行驶稳定控制系统技术方案

用于控制双轴、四轮车辆的制动滑移ＡＢＳ，驱动打滑ＡＳＲ，前后车轴间的制动力分布ＥＢＶ，以及偏航力矩ＧＭＲ的装置，所述装置有分别具有所述一个或多个功能的多个电子控制器（７、８、９、１０），所述电子控制器（７、８、９、１０）根据各自的控制规则平行地并彼此独立地为每个车轮确定出制动压力给定值（Ｐ↓［ＧＭＲ］、Ｐ↓［ＡＢＳ］、Ｐ↓［ＡＢＲ］、Ｐ↓［ＥＢＶ］）。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
1.行驶稳定控制系统(FSR)的一般结构行驶稳定控制系统(FSR)的概念包括通过向单个的车轮制动器施加可预定的压力并通过向驱动马达施加作用从而影响车辆的行驶性能的四个原理。这里涉及到在制动过程中防止车轮抱死的制动滑移控制(ABS)，防止主动轮滑转的驱动打滑控制(ASR)，调节车辆前后轴间制动力关系的电子制动分布(EBV)控制，以及在车辆曲线行驶时保证车辆稳定状态的偏航力矩控制(GMR)。这里所说的车辆是指装备有液压制动装置的四轮机制车辆。可通过踏板操纵的主缸由驾驶员在液压制动装置中造成制动压力。每个车轮分别有一个带有输入阀和输出阀的制动器。车辆制动器通过输入阀与主缸相连，而输出阀则导向一个无压力或低压力的容器。最后还有一辅助压力源，它可以与制动踏板的位置无关地在车轮制动器中产生压力。用电磁方法操纵输入阀和输出阀从而调节车轮制动器中的压力。为获取车辆行驶的动力学状态，安置有4个转速传感器(每个车轮一个)，一个偏航速度测量仪，一个横向加速度测量仪，以及至少一个用于测量由制动踏板产生的制动压力的压力传感器。如果这样来安置辅助压力源，使由驾驶员产生的制动压与由辅助压力源产生的不能区别，也可用踏板行程仪或踩踏力仪代替压力传感器。使用多个传感器的优点是可以实现回落方案(Fall-back-Loesung)。这是指当传感器的一部分发生故障时，只关闭与所述部分有关的控制组成部分。例如，若偏航速度测量仪发生故障，虽不能进行偏航力矩控制，但ABS，ASR和EBV功能仍然有效。这样，行驶稳定控制只限于其余的三种功能。行驶稳定控制应这样来影响车辆的运行状况，使驾驶员在紧急情况下能较好地控制车辆，或者预先避免紧急情况的发生。这里紧急情况是指不稳定的行驶状况，在极端情况下驾驶员的驾驶失灵。因此行驶稳定控制的功能是在这种情况下，在物理极限内使驾驶员能获得所希望的车辆行驶性能。对于制动滑移控制、驶动滑动控制和电子制动力分布控制来说轮胎在路面上的纵向打滑率具有主要意义，而对于偏航力矩控制来说还需考虑其他参数，例如偏航角速度 为说明偏航力矩控制可运用不同的车辆参考模型。最简单的方法是采用单轨模型来计算，即两个前轮和两个后轮分别用位于车辆纵轴上的一个轮子来表示。若采用双轨模型计算较为复杂。但由于双轨模型也考虑了质点的侧向移动(摆动)，计算结果比较准确。对于单轨模型，状态空间中的系统方程为F1.1β.·C11βVΨ.+C12Ψ.V2+]]>F1.2Ψ.·C21β+C22Ψ.V+C23δ]]>侧偏角(Schwimmwinkel)β和偏航角速度 表示系统的状态参量。转向角(Lenkwinkel)δ表示作用于车辆的输入参量，由此车辆获得偏航角速度 作为输出参量。模型系数Cii由下式给出F1.3C11-Ch+Cvm----C12=ChIh-CvIvm]]>C13-Cvm----C21=ChIh-CvIvΘ]]>C22=ChIh2+CvIv2Θ---C23=CvIvΘ]]>这里Ch和Cv分别表示后轴和前轴处由轮胎弹性、车轮悬架弹性和转向弹性所产生的刚度。lh和lv分别表示后轴和前轴离开车辆重心的距离。Θ表示车辆的偏航惯性矩，即车辆关于其垂直轴的惯性矩。在该模型中不考虑纵向力和重心移位。该近似方法只对小角速度有效。该模型的精度随曲线半径的减小和速度的增加而减小。但对此的计算花费是可概览的。对单轨模型的进一步描述参见Adam Zomotor的书“FahrwerktechnikFahrverhalten”，Vogel出版社，Wurzburg，1987。DE-4030704 A1提出了一种车辆的双轨模型，其精度高于单轨模型。这里也由偏航角速度ψ和侧偏角β构成状态参量。