用于带有独立前推进系统和后推进系统的车辆的扭矩控制

摘要

本发明涉及用于带有独立前推进系统和后推进系统的车辆的扭矩控制，提供了用于控制车辆的前桥和后桥的扭矩的方法和系统，所述车辆带有独立的前推进系统和后推进系统。数据单元被设置成当车辆被驾驶时获取用于所述车辆的一个或多个参数的数据。处理器被联接至所述数据单元，并且被设置成基于所述一个或多个参数，对所述前桥和所述后桥独立地提供扭矩，至少辅助提供扭矩。

说明书

技术领域

本公开总体上涉及车辆，并且更具体地涉及用于控制用于车辆的多个车桥的扭矩的方法和系统。

背景技术

现在许多车辆控制用于车辆的车桥的扭矩，例如通过减少或增加扭矩来帮助补偿车辆转向不足或车辆过度转向和/或在各种其它情形中。但是，这样的现有技术可能损失车辆的整体推进。

因此，期望的是提供用于控制车辆的车桥的扭矩的技术，例如保持车辆的整体推进的技术。此外，结合附图和前述技术领域和背景技术从下文的详细描述和所附权利要求将显而易见到本发明的其它期望的特征和特性。

发明内容

根据示例性实施例，提供一种方法。所述方法包括当车辆被驾驶时，获取用于车辆的一个或多个参数的数据，所述车辆具有前桥和后桥，并且基于所述一个或多个参数向前桥和后桥独立地提供扭矩。

根据示例性实施例，提供一种系统。所述系统包括数据单元和处理器。数据单元被设置为当车辆被驾驶时获取用于车辆的一个或多个参数的数据。所述车辆具有前桥和后桥。处理器联接至数据单元，并且被设置为基于所述一个或多个参数向前桥和后桥独立地提供扭矩，或至少辅助提供扭矩。

根据进一步示例性实施例，提供一种车辆。车辆包括车身、前桥、后桥、数据单元和处理器。前桥和后桥布置在车身内。数据单元被设置为当车辆被驾驶时，获取用于一个或多个车辆参数的数据。处理器布置在车身内，并且联接至数据单元。处理器被设置为基于所述一个或多个参数向前桥和后桥独立地提供扭矩，或至少辅助提供扭矩。

附图说明

本公开将在后文结合以下附图描述，其中同样的附图标记指示同样的元件，并且附图中：

图1是车辆的原理框图，所述车辆包括前桥、后桥、前推进系统、后推进系统和控制系统，该控制系统利用前推进系统和后推进系统独立地为前桥和后桥控制扭矩；

图2是用于向车辆提供扭矩的过程的流程图，并且该过程可以结合车辆实施，所述车辆包括图2的控制系统、前推进系统和后推进系统；以及

图3是图2的过程的子过程的流程图，即，根据示例性实施例，在一些条件下减少前桥和后桥上的扭矩的子过程。

具体实施方式

以下详细描述在本质上是仅示例性的，并且不意图限制本公开或其应用和使用。此外，不旨在被前述背景技术或下述详细的描述中呈现的任何理论所约束

图1示出了根据示例性实施例的车辆100，或汽车。如下文更详细地描述的，车辆100包括前桥102、后桥104连同前推进系统106、后推进系统108和控制系统110，控制系统110利用前推进系统106和后推进系统108独立地为前桥102和后桥104控制扭矩。在某些实施例中，控制系统110包括以下项、是以下项的一部分、和/或联接到以下项：除了其它可能的系统之外，用于车辆100的一个或多个发动机控制系统（ECS）和/或安全系统（诸如用于自动制动、制动辅助、转向辅助、牵引控制、电子稳定性控制、车道偏离警报、车道变更提醒，和/或用于一个或多个其它主动安全特征）。如下文进一步讨论的，控制系统110包括传感器阵列112和控制器114，传感器阵列112和控制器114用于为前桥102和后桥104控制扭矩。

如图1所绘，车辆100也包括底盘116、车身118、多个车轮126、转向系统122和制动系统124。车身118安置在底盘116上，并且实质上封装了车辆100的其它部件。车身118和底盘116可以联合地形成框架。每个车轮126在接近车身118的相应的角处可旋转地联接至底盘116。在各种实施例中，车辆100可以与图1中所绘的不同。例如，虽然图1中绘出了四个车轮126，但是在一些实施例中车轮126的数量可以变化。

