立式SBW系統(tǒng)包括右車輪轉(zhuǎn)向單元和左車輪轉(zhuǎn)向單元，所述右車輪轉(zhuǎn)向單元和左車輪轉(zhuǎn)向單元之間沒有機(jī)械連接，彼此獨立地運行。所述系統(tǒng)具有重量和零件的數(shù)量減小的優(yōu)點。此外，右車輪轉(zhuǎn)向電機(jī)或者左車輪轉(zhuǎn)向電機(jī)能夠選擇性地操作，以提高燃料效率。

圖1示例性地示出了相關(guān)技術(shù)的SBW系統(tǒng)的配置。反應(yīng)電機(jī)3布置在轉(zhuǎn)向桿上以增大由駕駛員施加的方向盤1的轉(zhuǎn)向力。左、右車輪4彼此獨立地分開，并且借助于橫拉桿5分別連接到齒桿6。齒桿6分別連接到轉(zhuǎn)向電機(jī)7，從而齒桿6可以利用從轉(zhuǎn)向電機(jī)7接收的旋轉(zhuǎn)動力直線移動。

此外，每個反應(yīng)電機(jī)3和轉(zhuǎn)向電機(jī)7都連接到SBW控制器8的輸 出端，并且選擇性地運行以響應(yīng)從SBW控制器8施加的控制信號。

然而，在上述描述的相關(guān)技術(shù)中，轉(zhuǎn)向電機(jī)7僅用于增大方向盤1的轉(zhuǎn)向力，并且左、右轉(zhuǎn)向電機(jī)7必須通過相同的量來控制齒桿行程。

因此，阿克曼效應(yīng)在車輛的整個行駛范圍內(nèi)都保持相同。由此很難利用轉(zhuǎn)向電機(jī)來提高轉(zhuǎn)向性能。

公開于背景部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視作承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明努力解決出現(xiàn)在相關(guān)技術(shù)中的上述問題，并且本發(fā)明旨在提出一種能夠根據(jù)車輛的行駛情況，通過改變阿克曼效應(yīng)提高轉(zhuǎn)向性能，用于線控轉(zhuǎn)向(steer-by-wire,SBW)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向控制方法和裝置。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個方面，一種用于SBW系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向控制方法包括：接收反映當(dāng)前方向盤狀態(tài)和車輛的當(dāng)前行駛狀態(tài)的輸出值。車輛的當(dāng)前阿克曼效應(yīng)值(Ackerman effect value)根據(jù)所述輸出值確定。如果當(dāng)前阿克曼效應(yīng)值不同于根據(jù)輸出值確定的最佳阿克曼效應(yīng)值，改變并控制左、右車輪的前束角，以使得當(dāng)前阿克曼效應(yīng)值變?yōu)樽罴寻⒖寺?yīng)值。

輸出值可以是方向盤的轉(zhuǎn)向角和車輛速度。

在改變并控制前束角的步驟中，左、右車輪的前束角可以彼此獨立地改變。

在改變并控制前束角的步驟中，左、右車輪的前束角改變?yōu)椴煌慕嵌取?/p>

在改變并控制前束角的步驟中，左、右車輪的前束角可以通過由設(shè)置在左、右車輪上的致動器操作調(diào)整齒桿行程量來改變。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個方面，一種用于線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向控制裝置包括控制器。所述控制器接收反映當(dāng)前方向盤狀態(tài)和車輛的當(dāng)前行駛狀態(tài)的輸出值，根據(jù)所述輸出值確定車輛的當(dāng)前阿克曼效應(yīng)值。如果當(dāng)前的阿克曼效應(yīng)值不同于根據(jù)輸出值確定的最佳阿克曼效應(yīng)值，改變并控制左、右車輪的前束角，以使得當(dāng)前阿克曼效應(yīng)值變?yōu)? 最佳阿克曼效應(yīng)值。

根據(jù)如前所述的本發(fā)明，通過根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)適當(dāng)?shù)馗淖儼⒖寺?yīng)來控制轉(zhuǎn)向，能夠減小車輛的最小回轉(zhuǎn)半徑并提高響應(yīng)性和低速還原性。

附圖說明

通過下文結(jié)合附圖所呈現(xiàn)的詳細(xì)描述將會更為清楚地理解本發(fā)明的以上和其它目的、特征以及優(yōu)點。

圖1示意性地示出了相關(guān)技術(shù)的SBW系統(tǒng)的配置。

圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施方案的SBW系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向控制流的流程圖。

具體實施方式

接下來將十分詳細(xì)地引用本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施方案，實施方案的示例在所附附圖中得以闡明。只要有可能，相同的附圖標(biāo)記將用在整個附圖和說明書中，以指代相同或相似的部分。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施方案的用于線控轉(zhuǎn)向(SBW)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向控制方法包括：輸入步驟S10、確定步驟S20以及各種控制步驟S30。

