CN101511659A

CN101511659A - 用于减轻拖车摇摆的闭环控制

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Publication number: CN101511659A
Application number: CNA2007800335516A
Authority: CN
Inventors: H-C·吴; F·纳尔迪; J-J·陈; E·哈特曼
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-08-11
Filing date: 2007-08-09
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2027-08-09
Also published as: US20080036296A1; JP5973314B2; JP2010500233A; EP2051893B1; US8740317B2; JP2013018487A; ES2369158T3; KR20090051087A; CN101511659B; KR20140060368A; WO2008021942A1; EP2051893A1; KR101688707B1

Abstract

一种对连接到车辆拖车(102)的牵引车辆(100)进行控制的方法和使用该方法的系统。该方法包括感测一组车辆目标值和对应于该组车辆目标值的一组车辆状况。该方法还包括：确定该组车辆目标值与该组车辆状况之间的多个差异；确定所述多个差异的趋势；基于所述趋势产生对称信号和非对称信号中的至少一个；以及利用所述对称信号和非对称信号中的至少一个来驱使车辆系统。

Description

用于减轻拖车摇摆的闭环控制

背景技术

本发明的实施例涉及一种用于控制牵引拖车的机动车辆的方法和装置。

对于牵引拖车的车辆而言，稳定性是一个关注点，尤其是当牵引车辆以高速行驶或转弯时更是如此。由于拖车会显著影响到牵引车辆的动力学性能，所以很多控制系统使用各种技术来改善牵引车辆的稳定性。例如，可以配置诸如防抱死制动系统(“ABS”)、牵引控制系统(“TCS”)和车辆动力控制(“VDC”)系统之类的系统来为车辆执行不同的功能，以改善稳定性。

现有的用于抑制拖车振动或改善稳定性的方法和系统一般需要在拖车振动高于阈值时通过向牵引车辆施加对称的制动或转矩，继之以(同样通过向牵引车辆施加)非对称的制动或转矩。当这些控制方法和系统在不恰当时间施加对称转矩时，拖车可能会更强烈地振动。另一方面，当拖车在某种状况下振动时，这些控制方法和系统通常开始提供非对称的转矩来抑制振动。例如，一些方法和系统在拖车振动已经达到频率阈值之后会等待一段时间，以便提供任何对称或非对称的转矩。换言之，只要发生的振动在阈值以下，这些控制方法和系统就允许拖车振动。然而，在这段时间内，振动可能会变得剧烈起来并变得非常有破坏性，尤其是在牵引车辆以高速行驶时更是如此。

发明内容

因此，需要改进的方法和系统来控制牵引拖车的牵引车辆。以下的发明内容阐述了这样的方法和系统的一些实施例。然而，它并未阐述所有这样的实施例，其他实施例也是可能的。

总体上讲，根据本发明的一种形式，首先利用诸如转向角、横摆角速率、车速和横向加速度信号等参数通过实验方法开发一种控制系统。通常在诸如电子稳定程序(“ESP”)系统等车辆控制系统中可得到这些参数。该控制系统还不断从车辆控制系统接收参数或信号，并将该信号与控制系统模型的参数进行比较。根据这一比较，然后选择适当类型的制动来抑制振动。

在另一种形式中，本发明提供了一种用于对连接到车辆拖车的牵引车辆进行控制的方法。该方法包括感测一组车辆目标值和对应于该组车辆目标值的一组车辆状况。该方法还包括：确定该组车辆目标值与该组车辆状况之间的多个差异；确定所述多个差异的趋势；基于所述趋势产生对称信号和非对称信号中的至少一个；以及利用所述对称信号和非对称信号中的至少一个来驱使车辆系统。

在另一种形式中，本发明提供了一种用于对连接到车辆拖车的牵引车辆进行控制的系统。该系统包括第一传感器和第二传感器、比较器、趋势模块、控制器和车辆系统。第一传感器感测牵引车辆的一组车辆目标值，而第二传感器响应于该组车辆目标值来感测表示牵引车辆所呈现的运动的一组车辆状况。该比较器确定该组车辆目标值与该组车辆状况之间的多个差异。趋势模块确定多个差异的趋势，而控制器基于该趋势产生对称信号和非对称信号中的至少一个。基于对称信号和非对称信号中的至少一个来驱使车辆系统。