在图1中所示的示例性实施例中，前推进系统106和后推进系统108两者均被安装在底盘116上，底盘116驱动车轮126。前推进系统106基于控制系统110提供的指令使前桥102运动，并且后推进系统108基于控制系统110提供的指令使后桥104运动，两者相互独立。在各种实施例中，前推进系统和后推进系统可以包括相同类型或不同类型的推进系统，这可以包括，作为示例，电池、电动马达、燃气发动机、燃料电池发动机和/或各种其它类型的推进系统。

转向系统122安装在底盘116上，并且控制车轮126的转向。转向系统122包括方向盘和转向柱（未绘出）。方向盘接收来自车辆100的驾驶员的输入。转向柱基于来自驾驶员的输入经由车桥102、104的传动轴产生用于车轮126的期望转向角。

制动系统124安装在底盘116上，并且为车辆100提供制动。制动系统124经由制动踏板（未绘出）接收来自驾驶员的输入，并且经由制动单元（也未绘出）提供适当的制动。驾驶员也经由加速踏板（未绘出）提供输入以便获得车辆的期望的速度或加速，以及提供用于各种车辆装置和/或系统的各种其它输入，所述各种车辆装置和/或系统诸如一个或多个车辆收音机、其它娱乐系统、环境控制系统、照明单元、导航系统等（也未示出）。与上述关于车辆100的可能变化的讨论相似，在一些实施例中，转向、制动和/或加速可以由计算机而不是驾驶员来命令。

控制系统110安装在底盘116上。如上文讨论的，控制系统110经由前推进系统106和后推进系统108分别地控制到前桥102和后桥104的扭矩，并且包括传感器阵列112和控制器114。

传感器阵列112包括各种传感器（本文中也被称为传感器单元），各种传感器被用于利用不同技术计算车辆的速度。在所绘实施例中，传感器阵列112包括一个或多个车轮传感器126、转向传感器128和横摆传感器130。在一实施例中，车轮传感器126测量车辆100的车轮126中的一个或多个的车轮转速和角度。而且在一实施例中，转向传感器128测量车辆100的转向系统122的方向盘的位置和/或运动。此外，在一实施例中，横摆传感器130测量车辆100的横摆率。来自传感器阵列112的各种传感器的测量和信息被提供至控制器114以便处理。在某些实施例中，传感器阵列112可以包括一个或多个其它传感器132，诸如，作为示例，一个或多个加速度计（例如，纵向加速度计和横向加速度计）和/或全球定位系统（GPS）传感器和/或其它传感器。

控制器114联接至传感器阵列112。控制器114使用来自传感器阵列112的各种测量和信息以便利用各种技术，用前推进系统106和后推进系统108独立地对前桥102和后桥104提供扭矩。控制器114与传感器阵列112一起也提供额外的功能，诸如下文结合图2和3所绘的过程200的流程图进一步讨论的那些功能，并且这些功能在下文进一步讨论。

如图1中所绘，控制器114包括计算机系统。.在某些实施例中，控制器114也可以包括传感器阵列112中的一个或多个传感器、一个或多个其它装置和/或系统、和/或其部件。此外，应当理解的是，控制器114可以另外地不同于图1中所绘的实施例。例如，控制器114可以联接至、或可另外地使用一个或多个远程计算机系统和/或其它控制系统，诸如车辆100的电子控制系统。

在绘出的实施例中，控制器114的计算机系统包括处理器134、存储器136、接口138、储存装置140和总线142。处理器134执行控制器114的计算和控制功能，并且可以包括任何类型的处理器或多处理器、诸如微处理器的单一集成电路，或任何合适数量的协作工作以完成处理单元的功能的集成电路装置和/或电路板。在运行期间，总体上在执行本文中所描述的过程中，诸如下文结合图2和3进一步描述的过程200，处理器134执行包含在存储器136内的一个或多个程序144，并且从而控制控制器114和控制器114的计算机系统的总体运行。

存储器136可以是任何类型的合适存储器。例如，存储器136可以包括诸如SDRAM的各种类型的动态随机存取存储器（DRAM）、各种类型的静态RAM（SRAM），和各种类型的非易失性存储器（PROM、EPROM和闪存）。在某些示例中，存储器136位于和/或共同位于与处理器134相同的计算机芯片上。在所绘实施例中，存储器136存储上文所述的程序144以及一个或多个储存的值146（例如，任何储存的动态模型、阈值和/或其它值）以便用于做出决策。

总线142用以在控制器114的计算机系统的各种部件之间传输程序、数据、状态和其它信息或信号。接口138允许例如从系统驱动器和/或另一计算机系统到控制器114的计算机系统的通信，并且能够利用任何合适的方法和设备实现。在一实施例中，接口138从传感器阵列112中的传感器获取各种数据。接口138可以包括一个或多个网络接口以便与其它系统或部件通信。接口138也可以包括一个或多个网络接口以便与技术员通信，和/或包括一个或多个储存接口以便连接至诸如储存装置140的储存设备。

储存装置140可以是任何合适类型的储存设备，包括诸如硬盘驱动器、闪存系统、软磁盘驱动器和光盘驱动器的直接存取储存装置。在一示例性实施例中，储存装置140包括程序产品，存储器136能够从该程序产品接收程序144，程序144执行本公开的一个或多个过程的一个或多个实施例，诸如下文结合图2和3进一步描述的过程200（和其任何子过程）的步骤。在另一示例性实施例中，程序产品可以直接地储存在存储器136和/或盘（例如，盘148）中，和/或另外地由存储器136和/或盘（例如，盘148）存取，诸如下文所述的那样。

总线142可以是连接计算机系统和部件的任何合适的物理器件或逻辑器件。这包括，但不限于，直接硬线连接、光纤、红外线和无线总线技术。在运行期间，程序144储存在存储器136中并且由处理器134执行。

应当理解的是，虽然这种示例性实施例是在功能全面的计算机系统的背景中描述，但本领域技术人员将认识到，本公开的机制能够作为程序产品被分配，并且一个或多个类型的非暂时性计算机可读信号承载介质被用于储存程序和其指令以及完成其分配，诸如承载程序和包含储存在其中的计算机指令以便引起计算机处理器（诸如处理器134）实施和执行程序的非暂时性计算机可读介质。这样的程序产品可以采取各种形式，并且不论用于完成分配的计算机可读信号承载介质的具体类型，本公开均同等地适用。信号承载介质的示例包括：诸如软磁盘、硬盘驱动器、存储卡和光盘的可记录介质，和诸如数字和模拟通信链路的传输介质。应当理解的是，基于云的储存和/或其它技术也可以在某些实施例中使用。应当相似地理解的是，控制器114的计算机系统也可以不同方式不同于图1中所绘的实施例，例如不同之处在于控制器114的计算机系统可以联接至或可以另外地使用一个或多个远程计算机系统和/或其它控制系统。

虽然控制系统110、传感器阵列112和控制器114作为相同系统中的一部分绘出，但应当理解的是在某些实施例中，这些特征可以包括两个或多个系统。此外，在各种实施例中，控制系统110可以包括各种其它车辆装置和系统的全部或一部分，和/或可以联接至所述各种其它车辆装置和系统，诸如，特别是用于车辆100的推进系统106、108，转向系统122，制动系统124和/或发动机控制系统。

