CN104837691A - 用于调节行驶动态的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于调节机动车的行驶动态的方法，在该方法中，将所测得的横向动力学参量与借助于车辆模型计算的横向动力学参量相比较，其中，检查：是否存在车辆的转向不足，并且在此情况下通过至少前桥的车轮上的制动力的与驾驶员无关的建立来减小所测得与所计算出的横向动力学参量之间的差。根据本发明，按照所测得与所计算出的横向动力学参量之间的差来选择每个建立制动力的车轮上的制动力的时间梯度。另外，本发明涉及一种用于机动车的制动***。

Description

用于调节行驶动态的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的方法以及一种根据权利要求9前序部分所述的制动***。

背景技术

现代车辆经常具有行驶动态调节装置，在所述行驶动态调节装置中，实际特性例如借助于驶偏率传感器、车轮转速传感器和横向加速度传感器来求得并且与借助于所测得的转向角度通过车辆模型所计算出的给定特性相比较。在横摆力矩调节中，车辆的所测得的实际驶偏率和所计算出的给定驶偏率相比较；如果差超过激活阈值并且必要时满足另外的进入条件，则在一个或多个车轮上进行与驾驶员无关的制动干涉。如果确定转向不足，其中，给定驶偏率超过实际驶偏率，则弯道内侧的后轮制动，以便实际特性接近给定特性。这允许轻微转向不足的校正，但可实现的横摆力矩小。

例如由EP 0 792 229 B1公知了一种用于在拐弯行驶期间调节四轮机动车的横摆力矩的装置。所述装置具有用于检测当前摩擦系数的装置。如果车辆驶过弯道并且横摆力矩调节器进入调节，则至少在横摆力矩调节期间持续地求得当前摩擦系数。当前摩擦系数借助于车辆的所测得的横向加速度和例如借助于车轮转速传感器求得的纵向加速度来计算。

EP 0 945 320 B1公开了一种用于调节行驶动态的方法，在所述方法中校正车辆的转向不足，其方式是估计最大横向加速度，车辆在稳定性观点下不允许超过所述最大横向加速度，借助于最大横向加速度计算纵向减速度，根据所计算出的减速度通过在全部车轮上的制动干涉和发动机扭矩的减小来降低车辆速度。对于低摩擦系数存在危险：通过后桥上的过强的制动干涉而失去行驶稳定性。

由EP 1 220 771 B1公知了一种用于调整或修正制动设备的车轮制动器中的制动压力的稳定车辆的装置，具有用于求得转向不足行驶状态的转向不足识别装置、用于计算车辆额定减速度并且由此导出地根据转向不足行驶状态计算给定制动力或给定制动压力的装置以及横摆力矩单元，所述横摆力矩单元根据调节偏差计算所需横摆力矩。前桥的车轮制动器上的给定制动力根据车辆额定减速度来形成，其中，相对于前桥的弯道内侧车轮在前桥的弯道外侧车轮上调整产生所需横摆力矩并且校正转向不足行驶状态的制动力差。必要时在弯道内侧的后轮上转换其余的所需横摆力矩。在前桥上进行制动干涉，由此避免行驶稳定性面临危险。因为为了调节转向不足仅求得减速度并且于是转换成压力要求，所以调节器具有多个参数，所述参数必须匹配于对应的车辆类型。

发明内容

因此，本发明的目的在于，给出一种特别简单的、用于调节行驶动态的方法，所述方法能快速且舒适地调节或者说降低车辆的转向不足。

根据本发明，所述目的通过根据权利要求1的方法来实现。

因此，提供一种用于调节机动车的行驶动态的方法，在该方法中，将所测得的横向动力学参量与借助于车辆模型计算的横向动力学参量相比较，其中，检查：是否存在车辆的转向不足，并且在此情况(转向不足的情况)下通过在至少前桥的车轮上与驾驶员无关地建立的制动力来减小所测得与所计算出的横向动力学参量之间的差。根据本发明，根据所测得与所计算出的横向动力学参量之间的差来选择每个建立制动力的车轮上的制动力的时间梯度。

根据本发明的行驶动态调节基于这样的构思：按照在所计算出的横向动力学参量与所测得的横向动力学参量之间的偏差来选择附加的压力要求或者说制动力建立的梯度。由此也可不用确定额定减速度，即调节器在结构上更简单。这具有多个优点：