在另一种形式中，本发明提供了一种用于对连接到车辆拖车的牵引车辆进行控制的方法。该方法包括：基于多个动力学参数确定所述牵引车辆的模型；感测所述牵引车辆的一组车辆目标值；以及响应于该组车辆目标值来感测表示所述牵引车辆呈现的运动的一组车辆状况。该方法还包括利用基于该组车辆目标值和该组车辆状况的模型来确定切换信号，并基于该切换信号选择性地施加对称制动和非对称制动中的至少一种。

通过考虑具体实施方式和附图说明，本发明的其他方面将变得显而易见。

附图说明

图1示出了牵引拖车的车辆的示意平面图；

图2示出了可应用于图1的车辆中的振动控制系统的方框图；

图3示出了可应用于图2的振动控制系统中的带通滤波器的幅度响应；

图4示出了图3的带通滤波器的相位响应；

图5示出了可应用于图2的振动控制系统中的非对称比例积分微分(“PID”)控制系统；

图6示出了可应用于图5的非对称PID控制器中的比例增益函数；

图7示出了可应用于图5的非对称PID控制器中的微分增益函数；

图8示出了可应用于图2的振动控制系统中的对称PID控制系统；以及

图9是根据本发明实施例的振动控制过程的流程图。

具体实施方式

在详细介绍本发明的任何实施例之前，应该理解本发明在其应用方面不限于下面的具体实施方式所阐述的或者下面的附图所示的部件的结构和布置的细节。可以将本发明实现为其他实施例，或者以各种方式实施或执行本发明。

本领域的普通技术人员显然还应该知道：图中所示的系统是实际系统可能像的模型。所述的很多模块和逻辑结构都能够在由微处理器或类似装置执行的软件中实现，或利用包括例如专用集成电路(“ASIC”)等各种部件以硬件来实现。诸如“处理器”等术语可以包括或指代硬件和/或软件。此外，在整个说明书中可以使用大写字母术语。使用这些术语是为了符合习惯用法，并帮助使说明书与编码范例、方程和/或附图相关。然而，并非由于使用大写字母而要暗示或单独地推理出特定的含义。

本发明的实施例涉及一种用于对连接到振动的拖车或半拖车的机动车辆进行控制的方法和系统。在一个实施例中，开发了一种控制系统模型。该控制系统模型将所接收的信号与其参数进行比较。根据这一比较，然后选择适当类型的制动或转矩来抑制振动。

在一特定实施例中，感测第一组车辆状况，其表示牵引车辆意欲进行的运动。还感测第二组车辆状况，其表示牵引车辆响应于第一组车辆状况而呈现出的运动。然后，利用第一组车辆状况和第二组车辆状况产生控制器信号。然后，使用控制器信号选择性施加对称制动和非对称制动中的至少一种，以便抑制振动。

图1示出了沿箭头103所示方向行驶的牵引拖车102的机动车辆100的示意平面图。牵引车辆100具有四个车轮104A、104B、104C和104D，拖车102具有四个车轮104E、104F、104G和104H。在图1中，假定驾驶员(未示出)坐在车辆100的左侧105A。在其他实施例中，驾驶员可以坐在车辆100的右侧105B。车辆100和拖车102可以具有其他数量的车轮。此外，拖车102可以是半拖车、完整尺寸拖车、拖船、野营拖车等。车轮104A、104B、104C和104D连接到两个轴108A和108B。车辆100还包括引擎109。由多个车轮速度传感器112A、112B、112C和112D监测四个车轮。车轮速度传感器112A、112B、112C和112D与电子处理单元(“ECU”)116通信。

车辆100还包括其他传感器，例如转向角传感器120、横摆角速率传感器124和横向加速度传感器128。将车轮速度传感器112A、112B、112C和112D、转向传感器120、横摆角速率传感器124和横向加速度传感器128一般化地示为单个传感器。这些传感器112A、112B、112C、112D、120、124和128还可以包括多个传感器阵列中的多个传感器，所述多个传感器阵列例如可以耦合到ECU 116。还可以在车辆100中使用其他传感器类型，例如车体侧偏角传感器132和引擎转矩传感器136。车辆100还包括耦合到拖车102的栓钩152。

在一些实施例中，传感器112A、112B、112C、112D、120、124、128、132和136是嵌入整个机动车辆100内的传感器阵列的部件。传感器阵列检测并监测车辆100的特定状况。例如，使用传感器112A、112B、112C和112D来感测表示牵引车辆100的速度的车辆100的状况。然后将感测到的状况换能并转换成表示车辆100速度的校准信号。例如，如果传感器112A、112B、112C和112D装备有校准电路或处理器，那么可以在内部将速度转换成传感器中的校准形式。否则，可以通过其他外部过程以本领域公知的方式将这些状况转换成校准信号。此外，使用其他传感器，例如转向传感器120、横摆角速率传感器124和横向加速度传感器128来检测或感测诸如所述牵引车辆的左右运动、左右加速度等事件以及运动的角度。在下文中将诸如传感器112A、112B、112C、112D、120、124、128等传感器输出的信号值统称为感测值或值。从而，ECU 116可以使用来自可用传感器的数据来辅助内部或外部振动控制系统，以便对拖车102表现出的振动进行抑制。

图2中示出了示范性的振动控制系统200。在图示的实施例中，控制系统200包括数据模块160，其内嵌于ECU 116中并从包括传感器112A、112B、112C、112D、120、124、128、132、136等的牵引车辆传感器阵列164接收值。ECU 116耦合到下文要详述的车辆系统168并与之通信。控制器或处理器172根据存储器176中存储的程序来处理来自传感器阵列164的值。

尽管在ECU 116中示出了数据模块160，但也可以利用分布式架构设计该系统200，在分布式架构中，诸如数据模块160等各种部件位于诸如ECU 116等其他部件的外部或远离它们。也可以将数据模块160集成在其他部件，例如处理器172中，或者集成在车辆100的其他控制系统中。类似地，尽管存储器176被显示为位于处理器172的外部，但它也可以位于处理器172之内。

该处理器172可以是通用微控制器、通用微处理器、专用微处理器或控制器、信号处理器、ASIC等。在一些实施例中，在固件、软件和硬件的组合中实现所述的数据模块160及其功能。

数据模块160包括比较器模块182、滤波器模块184以及趋势模块186，其中滤波器模块184包括带通滤波器185，趋势模块186包括峰值查找器模块188。如上所述，在图示的实施例中，ECU 116与车辆系统168通信。车辆系统168包括液压系统190、制动系统192以及转矩控制模块194。如上所述，可以根据是希望采用集中式架构还是分布式架构，还是它们二者的某种组合来修改各实施例。于是，可以将液压系统190、制动系统192和转矩控制模块194的硬件和软件部件嵌入在ECU 116中。显然，液压系统190、制动系统192和转矩控制模块可以包括各种机械部件，例如液压管线、泵和流体贮存器；制动盘和制动衬片；以及引擎、变速器、传动轴和驱动轴。

数据模块160使用牵引车辆100的至少一个数学或控制器模型来根据车辆动力学值同时产生对称和非对称转矩信号。在拖车102振动时，利用在传感器阵列164处测量的多个车辆动力学值或参数，以试验方式确定该模型。在一些实施例中，车辆动力学值包括转向角(δ_f)、横向加速度(α_y)、车轮速度(v)、前轮转矩(T_f)、后轮转矩(T_r)、车体侧偏角(β)和横摆角速率(Ψ)。如下文详细所述，利用多个系数来描述以试验方法产生的模型。

在一些实施例中，将模型的系数存储于存储器176中并由处理器172处理。在图示的实施例中，该控制器模型基于比例积分微分(“PID”)控制器模型。具体而言，该处理器172包括比例控制器195、积分控制器196和微分控制器197。然而，也可以使用其他模型，例如比例控制器模型、比例微分(“PD”)控制器模型和比例积分(“PI”)控制器模型。一旦确定了该模型，数据模块160就使用所确定的模型和从传感器阵列164获得的值来产生对称信号或非对称信号。

ECU 116为牵引车辆100确定一组车辆目标值。具体而言，在驾驶员试图沿某方向或以特定速度移动牵引车辆100时，就感测到驾驶员的输入并向ECU 116发送表示驾驶员输入的信号。从而，ECU 116确定一组表示驾驶员输入的车辆目标值。例如，当驾驶员试图利用方向盘沿特定方向使牵引车辆100转向时，ECU 116产生一组对应于驾驶员输入的转向角的车辆目标值。在一些实施例中，该组车辆目标值包括一组横摆角速率。从而，该组车辆状况包括牵引车辆100实际呈现出的一组横摆角速率和一组对应于传感器阵列164检测到的转向角的横摆角速率。

