技术领域
[0001]本
发明总体上涉及
汽车控制系统，具体涉及用于车辆设置 中的
牵引力转向检测和补偿的方法和系统。
背景技术
[0002]牵引力转向(traction steer)，或者更广泛地说是转矩转向， 是这样一种现象，其描述了在车辆转向销轴周围产生的转向力矩，该 力矩的大小足以克服使转向轮返回正前方
位置的标准力。，这样的转 向力矩可由在
加速期间比对向轮胎具有更大牵引力的轮胎造成。转向
齿条中的合成净力使转向轮中心转矩减小，并且可能在驾驶员不希望 的方向上形成正转向轮转矩。
[0003]希望尽可能地控制车辆的牵引力转向。已经提出了各种方 法来识别和补偿牵引力转向。例如，一种方法是将转矩在一档中限制 成的预定级。当将加速器
踏板位置下压到一定程度而使驾驶员需要比 预定级更大的转矩时，
发动机只产生最大容许转矩。
[0004]上述例举方法叙述了一种被动补偿系统，其武断地减小车 辆转矩，而不考虑是否出现了牵引力转向事件。因此，需要更有效的 牵引力转向识别和补偿系统和方法。而且，通过随后的详细说明和所 附
权利要求，结合
附图和前述技术领域和背景技术可以更明显地看出 本发明的其它必要特征和特性。
发明内容
[0005]在一个示例性
实施例中提供了一种用于检测和补偿牵引力 转向事件的方法。将第一从动
车轮的第一车轮转速与第二从动车轮的 第二车轮转速相比较，以确定是否已经出现车轮
滑行情况。如果确定 出现了车轮滑行情况，就将车辆当前运行状态与车辆期望运行状态相 比较，以确定是否已经出现牵引力转向事件。如果确定出现了牵引力 转向事件，就选择性地向第一或第二从动车轮施加
制动压力以补偿牵 引力转向事件。
[0006]在另一个示例性实施例中提供了一种用于检测和补偿牵引 力转向事件的系统。该系统所执行的方法是，将第一从动车轮的第一 车轮转速与第二从动车轮的第二车轮转速相比以确定是否已经出现 车轮滑行情况。如果确定出现了车轮滑行情况，该系统所执行的方法 就是将车辆当前运行状态与车辆期望运行状态相比以确定是否已经 出现牵引力转向事件。如果确定出现了牵引力转向事件，该系统所执 行的方法就是选择性地向第一或第二从动车轮施加制动压力以补偿 牵引力转向事件。
[0007]在又一个示例性实施例中提供了一种用于检测和补偿牵引 力转向事件的
计算机程序产品。该计算机程序产品包括具有存在其中 的计算机可读程序代码部分的计算机可读存储介质。该计算机可读程 序代码部分包括第一可执行部分，其用于将第一从动车轮的第一车轮 转速与第二从动车轮的第二车轮转速相比以确定是否已经出现车轮 滑行情况；第二可执行部分，其用于如果确定出现了车轮滑行情况， 就将车辆当前运行状态与车辆期望运行状态相比以确定是否已经出 现牵引力转向事件；以及第三可执行部分，其用于如果确定出现了牵 引力转向事件，就选择性地向第一或第二从动车轮施加制动压力以补 偿牵引力转向事件。
附图说明
[0008]下面结合附图对本发明进行说明，其中，相同的附图标记 代表相同的元件，并且
[0009]图1是用于检测和补偿牵引力转向的系统的原理图。
[0010]图2是检测和补偿牵引力转向的示例性方法的
流程图。
具体实施方式
[0011]下列详细说明实际上只是示例性的，并没有意图限制本发 明或其应用或用途。而且，不应受到前述技术领域、背景技术、发明 内容或下列详细描述中明显提出或暗含的理论的限制。
[0012]下列描述介绍了一种用于有效识别和补偿牵引力转向的新 系统和方法。将车辆的第一从动车轮的第一车轮转速与车辆的第二从 动车轮的第二车轮转速相比较，以做出存在车轮滑行情况的初始判 定。所用术语“从动”可以指被发动机驱动的车轮(例如，连在传动 系统上的车轮)。出现车轮滑行情况的时候是，当车辆转向时内车轮 相对于外车轮滑行得多于
