用于车辆的集成控制系统技术方案

本发明专利技术涉及用于车辆的集成控制系统。该系统包括摩擦系数计算单元，其基于ABS操作期间收集的车轮状态信息和预定的设置信息分别计算左侧和右侧道路表面的摩擦系数。前馈制动压力计算单元使用摩擦系数计算每个车轮的前馈制动压力。ABS制动压力计算单元基于前馈制动压力和滑移率信息来计算每个车轮的ABS制动压力。后轮转向控制量计算单元使用每个车轮的ABS制动压力计算用于横摆补偿的后轮转向控制量，并且后轮转向控制器根据后轮转向控制量执行后轮转向控制。

Integrated control system for vehicles

【技术实现步骤摘要】
用于车辆的集成控制系统
本专利技术涉及一种用于车辆的集成控制系统，更具体地，涉及这样一种用于车辆的集成控制系统，该系统即使在道路表面的左侧和右侧的摩擦系数(μ)彼此不同的制动情况下也能执行稳定的防抱死制动系统(ABS)操作并产生车辆的制动力，从而确保稳定的制动性能并控制车辆的行为。
技术介绍
通常，车辆安装有底盘控制系统，例如主动前轮转向(AFS)系统，后轮转向(RWS)系统和电子稳定控制(ESC)系统，以控制车辆的行为。其中，AFS系统是前轮转向系统，其可以通过改变针对每个车辆速度(例如高速和低速)的转向传动比来稳定车辆的行为，并且在车辆的前轮上产生横向力。此外，RWS系统是后轮转向系统，其在车辆的后轮上产生横向力并确定后轮的行驶方向，并且在大型车辆中通过后轮转向方向的反相(reversephase)控制(相对于前轮转向方向)在低速转弯时减小车辆的旋转半径，从而改善车辆的可操控性。此外，RWS系统通过后轮转向方向的同相(in-phase)控制(相对于前轮转向方向)在高速转弯时减小横摆率、侧滑等，从而改善车辆的行驶稳定性。ESC系统产生轮胎的纵向力并在车辆行驶时实时监控车辆的姿态以在发生危险情况时调节驱动力或制动力(制动压力)，从而能够稳定维持车辆的姿态。近年来，一直在开发用于整体控制底盘控制系统的集成控制系统，以最大化车辆的驾驶性能。此外，用于改善车辆行驶期间稳定性的电子控制系统包括：防抱死制动系统、牵引力控制系统等；所述防抱死制动系统(下文中称为“ABS”)用于在车辆制动时防止车轮打滑；所述牵引力控制系统(下文中称为“TCS”)配置为在快速加速时操作发动机和制动器以防止车轮打滑。最近的ESC系统能够整体地操作ABS系统和TCS系统，从而在紧急情况下稳定地保持车辆的姿态。同时，在根据车辆内的传感器等收集到的信息确定出左侧和右侧车轮相对于道路表面的滑移率(即车辆的左侧和右侧车轮的滑移率)之后，基于确定出的左侧和右侧车轮的滑移率来执行ABS控制等。然而，在传统的ABS控制中，由于基于不充分的信息来执行控制，如图1所示，制动力出现过度颤振(chatter)现象，从而限制了制动性能。如图2所示，在左侧和右侧道路表面的摩擦系数(μ)彼此不同的分离制动的情况下，ABS在低摩擦道路表面的车轮上操作，并且此时，由于左右制动力之间的差异而在车辆中发生不必要的横摆行为。因此，在高摩擦道路表面上，如图3所示，执行减小车轮制动量(制动力和制动压力)以用于横摆稳定的控制，但是这会导致制动性能的下降。公开于本部分的上述信息仅仅用于加深对本专利技术背景的理解，因此其可以包含的信息并不构成在本国已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
因此，本专利技术提供了一种用于车辆的集成控制系统，该系统即使在道路表面的左侧和右侧摩擦系数(μ)彼此不同的制动情况下也可以执行更稳定的ABS操作并产生车辆的制动力，从而能够确保更稳定的制动性能并控制车辆的行为。为了实现该目的，根据本专利技术的一个方面，用于车辆的集成控制系统可以包括：摩擦系数计算单元，其配置为基于在车辆行驶时，防抱死制动系统(ABS)操作时从车辆收集的车轮状态信息和预定的设置信息来分别计算车辆所行驶的道路的道路表面上左侧车轮和右侧车轮接地的左侧道路表面的摩擦系数和右侧道路表面的摩擦系数；前馈制动压力计算单元，其配置为使用由摩擦系数计算单元计算的左侧道路表面的摩擦系数和右侧道路表面的摩擦系数来计算每个车轮的前馈制动压力；ABS制动压力计算单元，其配置为基于由前馈制动压力计算单元计算的前馈制动压力和车轮的信息来计算每个车轮的ABS制动压力；后轮转向控制量计算单元，其配置为使用由ABS制动压力计算单元计算的每个车轮的ABS制动压力来计算用于横摆补偿的后轮转向控制量；以及后轮转向控制器，其配置为基于由后轮转向控制量计算单元计算的后轮转向控制量来执行车辆的后轮转向控制。