但在应用双轨模型时必须考虑到必须具有非常大的计算能力以在足够短的时间内进行控制调节。对于行驶稳定控制的不同功能也存在这一问题，即必须在足够短的时间内确定需要哪一种调节。快速确认适当的调节并采用适当的手段实现调节具有决定性的作用。如果行驶稳定控制系统具有权利要求1的前序部分所述的制动滑移控制，驱动打滑控制，电子制动力分布控制和偏航力矩控制，那么就产生这样的任务，即适当设计系统的结构，使得在紧急情况导致事故之前，在足够短的时间内完成适当的控制调节。这一任务将给结合权利要求1的必要技术特征加以完成。具有自身的控制策略的单个控制器的冗余使根据不同的判据同时计算控制预定参数成为可能。确定所有四个控制预定参数所用的时间不比最慢的控制器所需的时间长。这里的慢只是指确定单个制动压预定参数的时间。由于不同的判据可能导致关于必需的控制调节的不同的结果，最好使其均汇聚到一个优先电路，该电路将所有制动力预定参数相互比接，并在有些情况下选定一个控制器的制动力预定参数，或者将这些预定参数彼此组合或混合，从而确定控制调节的种类。如果为改善控制质量驶动滑动控制和偏航力矩控制也对车辆马达的驱动力矩施加影响，最好也借助一优先电路对该马达力矩进行类似的优先处理。通过在传感器中的一部分出现故障时不使每个行驶稳定控制停止，可以实现“回落方案”。按照该方案只将规定给发生故障的传感器的控制器关闭。下面结合29个附图说明这种行驶稳定控制系统的构成。图1为行驶稳定控制系统整体结构的电路框图；图2为偏航力矩控制器的结构的电路框图；图3为确定行驶状态，如曲线行驶的流程图；图4和图5表示确定路面摩擦系数的流程图，其中图5插入图4；图6和图8为以不同方法描述确定侧偏角速度和侧偏角的实际值的组合方法的电路框图；图7表示用于由运动学的观察直接确定侧偏角速度的电路框图，作为图6中的组合方法的一部分；图9为行驶稳定控制的控制电路，车辆的计算模型依据行驶速度而改变；图10和图11是表示出车辆的斜向运动角度与单轮的侧偏角和速度矢量之间的关系的图；图12至图15是用于行驶稳定控制的控制电路的电路框图，其中在比较器中相互比较的参量表示偏航角速度的导数；图16是用于测定方向稳定性的控制电路，这里压力梯度和/或车辆制动器的阀开关时间用作控制参数；图17是用于说明用于计算附加偏航力矩的控制器的电路框图；图18是用于说明一低通滤波器的电路框图；图19是用于计算校正的偏航角速度额定值的流程图；图20是用于计算校正的附加偏航力矩的框图；图21是一机动车辆的示意图；图22是用于说明分布逻辑的电路框图；图23表示一机动车辆的示意图和已转向的转向轮上施加的力；图24是表示侧向力系数和纵向力系数与车轮滑动之间的关系的曲线图；图25A，B是说明机动车辆的欠控制和过控制时行驶状况的示意图；图26是分布逻辑中的判断逻辑的流程图；图27是用于计算输入阀和输出阀的开关时间的电路框图；图28是用于说明一次计算内的时间间隔的图29是表示确定车轮制动压力的原理的电路框图。现在结合图1说明行驶稳定控制的一般流程。车辆构成所谓的调节对象车辆1构成所谓的调节对象由驾驶员给出的参量驾驶员制动力P驾驶员和转向角δ作用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于控制双轴、四轮车辆的制动滑移ＡＢＳ，驱动滑打滑ＡＳＲ，前后车轴间的制动力分布ＥＢＶ，以及偏航力矩ＧＭＲ的装置，所述车辆安装有一为每个车轮分别配一制动器的液压制动装置，以及用于测量车辆的车轮转速、偏航角速度（＊）和横向加速度（ａ↓［ｑｕｅｒ］）的传感器，所述装置有分别具有所述一个或多个功能的多个电子控制器（７、８、９、１０），其特征在于，所述电子控制器（７、８、９、１０）根据各自的控制规则平行地并彼此独立地为每个车轮确定出制动压力给定值（Ｐ↓［ＧＭＲ］、Ｐ↓［ＡＢＳ］、Ｐ↓［ＡＳＲ］、Ｐ↓［ＥＢＶ］）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔弗雷德埃克特，约汉尼格拉伯，斯特凡A德鲁姆，彼得万克，卡尔F沃斯多尔福，托马斯盖格尔，
申请(专利权)人：ITT欧洲自动车股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]