車輛控制設備以及車輛控制方法

2023-04-29 21:08:16 1

專利名稱：車輛控制設備以及車輛控制方法
技術領域：
本發明的實施例涉及車輛控制設備以及車輛控制方法。
背景技術：
車輛的防抱死制動系統(ABS)用於基於由車輪速度計算得到的滑移率、通過適當調節施加至車輪的制動壓力來防止車輪被制動抱死。牽引力控制系統(TCS)用於控制發動機的驅動功率，從而在車輛突然加速時防止突然的、不期望的加速或過度滑移。當車輛在直路上行駛時，ABS和TCS可提供非常好的性能。然而當車輛轉向時，可能會發生轉向不敷(衝出-』plow out』 車輛轉向不足)或轉向過度(回形滑行車輛比所期望的更急劇地轉向)。為此，需要車輛穩定系統來穩定地控制車輛姿態，即在任何駕駛條件下防止車輛失轉。在一示例中，若發生轉向不敷，當車輛轉向量小於駕駛員命令量且向外偏離所期望的行駛軌跡時，可能需要對後內車輪施加制動力，以防止車輛沿著具有大於所期望的半徑的路徑轉向。若發生轉向過度，當車輛轉向量大於駕駛員命令量且向內偏離所期望的行駛軌跡時，可能需要對前外車輪施加制動力。當車輛轉向時，以如下方式確定控制車輛穩定性的系統的性能，即確定該系統是否可精確預測駕駛員將指示的車輛轉向速度，且是否能將合適的制動壓力施加至前、後車輪以允許車輛基於所預測的轉向速度轉向。此外，可能需要在上述的ABS和TCS的性能不惡化的情況下控制車輛穩定性，且可能需要防止ABS和TCS對車輛穩定性產生負面影響。因此，為了能夠基於車輛的運動而適當地控制車輛穩定性，車輛穩定系統與ABS和TCS之間的協同控制是重要的。

發明內容
因此，本發明的一個方面提供了一種車輛控制設備和車輛控制方法，當車輛轉向時，該設備和方法保持巡航控制(cruise control)與制動控制之間的相當行駛質量(equaldriving qualities),因此實現改進的駕駛員駕乘舒適性。在下面的描述中將部分地說明本發明的其他方面，且這些方面將部分地通過本文變得顯而易見或可通過實施本發明而獲得。根據本發明的一個方面，車輛控制設備包括用於探測車輛偏航率的偏航率傳感器；用於探測車輛轉向角的轉向角傳感器；以及用於基於轉向角來計算偏航率的微控制器單元(MCU)，從而基於偏航率傳感器探測到的實際偏航率與計算得到的偏航率之間的差來計算車輪的目標制動壓力，且基於計算得到的目標制動壓力來調節車輪的制動壓力。根據本發明的另一個方面，車輛控制方法包括探測車輛偏航率；探測車輛轉向角；基於轉向角來計算偏航率；基於偏航率傳感器探測到的實際偏航率與計算得到的偏航率之間的差來計算車輪的目標制動壓力；以及基於計算得到的目標制動壓力來調節車輪的制動壓力。


