CN101954904B - 机动车辆 - Google Patents

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1755—Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve
    • B60T8/17554—Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve specially adapted for enhancing stability around the vehicles longitudinal axle, i.e. roll-over prevention
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    • B60T2230/00—Monitoring, detecting special vehicle behaviour; Counteracting thereof
    • B60T2230/03—Overturn, rollover

Abstract

本发明提供一种机动车辆，该机动车辆可包括一个或多个控制器、制动系统和电机。所述一个或多个控制器可被配置为确定所述车辆是否将要侧翻。所述制动系统可被配置为在所述一个或多个控制器的命令下，将一段时间的制动力矩施加到前主动轮，从而在所述车辆将要侧翻的情况下使所述前主动轮相对于路面打滑或滑动。所述电机可被配置为在所述一段时间期间，在所述一个或多个控制器的命令下产生驱动力矩。

Description

机动车辆
技术领域
本发明涉及一种机动车辆。
背景技术
Meyers等人的美国专利申请公开US 2006/0074530公开了一种用于控制机动车辆的系统和方法。多个传感器被用于检测可能的侧翻(roll over)状况。响应于可能的侧翻状况，可单独使用主动式差速器(active differential)来防止车辆侧翻，或除制动之外还可使用主动式差速器来防止车辆侧翻。
发明内容
一种机动车辆，该机动车辆可包括一个或多个控制器、制动系统和电机。所述一个或多个控制器可被配置为确定所述车辆是否将要侧翻。所述制动系统可被配置为在所述一个或多个控制器的命令下，将一段时间的制动力矩施加到前主动轮，从而在所述车辆将要侧翻的情况下使所述前主动轮相对于路面打滑或滑动。所述电机可被配置为在所述一段时间期间，在所述一个或多个控制器的命令下产生驱动力矩(propulsion torque)。
一种机动车辆，该机动车辆具有前主动轮和后主动轮，所述车辆可包括：一个或多个控制器，配置为确定所述车辆是否将要侧翻；制动系统，配置为在所述一个或多个控制器的命令下，将制动力矩施加到所述前主动轮，从而在所述车辆将要侧翻的情况下使所述前主动轮相对于路面打滑或滑动；电机，与所述后主动轮机械连接，以使所述电机与所述后主动轮之间的转速比通常是固定的，所述电机可被配置为在所述一个或多个控制器的命令下，将驱动力矩施加到所述后主动轮，从而在所述车辆将要侧翻的情况下修改和/或维持车辆俯仰、横摆和侧倾中的至少一个。
尽管示出和公开了根据本发明的示例性实施例，但是，这种公开不应该被解释为限制本发明。在不脱离本发明的范围的情况下，可期望对本发明进行各种修改和可选设计。
附图说明
图1是机动车辆的透视图。
图2是主动安全系统的实施例的方框图。
图3是图1的车辆的示意性的主视图。
图4是图1的车辆的另一透视图。
图5是侧倾稳定性控制器(roll stability controller)的实施例的方框图。
