CN102656066A - 用于控制车辆的运行稳定性的方法和制动*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制车辆的运行稳定性的方法，其中借助于附加横摆力矩影响横摆率差，该附加横摆力矩至少部分地通过独立于驾驶者的制动力矩的增大在一个或多个车轮上产生。根据本发明，在过度转向的情况下，在车辆的前轴和后轴之间可变地分配影响所述附加横摆力矩的制动力矩。此外本发明还涉及一种用于机动车的制动***。

Description

用于控制车辆的运行稳定性的方法和制动***
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于控制车辆的运行稳定性的方法以及根据权利要求10前序部分所述的制动***。
背景技术
进行运行稳定性控制时，影响车辆的运行性能以使驾驶者能在紧急情况下维持对车辆的较好控制。此处紧急情况是指不稳定的运行状态，其中在极端状况下车辆不再听从驾驶者的指示。因此运行稳定性控制的功能在于，在这类情况下使车辆在物理极限以内按照驾驶者期望的驾驶行为行驶。
运行稳定性控制这一术语涵盖用于借助单个车轮制动器上的可预定制动力矩和借助干预驱动电机的电机管理影响车辆驾驶行为的多个原理。这涉及用于在制动过程中防止单个车轮抱死的制动防滑控制***（ABS），用于避免驱动轮空转的驱动滑动控制***（ASR），用于控制车辆前轴和后轴之间的制动力比例的制动力分配***（EBV），用于防止车辆绕其纵轴倾斜的倾斜控制***（ARP），以及用于确保车辆绕竖轴横摆时保持稳定驾驶状态的横摆力矩控制***（ESC）。在横摆力矩控制期间，通过选择性地制动单个车轮增大附加横摆力矩，以减小测量的实际横摆率和借助车辆模型确定的额定横摆率之间的横摆率差，其中还经常调节侧偏角。
已知的用于车辆的运行稳定性控制的***都规定了过度转向情况期间固定分配前轴和后轴之间围绕竖轴的稳定附加横摆力矩，其中主要在前轴上产生制动力矩。前轴的一个车轮上的不对称制动力矩在此会导致对转向产生不期望的反作用。
在具有液压制动***的车辆中，制动力矩独立于驾驶者的增大通过致动液压泵和适当控制电磁阀实现。其缺点在于会产生干扰驾驶者的噪音。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种对驾驶者而言更加舒适的运行稳定性控制装置。
根据本发明，该技术问题通过权利要求1所述的方法和权利要求10所述的制动***得以解决。
因此提供一种控制车辆的运行稳定性的方法，其中借助于附加横摆力矩影响横摆率差，该附加横摆力矩至少部分地由独立于驾驶者的制动力矩的增大（积聚，逐步建立）而在一个或多个车轮上产生，其中在过度转向的情况下，在车辆的前轴和后轴之间可变地分配影响所述附加横摆力矩的制动力矩。便利的是，在此运行稳定性借助于现有的ESC传感装置获得。如果制动力矩可以全部在后轴上增大，则完全不用考虑制动干预的任何转向反作用。另一方面，这些转向反作用将减弱，由此使得运行稳定性控制对驾驶者而言更加舒适。
在后轴上具有电制动***或电操作制动***且前轴上具有液压制动***的车辆中，通过下列事实获得舒适感：实现制动力矩独立于驾驶者的增大或后轴上的纵向作用力的主动增大，而没有液压泵的干扰噪声。
在后轴上具有电驱动装置、优选轮毂电机的车辆中，也可以借助电驱动装置的阻力矩以发电机模式实现主动的纵向力增大。
如果横摆率差随时间的变化超过预定阈值，则优选在车辆的前轴和后轴之间选择制动力矩的固定分配。由于较快的随时间变化，可以预期需要制动干预，该制动干预会造成后轴的过制动或用于纵向力监控的防滑控制器的干预，这会导致由于制动力矩由后轴向前轴转移造成横摆力矩控制中的时间延迟。通过选择前轴和后轴之间的固定分配—它在稳定性标准方面是最优的，可以避免这种时间延迟。
优选根据横摆率差的大小选择车辆后轴上的制动力矩部分。否则可能根据所需的附加横摆力矩的大小要求后轴上的制动力矩，该制动力矩可能不干预防滑控制器而导致损失运行稳定性。
如果横摆率差超过预定第一阈值，则特别优选在车辆的前轴和后轴之间选择制动力矩的固定分配。如果根据就稳定性标准而言是合适的固定分配在前轴和后轴之间分配制动力矩，也可能在不损失轮胎和行车道之间的附着力（咬合力）的情况下产生强大的制动干预。
如果横摆率差低于预定第二阈值，则特别优选仅在后轴上要求制动力矩。由此在横摆率差的特定范围内能达到较高水平的驾驶舒适度。
特别地，后轴上要求的制动力矩部分与横摆率差超过第二阈值的量成比例地减少。这保证了面向舒适度和面向稳定性的制动力矩分配之间的平稳过渡。
在后轴上实际增大的制动力矩可以便利地得到监控。因此可以检测是否例如由于防滑控制器干预而使得制动力矩的增大少于需求。
特别有利的是，如果后轴上要求的制动力矩和实际增大的制动力矩之间的差超过预定阈值，则在前轴上要求制动力矩。
