CN111152781B - 车辆行为稳定*** - Google Patents

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Abstract

一种车辆行为稳定***，其包括：横摆转矩施加装置，其被配置为向车辆施加横摆转矩；车辆行为稳定控制单元，其被配置为选择性地控制所述横摆转矩施加装置，使得相对于开始阈值和结束阈值根据计算出的后轮滑移角来稳定车辆行为；以及阈值校正单元，其被配置为根据计算出的后轮滑移角的变化率和/或计算出的车身滑移角的变化率来对所述开始阈值和所述结束阈值进行校正。

Description

车辆行为稳定***
技术领域
本发明涉及车辆行为稳定***。
背景技术
在控制车辆行为的领域中，已知通过控制经由液压控制的动力传递装置提供给车辆的前轮和后轮的驱动扭矩以及通过控制经由电子控制的制动单元施加到车辆的前轮和后轮的制动力，围绕车辆的重心向车身施加横摆转矩。例如，参照JP2011-183865A。在先前提出的控制***中，为了防止车辆的不受控制的打转，通过基于车身滑移角和车辆的其他状态变量的反馈控制将横摆转矩施加到车辆。根据该先前提出的控制***，将不同的优先级分配给不同的状态变量，使得即使在对车身滑移角的准确性有疑问时也可以确保稳定的控制动作。
但是，车身滑移角以及其他状态变量可能无法提供车辆稳定性的准确度量，因此先前提出的控制***可能不会导致车辆在各种条件下都表现出车辆操作者预期的行为。结果，根据车辆的运行状况，车辆操作者可能会感到一些不适。
可以保留横摆转矩控制，直到车辆开始表现出不稳定的行为为止，但是控制***可能无法足够快地稳定车辆。
发明内容
鉴于现有技术的这种问题，本发明的主要目的是提供一种车辆行为稳定***，该***允许车辆在正常条件下按照车辆操作者的期望行事，但是一旦车辆的行为可能变得不稳定，则能够既快速又稳定地使车辆的行为稳定。
为了实现该目的，本发明的实施方式提供了一种车辆行为稳定***(30)，其包括：车身滑移角计算单元(41)，其被配置为根据转向角(δf)、横摆率(γ)和车速(V)来计算车身滑移角(β)；后轮滑移角计算单元(42)，其被配置为根据所述车身滑移角、所述横摆率(γ)和所述车速(V)来计算后轮滑移角(βr)；横摆转矩施加装置(31、32)，其被配置为向车辆施加横摆转矩(M)；车辆行为稳定控制单元(33)，其被配置为选择性地控制所述横摆转矩施加装置，使得相对于开始阈值(βrths)和结束阈值(βrthe)根据所述后轮滑移角来稳定车辆行为；以及阈值校正单元(47、48)，其被配置为根据所述后轮滑移角的变化率(βrdot)和/或所述车身滑移角的变化率(βdot)来对所述开始阈值和所述结束阈值进行校正。
由于车辆行为稳定控制单元通过将后轮滑移角与开始阈值和结束阈值进行比较来选择性地控制横摆转矩施加装置，因此允许车辆在临界条件下按照车辆操作者的期望表现，并且同时还能在宽范围的工作条件下防止变得不稳定。此外，通过基于车身滑移角的变化率或后轮滑移角的变化率来校正用于控制横摆转矩施加装置的开始阈值和结束阈值，通过基本上没有任何时间延迟地施加横摆转矩可以稳定车辆行为。
优选地，所述阈值校正单元被配置为随着所述后轮滑移角的变化率和/或所述车身滑移角的变化率的增加而降低所述开始阈值。
由此，在车身滑移角的变化率或后轮滑移角的变化率较大的情况下，横摆转矩施加装置被较早地启用而较晚地停用，从而能够以可靠的方式稳定车辆行为。
优选地，所述车辆行为稳定控制单元被配置为通过对所述后轮滑移角进行反馈控制以使所述后轮滑移角与不会造成后轮(6)的转弯力(CF)饱和的目标后轮滑移角一致来确定横摆转矩目标值(Mr)。
从而，可以控制后轮滑移角以使转弯力不饱和，并且车辆行为的稳定性得以保持而不管轮胎的特性如何。因此，车辆行为得以稳定，而不管车辆和路面的特性如何。
优选地，所述车辆行为稳定控制单元被配置为根据所述后轮滑移角与所述目标后轮滑移角的偏差(Δβr)来校正所述反馈控制的比例增益(Gp)。
