后轮转向控制的制作方法
【专利说明】后轮转向控制
[OOCM] 相关申请
[0002] 本申请要求于2013年5月20日提交的共同在审的美国临时专利申请 No. 61/825, 207的优先权，其全部内容通过引用结合于本文。
【背景技术】
[0003] 本发明设及对后轮转向的控制。具体地，本发明对后轮转向角度设定限制W确保 车辆的安全操作。
【发明内容】
[0004] 在一个实施例中，本发明提供一种车辆中的后轮转向系统。所述系统包括后轮转 向致动器、车速传感器、W及控制器。所述后轮转向致动器禪接至车辆的后轮并且控制后轮 的转向角度。所述控制器禪接至所述后轮转向致动器和所述车速传感器，并且配置成确定 车辆的速度W及基于所述车辆的速度和所述后轮转向系统的容错时间来限制后轮的转向 角度。
[0005] 在另一实施例中，本发明提供一种控制车辆后轮的最大转向角度的方法。所述方 法包括：确定车辆的速度，基于所述车辆的速度确定车辆的最大横摆角速度（yawrate)，确 定后轮转向系统的容错时间，通过控制器基于所述车辆的速度和所述后轮转向系统的最大 容错时间来确定车辆后轮的最大转向角度，W及通过所述控制器基于所确定的车辆后轮的 最大转向角度来限制车辆后轮的转向角度。
【附图说明】
[0006] 图1为车辆的示意图。
[0007] 图2为RWS系统的框图。
[0008] 图3为替代的RWS系统的框图。
[0009] 图4A为对RWS命令的角度限制进行设置的框图。
[0010] 图4B为对RWS合理性角度限制进行设置的框图。
[0011] 图5为用于重度制动车辆的角度限制的图表。
[0012] 图6为用于滑行车辆的角度限制的图表。
[0013] 图7为示出了基于滑动窗所调节的RWS限制的图表。
[0014] 图8为用于样本车辆的RWS限制的图表。
[0015] 图9为示出发生回避驱动情况的图表。
[0016] 图10为RWS系统的框图，所述RWS系统在回避驱动策略的情况下释放RWS限制。
[0017] 图11为RWS限制设置限制增加操作的流程图。
【具体实施方式】
[0018] 在详细解释本发明的任何实施例之前，应理解的是本发明并非将其应用限制为W 下说明中所提出的或W下附图中图示的组件的构造和设置的细节。本发明能够是其它实施 例并且能W各种方式实施或执行。
[0019] 图1示出车辆100的示意图。车辆100具有四个轮105A、105B、105C和10抓。如 所示，轮l〇5A、105B、105C和10抓连接至两个轴IlOA和110B。所述四个轮通过多个轮速传 感器1154、1158、115(：和11抓监测。轮速传感器1154、1158、115(：和11抓禪接至电子处理 单元（"ECU") 120 (即控制器）。车辆100还包括其它传感器，诸如横摆角速度传感器125、 侧向加速度传感器130W及纵向加速度传感器135。在一些实施例中，ECU120经由总线 (例如CAN总线）与车辆100中的其它装置（例如传感器、其它控制器）通信。后轮105B 和10抓通过RWS致动器140W由ECU120控制的角度转向。在一些实施例中，所述角度由 并非ECU的装置控制。
[0020] ECU120包括处理器（例如微处理器、微控制器、ASIC、DSP等）；计算机可读介质 或存储器（例如闪存、ROM、RAM、EEPRGM等），所述计算机可读介质或存储器能在处理器内 部、处理器外部或是其组合；W及输入/输出线路。ECU120还可包括各种模块（例如硬件 或软件），诸如电子稳定性程序巧S巧W及车辆动态管理（VDM)模块。在其它实施例中，ESP 和VDM为单独的模块且并非ECU的一部分。
[0021] 本发明追求的是实现针对用于后轮转向（RW巧致动器的电子稳定性程序/车辆动 态管理巧SP/VDM)系统的安全目标和标准，并且满足特定的汽车安全完整性等级（ASIL)评 级。
[0022] 在一些实施例中，为横摆角速度的改变设置限制，例如对于车速巧Okph而言 <5° /s、且对于车速巧Ok地而言<3。/s,W确保车辆的安全操作。
[002引针对具体速度所能安全使用的RWS角度的范围基于车辆而变化。例如，一个样本 车辆具有如W下表1中所示的多个速度下的安全RWS角度。
[0024]
[00巧]表1
[0026] 需要确定容错时间（FTT)。FTT为车辆对负面情形反应有多快。假设RWS致动器 能使后轮W20° /s的角速度旋转，针对样本车辆各种速度的FTT时间如表2中所示。
[0027]
[0028] 表 2
[0029] RWS致动器具有非常短的FTT(例如针对20° /s的最大RWS致动器旋转速度而言 为13ms)。然而，在大多数系统中，RWS的控制分布在多个装置（例如外部RWS角度请求器、 ESP等）上。因此，系统的总FTT需要被考虑。例如，ESP可具有最小IOOms的FTT。因此， 在ESP控制RWS角度的实施例中，FTT为IOOms加上针对RWS致动器的那13ms。为了实现 ASILD评级（最高评级），车辆速度必须足够低W使得113ms(阔值）W内的响应（例如检 测到问题并停机RWS(即停止转动后轮））是足够的。在FTT低于所述阔值的情况下不必使 用特别的控制。对于FTT高于所述阔值情况下的速度，需要外部措施对ESP和RWS致动器 支持W实现ASILD评级。
[0030] 图2示出了用于操作RWS系统的实施例的框图。转向角度传感器200检测经由方 向盘205由驾驶员所请求的转动量。该转动量（即转向角度）被发送至ESP210,所述ESP 继而将后轮转动角度请求发送至RWS致动器215,所述RWS致动器继而控制所述轮处的RWS 角度。
[0031] 图3示出了替代性框图，其中RWS致动器215包括用于基于车速限制RWS角度的 控制方案的图表300。RWS致动器215接收输入等级（来自ESP210的角度请求）并且输 出一角度等级。针对具有比阔值低的FTT的速度，所输出的角度等级与输入等级相等。一 旦车辆速度超过了FTT超过所述阔值所针对的那个速度，输出等级（RWS角度）就保持恒 定。因而，后轮转向角度并不超出安全等级。该方法具有缺陷，因为对于所请求角度大于所 述阔值且仍可W是安全的情况，后轮转向角度被受限至比期望低的角度。例如，当绕急弯驾 驶时，期望的是具有比所述阔值大的RWS角度。
[0032] 如表1中所示，所允许的安全RWS角度随着车速增加而减少。在高侧上不确切地 预估车速并不关键，因为系统将使RWS角度限制至相比实际车速所允许的更小角度。相反 地，预估车速过低可导致RWS角度超过针对实际车速的最大值的关键情形。此外，如果车速 被预估过低，则计算最小FTT将是关键的。
[0033] 利用轮速传感器确定车速具有ASILC评级，该评级低于针对RWS系统所期望的 ASILD评级。因此，必须使用附加的数据W确定车速。例如，其它传感器（如侧向和纵向 传感器）可用于对来自轮速传感器的数据进行补充，W更精确地确定车速和实现ASILD评 级。
[0034] 为了确保用于设置RWS角度限制的车速不低于车辆的实际速度，执行合理性检 查。图4A和4B图示了执行该合理性检查的方法。复合速度400 (例如使用一种或多种确 定速度的方法，诸如侧向和纵向加速度、横摆角速度或其它感测的条件）由ESP使用W产生 第一RWS限制405,并且来自轮速传感器410的速度由ESP使用W产生第二RWS限制415。 第一RWS限制405和第二RWS限制415中最小的那个于是成为所命令的角度限制420。同 时，来自轮速传感器410的速度由RWS致动器使用W产生合理性检查角度限制425。如果合 理性限制低于命令的限制，则使用合理性限制；否则使用命令的限制。
[0035] 图5示出了车辆处于重度制动的情形。在该情况下，轮可被锁上且由轮速传感器 检测的速度VxWSS小于实际速度V