CN1787939A - 用于车辆的行驶动力学特性控制*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的行驶动力学特性控制***,该***包括至少一个信号分配器,车辆数据、环境数据和有关驾驶员请求的数据作为输入数据送入到所述至少一个信号分配器中,还包括多个调节车辆动力学特性的可控或可调子***,例如可独立于驾驶员调节的转向***、可独立于驾驶员调节的底盘、可独立于驾驶员调节的制动器以及可独立于驾驶员调节的传动系。本发明的特征在于,信号分配器的数据被送到一中央判定单元(行驶状态识别,驾驶员请求识别),该中央判定单元根据信号分配器的数据确定中央控制目标,这些关于中央控制目标的数据项被分别送到中央调整变量分配器或中央行驶状态控制器,该中央行驶状态控制器通过与子***交互通信来控制这些子***从而通过车辆上的子***实现所述控制目标。

Description

用于车辆的行驶动力学特性控制***
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的行驶动力学特性/动态(Fahrdynamik)控制***,该***包括至少一个信号分配器,车辆数据、环境数据以及有关驾驶员请求的数据作为输入数据送入到所述至少一个信号分配器中;还包括多个调节车辆动力学特性的可控或可调子***,例如可独立于驾驶员调节的转向***、可独立于驾驶员调节的底盘、可独立于驾驶员调节的制动器以及可独立于驾驶员调节的传动系。
背景技术
舒适性和安全性工程在车辆上都越来越重要。因此,车辆上配备的电子和机电部件或子***越来越多。为使传感器信号具有可信性、对信号进行处理、计算调整信号并调节子***的致动器,各子***需要具备各自的控制单元。但是,这些子***或控制单元中的每一个单独(单机)工作,通常不了解其他子***或单元。
除舒适性***例如自动车窗玻璃升降器、外部后视镜的内部调整器等之外,主要是用于影响或改善行驶性能或行驶动力学特性以及用于改善安全性的子***的数量大大增加。还可以看到,在分别用于影响行驶性能或行驶动力学特性的子***中,电子部件和机电部件有增多的趋势。在能够主动地即独立于驾驶员而影响行驶性能的子***中,有电子制动***、主动转向***、主动和半主动底盘部件以及在具有可控中间传动装置的车辆中还有传动***。这些子***中的每一个均旨在影响车辆从而实现行驶性能的改善。根据所涉及的子***不同,控制算法的重点在于不同的领域(安全性、操纵性或舒适性)。因此,主要仅根据子***各自的控制目标或其主要应用范围而分别地调整子***。但是,在车辆与行驶动力学特性相关的应用范围中很宽的范围内,各子***的应用范围或重点彼此重叠。尽管所述子***经常旨在影响或控制相同的行驶动力学特性量,但这些子***中的每一个单独(单机)工作(图1示出水平控制的例子)。这导致应用非常复杂,最重要的是单个子***相对于彼此的相互保护的复杂性,并导致对各子***的功能限制(即,由于各子***不能限制或妨碍其它子***,因此各子***不能理想地实现其控制目标)。
发明内容
因此,本发明的目的是增强行驶动力学特性控制的功能性。
该目的通过权利要求1的特征来实现。
信号分配器的数据被送到中央行驶状态识别器,中央判定单元根据信号分配器的数据确定中央、总体控制目标并且这些关于中央控制目标的数据项被送到通过与子***交互通信来致动这些子***以由车辆上的这些子***来实现控制目标的中央调整变量分配器中,以上事实将降低应用的复杂性,主要是降低各子***相对于彼此的相互保护的复杂性,并消除了每个子***的功能限制。
通过中央行驶状态控制器或调整变量分配器自身实施分配。行驶状态控制器或调整变量分配器是多变量控制器,单个子***之间的控制请求的相应分配基于控制器设计(控制器原理、控制器方法、控制器算法)本身、预置于控制器的质量判据或最优化标准和/或借助于可调加权因素/因子(根据子***的强度和启动顺序的加权)。例如,该分配的目的可能是在出现很小的不稳定趋势时,出于舒适性原因,首先将稳定性要求分配给底盘和转向***。当出现更大的不稳定趋势时,必须另外分别考虑制动器和传动系。根据控制器方法的不同,能够从该预设目标得出控制器设计或控制器的质量判据或对应的加权因子。
从属权利要求给出本发明的有利改进。
本发明的优点
与单机形式相比,将各致动器的所有控制功能组合在中央行驶动力学特性控制算法中(集成方法)实现了行驶动力学特性上以及拓扑或***技术上的各种优点:
●在集成方法中,不同的子***或智能致动器分别通过自身闭合的控制算法致动。因此,各智能致动器协调的共同作用在结构上得到保证。由于对应于多变量控制器方法的各智能致动器不会对彼此产生负面影响,所以行驶状态的控制得到保证。
●可以简单地通过新的智能致动器扩展中央行驶动力学特性控制器,因为这对复杂性的增加非常小。
●该控制方法中智能致动器的相互考虑降低了应用的复杂性(在单机子***中必须通过行驶试验使致动器彼此保护)。单机子***网络扩展时复杂性急剧增大,主要表现为应用的复杂性大大增加。
●该控制方法中单个智能致动器的中央网络使得总线负荷降低,并使得中央处理器与智能致动器之间的物理接口的数量减少。如果单机***“连接成网络”,将导致单机子***之间的通信程度难以控制和维护。
●子***的所有控制功能、行驶状态识别以及驾驶员意图识别分别转移和组合或集成到中央控制单元中,这节省了成本。单个智能致动器执行其基本功能(控制操作)需要的计算工作较少。因此,可以在智能致动器中使用成本较低且几乎无功率的物理存储要求较小的计算单元。
●由于不再需要每个子***如同单机子***中那样具有其各自的控制算法、行驶状态判定单元以及驾驶员请求识别,因此降低了车辆中现存的整个软件扩展和维护所需的工作。在集成方法中,控制算法、行驶状态判定单元以及驾驶员请求识别仅需在中央进行一次扩展和维护。
●清楚和明确地分离基本功能(控制)和行驶动力学特性控制功能(通过与行驶动力学特性有关的变量例如横摆率、横向加速度、侧滑角等的反馈调整行驶状态变量)。
在车辆的整体上考虑,各子***之间最佳的共同作用导致最优的控制性能或最优地实现控制目标。各子***的所有主控制功能中央组合(集成)在一控制算法中以确保各子***最优的共同作用。即,所有通过反馈影响车辆的功能,即车辆状态变量的控制都中央组合在控制算法中。采用水平控制示例,这意味着根据图2各子***(制动***、转向***、底盘***和传动***)成为智能致动器。行驶动力学特性状态的控制根据中央主控制算法进行,该主控制算法有目的地选定单个智能致动器以实现其控制目标。智能致动器不仅调节主行驶动力学特性控制器的额定值,而且向主行驶动力学特性控制器报告其当前状态及其仍可调节的潜力,使得主行驶动力学特性控制器能够将这些数据考虑进其控制策略。另外,各智能致动器具有基本功能:而这些基本功能为单纯控制,即,它们起作用而不反馈/回授行驶动力学特性变量。例如,在制动***中这涉及电子制动力分配,在主动转向***中涉及转向传动比的与速度相关的变化,或者在具有主动稳定杆的底盘***中涉及通过横向加速度控制的侧倾力矩的分配。所有的控制功能或行驶动力学特性的反馈和调节都在中央行驶动力学特性控制算法中执行。当前行驶状态的判定和驾驶员请求的判定也在连接到主行驶动力学特性控制器(图2)上游的程序块中中央地进行。
具体实施方式
图2示出根据本发明的包括信号分配器11的行驶动力学特性控制10。该信号分配器接收来自车辆12的输入数据(检测的变量例如横向加速度、侧滑速度/偏转速度)、来自驾驶员13的输入数据(经由转向角和/或加速踏板位置、制动踏板位置表示的驾驶员请求)以及来自环境14的输入数据(如果可检测,例如路面的倾角、路面的摩擦系数等)。信号分配器11连接到判定单元15(行驶状态识别、驾驶员请求识别)和中央行驶状态控制器16的调整变量分配器或判定单元以及子***17至20。向判定单元15提供(来自)驾驶员、车辆和环境的***输入数据,并且判定单元15根据这些信号确定驾驶员期望的车辆额定性能以及不可检测的状态和环境变量(例如路面的摩擦系数)并将这些变量输送给方框16中的中央行驶状态控制器。调整变量分配器或中央行驶状态控制器16分别与信号分配器11交互通信并向该信号分配器11输送关于调整变量的数据。所述数据能够反馈回判定单元15。调整变量分配器或中央行驶状态控制器分别与每个子***交互相连,并这样向各底盘子***发送其控制指令,同时这样获得关于这些子***的状态(例如可操作、部分可操作、不可操作)和关于这些子***的当前调节潜力的信息并在其调节要求中考虑例如底盘子***的这些信息。子***17-20调节中央行驶状态控制器的控制指令并反过来向信号分配器11分别提供由各子***调整的实际值或实际状态,信号分配器11又在闭环控制中将该信息输送给判定单元15(行驶状态识别和信号调节)。

