行驶稳定控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于对四轮机动车辆在曲线行驶时的偏航力矩进行控制的装置，该装置具有一车辆参考模型（１２）和一启动逻辑块（１１），状态识别装置（１３）向所述启动逻辑块（１１）至少提供车辆是否处于向后行驶的状态的信息，并且当车辆向后行驶时所述启动逻辑块（１１）不启动偏航力矩控制系统。（*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地电子制动分布(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F1.1F1.2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F1.3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。防抱死控制只考虑单个车轮的转速，行驶方向对存在抱死危险的识别是不重要的，而在对偏航力矩进行控制时就不能忽略向前行驶和向后行驶之间的区别。若车辆的方向盘例如向右转，则向前行驶的车辆按顺时针方向运动。而在向后行驶时则按逆时针方向运动。因此，根据行驶方向的不同，车辆的偏航角速度分别具有不同的符号。对偏航力矩调节施加作用可能会导致灾难性的后果，因为车轮的转速仪在通常情况下不能识别前行和后行之间的区别，而只是给出车轮转速的绝对值。对额定偏航角速度的计算总是在假定车辆是向前行驶的条件下进行的。当车辆实际处于向后行驶的状态时，测得的偏航角速度正好相反，这样，由于与额定偏航角速度有偏差，则导致这样的推断车辆状态不稳定。本专利技术的任务是提供一种如权利要求1前序部分所述的车辆偏航力矩控制装置，能够防止在车辆向后行驶时出现上述错误。本专利技术的任务通过权利要求1特征部分所述技术特征来完成。按本专利技术，当确定车辆处于向后行驶状态时简单地关闭偏航矩控制装置。额定偏航角速度和测得的偏航角速度的符号相反并不一定表示车辆处于向后行驶状态。例如可能出现这样的情况，车辆的实际偏航角速度即测得的偏航角速度只是滞后于额定偏航角速度。这种不同的符号，例如车辆“摆动”时，不应导致关闭偏航力矩控制装置。相反，正是对这种情况，有时必须进行偏航力矩的控制。因此，本专利技术提出除偏航角速度外还应考虑偏航角加速度。因为当测得的偏航角速度只是滞后额定偏航角速度时，偏航角加速度却有相同的符号。当车辆实际上处于向后行驶状态时，只要车辆速度没有至少是短时间地为零，就不必经常重新确定车辆行驶状态。车辆从向后行驶到向前行驶转换中毕竟经过一个静止状态。很显然，当理论上需进行偏航力矩调节时必须对向后行驶状态进行识别，即当车辆转弯时才对向后行驶状态进行识别。例如可通过测量车辆的横向加速度来确定车辆是否在转弯。因为车辆中的横向加速度仪通常安装在车辆横轴上，且当车辆倾斜时处于倾斜装置，因此可能导致尽管根本不存在曲线行驶也测量出一个横向加速度。即当车辆在一侧倾斜的车道上向前直行时，横向加速度仪也相对于水平面倾斜。为保证对曲线行驶的正确识别，在测出横向加速度时也对转向角进行检测。只有当该转向角不为零时才能得出车辆处于曲线行驶状态的结论。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2为偏航力矩控制器的结构的电路框图3为确定行驶状态，如曲线行驶的流程图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18是用于说明一低通滤波器的电路框图19是用于计算校正的偏航角速度额定值的流程图20是用于计算校正的附加偏航力矩的框图21是一机动车辆的示意图22是用于说明分布逻辑的电路框图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26是分布逻辑中的判断逻辑的流程图27是用于计算输入阀和输出阀的开关时间的电路框图28是用于说明一次计算内的时间间隔的图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于对四轮机动车辆在曲线行驶时的偏航力矩进行控制的装置，该装置具有一车辆参考模型（１２）和一启动逻辑块（１１），所述车辆参考模型用于计算测得的偏航角速度（＊）和算得的额定偏航角速度之间的差（＊），当所述差超过其一阈值时，所述启动逻辑块在特定的行驶状态启动偏航力矩控制装置，其特征在于，状态识别装置（１３）向所述启动逻辑块（１１）至少提供车辆是否处于向后行驶的状态的信息，并且当车辆向后行驶时所述启动逻辑块（１１）不启动偏航力矩控制系统。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约汉尼格拉伯，彼得万克，
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]