图6是侧倾稳定性控制系统的实施例的方框图。
图7是示出示例性的侧倾稳定性控制算法的流程图。
具体实施方式
在剧烈的车辆转向操作期间，可通过将短时间(例如，小于100ms)的制动力矩施加到前外侧车轮/轮胎总成来避免侧翻。该制动力矩可使前外侧轮胎打滑或滑动，从而减小车辆上的径向惯性力。可在施加制动力矩期间将驱动力矩施加到后车轮/轮胎总成，以进一步使前外侧轮胎打滑或滑动。该驱动力矩可减少使前外侧轮胎打滑或滑动所必需的制动力矩的量，从而使检测可能的侧翻状况和轮胎开始打滑或滑动这两个过程之间的时间减少。当然，所述驱动力矩还可影响车辆的俯仰、横摆和/或侧倾。
可使用传统的四轮驱动(4WD)内燃机和动力传动系统(例如，发动机和车轮/轮胎总成之间的机械联动装置如传动轴、联接器等)来尝试执行上述技术中的一些技术。即，为了避免侧翻，可将制动力矩施加到前外侧车轮/轮胎总成，并可将产生用于传递的发动机动力转矩施加到后车轮/轮胎总成。发动机和动力传动系统的响应(评估发动机和动力传动系统的状态以确定产生转矩和传递转矩的能力所需要的时间、产生转矩命令并将该转矩命令传输到发动机和动力传动系统所需要的时间和/或由发动机产生期望的转矩并由动力传动系统将期望的转矩传递到后车轮/轮胎总成所需要的时间)可能会超过将制动力矩施加到前外侧车轮/轮胎总成的持续时间。
参照图1，示出在可能的侧翻状况期间其上具有各种力和力矩的机动车辆10。车辆10具有在车辆10的重心处被表示为Mg的重量，其中，g＝9.8m/s2，M为车辆10的总质量。
坐标系b1b2b3可被称为车身坐标系22，车身坐标系22的原点位于车身的重心处，b1沿着车身的纵向(指向前方)，b2沿着车身的横向(远离驱动侧，即指向左侧)，b3沿着车身的垂直方向(指向上方)。围绕车身的各个轴示出车身的角速度ωx、ωy和ωz，其中，ωx表示侧倾角速度，ωy表示俯仰角速度，ωz表示横摆角速度。如下所述，可在由车身坐标系22得出的惯性坐标系24中进行计算。
路面坐标系r1r2r3附着于随车辆10平移和横摆的驱动路面，并由四个轮胎/路面接触印痕的平均值来确定，其中，r3沿着由四个轮胎/路面接触印痕的法线方向计算出来的平均路面的法线方向。
车身坐标系b1b2b3相对于路面坐标系r1r2r3的欧拉角可分别被表示为θxbr和θybr，即，相对侧倾角和相对俯仰角。
车辆10具有右前(FR)车轮/轮胎12a、左前(FL)车轮/轮胎12b、右后(RR)车轮/轮胎13a、左后(RL)车轮/轮胎13b。车辆10还可具有前轮转向系统14a和后轮转向系统14b。例如，可独立控制前车轮/轮胎和后车轮/轮胎12a、12b、13a和13b中的每个车轮/轮胎，可同时控制前车轮/轮胎12a和12b，可同时控制后车轮/轮胎13a和13b等。
感测系统16可被连接到控制系统18。感测系统16可包括不同的传感器，所述传感器包括(例如)通常设置在侧倾稳定性控制系统或侧翻控制系统中的传感装置，例如，横向加速度计、横摆角速度传感器、转向角传感器和车轮转速传感器、侧倾角速度传感器和纵向加速度计。所述传感器可被控制系统18用于确定各种状况，例如，确定车轮离地现象，确定附加质量的高度、位置和数量，确定路面摩擦系数、路面不平度、车辆10及其车轮/轮胎12a、12b、13a和13b的异常运行状态、车辆10的各种运动变量和状态等。
车轮转速传感器20可被安装在车辆10的每个角落处并产生与每个车轮/轮胎12a、12b、13a和13b的转速对应的信号。其他传感器可沿着图1中示出的x、y和z方向直接安装在车身的重心处。