參考圖2詳細(xì)地描述本發(fā)明，在輸入步驟S10，輸入反映當(dāng)前方向盤狀態(tài)和車輛的當(dāng)前行駛狀態(tài)的輸出值。

例如，反映當(dāng)前方向盤狀態(tài)的輸出值可以是轉(zhuǎn)向角，所述轉(zhuǎn)向角能夠通過方向盤傳感器輸入。此外，反映行駛狀態(tài)的輸出值可以是車輛速度，所述車輛速度能夠通過車輛速度傳感器輸入。

確定步驟S20根據(jù)輸出值確定車輛的當(dāng)前阿克曼效應(yīng)值。

例如，阿克曼效應(yīng)值基于車輛的幾何結(jié)構(gòu)確定。阿克曼效應(yīng)值可以通過計算或者作為表值獲得。

各種控制步驟S30包括：利用反映車輛的方向盤狀態(tài)和行駛狀態(tài)的輸出值設(shè)定最佳阿克曼效應(yīng)映射。將當(dāng)前阿克曼效應(yīng)值與最佳阿克曼效應(yīng)映射內(nèi)的最佳阿克曼效應(yīng)值作比較，以確定當(dāng)前阿克曼效應(yīng)值與最佳阿克曼效應(yīng)值之間是否存在差異。此處，輸出值可以是轉(zhuǎn)向角 和車輛速度，如下所述。

如果確定的結(jié)果是當(dāng)前阿克曼效應(yīng)值不同于最佳阿克曼效應(yīng)值，改變左車輪或者右車輪的前束角，以使得當(dāng)前阿克曼效應(yīng)值變得等于最佳阿克曼效應(yīng)值。如果沒有差異，當(dāng)前阿克曼效應(yīng)值按原值保留。

例如，本發(fā)明應(yīng)用于致動器(轉(zhuǎn)向電機(jī))分別布置在左、右前輪上的SBW系統(tǒng)。通過調(diào)整齒桿行程能夠改變每個車輪的前束角，從而獨立地調(diào)整每個前輪的前束角。

特別地，左、右前輪的前束角可以利用致動器調(diào)整為相同或者彼此互不相同，所述致動器如上所述彼此獨立地進(jìn)行操作，從而可以可靠地調(diào)整阿克曼效應(yīng)值。

此外，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施方案的用于線控轉(zhuǎn)向(SBW)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向控制裝置可以利用控制器控制轉(zhuǎn)向。

例如，控制器接收反映當(dāng)前方向盤狀態(tài)和車輛的當(dāng)前行駛狀態(tài)的輸出值，并且根據(jù)所述輸出值確定當(dāng)前阿克曼效應(yīng)值。

利用根據(jù)反映方向盤狀態(tài)和車輛的行駛狀態(tài)的輸出值設(shè)定的最佳阿克曼效應(yīng)映射，能夠確定當(dāng)前阿克曼效應(yīng)值與最佳阿克曼效應(yīng)值之間是否存在差異。如果當(dāng)前阿克曼效應(yīng)值不同于最佳阿克曼效應(yīng)值，通過調(diào)整左、右前輪的前束角來控制轉(zhuǎn)向，以使得當(dāng)前阿克曼效應(yīng)值跟隨最佳阿克曼效應(yīng)值。

更詳細(xì)地根據(jù)本發(fā)明描述所述轉(zhuǎn)向控制方法，當(dāng)在S10輸入方向盤的轉(zhuǎn)向角以響應(yīng)駕駛員操作方向盤時，在S20，控制器根據(jù)所述轉(zhuǎn)向角計算車輛的當(dāng)前阿克曼效應(yīng)值。例如，當(dāng)轉(zhuǎn)向角為138°時，車輛的當(dāng)前阿克曼效應(yīng)值為24％。

在最佳阿克曼效應(yīng)映射中，最佳阿克曼效應(yīng)值根據(jù)轉(zhuǎn)向角和車輛速度狀態(tài)確定。將當(dāng)前阿克曼效應(yīng)值與最佳阿克曼效應(yīng)映射內(nèi)的最佳阿克曼效應(yīng)值作比較，以確定當(dāng)前阿克曼效應(yīng)值是否不同于最佳阿克曼效應(yīng)值。

如果確定存在差異，在S30，通過獨立地操作設(shè)置在左、右前輪上的致動器調(diào)整左、右前輪的前束角，以使得當(dāng)前阿克曼效應(yīng)值變得接近最佳阿克曼效應(yīng)值。

如前所述，本發(fā)明通過根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)改變阿克曼效應(yīng)來提 高轉(zhuǎn)向性能。

當(dāng)車輛以高速行駛時，低阿克曼效應(yīng)或者高阿克曼效應(yīng)對于最大橫向加速和反應(yīng)性而言是有利的。當(dāng)車輛以低速行駛時，高阿克曼效應(yīng)證明對還原性是有利的。

因此，當(dāng)通過根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)適當(dāng)?shù)馗淖儼⒖寺?yīng)來控制轉(zhuǎn)向時，由此能夠減小車輛的最小回轉(zhuǎn)半徑并提高響應(yīng)性和低速還原性。

盡管出于說明的目的已公開了本發(fā)明的示例性實施方案，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在并不脫離所附權(quán)利要求中所公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以進(jìn)行各種修改、增加和刪減。