阈值。
[0013]如果发现车轮滑行情况，就检查各种车辆参数以将各个参 数的当前状态与参数的期望状态相比较。如果一个或多个这些状态比 较结果超出阈值，那么就可以识别出牵引力转向事件。
[0014]如果确定已经出现了牵引力转向事件，那么就可以向至少 一个车辆车轮施加制动压力从而使比另一车轮转得更快的车轮减速。 作为附加原理，可以控制车辆发动机减小施加给车轮的转矩。
[0015]图1示出了用于检测牵引力转向事件的一种示例性系统 10。一旦检测到牵引力转向事件，系统10就会控制车辆的各种部件 来补偿牵引力转向事件。处理器/
控制器装置12包括与
存储器16、18 相连的
中央处理器(CPU)14，这些存储器可以是
随机存取存储器 (RAM)16、非易失性
只读存储器(NVROM)18等其它可能的大容 量存储器。CPU 14通过输入/输出(I/O)端口20与至少一个
传感器 26相连，这些传感器向CPU 14提供车辆的运行数据例如车轮转速。 传感器26可构造成测量车辆的各种运行参数，下文将进一步说明。
[0016]图2示出了用于判定牵引力转向事件和补偿这种事件的示 例性方法50。方法50从将第一从动车轮的第一车轮转速与第二从动 车轮的第二车轮转速相比较的第一比较(步骤54)开始(步骤52)。 用与车辆的每个车轮相关的车轮
转速传感器26(图1)测定车轮转速。
[0017]车轮转速可以成为潜在的牵引力转向的早期指标。可以不 断监控车轮转速以确定是否存在不希望有的滑行情况。当车辆转向时 若内车轮相对于外车轮的滑行超过了预定阈值则可能出现滑行情况。 例如，在车辆转向期间，由车轮转速传感器测得的内车轮的车轮转速 约为30.5英里/小时。而在相同时期中，由另一车轮转速传感器测得 的外车轮的车轮转速约为29.5英里/小时。外车轮转速与内车轮转速 之间的差值比预定阈值约大0.50英里/小时。同样，这种车轮转速测 量和阈值实质上只是示例性的。本领域技术人员将认识到，在特定应 用中可以采用不同的测量和阈值。
[0018]如果超过了上述的这种预定阈值，那么就判定已经出现了 车轮滑行情况(步骤56)。如果没有超过上述的这种预定阈值，系统 就判定没有出现车轮滑行情况。在所述实施例中，系统接下来继续监 控车轮转速(步骤54)。
[0019]如果检测到车轮滑行情况，系统就将车辆的至少一个当前 运行状态与期望运行状态相比(步骤58)。这种当前与期望的比较， 特别是车辆的各种运行参数的比较，下文将进一步说明。因此，系统 将一个或多个当前运行参数与期望运行参数相比较。
[0020]根据当前与期望运行参数之间的一个或多个比较结果，系 统就判定在预定数量和/或类型的参数之间存在足够大的差值以证实 已经开始出现牵引力转向事件(步骤60)。如果没有得到阈值差值， 系统就继续监控车轮转速(还是步骤54)。
[0021]如果得到了阈值差值，系统接下来就施加制动压力以补偿 牵引力转向(步骤62)。如下文将要说明的，在一个实施例中，系统 会专
门向具有最大车轮滑行量的车轮施加制动压力。在另一个实施例 中，系统会向旋转较慢的车轮加制动压力。向旋转较慢的车轮施加制 动压力会将转矩引向车辆
制动系统并且传递给地面。这两种方法(向 具有最大车轮滑行量的车轮施加制动压力和向旋转较慢的车轮加制 动压力)的有效性都可以用物理
硬件实时评估，从而在特定时间内采 用这两种方法中更合适的一种作为实施方案。
[0022]根据牵引力转向事件的严重程度，系统会判定是否需要对 牵引力转向进行额外的、附加补偿(步骤64)。因此，系统执行发动 机转矩附加减小技术(步骤66)。然后方法50结束(步骤68)，然而 在相同实施例中，方法50可以无限继续监控车轮转速并且相应地补 偿出现的任何牵引力转向。