输出被表示为ax的纵向加速度传感器可在重心处被安装在车身上，其感测方向沿着b1。输出被表示为ay的横向加速度传感器可在重心处被安装在车身上，其感测方向沿着b2。
现在参照图2，侧倾稳定性控制系统18可具有控制器26，控制器26接收来自多个传感器的信息，这些传感器可包括车轮转速传感器20、横摆角速度传感器28、横向加速度传感器32、垂直加速度传感器33、侧倾角速度传感器34、方向盘转角传感器35、纵向加速度传感器36、俯仰角速度传感器37、转向角位置传感器38、悬架负荷传感器40和悬架位置传感器42。当然，可使用这些传感器的各种和/或不同组合及子组合。
控制器26可包括信号多路复用器50，信号多路复用器50接收来自传感器20、28-42的信号。信号多路复用器50可将信号提供到车轮离地检测器(wheel lift detector)52、车辆侧倾角计算器54和侧倾稳定性控制(RSC)反馈控制命令56。车辆侧倾角计算器54可被连接到车轮离地检测器52和RSC反馈控制命令56。RSC反馈控制命令56可包括转矩控制器57。控制器26中还可包括负载检测器58。负载检测器58可用于确定将在下面描述的车辆10的附加质量以及该质量的距离。
在某些实施例中，传感器28-42位于车辆10的重心处。然而，本领域的技术人员应该认识到传感器28-42也可位于远离重心处并可被等效平移到重心处。
基于来自传感器28-42中的一些传感器或全部传感器的输入，控制器26可控制安全装置44。安全装置44可控制安全气囊45或在车轮/轮胎12a、12b、13a和13b中的一个或多个车轮/轮胎处的转向致动器46a、46b、46c、46d。并且，其他车辆组件(如)悬架控制48可在可能的侧翻事件期间用于调节悬架，以帮助减轻车辆10的初始的侧倾趋势，减轻车辆10的过度转向特性并与侧倾稳定性控制共同工作，以实现平稳的非介入式防侧翻。
基于感测车辆10上的一个或多个点相对于路面的高度，侧倾角速度传感器34和俯仰角速度传感器37可感测车辆10的离地或侧倾状况。可用于实现上述目标的传感器包括但不限于下列传感器：基于雷达的接近传感器(radar-based proximity sensor)、基于激光的接近传感器和基于声纳的接近传感器。侧倾角速度传感器34还可使用传感器(如接近传感器)的组合来确定侧倾角速度。
基于感测一个或多个悬架底盘组件的线性或转动相对位移或位移速度，侧倾角速度传感器34和俯仰角速度传感器37还可感测侧倾状况或车轮离地状况。可附加或结合悬架位置传感器42。侧倾角速度传感器34、俯仰角速度传感器37和/或悬架位置传感器42可包括线性高度或行程传感器、旋转高度或行程传感器、用于检测速度变化的车轮转速传感器、方向盘位置传感器、方向盘速度传感器以及来自电子组件的驾驶员转向命令输入，所述电子组件可包括使用手轮或操纵杆的线控转向系统(steering by wire)。
还可通过直接感测或估计与一个或多个悬架或底盘组件的负载状况相关联的力或力矩来检测侧倾状况或车轮离地状况，一个或多个悬架或底盘组件包括用于空气悬架中的压力传感器、减震器传感器(如负荷传感器40)、应变计、转向系统绝对或相对电机负载传感器、转向系统液压线路的压力传感器、一个或多个轮胎横向力传感器、轮胎纵向力传感器、轮胎垂直力传感器或轮胎侧壁转矩传感器。可同时使用横摆角速度传感器28、侧倾角速度传感器34、横向加速度传感器32和纵向加速度传感器36来确定车轮已经离地。这类传感器可用于确定车轮离地或估计与车轮离地相关联的法向载荷。
