CN102131662A - 用于防止汽车侧翻的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于防止汽车侧翻的方法，其中，求得代表汽车侧向的横向动力学的横向参量(ayeff)，并且将该横向参量(ayeff)与至少一个阈值进行比较，并且根据比较来实施用于防止侧翻的制动干预。本发明的核心的特征在于，求得代表汽车车身侧向的倾斜位置的倾斜位置参量，并且所述阈值取决于所述倾斜位置参量。

Description

用于防止汽车侧翻的方法和装置
背景技术
由DE 103 56 827 A1公开了一种在行驶动力学方面倾翻临界的情况下用于汽车倾翻稳定化的方法。其中通过分析控制参量来识别倾翻临界的情况并且根据控制参量激活或者解除稳定化干预。当控制参量或者稳定化算法的特征性的特性作为转向角和汽车速度的函数进行计算时，也可以在具有较小的横向加速度的行驶情况下保持调节干预。独立权利要求的前序部分所述的特征从DE 103 56 827 A1中获取。
发明内容
本发明涉及一种用于防止汽车侧翻的方法，其中
-求得代表汽车侧向的横向动力学的横向参量，并且
-将该横向参量与至少一个阈值进行比较，并且
-根据比较来实施用于防止侧翻的制动干预。
本发明的核心的特征在于，
-求得代表汽车车身侧向的倾斜位置的倾斜位置参量，并且
-所述阈值取决于所述倾斜位置参量。
由此，在非对称加载的汽车中在没有太早实施调节干预的情况下也能够可靠地防止倾翻。所述横向参量可以是代表目前的横向动力学的参量，例如横向加速度。然而也可以是未来有待期待的代表横向动力学的参量，该参量例如借助于外推或者预测来获得。由此，如果在驾驶员方面(例如通过转向角)已经采取了合适的稳定化措施，那么能够提前地实施或者停止稳定化干预。
所述方法的有利的设计方案的特征在于，借助于横向加速度传感器的偏移值求得倾斜位置参量。由此获得了用于求得倾斜位置参量的简单的方案。
本发明的有利的设计方案的特征在于，借助于横向加速度传感器的输出信号的长时间过滤(Langzeitfilterung)来求得横向加速度传感器的偏移值。横向加速度传感器的倾斜位置不仅通过由于非对称的加载引起的汽车倾斜、而且当然也通过在汽车中具有公差地安装产生。然而，由于具有公差地安装引起的倾斜位置明显小于由于非对称的汽车加载引起的倾斜位置。此外，通过长时间过滤查明由于路边倾斜引起的传感器的倾斜位置。
本发明的有利的设计方案的特征在于，所述倾斜位置参量至少取决于汽车车身是向左倾斜还是向右倾斜。
本发明的有利的设计方案的特征在于，
-对于汽车驶过左弯道并且汽车车身向左倾斜或者汽车驶过右弯道并且汽车车身向右倾斜的情况来说，提高阈值，尤其根据偏移值提高阈值并且尤其提高偏移值的量，并且
-对于汽车驶过左弯道并且汽车车身向右倾斜或者汽车驶过右弯道并且汽车车身向左倾斜的情况来说，降低阈值，尤其根据偏移值降低阈值并且尤其降低偏移值的量。
由此考虑，在第一种情况下汽车相对于对称加载的汽车来说倾翻危险较少，并且在第二种情况下汽车相对于对称加载的汽车来说倾翻危险较大。
本发明的有利的设计方案的特征在于，以偏移值的量提高所述阈值或者说以偏移值的量降低所述阈值。
有利的设计方案的特征在于，通过制动干预仅仅制动在弯道外侧的前轮。
有利的设计方案的特征在于，通过制动干预制动所有在弯道外侧的车轮。
有利的设计方案的特征在于，通过制动干预制动两个前轮。
前面所述的制动措施已经被证实在有倾翻危险时会提高行驶稳定性。
此外，本发明涉及一种装置，该装置包含用于实施前面所述方法的机构。
按本发明的方法的有利的设计方案也表现了按本发明的装置的有利的设计方案，并且反之亦然。
倾翻临界的汽车经常显示出汽车重心或者说加载重心相对于汽车纵轴的不对称。该不对称例如会由于汽车装置例如燃料箱或者电池的安装位置引起。然而经常也通过有效载荷的不对称安置产生不对称，不对称安置是由于汽车上或汽车中货仓或者固定方案的空间上的实际情况引起的。对于这种情况的例子是具有在侧面安置在汽车上的玻璃支架的用于玻璃的汽车。通过非对称的载荷分布，由于在汽车左侧和右侧不同的弹簧载荷或减震器载荷而出现汽车车身的侧向倾斜。