反馈控制的比例项不仅取决于比例增益，而且还取决于后轮滑移角与目标后轮滑移角的偏差而变化，因此可以基本上没有任何时间延迟地将请求横摆转矩迅速地带到适当的值。
优选地，所述车辆行为稳定控制单元被配置为基于所述车身滑移角的变化率或所述后轮滑移角的变化率来计算所述反馈控制的微分项。
从而，请求横摆转矩可以基本上没有任何时间延迟地被迅速地带到适当的值。
优选地，所述车辆行为稳定控制单元被配置为基于所述后轮滑移角与所述目标后轮滑移角的偏差(Δβr)来校正所述反馈控制的微分增益(Gd)。
由此，请求横摆转矩可以基本上没有任何时间延迟地被更快地带到适当的值。
优选地，该车辆行为稳定***还包括阈值计算单元(45、46)，所述阈值计算单元被配置为基于路面的倾斜角(θ)、横向加速度(Gy)和所述车速(V)来计算所述开始阈值和所述结束阈值。
通过这样根据路面的倾斜角、横向加速度和车速来改变开始阈值和结束阈值，可以实现对车辆的高精度的行为控制。
优选地，所述阈值计算单元被配置为：与路面的倾斜角较小的情况相比，在路面的倾斜角较大的情况下，将所述开始阈值和所述结束阈值选择为较小。
从而，当车辆在具有较大的倾斜角的路面上行驶并且因此车身滑移角的估计误差可能较大时，通过施加横摆转矩对车辆行为的稳定控制开始得较早而结束得较晚。因此，可以以可靠的方式稳定车辆行为。
优选地，所述阈值计算单元被配置为：与路面的倾斜角较小的情况相比，在路面的倾斜角较大的情况下，将所述开始阈值和所述结束阈值选择为较大。
从而，当车辆在具有较大的倾斜角的路面上行驶并且因此车身滑移角的估计误差可能较大时，防止了车辆行为的稳定控制以过分的方式施加横摆转矩。
优选地，所述阈值计算单元被配置为：与所述横向加速度较小的情况相比，在所述横向加速度较大的情况下，将所述开始阈值和所述结束阈值选择为较小。
从而，当车辆经受较大的横向加速度且因此车辆更有可能以不稳定的方式表现时，通过施加横摆转矩对车辆行为进行的稳定性控制更早地开始并且更晚地结束。因此，可以以可靠的方式稳定车辆行为。
优选地，所述阈值计算单元被配置为：与所述横向加速度较小的情况相比，在所述横向加速度较大的情况下，将所述开始阈值和所述结束阈值选择为较大。
从而，当车辆经受较大的横向加速度且因此车辆更有可能以不稳定的方式表现时，防止了对车辆行为进行的稳定性控制过分地施加横摆转矩。
优选地，所述阈值计算单元被配置为：与所述车速较低的情况相比，在所述车速较高的情况下，将所述开始阈值和所述结束阈值选择为较小。
从而，当车辆高速行驶且因此车辆更有可能以不稳定的方式表现时，通过施加横摆转矩对车辆行为进行的稳定性控制更早地开始并且更晚地结束。因此，可以以可靠的方式稳定车辆行为。
优选地，所述横摆转矩施加装置被构造为通过单独地控制所述车辆的车轮(4、6)的驱动力和/或制动力来将所述横摆转矩施加到所述车辆。
从而，通过向车辆施加横摆转矩来防止车辆打转或以表现其他不稳定，从而允许车辆在较宽的操作条件范围内以稳定的方式表现。
因此，本发明提供了一种车辆行为稳定***，该车辆行为稳定***允许车辆在正常条件下按照车辆操作者的期望行事，但是一旦车辆的行为可能变得不稳定，就可以快速且可靠地稳定车辆的行为。
附图说明
图1是应用了根据本发明的一个实施方式的车辆行为稳定***的车辆的示意图。
图2是车辆行为稳定***的功能框图；
图3A是示出车辆在车身滑移角和后轮滑移角小时的行为的图；
图3B是示出车辆在车身滑移角和后轮滑移角大时的行为的图；
图4是示出后轮滑移角与转弯力之间的关系的曲线图；
图5是示出车辆行为稳定***的操作模式的图；以及
图6是类似于图4的曲线图，示出了车辆行为稳定***的操作模式。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的优选实施方式。