还可通过车辆10的一个或多个下列平移或旋转位置、速度或加速度传感器来确定车辆10的侧倾状况，包括：侧倾回转仪、横摆角速度传感器28、横向加速度传感器32、垂直加速度传感器33、侧倾加速度传感器34、车辆纵向加速度传感器36、横向或垂直方向速度传感器(包括车轮转速传感器20)、基于雷达的速度传感器、基于声纳的速度传感器、基于激光的速度传感器或基于光学的速度传感器。
安全装置44可控制右前轮致动器46a、左前轮致动器46b、左后轮致动器46c和右后轮致动器46d的位置。可同时控制两个或更多个致动器46a、46b、46c和46d。例如，在齿轮齿条系统中，同时控制连接到该系统的两个车轮。基于来自传感器28-42中的一些传感器或全部传感器的输入，控制器26可确定侧倾状况和/或车轮离地并控制车轮的制动和/或转向位置。
安全装置44可被连接到制动控制器60。制动控制器60可控制右前制动器62a、左前制动器62b、左后制动器62c和右后制动器62d处的制动力矩的量。已知侧倾梯度、侧倾角速度参数、侧倾加速度系数、附加质量及该质量的位置也有利于其他安全系统(如)防抱死制动系统(ABS)64、横摆稳定性控制系统(YSC)66和牵引力控制系统(TCS)68。这样的信息可通过修改制动力的量来影响控制策略。
车轮转速传感器20可以是为本领域的技术人员所知的各种速度传感器中的一种。例如，合适的速度传感器可包括由控制器26进行平均的位于每个车轮/轮胎12a、12b、13a和13b处的传感器。控制器26可将车轮转速转化为车辆10的速度。每个车轮/轮胎12a、12b、13a和13b处的横摆角速度、转向角、车轮转速和可能的侧偏角估计可在重心处转化回车辆10的速度。各种其他算法为本领域的技术人员所知。还可从变速器传感器获得速度。例如，如果在加速或转向制动时确定速度，则因其误差而不可使用最低车轮转速或最高车轮转速。
负荷传感器40可以是连接到一个或多个悬架组件的测压元件。通过测量负荷传感器40上的应力、应变或重量，可确定负荷的移位。
车辆的侧倾状况可以以车身和车轮轴之间的相对侧倾角以及(车轮轴和平均路面(average road surface)之间的)车轮离去角来表示。通过使用侧倾角速度传感器信号和横向加速度传感器信号或其他传感器信号，可在相对侧倾角估计模块中计算相对侧倾角和车轮离去角。如果相对侧倾角和车轮离去角均足够大，则车辆10可能处于单轮离地或双轮离地状态。另一方面，如果相对侧倾角和车轮离去角的值均小，则车轮/轮胎12a、12b、13a和13b可能是着地的。在相对侧倾角和车轮离去角均不小并且检测出或确定双轮离地状态的情况下，反馈控制模块56可利用相对侧倾角和车轮离去角之和来计算用于实现侧倾稳定性控制性能的期望的驱动命令。
车辆10的侧倾状况可以以基于滚动半径的车轮离去角来表示，该基于滚动半径的车轮离去角通过在左车轮和右车轮均着地时左车轮和右车轮的动态滚动半径来捕获车轮轴和平均路面之间的夹角。因为滚动半径的计算与车轮转速和车轮的线速度相关，所以当存在大的车轮滑移时，可假设所述基于滚动半径的车轮离去角为异常值。这在车轮离地以及车轮施加有转矩时发生。因此，如果所述基于滚动半径的车轮离去角迅速增加，则车辆10可能已经使车轮离地。小幅值的所述基于滚动半径的车轮离去角指示车轮/轮胎12a、12b、13a和13b均着地。
可由车轮的纵向滑移来间接检测车辆10的侧倾状况。如果在正常的制动或驱动力矩条件下，在车辆10一侧的车轮/轮胎经历增幅的滑移，则这些车轮/轮胎将丧失纵向路面力矩。这意味着这些车轮/轮胎在低摩擦系数(low mu)的路面上行驶或离地。可基于底盘侧倾角计算(即，在低摩擦系数的路面上，底盘侧倾角通常较小)来进一步区分所述低摩擦系数的路面状况和车轮离地的状况。