在基于对称的载荷分布的调节系统中存在稳定性和不可信的调节之间的目的矛盾。如果人们想如此敏感地调节调整器，从而沿着由于非对称的加载而倾翻临界的方向可靠地避免倾翻，那么，驾驶员感觉到由此引起的沿着非临界的方向的干预太早了并且是有干扰的，或许甚至认为是错误调节。
为了消除这种缺点，有意义的是，在调整器中也示出了加载非对称。然而，为此需要关于汽车的实际状态的足够精确的信息。调整器中固定的不对称不是主要目标，因为没有关于实际的汽车车身、以后的汽车安装以及改装和加载的信息。
所述横向加速度传感器的由可能的安装位置公差引起的倾斜位置使得除了原本的横向加速度之外也一同测量重力加速度的一部分。用长时间调整能够在一定的行驶路程上求得这个表现为横向加速度信号的偏移值的部分并且通过偏移调整进行补偿。
在加载非对称的汽车中，通过汽车车身的由加载引起的横向倾斜包含横向加速度传感器的额外的倾斜位置，该倾斜位置明显大于由安装公差引起的倾斜位置。由倾斜位置引起的横向加速度偏移值ayoff直接在调整器中用作用于计算取决于横向加速度的触发阈值的累加的部分。由此，在调整器中考虑非对称的倾翻趋势，并且在沿两个方向进行弯道行驶时随时确保合适的干预时间点以及合适的干预强度。
附图说明
附图包括图1到3。
附图示出：
图1是倾翻稳定化系统的示意性的方框图，
图2是形成倾翻稳定化算法的控制参量ayeff的示意图，以及
图3是按本发明的方法的基本的流程。
具体实施方式
图1示出了倾翻稳定化系统的示意图，该倾翻稳定化系统具有控制设备1、用于识别临界的行驶状态的传感机构2以及用于实施稳定化干预的执行器3，在所述控制设备中保存了倾翻稳定化算法4。所述传感机构2包括行驶动力学调节系统(ESP)的常规的传感器，例如车轮转速传感器、横向加速度传感器、驶偏传感器、制动压力传感器、转向盘转角传感器等，并且由于简化缘故作为方框2示出。作为执行器例如可以使用汽车的制动设备、独立于驾驶员的转向系统或者例如也可以使用主动的弹簧/减震器系统。
在倾翻临界的行驶情况下，倾翻稳定化算法计算调节干预，用该调节干预来降低汽车的横向加速度并且由此阻止汽车倾翻。例如通过操作在弯道外侧的前轮上的车轮制动器来进行调节干预。由此产生偏转力矩，该偏转力矩反作用于汽车的偏转运动并且由此稳定汽车。在满足预先给定的稳定条件之后，可以再次解除调节干预。例如可以根据控制参量ayeff激活或者说解除稳定化干预，在此，ayeff又取决于横向加速度aq。在此，在超过阈值方面监控所述控制参量ayeff。如果ayeff超过预先给定的接通阈值，那么就进行稳定化干预。如果ayeff随后低于预先给定的断开阈值，那么就结束稳定化干预。
在图2中的实施例中示出了控制参量ayeff的计算。图2示出了不同的参量的示意图，所述参量流入控制参量ayeff的计算中。在该例子中将不同的参量进行相加(相加节点12)并且由此形成所述控制参量ayeff。
在这种情况下，所述控制参量取决于汽车的横向加速度ay、取决于横向加速度的关于时间的变化day/dt并且取决于一个或者多个针对汽车的参数P，例如自转向梯度或者转向角梯度。
此外，所述控制参量ayeff是另外的参量-在这里称作参量F-的函数，该参量又是转向角δR和汽车纵向速度vX的函数。例如可以通过合适的行驶动力学模型来计算所述参量F。为此尤其适用从文献中已知的“单辙模型”，从该“单辙模型”中导出所谓的“阿克曼方程式”。用单辙模型计算额定偏转速度dΨSo/dt，其中适用：
dΨ So / dt = δ R l × v x 1 + ( v x / v ch ) 2
在此，δR是前轴上的转向角，l是轴距，vx是汽车纵向速度并且vch是特征性的速度。
从所述单辙模型中也可以计算横向加速度ayAck，其中适用：
ayAck＝dΨso/dt*vx。
所述参量ayAck表示在线性的单辙模型有效的前提下由于驾驶员愿望、也就是转向角δR、汽车速度以及在稳定的转弯行驶时的汽车参数所产生的横向加速度。
所述参量ayAck能够-必要时标准化地并且界限在预先给定的数值范围上地-例如直接进入控制参量ayeff的计算中，并且例如在节点12上加到其余的参量上。然而有利的是，将虚拟的横向加速度ayAck输入缓冲或者说存储器线路10、11，该缓冲或者说存储器线路尤其在高动态的转向动作(例如车道转换动作)时没有立即“忘记”ayAck的前面较高的值，在所述高动态的转向动作中也存在具有较小横向加速度的中性阶段以及中性的转向盘位置和由此较小的ayAck值。没有所述存储器线路10、11的话，在ayAck的值较小时立即中断所述稳定化干预，这在高动态的动作中是没有意义的。