图2是根据示例性实施例，用于控制车辆的前桥和后桥的过程200的流程图。根据示例性实施例，过程200可以结合包括控制系统110的图1的车辆100实施。

如图2中所示，过程200在步骤202处启动。一旦过程被启动，则获取数据（步骤203）。在某些实施例中，数据包括测量的和/或计算的参数值，所述参数值包括车辆速度以及车辆的实际偏离角（例如，估计偏离角或实际偏离角）、期望偏离角、实际横摆率（例如，估计横摆率或实际横摆率）和期望横摆率。如本文所述，（i）“偏离角”指的是车辆所指的方向和车辆行驶方向之间的角度差；（ii）“实际偏离角”指的是车辆的估计的、计算的、测量的和/或实际的偏离角（在某些实施例中，实际偏离角基于来自惯性测量单元（IMU）传感器、车辆运动和驾驶员输入利用机载算法估计，在一个这样的实施例中，偏离角通过随时间测量偏离角速率和对偏离角速率求积分而名义地估计）；（iii）“期望偏离角”指的是驾驶员对于车辆的偏离角的目标（例如，如确定为随车辆悬架几何和车辆速度变化）；（iv）“横摆率”指的是随时间车辆的角旋转；（v）“实际横摆率”指的是测量的、计算的和/或实际的车辆的横摆率（例如，如利用横摆率传感器所测量的或确定的）；以及（vi）“期望横摆率”指的是驾驶员对于车辆的横摆率的目标（例如，如确定为随车辆的方向盘的驾驶员参与和车辆速度变化）。

在某些实施例中，用于确定这些参数值的背景数据在步骤203中获得。在一实施例中，这些值由图1的车辆100的数据单元获得和/或确定，诸如图1的传感器阵列112的各种传感器，并且这些值被提供至图1的控制器114（并且具体地，提供至其处理器134）以便处理。在一示例性实施例中，车辆速度从图1的车轮传感器126的车轮转速测量中获取，实际偏离角基于来自惯性测量单元（IMU）传感器、车辆运动和驾驶员输入利用机载算法估计，实际横摆率从图1的横摆传感器130确定，期望偏离角被确定为随车辆悬架几何、驾驶员输入和车辆速度而变化，并且期望横摆率从车辆速度和图1的转向传感器128和车辆速度确定。

做出车辆速度是否大于第一预定阈值的决策（步骤204）。在一实施例中，车辆速度从步骤203获取。此外，在一实施例中，第一预定阈值作为图1的存储器136储存的值146中的一个储存在其中。在一实施例中，这个阈值可以大约等于五英里每小时（5 mph）。但是，在其它实施例中这可以变化。而且在一实施例中，步骤204的决策由图1的处理器134做出。

在某些实施例中，从步骤203的数据执行附加的计算（步骤206）。具体地，在一实施例中，只要实际偏离角、期望偏离角和期望横摆率还未在步骤203中确定，则这些值在步骤206中计算。而且在一实施例中，步骤206的计算由图1的处理器134执行。

做出关于以下项的决策：（a）实际偏离角随时间的变化率是否大于或等于第二预定阈值；和（b）实际偏离角是否大于或等于期望偏离角（步骤208）。在一实施例中，偏离角随时间的变化率经由一个或多个传感器测量。而且在一实施例中，第二预定阈值作为图1的存储器136储存的值146中的一个储存在其中。在一实施例中，阈值可以大约等于两度每秒或三度每秒（2deg/sec或3 deg/sec）；但是，在其它实施例中这可以变化。而且在一实施例中，这些决策由图1的处理器134做出。

如果确定步骤208的两个条件均被满足；即（a）实际偏离角随时间的变化率大于或等于第二预定阈值；和（b）实际偏离角大于或等于期望偏离角，那么基于期望横摆率和测量率，前桥扭矩和后桥扭矩两者均被减小（步骤210）。在一实施例中，基于图1的处理器134向图1的前推进系统106和后推进系统108提供的指令做出扭矩调整。过程接着在新的迭代中返回上文描述的步骤206。

参考图3，根据示例性实施例，为过程200的步骤210（或子过程210）提供了流程图。根据该实施例，做出关于期望横摆率的绝对值减实际横摆率的绝对值之间的差是否大于第三预定阈值的决策（步骤302）。在一实施例中，步骤302的预定阈值作为图1的存储器136储存的值146中的一个储存在其中。在一实施例中，阈值可以大约等于五度每秒（5deg/sec）；但是，在其它实施例中这可以变化。而且在一实施例中，步骤302的决策由图1的处理器134做出。

如果确定期望横摆率的绝对值减实际横摆率的绝对值之间的差大于步骤302的预定阈值，那么对前桥和后桥两者均减小扭矩，使得前桥扭矩的减小大于后桥扭矩的减小（步骤304）。在一实施例中，车桥两者上将减去的扭矩的量以动态方式确定而不是固定的校准数量。在一这样的实施例中，这可以基于实际偏离角、期望偏离角、实际横摆率、期望横摆率、车辆速度、其它车辆运动状态等由查询表或比例积分微分（PID）控制器确定。在一实施例中，基于图1的处理器134向图1的前推进系统106和后推进系统108提供的指令做出扭矩调整。

不同地，如果在步骤302中确定期望横摆率的绝对值减实际横摆率的绝对值之间的差小于或等于步骤302的预定阈值，那么做出关于实际横摆率的绝对值减期望横摆率的绝对值之间的差是否大于第四预定阈值的决策（步骤306）。在一实施例中，步骤306的预定阈值作为图1的存储器136储存的值146中的一个储存在其中。在一实施例中，步骤306的阈值小于步骤302的阈值。在一这样的实施例中，步骤306的阈值大约等于三度每秒（3 deg/sec）；但是，在其它实施例中这可以变化。而且在一实施例中，步骤306的决策由图1的处理器134做出。

如果确定实际横摆率的绝对值减期望横摆率的绝对值之间的差大于步骤306的预定阈值，那么对前桥和后桥两者均减小扭矩，使得对后桥的扭矩的减小大于对前桥的扭矩的减小（步骤308）。在一实施例中，车桥两者上将减少的扭矩的量以动态方式确定而不是固定的校准数量。在一这样的实施例中，这可以基于实际偏离实际角、期望偏离角、实际横摆率、期望横摆率、车辆速度、其它车辆运动状态等由查询表或比例积分微分（PID）控制器确定。在一实施例中，基于由图1的处理器134向图1的前推进系统106和后推进系统108提供的指令做出扭矩调整。而且在其中值由PID计算的一实施例中，随着误差项减小，改变扭距的命令也减小。在一实施例中，基于图1的处理器134对图1的前推进系统106和后推进系统108提供的指令做出扭矩调整。

不同地，如果在步骤306中确定实际横摆率的绝对值减期望横摆率的绝对值之间的差小于或等于步骤306的预定阈值，那么对前桥和后桥两者均减小扭矩，使得对后桥的扭矩减小等于对前桥的扭矩减小（步骤310）。

返回图2的步骤208，如果在步骤208中确定步骤208的条件中的一者或两者未被满足；即，（a）实际偏离角随时间的变化率小于步骤208的第二预定阈值和/或（b）实际偏离角小于期望偏离角，那么做出关于实际偏离角随时间的变化率是否小于或等于第五阈值；以及（b）实际偏离角是否小于或等于期望偏离角的进一步决策（步骤212）。在一实施例中，步骤212的预定阈值作为图1的存储器136储存的值146中的一个储存在其中。在一实施例中，该阈值可以大约等于两度每秒或三度每秒（2deg/sec或3 deg/sec）。但是，在其它实施例中这可以变化。而且在一实施例中，步骤212的决策由图1的处理器134做出。

如果确定步骤212的条件两者均被满足；即，（a）实际偏离随时间的变化率小于或等于步骤212的预定阈值；和（b）实际偏离角小于或等于期望偏离角，那么过程进行至上文所述的步骤210。不同地，如果确定步骤212的这些条件中的任一者或两者未被满足，那么过程替代地进行至下文所述的步骤214。

在步骤214期间，做出关于期望横摆率乘以实际横摆率之积是否大于或等于零的决策。替代地来说，在一实施例中，步骤214的决策包括关于期望横摆率和实际横摆率是否具有相同符号（即，正或负）的决策。在一实施例中，该决策由图1的处理器134做出。

如果在步骤214中确定期望横摆率和实际横摆率不具有相同符号，那么到前桥和后桥的扭矩两者均被减小（步骤216）。在一实施例中，对前桥和后桥两者减小相等量的扭矩。在一实施例中，在车桥两者上将被减小的扭矩的量以动态方式确定而不是固定的校准数量。在一这样的实施例中，这可以基于实际偏离实际角、期望偏离角、实际横摆率、期望横摆率、车辆速度、其它车辆运动状态等由查询表或比例积分微分（PID）控制器决定。而且在一实施例中，基于图1的处理器134向图1的前推进系统106和后推进系统108提供的指令做出扭矩调整。

