CN102317130A - 在同时的最大减速的情况下的偏驶调节 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在横向上稳定车辆的方法，其中对于第一制动力分配求得作用在车辆上的偏转力矩，在所述第一制动力分配中以在当前行驶情况中最大在路面上可传递的最大制动力制动每个车轮，对于至少一个第二制动力分配求得作用在车辆上的偏转力矩，所述第二制动力分配与第一制动力分配如此不同，使得至少一个车轮不以所述最大制动力制动，求得额定偏转力矩并且由至少所述第一以及第二制动力分配在车辆上设置这种制动力分配，其所属的偏转力矩最接近额定偏转力矩。

Description

在同时的最大减速的情况下的偏驶调节
背景技术
现今众多的汽车具有行驶动力调节系统，所述行驶动力调节系统通过对车辆运动的主动干预提高行驶安全性。在此通常使用车轮所独有的制动干预，以在行驶动力的边界区域中稳定地影响所述车辆的侧滑并且如此保持所述车辆对于驾驶员是可控的。所述制动干预在此如此设置，使得其尽可能地是不可感觉到的并且仅仅引起微小的速度分解。
由文献DE 36 25 392 Al已知用于避免机动车的离心运动的调节系统，在所述调节系统中离心运动是可以自动修正的，而不需要转向运动。这通过选择性的制动和/或加速和/或修正各个车轮的转向角来实现。
发明内容
本发明涉及一种在横向上使得车辆保持稳定的方法或者说涉及使得车辆关于围绕其垂直轴的旋转运动的保持稳定，其中
－对于第一制动力分配求得作用在车辆上的偏转力矩，在所述第一制动力分配中以在当前行驶情况中最大在路面上可传递的最大制动力制动每个车轮，
－对于至少一个第二制动力分配求得作用在车辆上的偏转力矩，所述第二制动力分配与第一制动力分配如此不同，使得至少一个车轮不以所述最大制动力制动，
－求得额定偏转力矩并且
－由至少所述第一以及第二制动力分配在车辆上设置这种制动力分配，其所属的偏转力矩最接近额定偏转力矩。
已知的行驶动力调节通过其车轮所独有的制动干预仅仅微弱地减小所述车辆的速度。尽管在存在这种制动干预时不能避免事故，然而在一些情况中导致强烈的速度分解的保持稳定干预变得有利起来。与这种强烈的速度分解相关的保持稳定干预具有下列优点：
－尽管存在保持稳定干预仍会发生碰撞，然而较小的车辆速度也就引起了更小的受伤危险。
－速度缓慢的车辆具有更高的侧滑缓冲，从而所述保持稳定不仅对于调节系统而且对于驾驶员来说都得到了简化。
－通过减速扩展了驾驶员的操纵选择，因为达到可能的碰撞要经历更长的时间。由此为驾驶员保留了更多时间用于进行避免事故的或者减小事故严重程度的干预。
本发明的一种有利的设计方案的特征在于，所述作用在车辆上的偏转力矩由通过各个车轮产生的偏转力矩部分求得。特别是所述偏转力矩能够以简单的类型和方式由所述偏转力矩部分的总和求得。
本发明的一种有利的设计方案的特征在于，所述偏转力矩部分至少由描述车辆几何形状的参数、转向角、作用在车轮上的纵向力以及作用在车轮上的横向力求得。
本发明的一种有利的设计方案的特征在于，由所述轮胎最大在路面上可传递的力至少由车辆几何尺寸、车辆质量以及当前的横向和纵向加速度求得。
本发明的一种有利的设计方案的特征在于，所述最大在路面上可传递的最大制动力由最大在路面上可传递的力以及所述轮胎的侧偏角求得。所述侧偏角以及众多其它参数在传统的行驶动力调节系统中总之已经可供使用。
本发明的一种有利的设计方案的特征在于，所述额定偏转力矩至少由转向角以及车辆纵向速度求得。
本发明进一步包括一种装置，该装置包括为了实施按本发明的方法而构造的机构。