车辆10的侧倾状况可以以每个车轮/轮胎12a、12b、13a和13b处所支撑的法向载荷来表示。理论上讲，当某个车轮/轮胎处的法向载荷减小到零时，该车轮/轮胎将不再与路面接触。在这种情况下，将会出现可能的侧翻。大幅值的这样的载荷指示所述车轮/轮胎是着地的。法向载荷是计算出的底盘侧倾角或相对侧倾角与俯仰角的函数。
可通过检查施加到车轮/轮胎12a、12b、13a和13b的实际路面力矩以及当车轮/轮胎12a、12b、13a和13b着地时支撑车轮/轮胎12a、12b、13a和13b所需要的路面力矩来检测车辆10的侧倾状况。对于每个车轮/轮胎，可利用车轮加速度、驱动力矩和制动力矩通过力矩平衡来获得所述实际路面力矩。如果车轮/轮胎与路面接触，则计算出的实际路面力矩必须与由非线性力矩所确定的力矩匹配或大于由非线性力矩所确定的力矩，该非线性力矩由每个车轮/轮胎处的法向载荷和纵向滑移计算得出。
车辆10的侧倾状况可以以底盘侧倾角本身，即，车身和车轮轴之间的相对侧倾角θxr来表示。如果该底盘侧倾角迅速增加，则车辆10可能处于车轮离地或侧翻的边缘。小幅值的所述底盘侧倾角指示车轮/轮胎12a、12b、13a和13b没有离地或均着地。
车辆10的侧倾状况还可以以车轮轴和平均路面之间的侧倾角(称为车轮离去角)来表示。如果该侧倾角迅速增加，则车辆10具有一个或多个离地的车轮/轮胎，需要采取积极的控制行动以防止车辆10侧翻。小幅值的所述侧倾角指示车轮/轮胎12a、12b、13a和13b没有离地。
现在参照图3，示出车辆10相对于路面11的各种角度的关系。以下，相对于路面11上的车辆10示出参考路面倾斜角(bank angle)θbank。车辆10具有车身10a和车轮轴10b。车轮离去角θwda为车轮轴10b和路面11之间的夹角。相对侧倾角θxr为车轮轴10b和车身10a之间的夹角。整体侧倾角(global rollangle)θx为水平面(如海平面)和车身10a之间的夹角。可通过去除由车辆10的线性侧倾动力所产生的相对侧倾角来计算线性倾斜角。如果在没有漂移或误差等的情况下全部事物变化缓慢，则术语线性倾斜角和参考路面倾斜角将是等效的。示出具有名义质量m的重心C。还示出了与重心相距D的侧倾轴线。ay为横向加速度。
现在参照图4，进一步详细地示出车辆10的示例性的构造。车辆10具有内燃机100和电机101。发动机100可具有结合到发动机100的节气门装置102。节气门装置102由脚踏板(未示出)致动。节气门装置102可以是电传线控(drive-by-wire)系统的一部分或直接与所述踏板机械连接。节气门装置102可产生输出信号，该输出信号提供关于小的节气门开度或大的节气门开度的指示。本领域的技术人员应该认识到，节气门位置传感器产生与节气门的开度对应的输出信号。如果使用直接连接而非电传线控系统，则可通过在加速器踏板上设置传感器来获得类似的结果。
变速器104可被结合到发动机100。变速器104可以是自动无级变速器或手动变速器。档位选择器(未示出)可用于选择变速器104的各种档位。变速器控制器106可被结合到变速器104。变速器控制器106可以是独立的组件或者可与发动机控制器或另一控制器集成为一体。变速器104的输出端通过分动器112被结合到后传动轴108和前传动轴110。分动器112可包括中央差速器。分动器112可包括主动中央差速器。