因此，根据本专利技术的用于车辆的集成控制系统，即使在道路表面的左侧和右侧摩擦系数(μ)彼此不同的制动情况下，也可以执行更稳定的ABS操作并产生车辆的制动力，从而确保更稳定的制动性能并控制车辆的行为。附图说明现在将参考在附图中示出的本专利技术的示例性实施方案来详细描述本专利技术的上述和其它特征，所述示例性实施方案在下文中仅通过说明的方式给出，因此不会限制本专利技术，在附图中：图1是示出了根据现有技术的ABS操作的问题的示意图；图2是根据现有技术的体现道路表面状态的示意图；图3是示出了根据现有技术的横摆稳定控制的示例的示意图；图4是示出了根据本专利技术示例性实施方案的用于车辆的集成控制系统的配置的框图；图5是示出根据本专利技术示例性实施方案的用于车辆的集成控制系统中的摩擦系数计算单元的配置的框图；图6是示出了根据本专利技术示例性实施方案的加权因子的概念的示意图；图7是示出了根据本专利技术示例性实施方案的集成控制系统中的摩擦系数计算单元的加权因子计算部分和摩擦系数收敛部分的框图；图8是示出了在根据本专利技术实施方案的集成控制系统的摩擦系数收敛部分中使用加权因子计算摩擦系数的方法的示意图；图9是示出了根据本专利技术示例性实施方案的集成控制系统中的左侧车轮的前馈制动压力计算单元的框图；图10是体现根据现有技术的ABS操作时的传统的颤振现象的示意图；以及图11是示出了根据本专利技术示例性实施方案的改善的颤振现象的示意图。应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本专利技术的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所公开的本专利技术的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。在所附多个附图中，本专利技术的同样的或等同的部分以相同的附图标记标引。具体实施方式应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、大货车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非化石能源的燃料)。虽然示例性的实施方案描述为使用多个单元来执行示例性的过程，但是应当理解，示例性的过程也可以由一个或多个模块执行。此外，应当理解，术语控制器/控制单元指代包括有存储器和处理器的硬件设备。存储器配置为存储模块，并且处理器具体配置为执行所述模块以执行以下进一步描述的一个或多个过程。本文所用的术语仅为了描述具体实施方案的目的，并不旨在限制本专利技术。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚的说明。还将理解，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包括有”时，指明存在所述特征、数值、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或添加一个或多个其它的特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。正如本文所使用的，术语“和/或”包括一种或多种相关列举项目的任何和所有组合。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车辆的集成控制系统，其包括：/n摩擦系数计算单元，其配置为基于防抱死制动系统操作时从车辆收集的车轮状态信息和预定的设置信息来分别计算道路表面上左侧车轮接地的左侧道路表面的摩擦系数和右侧车轮接地的右侧道路表面的摩擦系数；/n前馈制动压力计算单元，其配置为使用计算出的左侧道路表面的摩擦系数和右侧道路表面的摩擦系数来计算每个车轮的前馈制动压力；/n防抱死制动系统制动压力计算单元，其配置为基于计算出的前馈制动压力以及车轮的信息来计算每个车轮的防抱死制动系统制动压力；/n后轮转向控制量计算单元，其配置为使用计算出的每个车轮的防抱死制动系统制动压力来计算用于横摆补偿的后轮转向控制量；以及/n后轮转向控制器，其配置为基于计算出的后轮转向控制量来执行车辆的后轮转向控制。/n