按本发明的方法的有利的设计方案也表示为按本发明的装置的有利的设计方案，反之亦然。
附图说明
附图包括图1到图3。
图1示出了以最大的减速用于保持稳定的流程图。
图2示出了一种模拟的侧面的尾部碰撞（Heckaufprall），通过所述尾部碰撞车辆围绕其垂直轴转动，各个车轮的偏转力矩部分作为基于最大制动力的制动力分解的函数。在示出的实施例中能够在由轮胎最大能传递的力的范围内在较小的制动力分解情况下达到与额定偏转力矩相应的实际偏转力矩。
图3反之示出了一种不稳定的行驶情况，在这种行驶情况下所述额定偏转力矩通过在右前轮上的制动力分解能够实现车辆的稳定性。
具体实施方式
在行驶动力调节的范围中实施的不取决于驾驶员的制动干预通常如此选择，使得车辆仅仅发生微小的减速。与此相反，助力制动器以及紧急制动系统产生了非常高的直到物理最大值的减速值，但是在此放弃了产生保持稳定的偏转力矩。
本发明致力于一种用于在机动车上调整保持稳定的偏转力矩的方法以及装置，其中通过所实施的制动干预应该同时引起车辆的最大可能的减速。
如果以较小车辆减速通过行驶动力调节的干预不能避免事故，那么可能会产生带有较高速度以及相应地较高的受伤危险的碰撞。反之，如果如此实施保持稳定干预，使得同时进行快速而剧烈的速度分解，那么这具有多个优点:
－尽管存在保持稳定干预仍会发生事故，但通过较小的速度也就带来了更小的受伤危险。
－速度缓慢的车辆具有更高的侧滑缓冲，从而所述保持稳定不仅对于行驶动力调节系统而且对于驾驶员来说都得到了简化。
－通过降低所述车辆的速度扩展了驾驶员的操纵可能性，因为达到在固定的位置上与物体的碰撞要经历更长的时间。由此对于驾驶员来说能够减小事故严重程度。
当判定驾驶员失去控制并且因此存在碰撞的危险时，碰撞的严重程度能够通过降低所述车辆的速度减小，以同时的最大减速进行保持稳定干预是合适的。在最简单的情况中例如如此判定失去控制，即当通过初始的碰撞触发安全气囊并且驾驶员因此短暂地无法操纵时。
按本发明的保持稳定方法的实施方式的流程在图1中示出。所述流程从由上级的调节装置（Reglerinstanz）求得要调节的额定偏转力矩出发，所述调节装置例如实施偏驶调节。所述方法的目标是，如此转换所要求的偏转力矩，使得所述车辆在此最大限度地减速。这样能够由此实现，全部四个车轮在输出状态完全被制动并且因此进行最大限度的减速。产生所要求的偏转力矩的方法是，从这种状态中针对性地释放各个车轮的制动。
在图1中的左边将方法步骤1到6编号。在步骤1中在模块102里求得由所述机动车的四个车轮在路面上最大可传递的力F_max，i，其中脚标i表示各个车轮。所述力基本上取决于轮胎和路面之间的摩擦系数以及作用在轮胎上的法向力。所述最大可传递的力的计算由模块101提供的值来实现，所述值例如能够包括车辆几何尺寸、车辆质量以及测得的横向和纵向加速度。
所述法向力例如由静态的车轮载荷在考虑由横向和纵向加速度引起的俯仰力矩和横摆力矩的情况下计算。所述摩擦系数能够基于可在行驶动力调节中使用的测量参数进行预测。
在步骤2中在模块202里确定所有四个车轮上的最大纵向力分量Fx_max，i。在此作用在抱死（blockieren）的车轮上的合力与在车轮支承点上的速度向量反向。
所述最大纵向力分量Fx_max，i能够由最大力F_max，i以及车轮上的侧偏角进行计算。所述侧偏角基于可在系统中使用的测量和预测值进行计算。
在步骤3中在模块302里所述纵向力在零与之前为每个车轮计算的最大值之间变化。对于每种变化在使用卡玛圆的情况下计算在完全使用潜在轮胎力（Reifenkraftpotenzials）时剩下的横向力分量。
在步骤4中在模块402里对于这些由横向和纵向力引起的变化计算所述由车轮产生的偏转力矩。这些偏转力矩在图2和图3中分别在纵坐标方向上描绘为在横坐标方向上描绘的释放制动（Entbremsung）△Fx的函数。从零开始的释放制动（△Fx=0）意味着存在于各个车轮上的最大制动力。
在接下来的步骤5中依次为每个车轮求得释放制动，所述释放制动将额定偏转力矩与所有偏转力矩部分的总和之间的差异最小化。在图2中要求较高的额定偏转力矩Mz=MSet=1.5·104Nm。这会引起左前轮FL（FL="front left"）以及右前轮FR（FR="front right"）保持完全制动，因为释放制动会减小所述由这些车轮产生的偏转力矩。当右后轮RR（RR="rear right"）完全地释放制动时，也就是将制动力调整为零时，所述右后轮产生最大的偏转力矩。左后轮RL（RL="rear left"）在部分释放制动的情况下产生最大的偏转力矩。在上述情况中在图2里所要求的偏转力矩不可通过制动干预实现，如借助示出了四个最大可达到的偏转力矩部分的总和的总偏转力矩MAct清楚地表示。
为了对图2进行更好的理解，在这里再进行详细解释。在横坐标方向上以物理单位N描绘所述释放制动△Fx，在纵坐标方向上以物理单位Nm描绘所述偏转力矩Mz。释放制动零（也就是说△Fx=0）意味着，所有车轮最大限度地制动。对于存在于图2中的行驶情况，所述车辆通过在尾部上的侧面碰撞围绕垂直轴沿顺时针方向旋转。对于右转弯所述行驶情况与此相似。车辆车身沿着弯道外侧的方向侧倾并且弯道外侧的车轮也因此受到更强的负载。所述弯道外侧的车轮对于右转弯是指左侧车轮。所述受到更强负载的车轮也能够被施加更大的制动力。这在图2中如此表示，即所述曲线将所述左后轮RL（linkes Hinterrad）以及左前轮FL（linkes Vorderrad）以直到7000N的力卸载（△Fx=7000N），因此由所述两条曲线覆盖的区域从△Fx=0延伸到△Fx=7000N。
所述右侧的车轮RR（右后轮）以及FR（右前轮）被更小地卸载，能够分别传递2000N的最大制动力并且因此能够以最大△Fx=2000N进行卸载。
在图2中设置在车轮上的四个工作点利用符号"+"进行表示。当所述车轮FR以及FL不释放制动时（那里对于△Fx=0存在最大的偏转力矩），就达到最大的偏转力矩，RL以大约3000N释放制动并且RR以对于这个车轮可能的最大值2000N释放制动，也就是说这个车轮不会制动。但是所述通过所选择的工作点设置的偏转力矩部分的总和MAct也不足以达到所述期望的额定偏转力矩，也就是说MAct<MSet。
图3示出了与之相反的一种情况，在这种情况中所述要求的偏转力矩能够实现。在此所述三个车轮RR，FL以及RL保持完全制动并且仅仅所述车轮FR必须以大约2300N释放制动。因此这里实现了以同时强烈的减速保持稳定。
接下来再次对图1进行详细解释。
在左侧一栏中将所述方法的步骤1到6逐一编号。在包括所述模块102，202，302，402，502以及602的第三栏中，示出了所述方法的步骤。在左侧具有模块101，201，301以及401的第二栏示出了重要的、用于各个方法步骤的值。
在模块102中计算在各个车轮上可传递的最大力F_max，i。为此在模块101中提供车辆几何尺寸、车辆质量以及测得的横向和纵向加速度。在模块202中接下来计算最大在各个车轮上可传递的纵向力Fx_max，i。这就是对于完全制动可传递的力。为此在模块201中提供预测的侧偏角。在模块302中所述纵向力发生变化。为此释放制动基于完全制动状态在0%（=完全制动）与100%（=车轮未制动）之间进行观测（betrachtet）。附加地计算分别产生的横向力。对此作为附加的输入数据在模块301中提供所述卡玛圆的数据以及用于较小的侧偏角的简单的横向力模型。