[0023]本领域技术人员将认识到，可以用其它的用于补偿牵引力 转向的技术来代替或者加到前述的制动压力的应用。例如，在一些实 施例中，车辆装有转矩定向
差速器。这种转矩定向差速器是具有按照 特定时间所需的任何比例将转矩分配到任一车轴的能力的差速器。如 果判定了牵引力转向事件，系统就控制转矩定向差速器装置以改变转 矩向各个车轴的分配从而消除牵引力转向事件。
[0024]回到步骤58，系统比较车辆的各种运行参数以确定是否已 经开始出现牵引力转向事件。系统会监控动态参数，如
驱动轴转矩和
转向齿条负载。
[0025]驱动轴转矩是指驱动轴中的旋转力。驱动轴转矩偏差是指 驱动轴转矩的左右分配不均，这是由将动力从
变速器传递给车辆每个 驱动轴的差速器内的摩擦引起的。将驱动轴转矩及其向车辆一侧的偏 向的判定用于识别哪个车轴的转矩更大。这种识别是即将出现牵引力 转向事件时的判定方法。转矩传感器放在车辆上。这种转矩传感器可 以放在差速器、半轴、轮轴或车轮内或附近。在另一个实施例中，可 将
变形测定器放在车辆上(例如，在驱动轴或车轮上或附近)并且构 造成测量驱动轴转矩。
[0026]这些传感器、测定器或其它的负载测量器能够测量施加到 车辆每侧的当前转矩。然后将这些当前转矩测量值与以车辆运行特性 例如车速为依据的期望转矩测量值相比较。例如，将以当前车速、转 向
角度和发动机转矩输出为依据的期望驱动轴转矩(对于车辆的特定 侧)存在系统存储器内。根据从车辆上的传感器、测定器或其它的负 载测量器接收到的数据，系统就识别出高于预定阈值的当前驱动轴转 矩。换句话说，在那个瞬间，将转矩的特定角度传向车辆的不希望的 那侧。这种判定可以单独使用，或者与车辆状态的其它判定联合使用， 判定牵引力转向事件已经开始出现。
[0027]转向齿条负载的分析也提供了牵引力转向事件的指标。当 出现牵引力转向事件时，偏向不希望的前轮胎的不均驱动转矩会在车 辆的
转向轴周围引起不均力矩。这些力矩在转向拉杆中产生力，又在 转向齿条或杆系中产生合力。转向齿条力的大小和方向表明，车辆有 了这个方向和力就朝向自动回位(例如，正前方或偏离预期路线)。
[0028]可以通过各种方法中的一种来直接测量或估算转向齿条 力。在第一实施例中，通过测量液压转向系统的油缸内的液体压力来 估算转向齿条负载。
压力传感器放在转向齿条上或附近以测量作用在 液压转向齿条内的
活塞上的液体压力。通过将活塞上的压力乘以活塞 的作用面积来算出单个齿条力。然后将当前齿条力与期望齿条力相比 较。同样，期望齿条力是根据各种因素如车速或
转向角度预定的。
[0029]在测量转向齿条力的第二实施例中，利用电力转向(EPS)
电动机或控制器中的
电压或
电流来估算转向齿条负载。对于特定的电 动机转速，电动机的转矩输出取决于施加给电动机的电压和电流。例 如，向特定电动机增加更大电流或更大电压会产生更大转矩。这个转 矩通过一些机械装置(通常是经由小
齿轮轴、经由将转矩传递给转向 柱的齿轮系或者经由将转矩传递给转向齿条的齿轮或皮带)传递给转 向齿条。知道了传递方式以及与它们相关的摩擦损失，就可以建立起 并算出电动机运行条件(转矩/电压/电流)与转向齿条力之间的关系。
[0030]在测量转向齿条力的第三实施例中，通过使用负载传感器 来测量转向齿条负载。负载传感器是普通术语，指的是变形测定器。 很多变形测定器利用
惠斯登电桥电路。这些负载传感器用在转向拉杆 上，或者是与车辆转向系统相关。由负载引起的转向拉杆中的小变形 会使惠斯登电桥电路中的
电阻发生变化。可以对转向拉杆进行校准， 从而使电