1.因为借助于可由驾驶员理解的横向动力学参量计算压力要求并且参数的数量少，所以调节器与新车辆类型的作为应用公知的匹配可快速且不复杂地进行。

2.压力要求或者说待建立的制动力的计算的复杂性明显降低了，由此，适用于执行所述方法的微控制器的所需计算功率相应减小。由此也可在相应的控制装置中使用较便宜的微控制器。

3.在强转向不足的情况下快速进行制动力矩建立，由此，最佳地利用轮胎现有的侧向力引导潜力。

4.如果仅存在小的转向不足趋势，则干涉可较柔和地并且由此对于驾驶员较舒适地进行。

相宜的是，所考察的横向动力学参量是转向角度，即前轮的回转角度或方向盘角度，其中，尤其是所计算出的转向角度借助于单轨模型至少由驶偏率和车辆速度来计算得出。横向动力学参量的这种选择之所以尤其是有利的，是因为所测得的转向角度无延迟地体现了驾驶员期望，即不同于在调节驶偏率/偏转比率/摇摆比率时，不是仅可测量(通过惯性延迟的)车辆反应。驾驶员的转向直接作用于调节，由此，车辆较好地遵循驾驶员期望并且调节变得更舒适。

优选在弯道外侧的前轮上所建立的制动力和/或所建立的制动力的时间梯度比在弯道内侧的前轮上所建立的制动力和/或所建立的制动力的时间梯度分别小一个不对称值。由此，横摆力矩可引入到车辆中，所述横摆力矩使转向不足进一步降低。尤其是按照车辆速度和/或所估计的摩擦系数和/或所测得和所计算出的横向动力学参量之间的差来选择对应的不对称值。

另外，本发明还涉及一种用于机动车的制动***，所述制动***包括至少两个用于测量横向动力学参量如驶偏率(偏转比率)和/或横向加速度和/或转向角度的传感器和在车辆的每个车轮上的车轮转速传感器，其中，至少机动车的前桥的车轮具有车轮制动器，所述车轮制动器允许与驾驶员无关地建立特定于具体车轮的制动力，所述制动***包括电子控制装置，所述电子控制装置执行根据本发明的方法。

附图说明

其它优选实施形式由从属权利要求和借助于附图对实施例进行的下述说明中得到。附图表示：

图1示例性的机动车的示意性视图，以及

图2根据本发明的调节装置的示例性结构。

具体实施方式

图1示例性示出了机动车1的示意性视图，所述机动车适用于执行根据本发明的方法。所述机动车具有驱动车辆的车轮的至少一部分的驱动发动机2、方向盘3、与串联主缸(THZ)13连接的制动踏板4和四个可单独控制的车轮制动器10a～10d。即便车辆车轮的一部分被驱动和/或使用传统的差速器时，也可执行根据本发明的方法。除了液压式摩擦制动器之外，也可在一个、多个或全部车轮上使用机电操作的摩擦制动器作为车轮制动器。车辆也可具有电动驱动装置，其中，尤其是至少一个车轮上的制动力矩至少部分地由作为发电机运行的电机来产生。

为了检测行驶动力学状态，存在转向角度传感器12、四个车轮转速传感器9a～9d、横向加速度传感器5、驶偏率传感器6和至少一个用于由制动踏板产生的制动压力的压力传感器14。在此，如果辅助压力源这样设置，使得由驾驶员建立的制动压力可不区别于辅助压力源的制动压力或使用具有踏板位置与制动力矩之间的已知关系的机电式制动执行器，则压力传感器14也可由踏板行程传感器或踏板力传感器替代。转向角度传感器可测量方向盘角度或其它参量，由所述其它参量可求得关于驾驶员所期望的路线的信息。

电子控制装置(ECU)7接收不同的传感器数据并且控制液压单元(HCU)8。附加地确定当前由驱动发动机2产生的驱动力矩和驾驶员所期望的力矩。在此也可涉及间接求得的参量，所述参量例如由发动机特性曲线族导出并且通过车辆数据总线例如CAN的接口11由未示出的发动机控制装置传输给电子控制装置7。

机动车1的行驶特性主要受底盘设计影响，其中，主要是通过车轮载荷分布、车轮悬架的弹性和轮胎特性确定自转向特性。在通过预给定的期望的弯道半径和轮胎与路面之间的摩擦系数表明的特定的行驶状况中，可能出现行驶稳定性的损失，其中，驾驶员所期望的转向特性不可用给定的底盘设计来获得。通过现有的传感器可检测驾驶员期望并且可通过车辆来检查实现。

