車輪控制裝置及其方法與流程
2023-08-10 10:25:26
本發明涉及車輪控制裝置及其方法。具體而言，本發明利用智能輪胎計算和測量的作用於輪胎的力量相關信息，計算偏離角，利用所計算的偏離角控制車輪。
背景技術：
汽車的旋迴穩定性控制技術，利用汽車上安裝的測量旋轉角速度的傳感器-偏航傳感器或測量橫加速度的傳感器-橫加速度傳感器，計算汽車的旋迴特性，利用計算的旋迴特性控制車輪。為了將這些控制技術應用於汽車，汽車需要安裝偏航率、橫加速度傳感器等各種傳感器，也需要設計觀測儀。
技術實現要素：
為了實現上述的目的，本發明提出一種車輪控制裝置，包括：從智能輪胎接收作用於輪胎的力量相關信息的信息接收部；利用接收的信息，計算輪胎的前輪或後輪中至少某一個偏離角的偏離角計算部；利用計算的偏離角，導出車輪控制時點、車輪控制量、控制對象車輪、汽車旋迴方向、汽車旋迴特性、轉向過度(Oversteer)狀態或轉向不足(Understeer)狀態中至少某一個信息的特性導出部。理想的情況是，上述信息接收部從轉向角傳感器接收轉向角相關的信息，上述特性導出部利用接收的轉向角相關信息，導出控制對象車輪或汽車的旋迴方向中至少某一個信息。理想的情況是，上述車輪控制裝置還包括，利用特性導出部導出的信息，控制車輪的控制部。理想的情況是，上述信息接收部接收的作用於車輪的力量相關信息包括，輪胎側力以及偏離剛度相關的信息，上述偏離角計算部利用信息接收部接收的輪胎側力以及偏離剛度相關的信息，計算橫向偏離角。理想的情況是，上述偏離剛度是考慮到前輪或後輪中至少一個垂直力變化增益的值，上述垂直力變化增益是靜態下的前輪或後輪中至少某一個垂直力和旋迴運動時由智能輪胎計算和測量的前輪或後輪中至少某一個垂直力之間的比率計算的值，上述偏離角計算部利用反映輪胎側力和垂直力變化增益的偏離剛度進行計算。理想的情況是，上述偏離角計算部計算前輪和後輪的橫向偏離角，上述的特性導出部導出的旋迴特性是利用計算的前輪橫向偏離角和後輪橫向偏離角之差導出的。理想的情況是，上述偏離角計算部計算前輪和後輪的橫向偏離角，上述特性導出部導出的控制量是，利用前輪橫向偏離角和後輪橫向偏離角之差和事先設定的臨界值之差導出的。理想的情況是，上述控制量是利用垂直力，最優分別分配到前輪和後輪，導出各車輪的控制量。為了實現上述的目的，本發明還提出一種車輪控制方法，包括：接收智能輪胎計算和測量的作用於輪胎的力量相關信息的信息接收階段；利用接收的信息，計算輪胎的前輪或後輪中至少某一個偏離角的偏離角計算階段；利用計算的偏離角，導出車輪控制時點、車輪控制量、控制對象車輪、汽車旋迴方向、汽車旋迴特性、轉向過度(Oversteer)狀態或轉向不足(Understeer)狀態中至少某一個信息的特性導出階段。理想的情況是，上述信息接收階段從轉向角傳感器接收轉向角相關的信息。上述特性導出階段的特徵在於，利用接收的轉向角相關的信息，導出控制對象車輪或汽車旋迴方向中至少某一個信息。理想的情況是，上述車輪控制方法還包括，利用特性導出階段導出的信息，控制車輪的控制階段。理想的情況是，上述信息接收階段接收的作用於輪胎的力量相關信息包括，輪胎側力以及偏離剛度相關的信息，上述偏離角計算階段是利用信息接收階段接收的輪胎側力以及偏離剛度相關的信息，計算橫向偏離角。理想的情況是，上述偏離剛度是反映前輪或後輪中至少某一個垂直力變化增益的值，上述垂直力變化增益是靜態下的前輪或後輪中至少某一個垂直力和旋迴運動時，由智能輪胎計算和測量的前輪或後輪中至少某一個垂直力之間的比率計算的值，上述偏離角計算階段利用反映輪胎側力和垂直力變化增益的偏離剛度進行計算。