前桥差速器114可与前传动轴110和前桥120结合。前桥差速器114可在前传动轴110与前桥120之间传递转矩。后桥差速器116可与电机101和后桥122结合。后桥差速器116可在后传动轴108和/或电机101与后桥122之间传递转矩。前桥差速器114和后桥差速器116均可被称为桥差速器。前桥差速器114和后桥差速器116可以是主动式桥差速器(例如，差速器的转矩传递和/或偏置由致动器电子控制的差速器)。可结合各种动态控制系统、发动机控制系统和变速器控制系统对分动器112、前桥差速器114和/或后桥差速器116进行电子控制。
在可选的构造中，车辆10可没有(例如)后传动轴108。在这样的构造中，发动机100可驱动前车轮/轮胎12a和12b，电机101可驱动后车轮/轮胎13a和13b。当然，其他构造也可以。
在图4的实施例中，电机101与车轮/轮胎13a和13b机械连接，从而电机101与车轮/轮胎13a和13b之间的转速比通常是固定的。这里使用的“通常是固定的”意思是：不是不可分离的，除非分离/接合所需要的时间比电机产生期望的转矩所需要的时间少；不是变速，除非可将电机101与车轮/轮胎13a和13b之间期望的转速比实现为比电机产生转矩的能力快；不受间隙的严重约束(例如，克服间隙所需要的时间比电机101产生期望的转矩所需要的时间少(例如，间隙填充时间小于5倍的产生时间))；不受动力传动系统顺从性的严重妨碍(例如，电机101达到期望的转矩产生与将该转矩传递到车轮/轮胎13a和13b之间的时间差比电机101产生期望的转矩所需要的时间少(例如，卷拢(wind-up)时间小于5倍的产生时间))。
如本领域所知，“间隙”为动力传动系统转矩传递机构中的必须在满转矩可被传递之前首先克服/填充的松动或空隙。可由变速器花键、变速器传动、齿轮晃动、轴衬磨损、顺从性和其他因素引起所述间隙。同样如本领域所知，“顺从性”和“卷拢”描述转矩传递结构的类似于弹簧的行为。轴将根据转矩的施加而响应与Hooke′s law(胡克定律)T＝k×angle一致的扭转，在每个转矩承载元件可将上游满转矩传递到下一个转矩承载元件上之前，每个转矩承载元件必须首先遵循与施加的转矩成比例。过分的顺从性可使至车轮/轮胎12a、12b、13a和13b的转矩传递延时。
某些电机的转矩产生可局限于(例如)2000Nm/s；这可用于防止可损坏轴/动力传动系统的转矩毛刺(torque spike)。对于产生最大转矩为200Nm的后桥电机，达到满转矩的时间可出现在100ms，比通常的发动机转矩的产生和传递快约5-10倍。而且，对于ABS操作而言，某些电机可以以(例如)6000Nm/s的速率去除转矩。因此，产生最大转矩为200Nm的电机可在约35ms之内或者花费通常的制动系统在车轮处产生制动力矩脉冲所需要的时间的约一半的时间内去除该转矩(当被命令时)。所述产生时间和去除时间可使电机在稳定操作期间更好地适应与制动系统协调的快速转矩。
在下面的描述中，内侧车轮和外侧车轮涉及车轮在转向时的方向。因此，如果车辆10向左转，则车轮/轮胎12a和13a在转向的外侧，车轮/轮胎12b和13b在转向的外侧。
现在参照图5，进一步详细地示出控制器26。控制器26在多路复用器160处接收来自传感器20、28、32、34、35、36、37的信号，并将全部传感器信号与计算出的信号集成为一体以产生适用于如本领域所知的侧倾稳定性控制算法的信号。可通过车轮离地检测器52由各种传感器信号来确定车轮离地检测。车轮离地检测器52包括主动车轮离地检测和被动车轮离地检测以及车轮着地状况监测。(这里描述的模块可在通用计算机(微处理器)中的硬件或软件中实现)。可由车轮离地检测模块52来确定每个车轮是否绝对着地、可能着地、可能离地或绝对离地。瞬变检测模块162可用于检测车辆10是否正经历因来自驾驶员突然的方向盘输入而引起的剧烈操作。传感器28-42中的一些或全部传感器还可用于在相对侧倾角模块164中确定相对侧倾角。可以以许多已知的方法来确定相对侧倾角。例如，侧倾加速度模块168可与横向加速度传感器32结合使用。如上所述，可由上述侧倾状况来确定相对侧倾角。