在模块402中取决于所述纵向和横向力计算用于在模块302中观测的释放制动变化的由所述各个车轮产生的偏转力矩。作为附加的输入数据在模块401中提供转向角以及车辆几何尺寸。
在模块502中选取这样的释放制动变化，所述释放制动变化将所有偏转力矩部分的总和与所述额定偏转力矩之间的偏差最小化。
为此由模块103提供所述额定偏转力矩Mz_set，所述额定偏转力矩通过叠加的行驶动力调节器求得。
在模块602中所述属于在模块502中选取的释放制动变化的制动力分配通过次级的（unterlagerte）制动力调节或者滑动率调节在各个车轮上实现。特别是所述制动力调节在有利的设计方案中能够如此布置，从而避免所述车轮的抱死，也就是说对于所述各个车轮的制动是防抱死制动。
在一种有利的实施方式中仅仅在存在所述车辆的初始碰撞之后才能够实施按本发明的保持稳定方法，然而该保持稳定方法在不存在碰撞的情况下不能用于保持稳定。显然也能够借助于包含在"智能的轮胎"中的传感装置求得所述最大可传递的力。

Claims (11)

1. 在横向上使车辆保持稳定的方法，其中
－对于第一制动力分配求得作用在车辆上的偏转力矩，在所述第一制动力分配中以在当前行驶情况中最大在路面上可传递的最大制动力（F_max，i）制动每个车轮（RR，RL，FR，FL），
－对于至少一个第二制动力分配求得作用在车辆上的偏转力矩，所述第二制动力分配与第一制动力分配如此不同，使得至少一个车轮不以所述最大制动力（F_max，i）制动，
－求得（103）额定偏转力矩（Mz_set）并且
－由至少所述第一以及第二制动力分配在车辆上设置这种制动力分配，其所属的偏转力矩（Mz）最接近（502）额定偏转力矩（Mz_set）。
2. 按权利要求1所述的方法，其特征在于，作用在车辆上的所述偏转力矩由通过各个车轮产生的偏转力矩部分求得。
3. 按权利要求2所述的方法，其特征在于，所述作用在车辆上的偏转力矩由所述偏转力矩部分的总和求得。
4. 按权利要求2所述的方法，其特征在于，所述偏转力矩部分至少由描述车辆几何形状的参数、转向角、作用在车轮上的纵向力以及作用在车轮上的横向力求得。
5. 按权利要求1所述的方法，其特征在于，由所述轮胎最大在路面上可传递的力（F_max，i）至少由车辆几何尺寸、车辆质量以及当前的横向和纵向加速度求得。
6. 按权利要求4所述的方法，其特征在于，所述最大在路面上可传递的最大制动力（Fx_max，i）由所述最大在路面上可传递的力（F_max，i）以及所述轮胎的侧偏角求得。
7. 按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述额定偏转力矩（Mz_set）至少由转向角以及车辆纵向速度求得。
8. 按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各个车轮的制动是防抱死制动。
9. 按权利要求1所述的方法，其特征在于，仅在存在碰撞之后才实施所述保持稳定方法。
10. 按权利要求1所述的方法，其特征在于，述最大在路面上可传递的最大制动力借助包含在轮胎中的传感装置求得。
11. 包括为实施按本明的方法而构造的机构的装置。
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