牵引车辆100及其周围环境产生的噪声可能会劣化传感器阵列164检测到的车辆状况。结果，ECU 116一般使用滤波器模块184来滤除噪声，以获得一组滤波后的车辆状况。ECU 116然后使用比较器182来获得已滤波车辆状况和车辆目标之间的多个差异。当该车辆状况是横摆角速率时，例如当牵引车辆100和拖车102正在摇摆或振动时，该多个差异代表目标横摆角速率与所呈现的横摆角速率之间的一组横摆角速率误差。

如上所述，在一些实施例中，该滤波器模块184还包括带通滤波器185。在一个实施例中，该带通滤波器185具有如方程(1)所示的一般传递函数。

H (z) = \frac{B (z)}{A (z)} = \frac{b_{0} + b_{1} z^{- 1} + b_{2} z^{- 2} + . . . + b_{n} z^{- n}}{a_{0} + z_{1} z^{- 1} + a_{2} z^{- 2} + . . . + a_{n} z^{- n}} - - - (1)

其中n是滤波器的阶数，a_i和b_i是传递函数的第i个系数。多个已滤波差异一般代表拖车102所经历的振动。在一个特定实施例中，带通滤波器185具有传递函数如方程(2)所示的二阶(n＝2)Butterworth带通滤波器的滤波器特性。

H (z) = \frac{B (z)}{A (z)} = \frac{b_{0} + b_{1} z^{- 1} + b_{2} z^{- 2}}{a_{0} + z_{1} z^{- 1} + a_{2} z^{- 2}} - - - (2)

该带通滤波器185还具有其他滤波器特性，例如从大约0.375Hz到大约1.125Hz的通带(或截止频率)，以及大约25Hz的采样速率(或大约0.04秒的采样周期)。为了实现上述具有该采样速率的通带，可以通过本领域公知的方式确定系数。例如，利用

工具获得如下传递函数系数：a₀＝1；a₁＝-1.8029；a₂＝0.8272；b₀＝0.08636；b₁＝0；b₂＝-0.08636。如果u(z)代表多个差异或横摆角速率误差，则如方程(3)所示确定由y(z)或BPAus表示的多个滤波后的差异。

y (z) = \frac{b_{0} - b_{1} z^{- 1} + b_{2} z^{- 2}}{a_{0} - z_{1} z^{- 1} + a_{2} z^{- 2}} \cdot u (z) - - - (3)

根据目前的应用和车辆，也可以使用其他滤波器特性、诸如Chebyshev滤波器等滤波器类型、工具和系数。

图3和图4示出了具有所述滤波器特性的二阶带通滤波器的频率响应曲线。具体而言，图3示出了幅度响应曲线300，其中沿x轴304测量频率值(单位Hz)，沿y轴308测量幅度值(单位dB)。具体而言，曲线312代表二阶带通滤波器的幅度响应。曲线312还示出了范围从大约0.375Hz到大约1.125Hz的基本平坦的通带316。类似地，图4示出了相位响应曲线400，其中沿x轴404测量频率值(单位Hz)，沿y轴408测量相位值(单位度)。曲线412代表二阶带通滤波器的频率响应。曲线412在通带316之内还具有基本线性的相位响应。

如果多个滤波后的差异是正的，则认为拖车正在向车辆100的右侧105B摆动。在这种情况下，车轮104C和104D被示为外轮，车轮104A和104B被示为内轮。相反，如果多个滤波后的差异是负的，则认为拖车正在向车辆100的左侧105A摆动。在这种情况下，车轮104C和104D被示为内轮，车轮104A和104B被示为外轮。

图5示出了可应用于振动控制系统200中的示范性非对称比例积分微分(“PID”)控制系统500。在图5中，仅示出了系统200的特定部分。不过，图5中未示出的系统200的部分会继续如上所述那样在系统200中起作用。