阻变化与转向拉杆的负载之间的关系为已知的。因此，可以 用测定器来测量转向拉杆或转向系统的其它部件中的力。
[0031]在测量转向齿条力的第四实施例中，通过使用加在车辆上 的一个或多个
转向柱转矩传感器来估算转向齿条负载。以普通齿条和 转向
小齿轮为例，转向转矩传递给具有已知有效直径的小齿轮，此处 小齿轮的
轮齿与齿条的相
啮合。转向柱内的转矩在齿条中引起力或反 之。齿条力与转向柱转矩之间的关系由下式确定：T＝R*F-L (1)
式中，T指的是转向柱转矩，R指的是小齿轮半径，F指的是齿 条力，L指的是摩擦损失。
[0032]根据上述任一例子的转向齿条的测量可以按照方法50步骤 58(图2)进行，其中，将转向齿条负载的当前估算或测量与期望转 向齿条力相比较。同样，如果特定当前转向齿条负载大于预定阈值， 就单用这个结果或者结合其它指标如上述驱动轴转矩参数来确定是 否已经出现牵引力转向事件。其它参数可以是节气门位置、转向角度、 转向速率和偏转速度。通过使用传感器来测量这些参数。例如，设在
气动踏板上或附近的传感器可以测量节气门位置。用放在转向柱上或 附近的传感器来测量转向角度。用偏转传感器来测量偏转速度。上述 每个参数都可以与其它参数结合来确定是否已经出现牵引力转向事 件。
[0033]在一个实施例中，期望参数值存在表格中，作为控制器12 或别处上的存储器16或18的一部分(图1)。处理器如CPU 14(图 1)将当前测定参数与存在表格中的预定参数相比较。例如，对于特 定节气门位置和转向轮角度，可以在表格中找到确定的预定转向系统 力作为期望值。如果当前和期望值的差值超过了阈值，处理器就判定 已经出现了牵引力转向事件。
[0034]回到方法50的步骤62(图2)，一旦检测到牵引力转向事 件，计算机就向一个前闸施加制动压力从而使较快的旋转车轮减速。 使较快的旋转车轮减速可以使差速器能够更好地向较慢的旋转车轮 分配转矩偏差，这就消除了不希望有的转矩分配。这种不希望有的转 矩分配的减少或消除由此减少或消除了牵引力转向。或者如前所述， 计算机向较慢的旋转车轮施加制动压力。向较慢的旋转车轮施加制动 压力会将转矩引向制动系统并且传递给地面。系统可以估算这两种方 法的潜在有效性并且在特定时间为特定环境设定选择更合适的制动 压力应用。
[0035]根据牵引力转向事件的严重程度(例如，如果系统检测到 减少了牵引力转向但并未消除)，系统就会要求附加修正技术。在一 个实施例中，系统会立即响应式地减小发动机转矩。例如，所获得的 发动机转矩减小量是与牵引力转向事件的严重程度相对应。在一个实 施例中，可以液压调整变速器从而减小提供给一个或多个车轮的转 矩。
[0036]上述技术的使用为判定已经出现牵引力转向事件的时间以 及对其的补偿提供了一种新的、有效的方法。这种方法提出了在以前 的方法中所没有考虑的情况，并且提供了实时动态条件下更好的分 析。
[0037]上述说明的各个方面体现为计算机程序产品。该计算机程 序产品可以包括计算机可读存储介质例如上述存储器16和18(图1) 或者其它介质例如数字化视频光盘(DVD)、光盘(CD)等。该存储 介质可以具有计算机可读程序代码部分，例如存在其中的上述指令。 这些指令可以包括用于执行上述各种步骤或各种实施例的可执行部 分。
[0038]尽管在上述详细说明中提出了至少一种示例性实施例，但 应当认识到存在大量变形。应当认识到，一个示例性实施例或多个示 例性实施例都只是例子，并决不意图限制本发明的范围、应用或构造。 相反地，上述详细说明将提供给本领域技术人员更便利的途径来实施 该示例性实施例或这些示例性实施例。应当理解，只要不背离由附上 的权利要求及其合法等同物所限定的本发明的范围，就可以在元件的 功能和布置上作出各种变形。