Claims (7)

1.一种用于车辆的行驶动力学特性控制***,该***包括至少一个信号分配器,车辆数据、环境数据和有关驾驶员请求的数据作为输入数据送入到所述至少一个信号分配器,还包括多个调节车辆动力学特性的可控或可调子***,例如可独立于驾驶员调节的转向***、可独立于驾驶员调节的底盘、可独立于驾驶员调节的制动器以及可独立于驾驶员调节的传动系,其特征在于,所述信号分配器的数据被送到一中央判定单元(行驶状态识别,驾驶员请求识别),该中央判定单元根据所述信号分配器的数据确定中央控制目标,这些关于中央控制目标的数据项被分别送到中央调整变量分配器或中央行驶状态控制器,该中央行驶状态控制器通过与所述子***交互通信来这样地致动所述子***,以通过车辆上的子***实现所述控制目标。
2.根据权利要求1所述的行驶动力学特性控制***,其特征在于,所述控制目标在所述子***之间的分配根据所述子***的当前调节潜力和对当前控制目标的可能贡献进行。
3.根据权利要求1或2所述的行驶动力学特性控制***,其特征在于,所述控制目标在所述子***之间的分配还根据所述子***的当前状态进行。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的行驶动力学特性控制***,其特征在于,所述控制目标在所述子***之间的分配还根据车辆的当前行驶状态进行。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的行驶动力学特性控制***,其特征在于,所述中央控制目标在中央行驶状态识别(15)中确定并分别通过所述中央行驶状态控制器(psip控制器、beta控制器)或通过所述调整变量分配器(16)分配给所述子***。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的行驶动力学特性控制***,其特征在于,所述中央控制目标在所述子***之间的分配分别根据分别预置于所述中央行驶状态控制器或所述调整变量分配器的控制器原理或控制器算法进行,分别根据预置于所述中央行驶状态控制器或所述调整变量分配器(16)的质量判据或最优化标准,或者通过可调加权因素进行。
7.根据权利要求6所述的行驶动力学特性控制***,其特征在于,所述加权根据所述子***的强度和启动顺序进行。
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