如上所述，滤波器模块184对车辆状况与车辆目标值之间的多个差异进行滤波以获得多个滤波后的差异。当车辆状况是横摆角速率时，例如当牵引车辆100和拖车102正在摇摆或振动时，多个滤波后的差异代表拖车102或拖车振动表现出的振动频率。非对称控制系统500试图利用传感器阵列164反馈的值(通过产生适当的控制信号)降低拖车的振动。在一些实施例中，非对称控制系统500试图将拖车振动减轻或最小化到具有减轻的、最小振动或没有(零)振动的稳定状态。例如，该非对称控制系统500一开始将多个滤波后的差异与零进行比较，以获得多个控制偏差或误差，以将系统200或非对称控制系统500驱动至稳定状态。当多个控制误差的值在预定阈值之上时(在比较器182中进行比较)，系统200开始非对称的制动或抑制过程。具体而言，该非对称控制系统500将多个控制误差通过处理器172传递以开始抑制拖车102表现出的振动。在图示的实施例中，处理器172包括：比例控制器195中的P_A增益模块504，用于控制比例增益函数；积分控制器196中的I_A增益模块508，用于控制积分增益函数；以及微分控制器197中的D_A增益模块512，用于控制微分增益函数，下文会对此进行详细描述。在一个特定实施例中，I_A增益是恒定的，例如为零。因此，在该特定实施例中，非对称控制系统500仅应用P_A增益函数和D_A增益函数。不过，在其他实施例中也可以使用其他非零I_A增益函数以及线性或非线性函数。在非对称控制系统500已经对多个控制误差应用P_A和D_A增益函数之后，处理器172产生多个非对称控制信号。然后，将非对称控制信号馈送给车辆系统168。例如，在一些实施例中，将控制信号提供给转矩控制模块194。接着，转矩控制模块产生信号以激活液压系统190中的多个液压泵和阀，它们又将压力施加在制动系统192的多个制动器上。在其他实施例中，例如在装备有线控制动系统的车辆中，可以以电气方式驱使制动器，并可以减小或消除对液压系统190的需要。在这些实施例的任一个中，转矩控制模块194确定用于车轮104A、104B、104C和104D中的每一个的转矩量，并控制相关机械系统(例如制动系统192，液压系统190或两者)以在车轮104A、104B、104C和104D中的每一个上施加所确定的转矩。

在一些实施例中，在拖车振动方向有反转之前施加或提供非对称转矩，以提高抑制过程的效率，从而消除制动期间可能发生的制动延迟，防止过度制动或防止产生过大的振动。例如，可以根据拖车的振动方向进一步将非对称转矩分布到若干部件上。具体而言，非对称控制系统500使用来自传感器阵列164的诸如车体侧偏角等参数来将非对称转矩分成两个分量，例如前轮和后轮转矩分量，以防止过度制动。在这种情况下，当后轮104B和104D呈现出的车体侧偏角接近预定最大阈值时，转矩控制模块194利用非对称前轮转矩补偿施加在后轮104B和104D上的非对称后轮转矩。

图6示出了可应用于图5的非对称控制系统500中的示范性比例增益函数600。沿x轴604测量车辆速度值(单位m/s)，沿y轴608测量P_A增益值(单位Nm/rad/s)。具体而言，曲线612代表P_A增益函数在不同车速下的值。尽管曲线612被一般性地表示为分段线性比例增益，但是曲线612也可以是分段非线性或一般的非线性，这取决于当前的应用和车辆。曲线612还表明：当车速(v)较低时，对应的PA增益值也低。然而，曲线612还表明：在车速大于预定值之后，P_A增益值的变化率较高。在图示的实施例中，该预定值是24m/s。此外，在车辆100达到最低速度之前，或在车速(v)超过最大速度之后，P_A增益值一般是恒定的。例如，如果车速(v)低于20m/s，那么P_A增益值大约为4000Nm/rad/s。一旦车速(v)超过示范性最大阈值，P_A增益值就保持在大约26000Nm/rad/s。在一些实施例中，换言之，一旦拖车102呈现的振动超过预定振动阈值，非对称控制系统500一般会施加一定量的非对称制动或转矩，尽管如下文所述所施加的该一定量的非对称制动可以最小且可以在不同情况下不连续。