理想的情況是，上述偏離角計算階段計算前輪以及後輪的橫向偏離角，上述特性導出階段導出的旋迴特性是，利用算出的前輪橫向偏離角和後輪橫向偏離角之差導出的。理想的情況是，上述偏離角計算階段利用前輪和後輪的橫向偏離角進行計算，特性導出階段導出的控制量是，利用前輪橫向偏離角和後輪橫向偏離角之差和事先設定的臨界值之差導出的。理想的情況是，上述控制量是利用垂直力，最優分別分配到前輪和後輪，導出各車輪的控制量。本發明的目的在於提供，利用智能輪胎計算和測量的作用於輪胎的力量相關的信息，計算偏離角，利用計算的偏離角控制車輪的車輪控制裝置及其方法。本發明的優點在於：本發明中即使沒有偏航率、橫加速度傳感器，也可以控制車輪，提高汽車的旋迴穩定性。並且，本發明減少了控制車輪所需的運算量，提高了控制的實時性。並且，本發明直接利用輪胎的力量，給參數的變化賦予韌性，有助於提高性能。附圖說明圖1為本發明具體實施方式中車輪控制裝置相關的塊狀圖；圖2為顯示橫向偏離角、輪胎側力以及偏離剛度之間關係的圖表；圖3為本發明中車輪控制裝置的特性導出部相關一個例子的塊狀圖；圖4為本發明的旋迴特性判斷部判斷汽車旋迴特性的一個方法相關的說明；圖5為本發明一個具體實施方式相關車輪控制方法的流程圖。具體實施方式下面參照附圖詳細說明本發明的具體實施方式。下面的說明和附圖中，實質上相同的構成要素都是用相同的符號標出，省略重複說明。並且，說明本發明時相關的已知功能或構成相關的具體說明，有可能會混淆本發明的要旨時，省略相關的詳細說明。某一個構成要素被闡述為『連接』或『接觸』其他構成要素的，應該理解為直接連接或接觸其他構成要素，或中間隔著其他構成要素。相反，某個構成要素被闡述為『直接連接』或『直接接觸』某一個構成要素的，應該被理解為中間不隔著其他構成要素。圖1為本發明具體實施方式相關車輪控制裝置的塊狀圖。如圖1所示，車輪控制裝置100包括，信息接收部110、偏離角計算部120、特性導出部130以及控制部140。信息接收部(110)接收，用於計算控制車輪所需信息的信息。具體而言，信息接收部110包括智能輪胎信息接收部112以及轉向角傳感器信息接收部114。智能輪胎信息接收部(112)接收汽車智能輪胎計算和測量的作用於輪胎的力量相關的信息。智能輪胎可以計算和測量作用於輪胎的力量。比如，智能輪胎實時或隨時檢查胎壓變化，計算和測量作用於輪胎的力量。智能輪胎計算和測量的作用於輪胎的力量，通過有線或無線傳送到智能輪胎的信息接收部。智能輪胎信息接收部112接收的作用於輪胎的力量信息包括，輪胎側力、偏離剛度、作用於前輪的垂直力以及作用於後輪的垂直力等，直接作用於輪胎或通過其他連接輪胎的地方間接作用的力量。轉向角傳感器信息接收部114通過有線或無線接收，轉向角傳感器收集到的汽車轉向角相關的信息。偏離角計算部120利用信息接收部110接收的作用於輪胎的力量相關信息，計算偏離角。具體而言，偏離角計算部120利用智能輪胎信息接收部112接收的輪胎側力、偏離剛度、作用於前輪的垂直力以及作用於後輪的垂直力，計算橫向偏離角。圖2為顯示橫向偏離角、輪胎側力以及偏離剛度之間關係的圖表。如圖2所示，輪胎側力在線性區間可以定義為偏離剛度和橫向偏離角之乘。用數學公式表示，則如圖公式1所示。【數學公式1】Fyf＝Cf·αf，Fyr＝Cr·αrFyf為前輪(Front)相關的輪胎側力，Fyr為後輪(Rear)相關的輪胎側力。Cf為前輪相關的偏離剛度，Cr為後輪相關的偏離剛度。αr為前輪相關的橫向偏離角，ar為後輪的橫向偏離角。如圖2所示，偏離剛度在線性區間可以定義為側力和橫向偏離角的傾斜度，垂直力越大，作用於輪胎的側力越大。一般來講，將橫向偏離角較小的區間(線性區間)內的傾斜度來定義靜態下的偏離剛度係數。此時，如前所述，側力可以表現為...