图1是应用了本发明的车辆1的示意图。如图1所示，车辆1是四轮车辆，其包括经由各自的前悬架装置由车身2支撑的一对前轮4以及经由各自的后悬架装置由车身2支撑的一对后轮6。车辆1设置有驱动前轮4的动力装置8。动力装置8可以包括电动机以及诸如汽油发动机和柴油发动机的内燃发动机中的至少一种。根据本实施方式的车辆1是动力装置8的驱动力被传递到前轮4的前轮驱动车辆，但是也可以是四轮驱动车辆或后轮驱动车辆。
车辆1设置有转向装置10，该转向装置10包括转向轴11、固定至该转向轴11的一端的方向盘12以及固定到该转向轴11的另一端并与齿条轴14啮合的小齿轮，齿条轴14由车身2可滑动地支撑。齿条轴14横向延伸，并且在其各个横向端部处经由拉杆连接至前轮4的转向节。当连接至转向轴11的方向盘12转动时，齿条轴14横向移动，从而使得前轮4经由相应的转向节在相应的方向上转向。转向轴11可以设置有电动机，该电动机根据驾驶员施加的转向转矩施加辅助转矩。
车辆1设置有驱动力分配装置15，该驱动力分配装置15将动力装置8的驱动力可变地分配给左右前轮4。通过向左右前轮4施加不均匀的驱动力，产生了车辆1的横摆转矩M。驱动力分配装置15被配置为，在四轮驱动车辆的情况下，将动力装置8的驱动力分配给四个轮4、6，而在后轮驱动车辆的情况下，将动力装置8的驱动力分配给左右后轮6。
前轮4和后轮6中的每一者均设置有制动力产生装置20。制动力产生装置20例如是盘式制动器，并且由从液压供应装置21提供的液压来控制以向每个车轮施加制动力。液压供应装置21可以独立地控制提供给每个制动力产生装置20的液压，并且可以独立地或单独地控制施加到每个车轮的制动力。因此，除了或代替通过使用驱动力分配装置15将驱动力分配给不同的车轮，通过制动力产生装置20对前轮4和后轮6施加不均匀的制动力来产生作用在车辆1上的横摆转矩M。
制动力产生装置20可以包括再生制动装置，该再生制动装置通过使用驱动每个车轮的马达作为发电机来产生制动力。也可以使用液压或电动的减速器。
车辆1设置有车辆行为稳定***30。车辆行为稳定***30包括电子控制电路(ECU)，该ECU包括微型计算机、ROM、RAM、***电路、输入/输出接口、各种驱动器等。车辆行为稳定***30包括驱动力控制单元31、制动力控制单元32和车辆行为稳定控制单元33。
驱动力控制单元31被配置为基于加速踏板的操作量或下压来控制动力装置8。制动力控制单元32基于制动踏板的操作量或下压来计算每个制动力产生装置20应产生的制动力，并基于计算的制动力来控制液压供应装置21。
车辆行为稳定控制单元33基于表示车辆1的动态状态的车辆状态变量来计算要施加到车辆1的请求横摆转矩Mr，并将计算出的请求横摆转矩Mr转发给驱动力控制单元31以及制动力控制单元32。更具体地，车辆行为稳定控制单元33通过执行基于后轮滑移角βr的反馈控制来计算为防止车辆1打转并稳定车辆1的行为所需的请求横摆转矩Mr。将在本公开的后面讨论车辆行为稳定控制的细节。
通过适当地操作驱动力控制单元31和制动力控制单元32，可以将请求横摆转矩Mr施加到车辆1。
例如，当动力装置8产生驱动力时，驱动力控制单元31可以在左右前轮4之间分配驱动力，以向车辆1施加对应的横摆转矩M。当由驱动力控制单元31产生的横摆转矩Mr不足以实现请求横摆转矩Mr时，制动力控制单元32可以在左右前轮4之间分配制动力以与驱动力控制单元31协作而将请求横摆转矩Mr施加到车辆1。
当动力装置8不产生驱动力时，驱动力控制单元31可以产生由再生制动或发动机制动产生的制动力，并且在左右前轮4之间不均匀地分配制动力。例如，由驱动力控制单元31产生的制动力可以在车辆1的转弯轨迹的外侧施加到前轮4。
如果在产生请求横摆转矩Mr时没有采取制动操作，或者如果制动力的分配不足以产生请求横摆转矩Mr，则制动力可以在车辆1的转弯轨迹的外侧上施加到前轮4，而绝对值等于制动力的驱动力在车辆1的转弯轨迹的内侧上施加到前轮4。由此，车辆1接收请求横摆转矩Mr，而不会引起车辆1的意外减速。
因此，驱动力控制单元31和制动力控制单元32通过适当地致动驱动力分配装置15和制动力产生装置20以向车辆1施加期望的横摆转矩而用作横摆转矩施加装置。横摆转矩施加装置通过在车轮4和6中的任何一者上产生纵向力而将横摆转矩M施加到车辆1，并且可以仅包括驱动力控制单元31和制动力控制单元32中的一者。