图7示出了可应用于图5的非对称控制系统500中的示范性微分增益函数700。沿x轴704测量车辆速度值(单位m/s)，沿y轴708测量DA增益值(单位Nm/rad/s²)。曲线712代表D_A增益函数在不同车速(v)下的值。尽管曲线712被一般性地表示为线性微分增益，但是曲线712也可以是分段非线性或一般的非线性，这取决于当前的应用和车辆。因此曲线712还表明，微分增益与车速(v)成正比。例如，当车速(v)较低时，对应的D_A增益值也低。类似地，当车速(v)较高时，对应的D_A增益值也成比例的高。像比例增益函数600那样，在车辆达到最低速度之前或在车速(v)超过最大阈值之后，D_A增益值保持大致恒定。例如，如果车速(v)低于20m/s，D_A增益值大约为100Nm/rad/s²。一旦车速(v)超过示范性最大阈值，D_A增益值就保持在大约200Nm/rad/s²。

除了施加非对称制动之外，该系统200还可以施加对称转矩，以在拖车102振动时降低车速(v)。例如，系统200可以在所有四个车轮104A、104B、104C和104D上施加对称转矩以减小车速。可以在多个滤波后的差异大致满足一些预定条件时产生对称转矩。图8以方框图形式示出了可应用于图2的系统200中的、用于产生对称转矩的对称PID控制系统800。如图5那样，图8中仅示出了系统200的特定部分。虽然如此，图8中未示出的系统200的部分会继续如上所述那样在系统200中起作用。

滤波器184获得或产生来自传感器阵列164的车辆状况与车辆目标值之间的多个滤波后的差异。峰值查找器188确定滤波后的差异的最大值。对称控制系统800在比较器182处将多个滤波后的差异与滤波后的差异的最大值进行比较。当比较器182处多个滤波后的差异小于滤波后的差异的最大值时，认为拖车102振动不大。对称控制系统800然后激活开关804，进入对称制动过程，如下文详述。当比较器182处多个滤波后的差异大于滤波后的差异的最大值时，认为拖车102振动较大。因此，对称控制系统800激活开关804以进入所述的非对称制动过程。

在其他实施例中，趋势模块186例如通过确定多个滤波后的差异的变化率来确定多个滤波后的差异的趋势。当变化率非负时，认为振动具有增大的趋势。在这种情况下，对称控制系统800通过开关804与非对称控制系统500通信，以执行非对称制动过程，以便产生高效的转矩从而象上文所述那样稳定拖车振动。另一方面，当变化率为负时，认为振动具有减小的趋势，对称控制系统800激活开关804以进入对称制动过程，从而如下文所述那样减慢车辆100。

在对称制动过程中，该对称控制系统800将多个控制误差通过处理器172传递以开始抑制拖车102表现出的振动。在图示的实施例中，处理器172包括：比例控制器195中的P_s增益模块808，用于控制对称比例增益函数；积分控制器196中的I_s增益模块812，用于控制对称积分增益函数；以及微分控制器197中的D_s增益模块816，用于控制对称微分增益函数，下文会对此进行详细描述。在一个特定实施例中，I_s和D_s增益是恒定的，例如为零，而P_s增益是非零常数，例如400ms²/rad/s。亦即，对称控制系统800仅向多个控制误差应用恒定的P_s增益函数。不过，在其他实施例中也可以使用其他非零P_s、I_s和D_s增益函数以及线性或非线性函数。

在对称控制系统800已经向多个控制误差应用P_s增益函数之后，产生多个对称控制信号并将其与从存储器176检索的最小对称转矩进行比较。在一些实施例中，最小对称转矩大约为-0.5m/s²。通过这种方式，对称控制系统800能够施加最小对称转矩，以减少或最小化制动延迟并在必要时准备任何非对称制动。然后，将对称控制信号馈送到车辆系统168以激活诸如液压系统190和转矩控制模块194或其组合之类的部件，从而分布或施加连续对称转矩或制动。

此外，在一些实施例中，当多个滤波后的差异增大时，或当振动具有增大的趋势时，改变对称制动信号的若干部分以提供一些非对称制动，从而提高抑制效率。例如，对称控制系统800可以减小对称控制信号的值以减小对内轮104A和104B的制动。在对称控制系统800减小对称控制信号的值时，对称控制系统800还与系统200通信以增大外轮104C和104D的非对称控制信号。通过这种方式，系统200能够增大或最大化反转矩以稳定车辆100，并减小或最小化拖车振动和横摆力矩。