各种传感器信号还可用于在相对俯仰角模块166中确定相对俯仰角，以及在侧倾加速度模块168中确定侧倾加速度。车轮离地检测模块52、瞬变检测模块162和相对侧倾角模块164的输出可用于在车轮离去角模块170中确定车轮离去角。各种传感器信号和相对俯仰角模块166中的相对俯仰角可用于在模块172中确定相对速度总数。参考路面倾斜角模块174确定倾斜角。这里所描述的相对俯仰角、侧倾加速度和其他各种传感器信号可用于确定参考路面倾斜角。其他输入可包括侧倾稳定性控制操作(RSC)和/或存在的当前的横摆稳定性控制操作以及车轮离地和/或着地标记。
车辆10的整体侧倾角可在整体侧倾角模块54中确定。相对侧倾角、车轮离去角和侧倾速度总数模块均输入到整体侧倾角(总数)模块54中。整体侧倾角(总数)模块确定整体侧倾角θx。RSC反馈控制模块56接收来自整体侧倾角(总数)模块54的整体侧倾角和来自参考路面倾斜角模块174的参考路面倾斜角。在侧倾信号模块180中产生侧倾控制信号。该侧倾控制信号由箭头182示出。
在参考路面倾斜角模块174中，计算参考倾斜角估计。参考倾斜角估计的目的是为了跟踪在稳定和高动态的状况下行驶期间经历的稳定而粗略的路面倾斜角的指示，这有利于侧倾稳定性控制。即，基于车辆行驶状况和车辆侧倾状况来调节该参考倾斜角。当与整体侧倾估计比较时，所述参考倾斜角意在捕获(如果发生的话)侧偏状况(两轮离地)的发生和物理幅值。该信号意在作为与整体侧倾估计对照的比较器以用于计算误差信号，该误差信号被反馈到侧倾稳定性控制器26。
现在参照图6，传感器信号和来自传感器信号的计算信号(如侧倾控制信号182)被传送到集成的控制单元199。可将计算出的信号提供到各种动态控制算法单元，在动态控制算法单元中，基于可用的信号来计算反馈和/或前馈控制信号或控制命令以实现各种控制功能。这些控制算法单元可包括侧倾稳定性控制器26、牵引力控制系统68、横摆稳定性控制系统66和防抱死制动系统64。
各种控制算法单元的输出可产生用于实现特定的控制功能的控制命令，这些控制命令适于激活特定的致动器硬件。由于可能的矛盾，独立的控制命令可以以不同的方式命令特定的致动器。例如，侧倾稳定性控制可要求前外侧制动器提高该制动器的压力水平，而ABS控制可要求相同的致动器保持或降低该致动器的制动压力。因此，可能需要对发送到相同的致动器的多个控制请求进行仲裁或划分优先级。
可在第一优先逻辑器202、第二优先逻辑器204和第三优先逻辑器206中执行这样的仲裁逻辑和优先逻辑。优先逻辑器202、204和206分别为发动机ECU 210、4WD ECU 212、电机ECU 214和制动器ECU 60产生最终的/经仲裁的/划分了优先级的控制命令。作为示例，TCS、RSC和YSC可同时要求降低发动机扭矩，可在第一优先逻辑器202中使用最大值法则来计算发送到发动机ECU 210的扭矩的降低。作为另一示例，TCS、ABS、RSC和YSC均可要求一个致动器处的制动压力。在这种情况下，可在第三优先逻辑器206中使用最大值法则。然而，一些功能可要求压力降低(如ABS)，一些功能可在相同的致动器处要求压力升高。在这种情况下，可在第三优先逻辑器206中执行更为复杂的制动器压力优先逻辑或仲裁逻辑。优先逻辑可被提供到车辆控制器局域网(CAN)总线208。