图2示出了根据本发明的调节装置的示例性结构，所述调节装置也可完全或部分地作为可由微控制器执行的程序来实现。在此，各个功能单元或者说模块作为矩形来示出，其中，箭头表示信号流或者说信息流。

模块201用于摩擦系数估计，其中，作为输入参量相宜地至少使用通过传感器5测量的横向加速度a_Q和所测得或由车轮转速传感器信号求得的纵向加速度a_L。当前使用的摩擦系数μ描述所述至少可供使用的摩擦系数并且例如根据下面的关系式来计算(在此，g被称为重力加速度)：

$\mathrm{\μ}=\sqrt{{\left(\frac{a_L}{g}\right)}^2+{\left(\frac{a_Q}{g}\right)}^2}---\left(1\right)$

模块202用于描述额定车辆特性，其中，作为输入参量至少使用通过驶偏率传感器6测量的驶偏率例如借助于车轮转速传感器信号求得车辆速度V和在模块201中估计的摩擦系数μ。在车辆模型、例如公知的单轨模型中，由输入参量、车辆的恒定特征以及可能情况下其它参量计算理论回转角度δ_theo，所述理论回转角度描述车辆的转向车轮与该车辆的纵向轴线所成的角度。回转角度δ和方向盘角度λ根据δ＝λ/K相互关联，其中，K描述转向传动比。因此在方向盘角度与回转角度之间存在直接的相应性：所述方向盘角度和回转角度在后面也被概括为术语转向角度。机动车的单轨模型包括一个桥的车轮，据此，回转角度δ_theo与驶偏率之间的关系可如下描述：

${\mathrm{\δ}}_{\mathrm{theo}}=\frac{\stackrel{\·}{\mathrm{\ψ}}\·l}{V}+\mathrm{EG}\·\stackrel{\·}{\mathrm{\ψ}}\·V---\left(2\right)$

在此，V描述当前存在的车辆速度，而轴距l和自转向梯度EG是通过结构给定或者说在行驶试验中测量的车辆参数。等式(2)仅在确定的行驶条件下适用；通过考虑其它项可扩展该车辆模型的应用范围。

模块203用于检测：是否存在车辆的转向不足，其中，作为输入参量至少使用所计算出的转向角度δ_theo和所测得的转向角度δ_mess。原则上，转向不足识别和/或调节也可借助于通过传感器测量的其它横向动力学参量如横向加速度或驶偏率来进行。但关于对驾驶员期望的直接反应，考察转向角度是有利的。

符合目的地，如果所测得的横向动力学参量的绝对值比所计算出的横向动力学参量的绝对值大一个激活阈值以上并且所测得和所计算出的横向动力学参量的符号相一致，则确定转向不足。即如果转向角度差超过激活阈值，则激活转向不足调节。相应地，如果所测得的横向动力学参量与所计算出的横向动力学参量之间的差低于结束阈值，所述结束阈值尤其是小于激活阈值，则与驾驶员无关地结束制动力矩的建立。通过设置迟滞，避免立即重新进入转向不足调节。

对于调节的激活和结束优选检查其它条件，例如仅当车辆至少以预给定的速度向前行驶时，可进行激活。即使在横摆加速度非常大和/或通过驾驶员进行的转向动态变化非常快时，激活可停止。

模块204提供原本的转向不足调节器UCL，其中，作为输入参量优选使用估计的摩擦系数μ、由转向不足识别所输出的激活信号和转向角度差Δλ。相宜地，制动力或者说压力要求的计算在规则的时间间隔t_loop内重复，例如其方式是反复遍历程序环或者说循环。于是，按照下列方程确定附加的制动力或者说压力要求

$\frac{\mathrm{\Δp}}{t_{\mathrm{loop}}}=\left(\mathrm{\Δ\λ}(\mathrm{\ϵ}-\mathrm{\τ})\right)\·\mathrm{\κ}---\left(3\right)$

由此，制动力或者说压力建立的时间梯度与转向角度差即转向不足的大小相关。除了进入阈值ε之外，考虑进入阈值与排出阈值之间的迟滞τ(或者说以排出阈值校正转向角度差)。调节偏差乘以与所估计的摩擦系数相关的比例因子κ＝f(μ)。相宜的是，借助于特性曲线描述摩擦系数相关性，所述特性曲线例如已借助于行驶试验求得。作为补充也可提出，按照转向角度差的时间变化或关于转向角度差的时间积分确定制动力或者说压力要求的增加部分。

转向不足调节器所要求的制动力或者说相应的给定压力被输送给模块205。在此进行所述压力要求与模块207即本身公知的横摆力矩调节器GMR以及必要时其它未示出的模块的压力要求的仲裁。