在多个滤波后的差异减小时，或当振动具有减小的趋势时，也改变对称控制信号的若干部分以提供一些非对称制动，从而提高抑制效率。例如，对称控制系统800可以增大对称控制信号的值以增大对外轮104A和104B的制动。在对称控制系统800增大对称控制信号的值时，对称控制系统800还与系统200通信以减小内轮104C和104D的非对称控制信号。通过这种方式，系统200也能够增大或最大化反转矩以稳定车辆100，并减小或最小化拖车振动和横摆力矩。

图9是一些构造中的振动控制过程900的流程图，包括可以由软件、固件或硬件执行的过程。如上所述，在方框904，传感器阵列164同如上所述那样感测多个车辆状况，例如横摆角速率。系统200然后在方框908将多个车辆状况与多个车辆目标值进行比较以获得多个差异。在一些实施例中，该多个差异表示目标横摆角速率与车辆100呈现出的横摆角速率之间的多个横摆角速率误差。系统200然后在方框912对多个差异进行滤波以获得多个滤波后的差异。如上所述，系统200在方框916继续确定稳态误差。基于稳态误差，系统200在方框920对(图2的)车辆系统168施加非对称控制。

系统200还在方框924确定多个滤波后的差异的最大值或峰值。基于该峰值，系统200在方框928确定多个滤波后的差异的趋势。如果在方框932处确定多个滤波后的差异的趋势表示增大的趋势，如上所述，处理器172在方框934改变要施加到车轮104A、104B、104C和104D的非对称和对称控制信号。然而，如果在方框932处确定多个滤波后的差异的趋势表示减小的趋势，如上所述，处理器172在方框936进行切换以激活对称制动，还在方框938改变要施加到车轮104A、104B、104C和104D的非对称和对称控制信号。之后，如上所述，系统200应用分别由对称控制系统800在方框940执行的过程和由非对称控制系统500在方框920执行的过程。

在如下权利要求中阐述了本发明的各种特征和优点。

Claims

1、一种用于对连接到车辆拖车的牵引车辆进行控制的方法，所述方法包括：

感测所述牵引车辆的一组车辆目标值；

响应于该组车辆目标值来感测表示所述牵引车辆呈现的运动的一组车辆状况；

确定该组车辆目标值与该组车辆状况之间的多个差异；

确定所述多个差异的趋势；

基于所述趋势来产生对称信号和非对称信号中的至少一个；以及

利用所述对称信号和非对称信号中的至少一个来驱使车辆系统以减轻所述趋势。

2、根据权利要求1所述的方法，其中确定所述多个差异的趋势的步骤包括：

确定所述多个差异的变化率；

在所述变化率包括正值时将所述趋势表示为增大的；以及

在所述变化率包括负值时将所述趋势表示为减小的。

3、根据权利要求1所述的方法，其中确定所述多个差异的趋势的步骤包括：

利用所述多个差异确定峰值；

在所述多个差异之一超过所述峰值时将所述趋势表示为增大的；以及

在所述多个差异之一小于所述峰值时将所述趋势表示为减小的。

4、根据权利要求1所述的方法，其中产生对称信号和非对称信号中的至少一个的步骤包括：

在所述趋势表示增大的差异时提供非对称信号；以及

在所述趋势表示减小的差异时提供对称信号。

5、根据权利要求1所述的方法，其中驱使车辆系统的步骤包括：基于所述对称信号和非对称信号中的至少一个来施加对称制动和非对称制动中的至少一种。

6、根据权利要求1所述的方法，还包括对所述多个差异进行带通滤波，并且其中确定趋势的步骤包括：确定所述多个滤波后的差异的趋势。

7、根据权利要求1所述的方法，其中该组车辆目标值包括多个横摆角速率。

8、根据权利要求1所述的方法，其中感测一组车辆状况的步骤包括：确定所述牵引车辆呈现的多个横摆角速率。

9、根据权利要求1所述的方法，其中驱使车辆系统的步骤包括：基于所述对称信号和非对称信号中的至少一个来产生对称转矩和非对称转矩中的至少一种。

10、一种用于对连接到车辆拖车的牵引车辆进行控制的系统，所述系统包括：

第一传感器，用于感测所述牵引车辆的一组车辆目标值；

第二传感器，用于响应于该组车辆目标值来感测表示所述牵引车辆呈现的运动的一组车辆状况；

比较器，用于确定该组车辆目标值与该组车辆状况之间的多个差异；

趋势模块，用于确定所述多个差异的趋势；

控制器，用于基于所述趋势来产生对称信号和非对称信号中的至少一个；以及

车辆系统，基于所述对称信号和非对称信号中的至少一个来驱使所述车辆系统，以减轻所述趋势。

11、根据权利要求10所述的系统，其中所述趋势包括所述多个差异的变化率，并且其中所述控制器还用于在所述变化率包括正值时将所述趋势表示为增大的，以及在所述变化率包括负值时将所述趋势表示为减小的。