在一些实施例中，上述优先逻辑组可仅用在多个控制命令要求致动相同的致动器的情况下。在对于特定的控制功能的特定的控制命令被发送到多个致动器的情况下可执行另一优先逻辑组。例如，RSC反馈控制命令可被发送到发动机ECU 210以用于降低发动机扭矩，RSC反馈控制命令可被发送到4WD ECU 212以用于前后扭矩分配，RSC反馈控制命令可被发送到致动器ECU 60以用于前外侧车轮中的制动力矩，RSC反馈控制命令可被发送到悬架以用于侧倾刚度分配等。在这些情况下，可基于车辆运动变量来执行更为复杂的协调。
现在参照图6和图7，如216所指示的，确定车辆是否将要侧翻。例如，在左转运行期间，如上所述的集成的控制单元199可确定内侧车轮/轮胎12b和13b是否将要远离路面。如果是，则可将制动力矩施加到前外侧车轮/轮胎，以使前外侧轮胎在路面上打滑或滑动，如218所示。例如，集成的控制单元199可发送命令到制动器ECU 60以将制动力矩施加到车轮/轮胎12a长达100ms。如220所示，可在将制动力矩施加到前车轮/轮胎期间将驱动力矩施加到后车轮/轮胎。例如，集成的控制单元199可发送命令到电机ECU 214以将驱动力矩施加到车轮/轮胎13a(并随后移除)，同时制动力矩被施加到车轮/轮胎12a。
电机101相对于车轮/轮胎13a和13b的接近度以及电机101(相对于发动机和动力传动系统的响应时间)更快地产生扭矩的能力允许驱动力矩被施加到(并移除)后车轮/轮胎13a，同时制动力矩被施加到前车轮/轮胎12a。
在其他实施例中，集成的控制单元199(例如)可以以已知的形式被配置为用于提前指示/检测可随之发生的侧倾状况。即，集成的控制单元199可确定适当的车辆参数是否处于将导致至少一个内侧车轮/轮胎12b和13b最终离地的轨迹上。如果是，则集成的控制单元199可发送命令到电机ECU 214来产生扭矩，以在施加上述制动力矩之前克服系统中的任何间隙和/或顺从性。由于可更快地施加上述驱动力矩，所以这可进一步提高系统的总体性能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但是，这些实施例并不意在示出和描述本发明的全部可能的形式。说明书中使用的文字为描述性的文字而非限制性的文字，应当理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种改变。

Claims (5)

1.一种机动车辆，该机动车辆具有前主动轮和后主动轮，所述车辆包括：
一个或多个控制器，配置为确定所述车辆是否将要侧翻；
制动系统，配置为在所述一个或多个控制器的命令下，将制动力矩施加到所述前主动轮，从而在所述车辆将要侧翻的情况下使所述前主动轮相对于路面打滑或滑动；
电机，与所述后主动轮机械连接，以使所述电机与所述后主动轮之间的转速比通常是固定的，所述电机被配置为在所述一个或多个控制器的命令下，将驱动力矩施加到所述后主动轮，从而在所述车辆将要侧翻的情况下修改或维持车辆俯仰、横摆和侧倾中的至少一个。
2.如权利要求1所述的机动车辆，其中，所述制动系统还被配置为施加一段时间的制动力矩，所述电机还被配置为在所述一段时间期间施加并随后移除驱动力矩。
3.如权利要求2所述的机动车辆，其中，所述一段时间小于1000毫秒。
4.如权利要求2所述的机动车辆，其中，所述一段时间小于100毫秒。
5.如权利要求2所述的机动车辆，还包括内燃机和动力传动系统，该内燃机和动力传动系统被配置为产生转矩并将该转矩传递到所述前主动轮和所述后主动轮中的至少一个主动轮，其中，所述一段时间小于发动机和动力传动系统对给定的转矩的量的响应时间。
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