特别有利的是，根据后轴上要求的制动力矩和实际增大的制动力矩之间的差选择前轴上的制动力矩。这保证了可以尽快减小额定横摆率和实际横摆率之间的差。
本发明还涉及一种用于机动车的制动***，该机动车在至少一个车轴的车轮上优选具有液压摩擦制动器，其中该制动***的控制设备实施根据前述权利要求至少之一所述的方法。
根据本发明的优选实施方式，制动***在前轴的车轮上具有液压摩擦制动器，并在后轴的车轮上具有机电摩擦制动器。因此，在合适的情况下无需驾驶者听得到的液压泵操作即可实现横摆力矩控制。
此外本发明还涉及根据本发明的制动***在车辆中的应用，该车辆至少在后轴的车轮上具有电驱动装置，尤其是轮毂电机，其中电驱动装置的力矩可以分别（分开地）分配给后车轮，并且后轴上的制动力矩至少部分通过电驱动装置以发电机模式（运行而）增大。这不但实现了制动能量的回收，而且实现了舒适的横摆力矩控制。在此，特别优选使用轮毂电机，因为轮毂电机具有较低的惯性力矩并因此可以实现特别快的反应。
附图说明
其它优选实施方式可以借助附图由从属权利要求和随后对实施例的描述得出。其中：
图1示出用于确定要求的制动力矩的框图；
图2示出制动力矩分配策略的一个实施例的图表，以及
图3示出用于根据本发明的一个实施例确定要求的制动力矩的流程图。
具体实施方式
图1示出用于确定要求的制动力矩的框图。在框1中，根据横摆率差
Figure BDA00001777954400041
随时间的变化确定用于横摆率差的阈值其中在减法器6中计算测量的横摆率的时间导数
Figure BDA00001777954400043
和由车辆模型计算出的横摆率的时间导数
Figure BDA00001777954400044
之间的差，并在框7中评估（分析）横摆率差随时间变化的数值（绝对值）
Figure BDA00001777954400045
和用于横摆率差的阈值
Figure BDA00001777954400046
之间的函数相关性。
用于横摆率差的阈值
Figure BDA00001777954400047
限定了横摆率差的范围，针对这个范围在框2中确定后轴上超出标准部分Astd的制动力矩部分Arear。在此，在减法器8中计算测量的实际横摆率
Figure BDA00001777954400048
和由车辆模型计算出的额定横摆率
Figure BDA00001777954400049
之间的差，并在框9中评估横摆率差的数值（绝对值）
Figure BDA000017779544000410
和后轴上制动力矩部分Arear之间的函数相关性。
根据Arear在框3中计算必须符合前轴上要求的制动力矩部分1-Arear。在乘法器4中该部分与增大稳定附加横摆力矩所需的制动力矩Treq相乘，从而确定前轴上要求的制动力矩Tfront。
在乘法器5中由制动力矩Treq和部分Arear计算后轴上要求的制动力矩Trear。
图2中示出用于确定合适的制动力矩分配的根据本发明的策略的优选实施例。图表7在下部的旋转坐标系中示出了横摆率差随时间的变化
Figure BDA000017779544000411
（或其绝对值）与用于横摆率差的阈值之间的函数相关性20。如果横摆率差随时间的变化
Figure BDA00001777954400052
超过了预定阈值
Figure BDA00001777954400053
则在前轴和后轴之间不会发生制动力矩的可变分配，而是选择固定的比例。然后在后轴上要求制动力矩的百分比部分Astd，例如为15%。如果横摆率差随时间的变化允许期望较高的制动力矩，则因此在前轴上要求制动力矩的主要部分。
否则，借助线20选择构成后轴上的制动力矩部分Arear的内插的上取样点的阈值如果横摆率的瞬时时间变化的数值例如为
Figure BDA00001777954400055
则在直到瞬时选择的阈值
Figure BDA00001777954400056
的时间间隔中在前轴和后轴之间发生制动力矩的可变分配。即使在横摆率差变化很慢的情况下在此也不会超过阈值
Figure BDA00001777954400057
图表9在上部的坐标系中示出了后轴上的制动力矩部分Arear和横摆率差
Figure BDA00001777954400058
（或其绝对值）之间的函数相关性。在横摆率差的阈值为
Figure BDA00001777954400059
的情况下根据线21选择Arear。
如果减去了运行稳定性控制的致动阈值
Figure BDA000017779544000510
的横摆率差
Figure BDA000017779544000511
超过阈值，则选择前轴和后轴之间的标准固定分配。
在借助图表7选择的阈值为
Figure BDA000017779544000512
的情况下，根据线22分配制动力矩。如果瞬时横摆率差例如为
Figure BDA000017779544000513
则在后轴上要求制动力矩部分Arear mom。如果瞬时横摆率差低于阈值