12、根据权利要求10所述的系统，其中所述趋势模块包括峰值查找器，所述峰值查找器用于确定所述多个差异的峰值，并且其中所述控制器还用于在所述多个差异之一超过所述峰值时将所述趋势表示为增大的，以及在所述多个差异之一小于所述峰值时将所述趋势表示为减小的。

13、根据权利要求10所述的系统，其中所述控制器还用于在所述趋势表示增大的差异时提供非对称信号，以及在所述趋势表示减小的差异时提供对称信号。

14、根据权利要求10所述的系统，其中所述车辆系统包括液压系统，并且其中所述液压系统用于基于所述对称信号和非对称信号中的至少一个来施加对称制动和非对称制动中的至少一种。

15、根据权利要求10所述的系统，还包括带通滤波器，用于对所述多个差异进行滤波，并且其中所述控制器还用于基于所述多个滤波后的差异来确定所述多个差异的趋势。

16、根据权利要求10所述的系统，其中该组车辆目标值包括多个横摆角速率。

17、根据权利要求10所述的系统，其中该组车辆状况包括所述牵引车辆呈现的多个横摆角速率。

18、根据权利要求10所述的系统，其中所述车辆系统包括液压系统，并且其中所述液压系统用于接收相应的对称信号和非对称信号，并且基于所述对称信号和非对称信号中的至少一个来为所述牵引车辆产生对称转矩和非对称转矩中的至少一种。

19、一种对连接到车辆拖车的牵引车辆进行控制的方法，所述方法包括：

基于多个动力学值来确定所述牵引车辆的模型；

感测所述牵引车辆的一组车辆目标值；

确定该组车辆目标值与该组车辆状况之间的多个差异；

基于所述差异利用所述模型确定切换信号；以及

基于所述切换信号选择性地施加对称制动和非对称制动中的至少一种，以减小所述多个差异。

20、根据权利要求19所述的方法，其中所述模型包括比例积分微分(“PID”)控制器模型、比例控制器模型、比例微分(“PD”)控制器模型、比例积分(“PI”)控制器模型、滤波模型、趋势模型、比较模型和峰值查找模型中的至少一种。

21、根据权利要求20所述的方法，还包括：

利用所述比较模型确定该组车辆目标值与该组车辆状况之间的多个差异；

利用所述峰值查找模型确定所述多个差异的峰值；

利用所述滤波模型对所述多个差异进行滤波；

利用所述趋势模型确定所述多个差异的趋势；以及

利用所述PID控制器模型、所述比例控制器模型、所述PD控制器模型、所述PI控制器模型之一确定所述切换信号。

22、根据权利要求19所述的方法，其中所述牵引车辆的多个动力学值包括车轮速度、转向角、横摆角速率、车体侧偏角、横向加速度、前轮转矩和后轮转矩。

23、根据权利要求19所述的方法，还包括：

利用所述多个差异确定峰值；

在所述多个差异之一超过所述峰值时表示增大的趋势；以及

在所述多个差异之一小于所述峰值时表示减小的趋势。

24、根据权利要求23所述的方法，其中确定所述切换信号的步骤包括：

在所述趋势包括增大的趋势时产生非对称信号；以及

在所述趋势包括减小的趋势时产生对称信号。

25、根据权利要求19所述的方法，还包括：

确定所述多个差异的变化率；

在所述变化率包括正值时表示增大的趋势；以及

在所述变化率包括负值时表示减小的趋势。

26、根据权利要求19所述的方法，其中该组车辆目标值包括多个横摆角速率。

27、根据权利要求19所述的方法，其中感测该组车辆状况的步骤包括：感测所述牵引车辆呈现的多个横摆角速率。

28、根据权利要求19所述的方法，其中选择性地施加对称制动和非对称制动中的至少一种的步骤包括：产生对称转矩和非对称转矩中的至少一种。