通過下文中結合附圖對實施例的描述，本發明的這些和/或其他方面將變得清楚 且更容易理解。附圖中
圖1為示出根據本發明的實施例的車輛控制設備的視圖2為制動壓力控制的方案視圖；以及
圖3為示出根據本發明的實施例的車輛自動巡航控制方法的流程圖。
具體實施方式
現在詳細參考本發明的實施例，這些實施例的示例在附圖中得以描述，其中，相同 的參考標記由始至終指的是相同的部件。
圖1為示出根據本發明的實施例的車輛控制設備的視圖。如圖1中所示，車輛路 徑預測裝置I包括車輪速度傳感器單元11、橫向G值(Iateral-G)傳感器12、偏航率傳感 器13、轉向角傳感器14以及微處理器單元(MCU) 15。
車輪速度傳感器單元11包括安裝至車輛左前輪的FL車輪速度傳感器，用於探測 左前輪的速度；安裝至車輛右前輪的FR車輪速度傳感器，用於探測右前輪的速度；安裝至 車輛左後輪的RL車輪速度傳感器，用於探測左後輪的速度；以及安裝至車輛右後輪的RR車 輪速度傳感器，用於探測右後輪的速度。車輪速度傳感器單元11的各車輪速度傳感器都將 探測到的車輪速度傳輸至MCUl5。
橫向G值傳感器12為2軸加速度計，其探測車輛橫向加速度(橫向G值)，且將所 探測的橫向加速度傳輸至MCU15，其中，車輛橫向加速度(橫向G值)是在行駛期間造成車輛 被橫向推動的力的加速度。
偏航率傳感器13探測車輛的轉向率，且將探測到的轉向率傳輸至MCU15。當車輛 圍繞垂直軸、即圍繞Z軸旋轉時，偏航率傳感器13通過車輛內部微板叉架(plate fork)的 振動變化而電子地探測車輛的偏航力矩。在此，偏航力矩為當車輛向左或向右轉向時造成 的向內或向外的運動力。偏航率傳感器13包括銫晶體，從而當車輛旋轉時通過晶體的旋轉 而產生電壓。
轉向角傳感器14探測車輛的轉向角，且將探測到的轉向角傳輸至MCU15。轉向角 傳感器14安裝至方向盤的下端。當車輛轉向時，轉向角傳感器14探測由駕駛員操控的方 向盤的轉向角，且將探測到的轉向角傳輸至MCU15。轉向角傳感器14還探測方向盤的轉向 速度和轉向方向。轉向角傳感器14可以是光學裝置類型的傳感器，在轉向期間，該傳感器 的狹縫板(slit plate)旋轉，以傳輸或截斷光學設備的光，導致電壓變化。MCU15基於由轉 向角傳感器14傳輸的電壓變化而計算方向盤的轉向速度、轉向方向和轉向角。
MCU15基於如下方等式I所示的轉向角來計算目標偏航率。作為參考，使用加速度 計(G值傳感器)來探測車輛的實際偏航率。
等式I
在此，「If」為從前輪軸至重心的距離，「I/』為從後輪軸至重心的距離，「C af」為前輪側偏剛度(cornering stiffness),「Car」 為後輪側偏剛度(cornering stiffness),「L」 為 If+Ir，「m」為車輛質量，「 δ 」為轉向角，以及「V」為縱向車輪速度。MCU15產生目標力矩以補償計算得到的目標偏航率與實際偏航率之間的差，且基於目標力矩調節左、右車輪的制動壓力，由此當車輛以智能巡航控制(SCC)模式(B卩自動行駛控制模式)轉向時，保持巡航控制與制動控制間的相當駕乘舒適性。圖2為制動壓力控制的方案視圖。如圖2中所示，產生目標力矩202以補償目標偏航率與實際偏航率之間的差，然後由目標力矩202計算出所要求的制動壓力204。分別通過將所要求的制動壓力204加至SCC目標制動壓力206上或從SCC目標制動壓力206中減去所要求的制動壓力204來計算左車輪的目標制動壓力208和右車輪的目標制動壓力210。計算得到的目標制動壓力用於實際制動控制。圖3為示出根據本發明的實施例的車輛自動巡航控制方法的流程圖。如圖3所示，確認車輛是否進入SCC模式(3 02)。若車輛進入SCC模式，MCU15計算目標偏航率(參照上述等式I )，且探測實際偏航率(使用加速度計)(304)。然後，MCU 15確認目標偏航率和實際偏航率是否不同(306)。若目標偏航率和實際偏航率不同(操作306中的是)，則MCU 15基於目標偏航率與實際偏航率之間的差來產生目標力矩(308)。然後，MCU 15基於目標力矩計算右前輪目標制動壓力和左前輪目標制動壓力(310)。在計算出各車輪的目標制動壓力之後，MCU 15基於計算得到的目標制動壓力來調節左前和右前車輪的制動壓力，在此當車輛以SCC模式轉向時，保持巡航控制與制動控制間的相當行駛品質。儘管已經示出和描述了本發明的一些實施例，本領域技術人員應意識到，在不脫離本發明的原理和精神的情況下，可以對這些實施例進行修改，本發明的範圍由權利要求書或其等同物限定。
權利要求
1.一種車輛控制設備,包括 偏航率傳感器，其用於探測車輛的偏航率； 轉向角傳感器，其用於探測所述車輛的轉向角；以及 微控制器單元MCU，其用於基於所述轉向角來計算偏航率，從而基於所述偏航率傳感器探測到的實際偏航率與計算得到的偏航率之間的差來計算車輪的目標制動壓力，且基於計算得到的所述目標制動壓力來調節車輪的制動壓力。
2.如權利要求1所述的設備，其特徵在於， 所述MCU基於所述實際偏航率與所述計算得到的偏航率之間的所述差來產生目標力矩，以及， 基於所述目標力矩來計算所述車輪的目標制動壓力。
3.如權利要求1所述的設備，其特徵在於，當所述車輛處於自動行駛控制模式中時，所述MCU執行車輪制動壓力控制。
4.如權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述MCU基於下述方程式I計算偏航率
5.—種車輛控制方法，包括 探測車輛的偏航率； 探測所述車輛的轉向角； 基於所述轉向角來計算偏航率； 基於偏航率傳感器探測到的實際偏航率與計算得到的偏航率之間的差來計算車輪的目標制動壓力；以及 基於計算得到的目標制動壓力來調節所述車輪的制動壓力。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，還包括基於所述實際偏航率與所述計算得到的偏航率之間的所述差來產生目標力矩， 其中，基於所述目標力矩來計算所述車輪的目標制動壓力。
7.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，當所述車輛處於自動行駛控制模式中時，微控制器單元MCU執行車輪制動壓力控制。
8.如權利要求5所述的方法，其中，MCU基於下述方程I計算偏航率
全文摘要
本發明公開了一種車輛控制設備和一種車輛控制方法。該車輛控制設備包括用於探測車輛偏航率的偏航率傳感器；用於探測車輛轉向角的轉向角傳感器；以及用於基於轉向角來計算偏航率的微控制器單元(MCU)，從而基於偏航率傳感器探測到的實際偏航率與計算得到的偏航率之間的差來計算車輪的目標制動壓力，且基於計算得到的目標制動壓力來調節車輪的制動壓力。
文檔編號B60W10/04GK103057546SQ20121038731
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月12日 優先權日2011年10月14日
發明者樸滿福 申請人:株式會社萬都