由车辆行为稳定控制单元33使用的用于计算请求横摆转矩Mr的车辆状态变量可以包括前轮转向角δf、车速V、车辆1的横向加速度Gy、加速踏板位置PA(踏板下压)和车辆1的横摆率γ。
车身2设置有车速传感器35、前轮转向角传感器36、横向加速度传感器37、加速踏板传感器38和横摆率传感器39，作为用于检测车辆1的状态变量的传感器。车速传感器35可以包括分别设置在车轮4和6上的车轮速度传感器，并且每个车轮速度传感器均被配置为产生与车轮4、6的旋转相对应的脉冲信号。前轮转向角传感器36输出与转向轴11的旋转角度对应的信号。横向加速度传感器37设置在车身的中央部分，并且检测车辆1的横向加速度Gy。加速踏板传感器38被配置为检测加速踏板(踏板下压)的角位置。横摆率传感器39被配置为检测车辆1的横摆率γ。这些传感器的输出信号被转发到车辆行为稳定***30。
车辆行为稳定***30基于来自车速传感器35的信号获取车轮4和6的车轮速度，并且通过将检测到的车轮速度进行平均来计算车速V。车辆行为稳定***30基于来自前轮转向角传感器36的信号来获取前轮转向角δf。车辆行为稳定***30基于来自横向加速度传感器37的信号来获取车辆1的横向加速度Gy。车辆行为稳定***30获作为来自加速踏板传感器38的信号的取加速踏板位置PA。车辆行为稳定***30从横摆率传感器39的输出信号获取车辆1的横摆率γ。
车身2装配有检测车辆1的纵向加速度的纵向加速度传感器、从悬架装置的行程检测车身2的侧倾角的侧倾角传感器、侧倾率传感器、检测制动踏板的位置的制动踏板传感器等。车辆行为稳定***30通过使用由这种传感器检测到的纵向加速度、侧倾角、侧倾率、制动踏板位置等的检测值来执行控制动作。
图2是图1所示的车辆行为稳定控制单元33的功能框图。下面将参照图2描述由车辆行为稳定控制单元33执行的稳定控制的细节。下文将参照图3和图4讨论稳定控制的概述。
图3A示出了后轮滑移角βr较小时车辆1的行为，图3B示出了后轮滑移角βr较大时车辆1的行为。在这两种情况下，车辆1都向左转，并且在两种情况下，车身滑移角β相同。车身滑移角β作为车身2相对于车身2的重心的行进方向的角度而被给出。如图3A所示，当后轮滑移角βr较小时，横摆率γ较小，因此车辆1不太可能打转。另一方面，如图3B所示，当后轮滑移角βr较大时，即使车身滑移角β相同，车辆1的横摆率γ也较高，因此车辆1更可能打转。
通过估计车身滑移角β并根据估计的车身滑移角β控制车辆的行为，存在各种稳定车辆行为的提议。但是，车身滑移角β未必表示后轮6的临界状态。
图4是示出后轮滑移角βr与转弯力CF之间的关系的曲线图。如图4所示，当后轮滑移角βr较小时，后轮6的转弯力CF与后轮滑移角βr大体成比例地增大。当后轮滑移角βr增大到一定程度时，转弯力CF饱和，并且一旦达到该点，则转弯力CF随着后轮滑移角βr的增大而减小。
如图3A所示，当后轮滑移角βr较小时，例如，后轮滑移角βr处于图4中的“A”所示的位置，并且后轮6表现出与转弯能力对应或与后轮滑移角βr的增大成比例地增大的转弯力CF。在这种情况下，后轮滑移角βr随着转弯力CF的增大而增大，从而可以平衡车辆1的侧向载荷和转弯力CF，并且车辆表现出不稳定。
另一方面，如图3B所示，当后轮滑移角βr较大时，例如，后轮滑移角βr处于图4中的“B”所示的位置，并且转弯力CF饱和，或者转弯力CF不随着后轮滑移角βr的增大而增大。因此，失去了车辆1的侧向载荷和转弯力CF之间的平衡，并且车辆1打转或表现出其他不稳定。
因此，车辆行为稳定控制单元33执行反馈控制，以向车辆施加横摆转矩并将后轮滑移角βr保持在转弯力CF不饱和的预定区域内。
如图2所示，在车辆行为稳定控制单元33中，在车身滑移角计算单元41中计算车身滑移角β。车身滑移角计算单元41通过例如在JP2000-85557A中公开的本身已知的方法根据前轮转向角δf、横摆率γ、车速V等来计算车身滑移角β。在计算车身滑移角β时，除了前轮转向角δf、横摆率γ以及车速V之外，车身滑移角计算单元41还可以使用横向加速度Gy、车轮4和6的滑移率等。