不同地，如果在步骤214中确定期望横摆率和实际横摆率具有相同的符号，那么做出关于期望横摆率的绝对值和实际横摆率的绝对值之间的差是否大于或等于第六预定阈值的决策（步骤218）。在一实施例中，步骤218的预定阈值作为图1的存储器136储存的值146中的一个储存在其中。在一实施例中，该阈值可以大约等于五度每秒。但是，在其它实施例中这可以变化。而且在一实施例中，步骤218的决策由图1的处理器134做出。

如果在步骤218中确定期望横摆率的绝对值和实际横摆率的绝对值之间的差大于或等于步骤218的预定阈值，那么减小对前桥的扭矩，而增加对后桥的扭矩（步骤220）。在一实施例中，对前桥的扭矩减小等于对后桥的扭矩增加，使得用于车辆的扭矩的整体平衡（以及因此整体推进）保持相同。例如，在一实施例中，推进扭矩的量将小于驾驶员要求的扭矩，但是推进扭矩的前/后分配将保持相同（因此维持推进扭矩相对于驾驶员要求扭矩的一致性）。在一实施例中，基于由图1的处理器134向图1的前推进系统106和后推进系统108提供的指令做出扭矩调整。

不同地，如果在步骤218确定期望横摆率的绝对值和实际横摆率的绝对值之间的差小于步骤218的预定阈值，那么做出关于实际横摆率的绝对值减期望横摆率的绝对值之间的差是否大于或等于第七预定阈值的决策（步骤222）。在一实施例中，步骤222的预定阈值作为图1的存储器136储存的值146中的一个储存在其中。在一实施例中，步骤222的阈值可以与步骤218的阈值相同。但是，在其它实施例中这可以变化。而且在一实施例中，步骤222的决策由图1的处理器134做出。

如果在步骤222中确定实际横摆率的绝对值和期望横摆率的绝对值之间的差大于或等于步骤222的预定阈值，那么到前桥的扭矩增加而到后桥的扭矩减小（步骤224）。在一实施例中，对前桥的扭矩增加等于对后桥的扭矩减小，使得用于车辆的扭矩的整体平衡（以及因此整体推进）保持相同。例如，在一实施例中，推进扭矩的量将小于驾驶员所要求的扭矩，但是推进扭矩的前/后分配将保持相同（因此维持推进扭矩相对于驾驶员所要求扭矩的一致性）。在一实施例中，基于图1的处理器134向图1的前推进系统106和后推进系统108提供的指令做出扭矩调整。

不同地，如果在步骤222中确定期望横摆率的绝对值与实际横摆率的绝对值之间的差小于步骤222的预定阈值，那么过程终止（步骤226）。

因此，过程200基于包括车辆速度、期望偏离角、实际偏离角、实际横摆率和期望横摆率的用于所述车辆的车辆参数，对车辆的前桥和后桥独立地控制扭矩。此外，在某些实施例中，过程200通过独立地调整前桥和后桥上的扭矩来提供用于某些车辆状况（例如，车辆过度转向和车辆转向不足）的调整，使得维持用于车辆100的整体推进（或更具体地，维持驾驶员对车辆预期的推进，尽可能地与维持可控性一致，例如上文关于步骤220和224所述）。

应当理解的是，公开的方法、系统和车辆可以不同于附图中所绘和本文中所描述的那些。例如，车辆100、控制系统110和/或其各种部件可以与图1中所绘和其相关描述不同。此外，应当理解的是，过程200的某些步骤可以与图2和3中所绘和/或其上文的相关描述不同。相似地应当理解的是，上文所述的方法的某些步骤可以同时地发生或以与图2和3中所绘和/或其上文的相关描述不同的顺序发生。

虽然在前述详细描述中呈现了至少一个示例性实施例，但是应当理解的是存在大量变型。也应当理解的是，示例性实施例或多个示例性实施例仅是示例，并且不意图以任何方式限制本公开的范围、应用性或构造。而且，前述详细描述将为本领域技术人员提供用于实施示例性实施例或实施多个示例性实施例的方便的路线图。应当理解的是，可以对元件的功能和布置做出各种变化而不偏离所附权利要求和其法律等价物的范围。