【技术特征摘要】
20181029 KR 10-2018-01294971.一种用于车辆的集成控制系统，其包括：
摩擦系数计算单元，其配置为基于防抱死制动系统操作时从车辆收集的车轮状态信息和预定的设置信息来分别计算道路表面上左侧车轮接地的左侧道路表面的摩擦系数和右侧车轮接地的右侧道路表面的摩擦系数；
前馈制动压力计算单元，其配置为使用计算出的左侧道路表面的摩擦系数和右侧道路表面的摩擦系数来计算每个车轮的前馈制动压力；
防抱死制动系统制动压力计算单元，其配置为基于计算出的前馈制动压力以及车轮的信息来计算每个车轮的防抱死制动系统制动压力；
后轮转向控制量计算单元，其配置为使用计算出的每个车轮的防抱死制动系统制动压力来计算用于横摆补偿的后轮转向控制量；以及
后轮转向控制器，其配置为基于计算出的后轮转向控制量来执行车辆的后轮转向控制。


2.根据权利要求1所述的用于车辆的集成控制系统，其中，所述摩擦系数计算单元包括：
轮胎力计算部分，其配置为根据车轮状态信息、使用预定的针对每个道路表面摩擦系数的轮胎模型来分别预测和计算针对每个道路表面摩擦系数的左侧车轮的轮胎力和右侧车轮的轮胎力；
摩擦系数估算部分，其配置为根据每个预测的道路表面摩擦系数的左侧车轮和右侧车轮的轮胎力以及估算的纵向和横向轮胎力来计算基于纵向力的左侧道路表面摩擦系数、基于纵向力的右侧道路表面摩擦系数以及基于横向力的道路表面摩擦系数；以及
摩擦系数收敛部分，其配置为使用计算出的基于纵向力的左侧道路表面摩擦系数、基于纵向力的右侧道路表面摩擦系数以及基于横向力的道路表面摩擦系数来计算左侧道路表面的摩擦系数和右侧道路表面的摩擦系数。


3.根据权利要求2所述的用于车辆的集成控制系统，其中，所述轮胎力计算部分包括：
左侧轮胎力计算部分，其配置为使用预定的针对每个道路表面摩擦系数的轮胎模型来计算针对每个道路表面摩擦系数的车辆的前侧车轮中的左侧车轮的轮胎力；以及
右侧轮胎力计算部分，其配置为使用预定的针对每个道路表面摩擦系数的轮胎模型来计算针对每个道路表面摩擦系数的车辆的前侧车轮中的右侧车轮的轮胎力。


4.根据权利要求2所述的用于车辆的集成控制系统，其中，所述轮胎力计算部分配置为分别计算相应车轮的针对每个道路表面摩擦系数的纵向轮胎力和横向轮胎力作为左侧车轮的轮胎力和右侧车轮的轮胎力。


5.根据权利要求4所述的用于车辆的集成控制系统，其中，在所述摩擦系数估算部分中使用的估算的纵向轮胎力包括车辆的前侧车轮中的左侧车轮和右侧车轮的纵向轮胎力。


6.根据权利要求5所述的用于车辆的集成控制系统，其中，所述摩擦系数估算部分包括：
第一基于纵向力的摩擦系数估算部分，其配置为使用针对每个道路表面摩擦系数的左侧车轮的纵向轮胎力和估算的左侧车轮的纵向轮胎力来计算基于纵向力的左侧道路表面摩擦系数；
第二基于纵向力的摩擦系数估算部分，其配置为使用针对每个道路表面摩擦系数的右侧车轮的纵向轮胎力和估算的右侧车轮的纵向轮胎力来计算基于纵向力的右侧道路表面摩擦系数；以及
基于横向力的摩擦系数估算部分，其配置为使用针对每个道路表面摩擦系数的左侧车轮的横向轮胎力、针对每个道路表面摩擦系数的右侧车轮的横向轮胎力以及估算的横向轮胎力来计算基于横向力的道路表面摩擦系数。


7.根据权利要求6所述的用于车辆的集成控制系统，其中，所述第一基于纵向力的摩擦系数估算部分配置为：
根据针对每个道路表面摩擦系数的左侧车轮的纵向轮胎力以及估算的左侧车轮的纵向轮胎力，使用预定的等式来确定每个道路表面摩擦系数的加权因子；
通过将预定的轮胎模型的每个道路表面摩擦系数乘以确定的每个道路表面摩擦系数的加权因子并相加来计算基于纵向力的左侧道路表面摩擦系数。


8.根据权利要求6所述的用于车辆的集成控制系统，其中，所述第二基于纵向力的摩擦系数估算部分配置为：
根据针对每个道路表面摩擦系数的右侧车轮的纵向轮胎力和估算的右侧车轮的纵向轮胎力，使用预定的等式来确定每个道路表面摩擦系数的加权因子；
通过将预定的轮胎模型的每个道路表面摩擦系数乘以确定的每个道路表面摩擦系数的加权因子并相加来计算基于纵向力的右侧道路表面摩擦系数。


9.根据权利要求6所述的用于车辆的集成控制系统，其中，所述基于横向力的摩擦系数估算部分配置为：
根据每个道路表面摩擦系数的左侧车轮的横向轮胎力、每个道路表面摩擦系数的右侧车轮的横向轮胎力以及估算的横向力，使用预定的等式来确定每个道路表面摩擦系数的加权因子；
通过将预定的轮胎模型的每个道路表面摩擦系数乘以确定的每个道路表面摩擦系数的加权因子并相加来计算基于横向力的道路表面摩擦系数。


10.根据权利要求2所述的用于车辆的集成控制系统，其中，在所述轮胎力计算部分中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵完基，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR