CN112848832B - 车辆集成控制方法和车辆集成控制*** - Google Patents
车辆集成控制方法和车辆集成控制*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及车辆集成控制方法和车辆集成控制***。一种车辆集成控制方法,包括:确定路面状态;确定车辆状态;通过基于路面状态和车辆状态的确定结果确定电子控制悬架的控制状态以及簧上质量和簧下质量的运动来确定集成控制模式;以及通过基于所确定的集成控制模式确定控制量来控制电子控制悬架和轮内***。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年11月28日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0156017号的优先权,该申请通过引用结合于此。
技术领域
本公开涉及车辆集成控制。
背景技术
车辆的悬架是作为用于确定乘坐质量和行驶稳定性的主要设备的车辆的重要部分。通常,需要具有低阻尼力的悬架来改善乘坐质量。然而,在这种情况下,乘坐质量是优异的,但是在突然加速、突然制动、突然转向等的情况下,由于俯仰、滚转、升降等的剧烈稳定性变化,因此行驶稳定性降低。
另一方面,在具有高阻尼力的悬架的情况下,可以通过乘坐保持来抑制在各种驾驶情况下发生的车辆稳定性的变化,从而改善行驶稳定性。然而,路面的振动没有被吸收并直接传输到车体,使得驾驶员和乘客的乘坐质量下降。为此,难以开发出满足乘坐质量和行驶稳定性两者的车辆悬架。
通常,用于移动车辆的力来自发动机,并且在环保电动车辆的情况下,来自驱动电机。当设置在车辆中的发动机旋转时生成的驱动力通过诸如变矩器、变速器和驱动轴的动力传输装置被传输到车辆的车轮。
近来已经引起关注的安装在未来车辆中的轮内***是通过将电机分别嵌入车轮中并且以分布式方式驱动电机来独立地控制车辆的四个车轮的制动力/驱动力的***。
轮内***具有以下优点:由于电机分别安装在车轮中并且直接驱动车轮而无需几个动力***,因此通过最小化部件的使用以及具有较少的动力损失来减少车体的重量并且提高燃料效率。
当与车辆的安全装置耦接时,轮内***可能期望很大的协同作用。例如,轮内***可以与作为车辆稳定性控制装置的电子稳定性控制件(ESC)耦接,以极大地改善车辆可以随着驾驶员意图在弯曲道路上调节时的转向角。
另外,轮内***能够产生平坦的内部空间,使得更自由的车辆设计可以是可用的。
轮内***期望应用于共享服务车辆、医院的往返公共汽车、接送车辆、共享办公室车辆等。
需要通过结合现有车辆***控制具有许多优点的轮内***来为驾驶员提供更好的乘坐质量的研究。
发明内容
本公开涉及车辆集成控制。具体实施方式涉及用于集成控制轮内***和ECS以改善设置有轮内***和电子控制悬架(ECS)的车辆中的乘坐质量的技术。已经做出本公开的实施方式以解决在现有技术中发生的问题,同时完整地保持现有技术所实现的优点。
本公开的实施方式提供了一种车辆集成控制方法和车辆集成控制***,其能够通过轮内***和电子控制悬架(ECS)的集成控制来改善乘坐质量。
本公开的另一实施方式提供了一种车辆集成控制方法和车辆集成控制***,其独立地控制轮内***的制动力和驱动力以施加车体的力的垂直分量,使得具有半主动悬架的车辆的阻尼力与具有全主动悬架的车辆的阻尼力一样被主动控制,从而优化乘坐质量。
本公开的另一实施方式提供了一种车辆集成控制方法和车辆集成控制***,其能够在不由于车辆重量增加而改变ESC容量的情况下满足乘坐质量。
本发明构思要解决的技术问题不限于前述问题,并且本公开所属领域的技术人员将从以下描述中清楚地理解本文未提及的任何其他技术问题。
根据本公开的实施方式,车辆集成控制方法包括:确定路面状态;确定车辆状态;通过基于路面状态和车辆状态的确定结果确定电子控制悬架的控制状态以及簧上质量/簧下质量的运动来确定集成控制模式;以及通过基于所确定的集成控制模式确定控制量来控制电子控制悬架和轮内***。
在一个实施方式中,当路面状态是包括凸起和坑洼的不规则路面时,可以确定车辆状态。
在一个实施方式中,确定车辆状态可以包括确定转向特性和直线度是否在预定允许范围内,其中,当转向特性和直线度在预定允许范围内时,可以确定电子控制悬架的控制状态以及簧上质量/簧下质量的运动。
在一个实施方式中,集成控制模式的确定可以包括:当基于车体的上升和弹簧的压缩簧上质量和簧下质量两者都上升时,确定集成控制模式为第一模式;当基于车体的上升和弹簧的张力簧上质量上升并且簧下质量下降时,确定集成控制模式为第二模式;当基于车体的下降和弹簧的张力簧上质量和簧下质量两者都下降时,确定集成控制模式为第三模式;以及当基于车体的下降和弹簧的压缩簧上质量下降并且簧下质量上升时,确定集成控制模式为第四模式。
在一个实施方式中,可以以第一模式和第三模式控制电子控制悬架的基本阻尼力和轮内***的力的垂直分量。
在一个实施方式中,可以基于前轮轮内/后轮轮内的制动力/驱动力来控制力的垂直分量的方向和大小,其中,以第一模式可以驱动前轮轮内并且可以制动后轮轮内,以控制在向下方向上的力的垂直分量,并且其中,以第三模式可以制动前轮轮内并且可以驱动后轮轮内,以控制在向上方向上的力的垂直分量。
在一个实施方式中,可以以第二模式和第四模式控制电子控制悬架的基本阻尼力和天钩阻尼力,并且可以控制轮内***的力的垂直分量。
在一个实施方式中,可以基于前轮轮内/后轮轮内的制动力/驱动力来控制力的垂直分量的方向和大小,其中,以第二模式可以驱动前轮轮内并且可以制动后轮轮内,以控制在向下方向上的力的垂直分量,并且其中,以第四模式可以制动前轮轮内并且可以驱动后轮轮内,以控制在向上方向上的力的垂直分量。
在一个实施方式中,可以通过以第二模式或第四模式在阻尼系数等于或低于某一阻尼系数或者等于或高于某一阻尼系数的区域中施加调节后的阻尼系数来控制力的垂直分量。
在一个实施方式中,可以基于由车体重力传感器和车轮重力传感器测量的感测值,使用G值水平和振动频率来确定路面状态。
根据本公开的实施方式,一种用于使用电子控制悬架和轮内***来改善乘坐质量的车辆集成控制***,包括:路面状态确定模块,用于确定路面状态;车辆状态确定模块,用于确定车辆状态;集成控制模式确定模块,用于通过基于路面状态和车辆状态的确定结果确定电子控制悬架的控制状态以及簧上质量/簧下质量的运动来确定集成控制模式;控制量确定模块,用于基于所确定的集成控制模式来确定控制量;第一控制模块,用于基于所确定的控制量来控制电子控制悬架;以及第二控制模块,用于基于所确定的控制量来控制轮内***。
在一个实施方式中,当路面状态是凸起和坑洼的不规则路面时,车辆状态确定模块可以确定车辆状态。
在一个实施方式中,车辆状态确定模块可以确定转向特性和直线度是否在预定允许范围内,并且当转向特性和直线度在预定允许范围内时,确定电子控制悬架的控制状态以及簧上质量/簧下质量的运动。
在一个实施方式中,集成控制模式确定模块可以包括:用于当基于车体的上升和弹簧的压缩簧上质量和簧下质量两者都上升时确定集成控制模式为第一模式的装置;用于当基于车体的上升和弹簧的张力簧上质量上升并且簧下质量下降时确定集成控制模式为第二模式的装置;用于当基于车体的下降和弹簧的张力簧上质量和簧下质量两者都下降时确定集成控制模式为第三模式的装置;以及用于当基于车体的下降和弹簧的压缩簧上质量下降并且簧下质量上升时确定集成控制模式为第四模式的装置。
在一个实施方式中,可以以第一模式和第三模式控制电子控制悬架的基本阻尼力和轮内***的力的垂直分量。
在一个实施方式中,可以基于前轮轮内/后轮轮内的制动力/驱动力来控制力的垂直分量的方向和大小,其中,第二控制模块可以以第一模式驱动前轮轮内并且制动后轮轮内以控制在向下方向上的力的垂直分量,以及以第三模式制动前轮轮内并且驱动后轮轮内以控制在向上方向上的力的垂直分量。
在一个实施方式中,可以以第二模式和第四模式控制电子控制悬架的基本阻尼力和天钩阻尼力,并且可以控制轮内***的力的垂直分量。
在一个实施方式中,可以基于前轮轮内/后轮轮内的制动力/驱动力来控制力的垂直分量的方向和大小,其中,第二控制模块可以以第二模式驱动前轮轮内并且制动后轮轮内以控制在向下方向上的力的垂直分量,以及以第四模式制动前轮轮内并且驱动后轮轮内以控制在向上方向上的力的垂直分量。
在一个实施方式中,可以通过以第二模式或第四模式在阻尼系数等于或低于某一阻尼系数或者等于或高于某一阻尼系数的区域中施加调节后的阻尼系数来控制力的垂直分量。
在一个实施方式中,路面状态确定模块可以基于由车体重力传感器和车轮重力传感器测量的感测值,使用G值水平和振动频率来确定路面状态。
本发明构思要解决的技术问题不限于前述问题,并且本公开所属领域的技术人员将从以下描述中清楚地理解本文未提及的任何其他技术问题。
附图说明
从以下结合附图的详细描述中,本公开的以上和其他目的、特征和优点将更加显而易见,其中:
图1是用于描述根据本公开的一个实施方式的车辆集成控制***的结构的示图;
图2示出了根据本实施方式的实施方式的ECS的操作区域和非操作区域;
图3是用于描述根据本公开的一个实施方式的用于确定集成控制模式的方法的示图;
图4是用于描述制动力/驱动力与力的垂直分量之间的关系的示图;
图5是用于描述根据本公开的一个实施方式的用于改善乘坐质量的车辆集成控制方法的示图;
图6是组织根据上述图1至图5的实施方式的用于控制用于改善车辆集成控制***中的乘坐质量的ECS和轮内***的方法的示图;
图7是示出根据本公开的一个实施方式的车辆集成控制***中基于集成控制模式的簧上质量和簧下质量的运动、ECS控制以及轮内力的垂直分量的方向和大小的控制的表格;
图8是图7中的表格的示意图;以及
图9是示出根据本公开的一个实施方式的用于改善乘坐质量的车辆集成控制方法的流程图。
具体实施方式
在下文中,将参考示例性附图详细描述本公开的一些实施方式。在将参考标号添加到每个附图的组件中时,应当注意,即使当相同或等效的组件显示在其他附图上时,它们也由相同的数字表示。此外,在描述本公开的实施方式时,当确定相关的已知配置或功能干扰对本公开的实施方式的理解时,将省略其详细描述。
在描述根据本公开的实施方式的组件时,可以使用诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等术语。这些术语仅旨在将组件与其他组件区分开,并且术语不限制组件的性质、顺序或次序。除非另有定义,否则本文所使用的包括技术术语和科学术语的所有术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解,诸如在常用词典中定义的那些术语应当被解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义一致的含义,并且除非在本文中明确如此定义,否则将不以理想化或过于正式的意义来解释。
在下文中,将参考图1至图9详细描述本公开的实施方式。
图1是用于描述根据本公开的一个实施方式的车辆集成控制***的结构的示图。
参考图1,车辆集成控制***100可以主要由电子控制悬架(ECS)10、轮内***20和集成控制器30组成。
电子控制悬架(ECS)10是电子控制***,其目的是通过基于行驶速度和道路状况改变减振器的阻尼力来控制车体的稳定性,并且因此同时改善乘坐质量和行驶稳定性。
ECS 10可以使用利用电机、液压装置等逐渐调节减震器的阻尼力的方案。目前,由于能源消耗、结构复杂性、经济可行性等,ECS 10仅应用于昂贵的车辆。
例如,ECS 10可以通过增加未铺设的道路上的车辆高度来使悬架特性平滑来改善车辆保护和乘坐质量,并且通过降低车辆高度以减小空气阻力并且通过加强公路上的悬架特性来改善行驶稳定性。
ECS 10使用用于检测车体的垂直加速度的车体垂直加速度传感器和用于检测车轮的垂直加速度的车轮垂直加速度传感器来控制车辆的乘坐质量,并且当在车辆转向时尽可能多地使用ECS 10的阻尼力来控制车辆的操纵。
根据实施方式的ECS 10可以是半主动悬架***,其仅在满足特定条件时操作,如稍后将描述的图2所示。
轮内***20是能够通过将电机分别嵌入车轮中并且以分布式方式驱动电机来独立地控制车辆的四个车轮的制动力/驱动力的***。
轮内***20可以通过不同地控制分别嵌入车轮中的电机的转矩来控制转向角。
例如,当后轮驱动车辆左转向时,轮内***20可以被控制使得右后轮电机的转矩具有比左后轮电机的转矩大的值。
集成控制器30可以自适应地控制ECS 10和轮内***20的操作以优化乘坐质量。
根据实施方式的集成控制器30可以通过在ECS 10的非操作区域中控制轮内***20来改善乘坐质量,并且通过在ECS 10的操作区域中协同控制ECS 10和轮内***20来提供优选的乘坐质量。
根据实施方式的集成控制器30可以包括路面状态确定模块31、车辆状态确定模块32、集成控制模式确定模块33、控制量确定模块34、第一控制模块35和第二控制模块36。
路面状态确定模块31可以基于由被布置为感测车体运动的变化的各种传感器感测的感测信息、车辆速度感测信号、相机拍摄的视频等来确定凸起、坑洼、路面粗糙度等。
作为示例,路面状态确定模块31可以基于由车体重力传感器和车轮重力传感器测量的感测值来确定G值水平和振动频率。
在实施方式中,重力传感器可以包括感测车体的速度变化的加速度传感器和感测车体的转向角的陀螺仪传感器,但是可以不限于此。
在实施方式中,路面状态确定模块31可以使用由ECS 10的控制器(未示出)确定的路面状态确定结果值来确定路面状态。
车辆状态确定模块32可以使用车体重力传感器、车轮重力传感器、在行驶期间感测车辆的横向加速度的横向加速度传感器(或横向G传感器)、检测方向盘的旋转角的旋转角传感器、检测车辆行驶速度的车辆速度传感器、检测垂直轴方向上的旋转角速度的偏航率传感器、检测轮胎压力值的轮胎压力监测***(TPMS)、检测加速和减速踏板压力值的加速/减速踏板传感器等来计算车辆的弹跳、滚转、俯仰以及偏航值。
在实施方式中,车辆状态确定模块32可以使用由ECS 10的控制器(未示出)计算的车辆状态确定结果来确定车辆的当前状态。
集成控制模式确定模块33可以基于当通过路面(诸如凸起/坑洼)时簧上质量的运动和簧下质量的运动与车辆状态之间的相关性来确定集成控制模式。
通常,施加到悬架的负载可以基于弹簧被分为由弹簧支撑的簧上质量(ms)和支撑弹簧的簧下质量(mu)。
当基于车体的上升和弹簧的压缩簧上质量和簧下质量两者都上升时,集成控制模式确定模块33可以确定集成控制模式为第一模式。
当基于车体的上升和弹簧的张力簧上质量上升并且簧下质量下降时,集成控制模式确定模块33可以确定集成控制模式为第二模式。
当基于车体的下降和弹簧的张力簧上质量和簧下质量两者都下降时,集成控制模式确定模块33可以确定集成控制模式为第三模式。
当基于车体的下降和弹簧的压缩簧上质量下降并且簧下质量上升时,集成控制模式确定模块33可以确定集成控制模式为第四模式。
集成控制模式确定模块33可以基于所确定的集成控制模式来确定整体阻尼力控制方案。
作为示例,如稍后将描述的图3所示,当所确定的集成控制模式是第二模式或第四模式时,集成控制模式确定模块33可以将阻尼力控制方案确定为主动控制区域中的硬控制。另一方面,当所确定的集成控制模式是第一模式或第三模式时,集成控制模式确定模块33可以将阻尼力控制方案确定为手动控制区域中的软控制。
在这一点上,硬控制是通过在用于辅助ECS 10的阻尼力的方向上控制轮内***20的力的垂直分量以在发生ECS 10的主动阻尼力的区域中抑制车体运动来改善乘坐质量的阻尼力控制方案。
另一方面,软控制是通过由轮内***20控制力的垂直分量Fc以在未发生ECS 10的主动阻尼力的区域中执行作为全主动悬架的作用来改善乘坐质量的阻尼力控制方案。
因此,根据本公开的实施方式的集成控制器30具有在所有区域中控制乘坐质量的优点,而不管是否发生ECS 10的阻尼力。
控制量确定模块34可以为悬架***提供数学建模,其中,ECS 10的阻尼力和轮内***20的力的垂直分量基于控制信号(例如,集成控制模式确定模块33的标志信号)以集成方式作用。在这一点上,标志信号可以包括关于所确定的集成控制模式和阻尼力控制方案的信息,但是可以不限于此。
控制量确定模块34可以保持ECS 10的控制量不变,并且基于标志信号控制轮内***20的控制量(即力的垂直分量的方向和大小)以动态地控制整个阻尼力。
第一控制模块35可以基于控制量确定模块34的控制信号来控制ECS10的阻尼力。
第二控制模块36可以基于控制量确定模块34的控制信号来动态地控制轮内***20的力的垂直分量。
图2示出了根据本实施方式的ECS的操作区域和非操作区域。
参考图2,可以基于相对位移速度(即ECS 10的弹簧的变化)和阻尼力来确定ECS10的可操作区域。
根据实施方式的车辆集成控制***100可以通过在ECS 10的非操作区域中控制轮内***20的力的垂直分量来改善乘坐质量,并且通过在ECS10的操作区域中利用即协同控制ECS 10和轮内***20两者来实现优选的乘坐质量。
因此,本公开的实施方式具有以下优点:通过解决当仅使用现有ECS10时仅在有限条件下才可能控制乘坐质量的问题,在所有行驶环境中提供更改善的乘坐质量。
图3是用于描述根据本公开的一个实施方式的用于确定集成控制模式的方法的示图。
可以基于ECS 10的弹簧状态和车辆状态来确定集成控制模式。
参考图3,当基于车体的上升和弹簧的压缩簧上质量和簧下质量两者都上升时,集成控制模式确定模块33可以确定集成控制模式为第一模式。
当基于车体的上升和弹簧的张力簧上质量上升并且簧下质量下降时,集成控制模式确定模块33可以确定集成控制模式为第二模式。
当基于车体的下降和弹簧的张力簧上质量和簧下质量两者都下降时,集成控制模式确定模块33可以确定集成控制模式为第三模式。
当基于车体的下降和弹簧的压缩簧上质量下降并且簧下质量上升时,集成控制模式确定模块33可以确定集成控制模式为第四模式。
以车体上升时弹簧被拉紧的第二模式和车体下降时弹簧被压缩第四模式,可能发生天钩现象。
在这一点上,在由于凸起/坑洼等当通过不平坦的路面时车体强烈地上升/下降的情况下可能发生天钩现象。因此,可以实现天钩控制,使得车体的垂直加速度减小。
在发生天钩现象的集成控制模式中(即第二模式和第四模式中),集成控制模式确定模块33可以将阻尼力控制方案确定为主动控制区域中的硬控制。在这一点上,硬控制可以是通过ECS 10和轮内***20的协同控制来调节整个阻尼力的阻尼力控制方案。
在未发生天钩现象的集成控制模式中(即在第一模式和第三模式中),集成控制模式确定模块33可以将阻尼力控制方案确定为手动控制区域中的软控制。在这一点上,软控制可以是通过仅控制轮内***20的力的垂直分量来调节整个阻尼力的阻尼力控制方案。
根据本公开的实施方式的车辆集成控制***100可以通过ECS 10和轮内***20的自适应控制来精确地控制整个阻尼力,而不管行驶期间的路面状态和车辆状态,从而提供优选的乘坐质量。
图4是用于描述制动力/驱动力与力的垂直分量之间的关系的示图。
参考图4中的参考标号410,轮内***20的力的垂直分量Fvertical component of force可以由对应于前轮和后轮的制动力或驱动力Fbraking/driving force和对应的悬架旋转中心与对应的制动力或驱动力形成的角度θ来确定。
例如,力的垂直分量Fvertical component of force可以由下面的等式1确定。
Fvertical component of force=Fbraking/driving force*tan(θ) <等式1>
参考标号420示出了根据本公开的实施方式的用于改善乘坐质量的车辆集成控制***100的数学建模。
参考参考标号420,施加到悬架上的负载可以基于弹簧424被分为由弹簧424支撑的簧上质量(ms)421和支撑弹簧424的簧下质量(mu)422。包括驱动***(包括车体和人)的质量对应于簧上质量421,并且悬架的阻尼器、控制臂、转向节、轮毂、卡钳、盘、拉杆等可以属于簧下质量422。
减震器可以提供在吸收路面冲击之后吸收弹簧的过量弹性能量和保持轮胎的抓地力的功能,并且可以被实现为可变阻尼器423。
参考标号430是对应于参考标号420的数学模型的运动方程。在这一点上,包括在运动方程中的ks是弹簧常数。
图5是用于描述根据本公开的一个实施方式的用于改善乘坐质量的车辆集成控制方法的示图。
通常,由于悬架的减振器所需的阻尼力即使在相同的活塞速度下也根据行驶状况而变化,因此采用用于基于行驶状况转换阻尼力的***。通常,当在具有良好路面的道路上行驶时,将阻尼力设置为低以确保乘坐质量,并且在突然转向、突然非预期加速、突然制动等期间增加阻尼力,从而减小车体的稳定性的变化。另外,当在崎岖道路、恶劣道路等上行驶时,可以通过增加阻尼力来迅速地抑制车体振动,并且还可以减小轮胎的抓地力的变化。
参考上述图3和图5,如下面的等式2所示,根据本公开的实施方式的车辆集成控制***中的总阻尼力FSUM可以由轮内***20的力的垂直分量FC和ECS 10的阻尼力Fdamp的和来确定。
FSUM=FC+Fdamp <等式2>
当集成控制模式为第二模式或第四模式时,如下面的等式3所示,Fdamp可以由天钩阻尼力Fsky和基本阻尼力Cs(Xs-Xu)的和来确定。
Fdamp=Fsky+Cs(Xs-Xu) <等式3>
在这一点上,Xs-Xu是悬架的阻尼器速度,并且Cs是可变阻尼器常数。
Cs可以通过天钩常数Csky以及车体速度与阻尼器速度之比来计算,如下面的等式4所示。
Csky=Xs/(Xs-Xu) <等式4>
当集成控制模式为第一模式或第三模式时,Fdamp可以是等式2中的基本阻尼力Cs(Xs-Xu)。
在发生ECS 10的主动阻尼力的第一模式和第三模式中,轮内***20的力的垂直分量FC通过辅助ECS 10的现有阻尼力而在用于抑制车体运动的方向上作用。
在未发生ECS 10的主动阻尼力的第二象限和第四象限中,轮内***20的力的垂直分量FC可以用作全主动悬架。
因此,根据本公开的实施方式的车辆集成控制***100具有能够以所有第一模式至第四模式控制乘坐质量的优点。
图6是组织根据上述图1至图5的实施方式的用于控制用于改善车辆集成控制***中的乘坐质量的ECS和轮内***的方法的示图。
例如,参考参考标号610和620,在车辆刚通过不平坦的路面(例如减速带)之后,车体上升,并且由于簧上质量的上升和簧下质量的下降,可能需要强烈地抑制车体的上升。在这种情况下,ECS 10可以控制阻尼力,使得弹簧处于强烈拉紧状态,并且轮内***20可以控制控制前轮轮内驱动和后轮轮内制动的力的垂直分量,使得抑制车体的上升。
图7是示出根据本公开的一个实施方式的车辆集成控制***中基于集成控制模式710的簧上质量和簧下质量的运动720、ECS控制730以及轮内力的垂直分量的方向和大小的控制740的表格。
当集成控制模式为第一模式时,执行使用基本阻尼力的弱压缩控制作为ECS控制,并且驱动前轮轮内并制动后轮轮内以对轮内力的垂直分量执行向下控制。
当集成控制模式为第二模式时,执行使用基本阻尼力和天钩阻尼力的强张力控制作为ECS控制,并且驱动前轮轮内并制动后轮轮内以对轮内力的垂直分量执行向下控制。
当集成控制模式为第三模式时,执行使用基本阻尼力的弱张力控制作为ECS控制,并且制动前轮轮内并驱动后轮轮内以对轮内力的垂直分量执行向上控制。
当集成控制模式为第四模式时,执行使用基本阻尼力和天钩阻尼力的强压缩控制作为ECS控制,并且制动前轮轮内并驱动后轮轮内以对轮内力的垂直分量执行向上控制。
图8是图7中的表格的示意图。
参考图8,由于仅基本阻尼力作用在2/4象限中,因此主动阻尼力可能通过用轮内***产生力的垂直分量来生成。
在车体上升并且发生弹簧压缩的第二象限中,轮内***20可以产生向下方向上的力的垂直分量,以改善ECS 10的非操作区段中的乘坐质量。另外,在车体下降并且发生弹簧张力的第四象限中,轮内***20可以产生向上方向上的力的垂直分量,以改善ECS 10的非操作区段中的乘坐质量。
在1/3象限中,天钩阻尼力起作用。然而,当阻尼系数等于或低于某一阻尼系数或者等于或高于某一阻尼系数时,不发生天钩阻尼力。因此,应用了调节后的阻尼系数Cad。因此,使用轮内***20生成对应于调节后的阻尼系数Cad的力的垂直分量以改善乘坐质量。
即,当集成控制模式为第二模式或第四模式时,天钩阻尼力不作用在阻尼系数等于或低于某一阻尼系数或者等于或高于某一阻尼系数的区域中,使得可以通过应用调节后的阻尼系数来控制力的垂直分量。
图9是示出根据本公开的一个实施方式的用于改善乘坐质量的车辆集成控制方法的流程图。
参考图9,车辆集成控制***100可以确定路面状态(S901)。
车辆集成控制***100可以基于由被布置为感测车体运动的变化的各种传感器感测的感测信息、车辆速度感测信号、相机拍摄的视频等来确定凸起、坑洼等。
当作为确定路面状态的结果感测到诸如凸起、坑洼等的不规则路面或不平坦的路面时,车辆集成控制***100可以确定车辆状态(S902)。在这一点上,车辆状态可以包括转向状态,但是可以不限于此。车辆集成控制***100可以确定转向特性和直线度是否在预定允许范围内。
车辆集成控制***100可以使用车体重力传感器、车轮重力传感器、在行驶期间感测车辆的横向加速度的横向加速度传感器(或横向G传感器)、检测方向盘的旋转角的旋转角传感器、检测车辆行驶速度的车辆速度传感器、检测垂直轴方向上的旋转角速度的偏航率传感器、检测轮胎压力值的轮胎压力监测***(TPMS)、检测加速和减速踏板压力值的加速/减速踏板传感器等来计算车辆的弹跳、滚转、俯仰以及偏航值。
当转向特性和直线度在允许范围内时,车辆集成控制***100可以确定ECS 10的控制状态(S903)。在这一点上,可以以基于车体的上升/下降的阻尼力和基于弹簧的张力/压缩为基础的阻尼力来确定ECS 10的控制状态。例如,ECS 10的控制状态可以被划分为执行ECS 10对主动阻尼力的控制的硬控制区域和不操作ECS 10的软控制区域。
车辆集成控制***100可以确定对应于所确定的ECS控制状态的簧上质量/簧下质量的运动方向(S904)。
车辆集成控制***100可以基于所确定的簧上质量/簧下质量的运动方向来确定集成控制模式(S905)。
车辆集成控制***100可以基于所确定的集成控制模式来确定是否需要ECS和轮内***的集成控制(S906)。
当作为确定的结果需要集成控制时,车辆集成控制***100可以确定要施加到轮内***20的前轮轮内/后轮轮内制动力/驱动力(S907)。在这一点上,可以基于所确定的前轮轮内/后轮轮内制动力/驱动力来确定力的垂直分量的操作方向和大小。
车辆集成控制***100可以基于所确定的前轮轮内/后轮轮内制动力/驱动力来执行ECS和轮内集成控制(S908)。
当在901中未感测到凸起/坑洼时,当在902中转向特性/直线度超出允许范围时,或者当在906中确定不需要ECS和轮内***的集成控制时,车辆集成控制***100可以执行ECS和轮内***的单独控制(S909)。
因此,结合本文所公开的实施方式描述的方法或算法的操作可以直接体现在由处理器执行的硬件模块或软件模块中,或其组合中。软件模块可以驻留在诸如RAM、闪存、ROM、EPROM、EEPROM、寄存器、硬盘、可移动盘和CD-ROM的存储介质(即,内存和/或存储器)上。
示例性存储介质耦接到处理器,该处理器可以从存储介质读取信息和将信息写入存储介质。在另一方法中,存储介质可以与处理器集成。处理器和存储介质可以驻留在专用集成电路(ASIC)内。ASIC可以驻留在用户终端内。在另一方法中,处理器和存储介质可以作为单独的组件驻留在用户终端中。
以上描述仅是本公开的技术思想的说明,并且本领域技术人员可以在不脱离本公开的本质特征的情况下进行各种修改和改变。
因此,本公开中公开的实施方式不旨在限制本公开的技术思想,而是用于说明本公开,并且本公开的技术思想的范围不受实施方式的限制。本公开的范围应当被解释为由所附权利要求的范围覆盖,并且落入权利要求的范围内的所有技术思想应当被解释为包括在本公开的范围内。
本公开的实施方式具有以下优点:提供一种车辆集成控制方法和车辆集成控制***,其能够通过集成控制轮内***和电子控制悬架(ECS)来改善乘坐质量。
另外,本公开的实施方式具有以下优点:提供一种车辆集成控制方法和车辆集成控制***,其独立地控制轮内***的制动力和驱动力以施加车体的力的垂直分量,使得具有半主动悬架的车辆的阻尼力与具有全主动悬架的车辆的阻尼力一样被主动控制,从而优化乘坐质量。
另外,本公开的实施方式具有以下优点:提供一种车辆集成控制方法和车辆集成控制***,其能够在不由于车辆重量增加而改变ESC容量的情况下满足乘坐质量。
另外,本公开的实施方式不仅可以通过轮内***和ECS的集成控制来降低改善乘坐质量所需的成本,而且还可以期望通信效果。
另外,可以提供可以通过本公开的实施方式直接或间接识别的各种效果。
在上文中,尽管已经参考示例性实施方式和附图描述了本公开,但是本公开并不限于此,而是可以由本公开所属领域的技术人员在不脱离所附权利要求中要求保护的本公开的精神和范围的情况下进行各种修改和改变。
Claims (18)
1.一种车辆集成控制方法,所述方法包括:
确定路面状态;
确定车辆状态;
通过基于所述路面状态的确定结果和所述车辆状态的确定结果确定电子控制悬架的控制状态以及簧上质量和簧下质量的运动来确定集成控制模式;以及
通过基于所确定的集成控制模式确定控制量来控制所述电子控制悬架和轮内***,
其中,确定所述集成控制模式包括:
当基于车体的上升和弹簧的压缩所述簧上质量和所述簧下质量两者都上升时,确定所述集成控制模式为第一模式;
当基于所述车体的上升和所述弹簧的张力所述簧上质量上升并且所述簧下质量下降时,确定所述集成控制模式为第二模式;
当基于所述车体的下降和所述弹簧的张力所述簧上质量和所述簧下质量两者都下降时,确定所述集成控制模式为第三模式;以及
当基于所述车体的下降和所述弹簧的压缩所述簧上质量下降并且所述簧下质量上升时,确定所述集成控制模式为第四模式。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,当所述路面状态是包括凸起或坑洼的不规则路面时,确定所述车辆状态。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,确定所述车辆状态包括:
确定转向特性和直线度是否在预定允许范围内,
其中,当所述转向特性和所述直线度在所述预定允许范围内时,确定所述电子控制悬架的控制状态以及所述簧上质量和所述簧下质量的运动。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,以所述第一模式和所述第三模式控制所述电子控制悬架的基本阻尼力和所述轮内***的力的垂直分量。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,
基于前轮轮内和后轮轮内的制动力和驱动力来控制所述力的垂直分量的方向和大小;
以所述第一模式驱动所述前轮轮内并且制动所述后轮轮内,以控制在向下方向上的所述力的垂直分量;以及
