[发明专利]用于车辆稳定性增强的主动前轮转向控制

说明书

技术领域

本发明一般地涉及主动前轮转向车辆控制系统，并且更具体地，涉及集成并加权横摆率反馈和侧滑率反馈的主动前轮转向车辆控制系统。

背景技术

现代车辆有时包括主动车辆控制系统。一种这样的系统已知为车辆稳定性增强(VSE)系统，该系统辅助车辆操作者在诸如潮湿或不平路面、冰、雪或砂砾的表面上的操纵。VSE系统典型地基于来自轮速传感器、转向角传感器、车速传感器和车辆横摆率传感器的输入检测车轮滑动。VSE系统使用这些输入以减小发动机转矩并且施加差动制动(differential braking)，以帮助保持车辆沿预期的路径行进。

另外，在与VSE系统结合使用的技术中已出现主动底盘控制系统。该底盘控制系统典型地包括差动制动控制、实时悬架减震、后轮转向和主动前轮转向控制。借助实时控制底盘动态的能力，主动底盘控制系统可用于提高车辆操纵性能。

另一种主动车辆控制系统已知为提供自动前轮转向的主动前轮转向(AFS)系统。AFS系统典型地采用转向致动器系统，该转向致动器系统接收来自方向盘传感器的操作者预期转向信号、车速信号和车辆横摆率信号，并且对操作者转向信号提供校正，以使车辆更接近地跟随车辆操作者预期的转向路径，以提高车辆稳定性和操纵性。AFS系统能比车辆操作者的反应时间快得多地提供转向校正，从而使操作者转向的量减小。AFS系统在低速和中速时在正常道路条件下提供较直接的车辆转向，减小操作者的转向力。AFS系统也可以帮助在城市交通或在停车操纵期间提高车辆灵活性。AFS系统还在较高车速下提供较不直接的车辆转向。

在给定的操作环境中，车辆的转向稳定性和性能的特征主要在于车辆的不足转向和过度转向特性。如果车辆横摆小于操作者的转向输入，则车辆处于不足转向情况下，其中因为车轮饱和，所以较多地转动方向盘并不会校正不足转向情况。如果车辆横摆大于操作者的转向输入，则车辆处于过度转向情况下。

诸如由差动制动控制采用的横摆率反馈控制的已知方法有时不足以用于主动前轮转向控制。当车辆由于路面条件等各种响应而无法达到车辆操作者对方向盘命令的希望的横摆率时，主动底盘控制将提供控制分量，以促进用于横摆率反馈控制的横摆率的增大。当在这种情况期间将该控制施加给主动前轮转向时，控制系统提供的额外控制分量将是前轮转向的额外量。然而，在某些情况下，到前轮的该额外转向输入会在严重的不足转向情况下使前轮轮胎饱和，或者已由严重不足转向造成车辆无法达到希望的横摆率，导致不希望的车辆行为，所述严重不足转向由车辆操作者的过大转向引起。

提交于2004年11月1日名为用于控制主动前轮转向的方法和装置的美国专利申请No.10,978,982公开了一种考虑到车辆不足转向和过度转向情况的AFS系统，该专利申请转让给本申请的受让人，并且通过参考包含于此。可通过考虑车辆横向动态或侧滑提供对在‘982中公开的AFS系统的改进。

发明内容

根据本发明的教导，公开了一种AFS控制系统，该AFS控制系统结合并加权横摆率反馈和侧滑率反馈以提供提高的稳定性增强控制。该AFS系统包括基于方向盘角度信号和车速信号产生希望的横摆率信号的横摆率子系统。该AFS系统还包括基于方向盘角度信号和车速信号产生希望的侧滑率信号的侧滑率子系统。该AFS系统还包括基于希望的侧滑率信号、车速信号、实际车辆横摆率信号和车辆横向加速度信号产生侧滑率反馈信号的侧滑率反馈子系统。该AFS系统还包括基于希望的横摆率信号和实际横摆率信号产生横摆率反馈信号的横摆率反馈子系统。横摆率反馈信号和侧滑率反馈信号在控制集成子系统中集成，该控制集成子系统产生稳定性增强控制信号。该控制集成子系统判断车辆是否处于过度转向或不足转向情况下，并且基于车辆情况相应地加权希望的横摆率反馈信号。

侧滑率反馈子系统判断车辆侧滑是否在足够长的时间段内足够大，以提供侧滑率反馈信号，否则侧滑率反馈子系统将侧滑率反馈信号设置成零。而且，侧滑率反馈子系统根据车辆是否处于不足转向或过度转向情况下而加权侧滑率反馈信号。

本发明的另外的优点和特征将从结合附图的以下说明和所附权利要求书而变得明显。

附图说明

图1是根据本发明的一实施例的用于车辆的主动前轮转向(AFS)系统的平面图；

图2是图1所示的AFS系统的方块示意图；

图3是示出用于为本发明的AFS控制系统确定横向动态控制或侧滑分量的方法的流程图；

图4是示出用于确定用于侧滑分量的控制增益的方法的流程图；