仲裁205借助于预给定的准则为每个车轮选择待转换的制动力或者说压力要求p_i并且将所述制动力或者说压力要求传送给压力调节器206。所述压力调节器相宜地提供制动防滑调节并且控制用于建立制动力的制动执行器。制动力和压力要求在此原则上是等价的并且区别仅在于恒定的因子。

具有串联主制动缸的液压制动设备的制动压力建立相宜地通过如在EP 1 177 121 B1中所描述的切换/分离阀调节来进行。

根据本发明的方法也可通过“线控制动”制动***来执行，在所述“线控制动”制动***中驾驶员制动期望和制动力建立完全脱耦，例如通过DE10 2010 040 097 A1中公开的制动***来执行。

前桥的车轮之间的制动力的分配——即其中弯道外侧的车轮可不太强地制动——以及根据本发明的方法的其它可选的特征可由EP 1 220 771 B1获知。

按照借助于横向动力学参量量化的转向不足来选择制动力建立的时间梯度，由此，对于驾驶员而言可总是舒适且主观地理解车辆反应。

通过选择所测得的转向角度作为横向动力学参量，驾驶员的转向无延迟地引起较强的制动干涉。由此可保证车辆对驾驶员期望的特别直接的反应。

Claims (10)

1.一种用于调节机动车的行驶动态的方法，在该方法中，将所测得的横向动力学参量与借助于车辆模型计算的横向动力学参量相比较，其中，检查：是否存在车辆的转向不足，并且在此情况下通过在至少前桥的车轮上与驾驶员无关地建立制动力来减小所测得与所计算出的横向动力学参量之间的差，其特征在于：按照所测得与所计算出的横向动力学参量之间的差来选择每个在其上建立制动力的车轮上的制动力的时间梯度。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于：如果所测得的横向动力学参量的绝对值比所计算出的横向动力学参量的绝对值大一个激活阈值以上并且所测得和所计算出的横向动力学参量的符号相一致，则确定转向不足，其中，如果所测得的横向动力学参量与所计算出的横向动力学参量之间的差低于结束阈值，则与驾驶员无关地结束制动力的建立，其中所述结束阈值尤其是小于所述激活阈值。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于：与所测得和所计算出的横向动力学参量之间的差成比例地选择在车轮上建立的制动力的至少第一部分的时间梯度，其中，尤其是仅考虑所测得和所计算出的横向动力学参量之间的差的、超过偏差值的部分。

4.根据权利要求3的方法，其特征在于：按照所估计的摩擦系数，尤其是借助于特性曲线来选择制动力建立的比例因子。

5.根据权利要求3或4的方法，其特征在于：按照所测得和所计算出的横向动力学参量之间的差的时间导数建立在车轮上建立的制动力的第二部分和/或按照所测得和所计算出的横向动力学参量之间的差的时间积分来建立在车轮上建立的制动力的第三部分。

6.根据上述权利要求至少之一的方法，其特征在于：所述横向动力学参量是转向角度，即前轮的回转角度或方向盘角度，其中，尤其是所计算出的转向角度借助于单轨模型至少由驶偏率和车辆速度来计算得出。

7.根据上述权利要求至少之一的方法，其特征在于：将每个车轮上的制动力或所有车轮上的制动力总和按照所估计的摩擦系数和/或最大允许的滑转率、即车轮速度关于车辆速度的相对减小来限制到最大值。

8.根据上述权利要求至少之一的方法，其特征在于：在弯道外侧的前轮上所建立的制动力和/或所建立的制动力的时间梯度比在弯道内侧的前轮上所建立的制动力和/或所建立的制动力的时间梯度分别小一个不对称值，其中，尤其是按照车辆速度和/或所估计的摩擦系数和/或在所测得和所计算出的横向动力学参量之间的差来选择相应的不对称值。

9.一种用于机动车的制动***，包括至少两个用于测量横向动力学参量，如驶偏率和/或横向加速度和/或转向角度的传感器和在所述车辆的每个车轮上的车轮转速传感器，其中，至少所述机动车的前桥的车轮具有车轮制动器，该车轮制动器允许与驾驶员无关地建立特定于具体车轮的制动力，其特征在于：设置有电子控制装置，所述电子控制装置执行根据上述权利要求至少之一的方法。

10.根据权利要求9的制动***，其特征在于：至少前桥的车轮与一个或各一个电机连接，制动力矩的建立至少部分地通过作为发电机运行的所述电机来进行。