以所述第三模式制动所述前轮轮内并且驱动所述后轮轮内,以控制在向上方向上的所述力的垂直分量。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,以所述第二模式和所述第四模式控制所述电子控制悬架的基本阻尼力和天钩阻尼力,并且控制所述轮内***的力的垂直分量。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,
基于前轮轮内/后轮轮内的制动力/驱动力来控制所述力的垂直分量的方向和大小;
以所述第二模式驱动所述前轮轮内并且制动所述后轮轮内,以控制在向下方向上的所述力的垂直分量;以及
以所述第四模式制动所述前轮轮内并且驱动所述后轮轮内,以控制在向上方向上的所述力的垂直分量。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,通过以所述第二模式或所述第四模式在阻尼系数等于或低于某一阻尼系数或者等于或高于某一阻尼系数的区域中施加调节后的阻尼系数来控制所述力的垂直分量。
9.根据权利要求1所述的方法,其中,基于由车体重力传感器和车轮重力传感器测量的感测值,使用G值水平和振动频率来确定所述路面状态。
10.一种车辆集成控制***,用于使用电子控制悬架和轮内***来改善乘坐质量,所述车辆集成控制***包括:
路面状态确定模块,被配置为确定路面状态;
车辆状态确定模块,被配置为确定车辆状态;
集成控制模式确定模块,被配置为通过基于所述路面状态的确定结果和所述车辆状态的确定结果确定所述电子控制悬架的控制状态以及簧上质量和簧下质量的运动来确定集成控制模式;
控制量确定模块,被配置为基于所确定的集成控制模式来确定控制量;
第一控制模块,被配置为基于所确定的控制量来控制所述电子控制悬架;以及
第二控制模块,被配置为基于所确定的控制量来控制所述轮内***,
其中,所述集成控制模式确定模块被配置为:
当基于车体的上升和弹簧的压缩所述簧上质量和所述簧下质量两者都上升时,确定所述集成控制模式为第一模式;
当基于所述车体的上升和所述弹簧的张力所述簧上质量上升并且所述簧下质量下降时,确定所述集成控制模式为第二模式;
当基于所述车体的下降和所述弹簧的张力所述簧上质量和所述簧下质量两者都下降时,确定所述集成控制模式为第三模式;以及
当基于所述车体的下降和所述弹簧的压缩所述簧上质量下降并且所述簧下质量上升时,确定所述集成控制模式为第四模式。
11.根据权利要求10所述的车辆集成控制***,其中,所述车辆状态确定模块被配置为当所述路面状态是包括凸起或坑洼的不规则路面时,确定所述车辆状态。
12.根据权利要求10所述的车辆集成控制***,其中,所述车辆状态确定模块被配置为:
确定转向特性和直线度是否在预定允许范围内;以及
当所述转向特性和所述直线度在所述预定允许范围内时,确定所述电子控制悬架的控制状态以及所述簧上质量和所述簧下质量的运动。
13.根据权利要求10所述的车辆集成控制***,其中,以所述第一模式和所述第三模式控制所述电子控制悬架的基本阻尼力和所述轮内***的力的垂直分量。
14.根据权利要求13所述的车辆集成控制***,其中,
基于前轮轮内和后轮轮内的制动力和驱动力来控制所述力的垂直分量的方向和大小;
所述第二控制模块被配置为:
以所述第一模式驱动所述前轮轮内并且制动所述后轮轮内,以控制在向下方向上的所述力的垂直分量;以及
以所述第三模式制动所述前轮轮内并且驱动所述后轮轮内,以控制在向上方向上的所述力的垂直分量。
15.根据权利要求10所述的车辆集成控制***,其中,以所述第二模式和所述第四模式控制所述电子控制悬架的基本阻尼力和天钩阻尼力,并且控制所述轮内***的力的垂直分量。
16.根据权利要求15所述的车辆集成控制***,其中,
基于前轮轮内/后轮轮内的制动力/驱动力来控制所述力的垂直分量的方向和大小;
其中,所述第二控制模块被配置为:
以所述第二模式驱动所述前轮轮内并且制动所述后轮轮内,以控制在向下方向上的所述力的垂直分量;以及
以所述第四模式制动所述前轮轮内并且驱动所述后轮轮内,以控制在向上方向上的所述力的垂直分量。
17.根据权利要求16所述的车辆集成控制***,其中,通过以所述第二模式或所述第四模式在阻尼系数等于或低于某一阻尼系数或者等于或高于某一阻尼系数的区域中施加调节后的阻尼系数来控制所述力的垂直分量。
18.根据权利要求10所述的车辆集成控制***,其中,所述路面状态确定模块被配置为基于由车体重力传感器和车轮重力传感器测量的感测值,使用G值水平和振动频率来确定所述路面状态。
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