在所示出的实施例中，所述缓冲或者说存储器线路包括以软件实现的计数器10，虚拟的横向加速度ayAck以及其它的针对汽车的参数P2输入所述计数器。所述参数例如是自转向梯度P2。如果所述两个输入参量ayAck、P2超过预先给定的阈值，那么就将计数器10置于预先给定的计数器状态ZS。在参量ayAck或者参数P低于预先给定的断开阈值的行驶阶段中，启动计数器并且向后计数。借助于特征曲线11对所述计数器状态ZS进行加权并且重新计算该计数器状态的尺寸。所产生的值F进入控制参量ayeff的计算之中并且在节点12上加到其余的参量ay、day/dt、P上。所述特征曲线11优选是非线性的特征曲线。
如果由于驾驶员的转向行为重新超过了所述接通阈值，那么再次设置所述计数器10。在这种情况下，控制参量ayeff的值仅仅略微地改变并且保持所述稳定化调节4。只要不再超过所述接通阈值，那么计数器10再次向后计数，其中根据计数器状态(用特征曲线11进行加权)来降低参量F。如果所述值F以及由此所述控制参量ayeff低于预先给定的阈值，那么中断所述稳定化调节4。
因此，用所描述的缓冲装置10、11也可以在高动态的动作中在短期的中性行驶状态期间保持所述稳定化干预。
在图3中示出了按本发明的方法的基本的流程。在方框300中启动所述方法之后，在方框301中求得代表汽车侧向的横向动力学的横向参量，并且随后在方框302中求得代表汽车侧向的倾斜位置的倾斜位置参量。随后在方框303中检查，所述横向参量是否超过了阈值，其中所述阈值取决于倾斜位置参量。如果回答是“否”(在图3中称作“n”)，那么返回到方框301的入口。如果相反，回答是“是”(在图3中称作“y”)，那么随后在方框304中实施用于防止汽车倾翻的制动干预。在方框305中结束所述方法。

Claims (10)

1.用于防止汽车侧翻的方法，其中
-求得代表汽车侧向的横向动力学的横向参量(ayeff)(301)，并且
-将该横向参量(ayeff)与至少一个阈值进行比较(303)，并且
-根据比较来实施用于防止侧翻的制动干预(304)，
其特征在于，
-求得代表汽车车身侧向的倾斜位置的倾斜位置参量(302)，并且
-所述阈值取决于所述倾斜位置参量。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于横向加速度传感器(2)的偏移值求得所述倾斜位置参量(302)。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，借助于所述横向加速度传感器(2)的输出信号(ay)的长时间过滤求得所述横向加速度传感器(2)的偏移值。
4.按权利要求2所述的方法，其特征在于，所述倾斜位置参量至少取决于汽车车身向左倾斜还是向右倾斜。
5.按权利要求4所述的方法，其特征在于，
-对于汽车驶过左弯道并且汽车车身向左倾斜或者汽车驶过右弯道并且汽车车身向右倾斜的情况来说，提高所述阈值，并且
-对于汽车驶过左弯道并且汽车车身向右倾斜或者汽车驶过右弯道并且汽车车身向左倾斜的情况来说，降低所述阈值。
6.按权利要求1所述的方法，其特征在于，以偏移值的量提高所述阈值或者说以偏移值的量降低所述阈值。
7.按权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述制动干预(304)仅仅制动在弯道外侧的前轮。
8.按权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述制动干预(304)仅仅制动所有在弯道外侧的车轮。
9.按权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述制动干预(304)仅仅制动两个前轮。
10.包含用于实施前面所述方法的机构的装置。
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