通过使用例如JP2011-183865A中公开的本身已知的方法，后轮滑移角计算单元42使用由车身滑移角计算单元41计算出的车身滑移角β，根据车身滑移角β、横摆率γ和车速V来计算后轮滑移角βr。在计算后轮滑移角βr时，除了车身滑移角β、横摆率γ和车速V之外，后轮滑移角计算单元42还可以使用其他车辆状态变量。
在车辆行为稳定控制单元33中，βdot计算单元43计算车身滑移角β的变化率βdot(每单位时间的变化量)。βdot计算单元43不使用由车身滑移角计算单元41计算出的车身滑移角β，而是根据其他传感器例如横摆率传感器和轴承传感器的检测值来计算与车身滑移角β的时间微分值对应的变化率βdot。当通过对车身滑移角β进行微分而获得变化率βdot时，由于计算出的车身滑移角中所包含的固有噪声，因此无法获得车身滑移角变化率βdot的稳定且准确的值。
车辆行为稳定控制单元33还包括倾斜角计算单元44，该倾斜角计算单元44计算路面的倾斜角θ(横向坡度)。倾斜角计算单元44例如基于由侧倾角传感器检测到的车身2相对于路面的侧倾角和从由侧倾角速度传感器检测到的侧倾角速度估计的车身2的绝对侧倾角来计算倾斜角θ。倾斜角计算单元44也可以通过使用横向加速度Gy、车速V、前轮转向角δf等来计算路面的倾斜角θ。
由倾斜角计算单元44计算的倾斜角θ和由横向加速度传感器37检测到的横向加速度Gy被用于由开始阈值计算单元45和结束阈值计算单元46执行的计算。
开始阈值计算单元45设定开始阈值βrths，该开始阈值βrths是用于发起横摆转矩控制的阈值。开始阈值βrths被选择为后轮滑移角的不使转弯力CF饱和的值。见图4。开始阈值βrths不是固定值，而是根据车速V、倾斜角θ和横向加速度Gy而变化。更具体地，开始阈值βrths的值随着车速V的增大而减小。在较高的车速下，转弯力在较小的后轮滑移角βr处达到饱和。
另外，开始阈值βrths的值随着倾斜角的增大而减小，并且开始阈值βrths的值随着横向加速度Gy的增大而减小。当车辆在具有特定倾斜角θ的路面上行驶时，估计后轮滑移角βr的精度降低。当车辆转弯并且横向加速度Gy值较大时，车辆具有以不稳定方式表现的较高趋势。在确定开始阈值βrths时还可以考虑其他因素。
结束阈值计算单元46设定结束阈值βrthe，该结束阈值βrthe是用于结束横摆转矩控制的阈值。结束阈值βrthe被选择为后轮滑移角的不使转弯力CF饱和的值，并且小于开始阈值βrths。结束阈值βrthe不是固定值，而是根据车速V、倾斜角θ和横向加速度Gy而变化。更具体地，开始阈值βrths的值随着车速V的增大而减小。在较高的车速下，转弯力在较小的后轮滑移角βr处达到饱和。结束阈值βrthe被选择为小于开始阈值βrths，从而通过在阈值中包含滞后来确保稳定***以稳定的方式工作。
类似地，出于与开始阈值βrths相同的原因，结束阈值βrthe的值随着倾斜角θ的增大而减小，并且结束阈值βrthe的值随着横向加速度Gy的增大而减小。同样，在确定结束阈值βrthe时还可以考虑其他因素。
由开始阈值计算单元45计算出的开始阈值βrths被用在开始阈值校正单元47中的计算处理。开始阈值校正单元47通过从开始阈值βrths减去与车身滑移角β的变化率βdot成比例的值来校正开始阈值βrths。因此，当后轮滑移角βr迅速增大时，开始阈值βrths被校正为较低的值，从而可以较早地开始稳定控制。当后轮滑移角βr迅速减小时，开始阈值βrths被校正为较大的值，从而可以较晚地开始稳定控制。
由结束阈值计算单元46计算出的结束阈值βrthe被用在结束阈值校正单元48中的计算处理。结束阈值校正单元48通过从结束阈值βrthe减去与车身滑移角β的变化率βdot成比例的值来校正结束阈值βrthe。因此，当后轮滑移角βr迅速增大时，结束阈值βrthe被校正为较低的值，从而可以较晚地结束稳定控制。当后轮滑移角βr迅速减小时，结束阈值βrthe被校正为较大的值，从而可以较早地结束稳定控制。
由开始阈值校正单元47校正的开始阈值βrths和由结束阈值校正单元48校正的结束阈值βrthe被转发到开始/结束确定单元49。开始/结束确定单元49通过将后轮滑移角计算单元42计算出的后轮滑移角βr分别与开始阈值βrths和结束阈值βrthe进行比较来确定稳定控制的开始和结束。更具体地，开始/结束确定单元49通过从开始稳定控制的时间点到结束稳定控制确定的时间点的后轮滑移角βr减去开始阈值βrths来计算后轮滑移角偏差Δβr。因此，开始阈值βrths被用作目标后轮滑移角βrt，并且后轮滑移角偏差Δβr被计算为实际后轮滑移角βr与目标后轮滑移角βrt的偏差。
由开始/结束确定单元49计算出的后轮滑移角偏差Δβr被转发到计算请求横摆转矩Mr的请求横摆转矩计算单元50。作为基于后轮滑移角偏差Δβr的PD反馈控制，请求横摆转矩计算单元50执行后轮滑移角βr的反馈控制。
在请求横摆转矩计算单元50中，比例增益设定单元51基于车速V和后轮滑移角偏差Δβr来设定比例增益Gp。更具体地，比例增益设定单元51参照比例增益图，并且查找与车速V和后轮滑移角偏差Δβr对应的比例增益Gp。所获得的比例增益Gp由比例增益计算单元52使用。比例增益计算单元52通过将比例增益Gp乘以后轮滑移角偏差Δβr来计算比例项。
在请求横摆转矩计算单元50中，微分增益设定单元53基于车速V和后轮滑移角偏差Δβr来设定微分增益Gd。更具体地，微分增益设定单元53参照微分增益图，并且查找与车速V和后轮滑移角偏差Δβr对应的微分增益Gd。微分增益Gd由微分增益计算单元54使用。微分增益计算单元54通过将微分增益Gd乘以车身滑移角β的变化率βdot来计算微分项。
由加法器55将由比例增益计算单元52计算的比例项和由微分增益计算单元54计算的微分项相加，以提供请求横摆转矩Mr。计算出的请求横摆转矩Mr被转发给驱动力控制单元31和制动力控制单元32。
因此，车辆行为稳定控制单元33执行后轮滑移角βr的反馈控制以提供请求横摆转矩Mr，并且通过驱动力分配装置15和制动力产生装置20使车轮4和/或6产生相应的纵向力。因此，横摆转矩M被施加到车辆，以抑制车辆的不稳定行为，例如车辆的打转。
图5是示出处在根据本发明的实施方式的稳定控制下的车辆的行为的图。如图5所示，当车辆行为稳定控制单元33输出请求横摆转矩Mr时，在抑制车辆打转的方向上给予车辆1横摆转矩M(恢复转矩)。如图5所示，当车辆1即将沿逆时针方向打转时，将顺时针方向的恢复转矩施加于车辆1。
通过后轮滑移角βr的反馈控制或通过使用后轮滑移角偏差Δβr的反馈控制来确定请求横摆转矩Mr，该后轮滑移角偏差Δβr作为实际后轮滑移角βr与目标后轮滑移角βrt的偏差而被给出。目标后轮滑移角βrt被设定为转弯力CF不饱和的值。由此，防止了车辆1的不稳定行为。
图6是示出轮胎特性的曲线图，并且在此给出以用于说明根据实施方式的稳定控制的原理。当转弯力CF饱和时，转弯力CF不会随着后轮滑移角βr的增大而增大，从而车辆行为变得不稳定。另一方面，当执行根据本实施方式的稳定控制时，防止了后轮滑移角βr变得过大(图6中的阴影区域)，并保持在转弯力CF不饱和的区域内，由于施加到车辆1的横摆转矩M，抵消了车辆打转的趋势。在后轮滑移角βr的反馈控制中采用的目标后轮滑移角βrt被选择为使其很好地处于转弯力CF不饱和的区域内。结果，如先前参照图4所讨论的，车辆行为被稳定。
下面将讨论本实施方式的操作模式。如图2所示，在本实施方式的车辆行为稳定***30中，车辆行为稳定控制单元33通过将后轮滑移角βr与开始阈值βrths和稳定车辆行为的方向上的结束阈值βrthe进行比较来选择性地控制横摆转矩M。结果，驾驶员能够以舒适的方式控制车辆1。另外，在车辆行为稳定***30中，开始阈值校正单元47和结束阈值校正单元48基于车身滑移角β的变化率βdot分别校正开始阈值βrths和结束阈值βrthe。由此，以高响应性的方式施加横摆转矩M，从而可以基本上没有任何时间滞后地稳定车辆的行为。
当车身滑移角β的变化率βdot与变化率βdot较小的情况相比较大时，开始阈值校正单元47和结束阈值校正单元48将开始阈值βrths和结束阈值βrthe分别校正为较小的值。由此，在车身滑移角β的变化率βdot较大的情况下，驱动力控制单元31和制动力控制单元32的控制开始得早而结束得晚，因此能够以可靠的方式稳定车辆的行为。
车辆行为稳定控制单元33通过执行反馈控制来确定驱动力控制单元31和制动力控制单元32的请求横摆转矩Mr，以使后轮滑移角βr与转弯力CF不饱和的目标后轮滑移角βrt一致。因此，后轮滑移角βr被控制成使转弯力CF不饱和，并且车辆行为的稳定性得以维持。后轮滑移角βr和转弯力CF之间的关系取决于轮胎的特性和道路状况。然而，根据本发明的实施方式，可以在所有条件下使车辆行为稳定。
车辆行为稳定控制单元33基于后轮滑移角偏差Δβr来校正反馈控制的比例增益Gp。因此，反馈控制的比例项是基于与目标后轮滑移角βrt的偏差的，并且比例增益是基于目标后轮滑移角βrt的。结果，以高度响应的方式将所请求横摆转矩Mr确定为适当的值。
由于车辆行为稳定控制单元33基于车身滑移角β的变化率βdot来计算反馈控制的微分项，因此请求横摆转矩Mr在早期达到适当的值。
由于车辆行为稳定控制单元33基于后轮滑移角偏差Δβr来校正反馈控制的微分增益Gd，因此请求横摆转矩Mr在早期达到适当的值。
在该实施方式中，开始阈值计算单元45和结束阈值计算单元46通过考虑路面的倾斜角θ、横向加速度Gy和车速V来分别计算开始阈值βrths和结束阈值βrthe。因此，开始阈值βrths和结束阈值βrthe根据车辆的操作状况而得到适当的确定。
与路面的倾斜角θ较小的情况相比，在路面的倾斜角θ较大的情况下，开始阈值计算单元45和结束阈值计算单元46将开始阈值βrths和结束阈值βrthe选择为较小。从而，当车辆在具有大的倾斜角的路面上行驶且车身滑移角β的估计误差趋于较大时，通过施加横摆转矩M来更早地开始并更晚地结束对车辆行为的稳定控制。由此，可以以可靠的方式稳定车辆行为。
与横向加速度Gy较小的情况相比，在横向加速度Gy较大的情况下，开始阈值计算单元45和结束阈值计算单元46将开始阈值βrths和结束阈值βrthe选择为较小。从而，当横向加速度Gy较大且因此车辆行为更趋于不稳定时，通过施加横摆转矩M来更早地开始并更晚地结束对车辆行为的稳定控制。结果，可以在宽范围的操作条件下以可靠的方式稳定车辆行为。
驱动力控制单元31和制动力控制单元32分别通过分别控制车轮4和6的驱动力和制动力来将横摆转矩M施加到车辆1。然而，也可以仅使用驱动力控制单元31和制动力控制单元32之一来将横摆转矩M施加到车辆1，但是，对于进行有效的横摆转矩控制来说，同时使用驱动力控制单元31和制动力控制单元32更有利。
已经根据特定实施方式描述了本发明，但是本发明不限于这种实施方式，并且可以在不脱离本发明的精神的情况下以各种方式进行修改。
例如，在以上实施方式中，开始阈值校正单元47和结束阈值校正单元48通过使用由βdot计算单元43计算的车身滑移角β的变化率βdot来分别校正开始阈值βrths和结束阈值βrthe。在替代实施方式中，车辆行为稳定控制单元33包括βrdot计算单元，该βrdot计算单元计算后轮滑移角βr的变化率βrdot。在这种情况下，开始阈值校正单元47和结束阈值校正单元48通过使用后轮滑移角βr的变化率βrdot来分别校正开始阈值βrths和结束阈值βrthe。此外，代替使用车身滑移角β的变化率βdot，微分增益计算单元54可以通过使用后轮滑移角βr的变化率βrdot来校正微分增益Gd。
另外，也可以布置成使得：开始阈值计算单元45将开始阈值βrths校正成随着倾斜角θ增大而增大，并且结束阈值计算单元46将结束阈值βrthe校正成随着倾斜角θ增大而增大。通过以此方式校正开始阈值βrths和结束阈值βrthe的基值βreb，防止了车辆行为稳定控制单元33由于后轮滑移角βr因存在大的倾斜角θ造成的增加的不精确性而过度地控制横摆转矩。
另外，也可以布置成使得：开始阈值计算单元45将开始阈值βrths校正为随着横向加速度Gy增大而增大，并且结束阈值计算单元46将结束阈值βrthe校正成随着横向加速度Gy增大而增大。通过以此方式校正开始阈值βrths和结束阈值βrthe，防止了车辆行为稳定控制单元33由于后轮滑移角βr因存在横向加速度Gy造成的增加的不精确性或由于车辆在受到较大的横向加速度时不稳定表现的趋势增加而过度地控制横摆转矩。

Claims (13)

1.一种车辆行为稳定***，该车辆行为稳定***包括：
车身滑移角计算单元，其被配置为根据转向角、横摆率和车速来计算车身滑移角；
后轮滑移角计算单元，其被配置为根据所述车身滑移角、所述横摆率和所述车速来计算后轮滑移角；
横摆转矩施加装置，其被配置为向车辆施加横摆转矩；
车辆行为稳定控制单元，其被配置为选择性地控制所述横摆转矩施加装置，使得相对于开始阈值和结束阈值根据所述后轮滑移角来稳定车辆行为，所述开始阈值是用于发起横摆转矩控制的阈值，在所述横摆转矩控制中所述横摆转矩施加装置向所述车辆施加所述横摆转矩，并且所述结束阈值是用于结束所述横摆转矩控制的阈值；以及
阈值校正单元，其被配置为根据所述后轮滑移角的变化率和/或所述车身滑移角的变化率来对所述开始阈值和所述结束阈值进行校正。
2.根据权利要求1所述的车辆行为稳定***，其中，所述阈值校正单元被配置为随着所述后轮滑移角的变化率和/或所述车身滑移角的变化率的增加而降低所述开始阈值。
3.根据权利要求1或2所述的车辆行为稳定***，其中，所述车辆行为稳定控制单元被配置为通过对所述后轮滑移角进行反馈控制以使所述后轮滑移角与不会造成后轮的转弯力饱和的目标后轮滑移角一致来确定横摆转矩目标值。
4.根据权利要求3所述的车辆行为稳定***，其中，所述车辆行为稳定控制单元被配置为根据所述后轮滑移角与所述目标后轮滑移角的偏差来校正所述反馈控制的比例增益。
5.根据权利要求3所述的车辆行为稳定***，其中，所述车辆行为稳定控制单元被配置为基于所述车身滑移角的变化率或所述后轮滑移角的变化率来计算所述反馈控制的微分项。
6.根据权利要求5所述的车辆行为稳定***，其中，所述车辆行为稳定控制单元被配置为基于所述后轮滑移角与所述目标后轮滑移角的偏差来校正所述反馈控制的微分增益。
7.根据权利要求1或2所述的车辆行为稳定***，该车辆行为稳定***还包括阈值计算单元，所述阈值计算单元被配置为基于路面的倾斜角、横向加速度和所述车速来计算所述开始阈值和所述结束阈值。
8.根据权利要求7所述的车辆行为稳定***，其中，所述阈值计算单元被配置为：与路面的倾斜角较小的情况相比，在路面的倾斜角较大的情况下，将所述开始阈值和所述结束阈值选择为较小。
9.根据权利要求7所述的车辆行为稳定***，其中，所述阈值计算单元被配置为：与路面的倾斜角较小的情况相比，在路面的倾斜角较大的情况下，将所述开始阈值和所述结束阈值选择为较大。
10.根据权利要求7所述的车辆行为稳定***，其中，所述阈值计算单元被配置为：与所述横向加速度较小的情况相比，在所述横向加速度较大的情况下，将所述开始阈值和所述结束阈值选择为较小。
11.根据权利要求7所述的车辆行为稳定***，其中，所述阈值计算单元被配置为：与所述横向加速度较小的情况相比，在所述横向加速度较大的情况下，将所述开始阈值和所述结束阈值选择为较大。
12.根据权利要求7所述的车辆行为稳定***，其中，所述阈值计算单元被配置为：与所述车速较低的情况相比，在所述车速较高的情况下，将所述开始阈值和所述结束阈值选择为较小。
13.根据权利要求1或2所述的车辆行为稳定***，其中，所述横摆转矩施加装置被构造为通过单独地控制所述车辆的车轮的驱动力和/或制动力来将所述横摆转矩施加到所述车辆。
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