Figure BDA000017779544000514
则仅在后轴上要求制动力矩，以便能实现特别舒适的控制。
图示的函数相关性可以修改以避免数值不稳定。
图3示出用于根据本发明的一个实施例确定要求的制动力矩的流程图。
在步骤31中，检查要求的制动力矩的数值是否大于零。如果不是这种情况，则不再继续计算。
借助运行稳定性控制***（ESC）中已有的处境识别装置在步骤32中检查是否存在过度转向的情况。如果不是这种情况，即发生了转向不足的情况，则在后轴上将要求的制动力矩增大到100%。
然后在步骤33中根据横摆率差的时间导数
Figure BDA000017779544000515
计算阈值
Figure BDA000017779544000516
如上所述，只要瞬时横摆率差
Figure BDA000017779544000517
低于该阈值，就仅进行要求的附加力矩的可变分配，以在横摆率差较大的情况下避免由于过量后轴制动干预造成运行稳定性的风险。
如果算出的阈值
Figure BDA00001777954400061
低于预定最小阈值
Figure BDA00001777954400062
则横摆率差快速变化，从而过量的后轴制动干预可能危及运行稳定性。因此，在步骤34中检查是否
Figure BDA00001777954400063
此外必须由已知的横摆力矩控制***（ESC）的横摆率控制器（
Figure BDA00001777954400064
控制器）或侧偏角变化控制器（控制器）要求附加力矩。
如果不是这种情况，则在步骤38中根据预定的标准分配在前轴和后轴上分配要求的附加力矩，以避免运行稳定性的风险和/或不同控制器之间非期望的相互影响。
如果前轴和后轴之间允许制动力矩的可变分配，则在步骤36中根据上述策略计算这种分配。
当使用根据本发明的策略以便确定适当制动力矩分配时，在过度转向的情况下，根据处境以前轴和后轴之间的可变比例通过增大车辆一侧的纵向力来产生待调整的附加横摆力矩，其中该附加横摆力矩在有些情况下可以100%通过后轴产生。因此，可以避免运行稳定性控制的干扰性反作用，并且在后轴上具有电制动***或电操作制动***的车辆中通过下列事实获得舒适感，即，后轴上的制动力矩独立于驾驶者增大而没有液压泵的干扰噪声。

Claims (12)

1.一种控制车辆的运行稳定性的方法，其中借助于附加横摆力矩来影响横摆率差，该附加横摆力矩至少部分地通过使制动力矩独立于驾驶者在一个或多个车轮上增大来产生，其特征在于，在过度转向的情况下，在车辆的前轴和后轴之间可变地分配影响所述附加横摆力矩的制动力矩。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述横摆率差随时间的变化超过预定阈值，则在车辆的前轴和后轴之间选择制动力矩的固定分配。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述横摆率差的大小选择车辆后轴上的制动力矩部分。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，如果所述横摆率差超过预定第一阈值，则在车辆的前轴和后轴之间选择制动力矩的固定分配。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，如果所述横摆率差低于预定第二阈值，则仅在后轴上要求制动力矩。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，使后轴上要求的制动力矩部分与所述横摆率差超过第二阈值的量成比例地减少。
7.根据前述权利要求至少之一所述的方法，其特征在于，监控在后轴上实际增大的制动力矩。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，如果后轴上要求的制动力矩和实际增大的制动力矩之间的差超过预定阈值，则在前轴上要求制动力矩。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据后轴上要求的制动力矩和实际增大的制动力矩之间的差选择前轴上的制动力矩。
10.用于机动车的制动***，该机动车优选在至少一个车轴的车轮上具有液压摩擦制动器，其特征在于，该制动***的控制设备实施根据前述权利要求至少之一所述的方法。
11.根据权利要求10所述的制动***，其特征在于，该制动***在前轴的车轮上具有液压摩擦制动器并在后轴的车轮上具有机电摩擦制动器。
12.根据权利要求10或11所述的制动***在车辆中的应用，该车辆至少在后轴的车轮上具有电驱动装置、尤其是轮毂电机，其中所述电驱动装置的力矩可以分别分配给后车轮，并且后轴上的制动力矩至少部分地通过处于发电机模式的所述电驱动装置增大。
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