CN102331252B - 用于识别和补偿由车辆驶过的路面横向倾斜的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于识别和补偿由车辆驶过的路面横向倾斜的方法和装置，具体而言，涉及识别由车辆驶过的路面横向倾斜的方法和装置，其中，路面横向倾斜借助于车辆的由路面横向倾斜产生的横向加速度ay，S而识别。根据该方法，优选通过测量装置实现车辆的横向加速度ay，Messung的测量。此外，车辆的由行驶机动性产生的横向加速度可通过横向倾斜观察器而确定。紧接着，通过确定和ay，Messung的差值，可通过横向倾斜观察器确定ay，S。此外，本发明涉及用于补偿由车辆驶过的路面横向倾斜的方法和装置。该方法具有通过横向倾斜补偿器设定转向角δkomp，ay，该转向角δkomp，ay补偿ay，S。在此，在车辆的通过用于确定由车辆驶过的路面横向倾斜的方法所确定的ay，S的基础上，实现转向角的设定。

Description

用于识别和补偿由车辆驶过的路面横向倾斜的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于识别且补偿由车辆驶过(durchfahren)的路面横向倾斜(Fahrbahnquerneigung)的方法，其中，路面横向倾斜借助于车辆的由路面横向倾斜产生的横向加速度而识别且补偿，以及本发明涉及用于识别且补偿由车辆驶过的路面横向倾斜的装置，其中，路面横向倾斜借助于车辆的由路面横向倾斜产生的横向加速度而识别且补偿。
背景技术
在用于公路车辆(Straßenfahrzeug)的驾驶员辅助系统(Fahrerassistenzsystem)的领域中已知这样的系统，即，该系统通过在车道(Fahrstreifen)内的持续的转向干预(Lenkeingriff)而保持车辆。这样的系统通常用作，防止由于无意离开专用车道而引起的事故。在此，在车辆性能的调节范围内，作为测量参量的横向加速度具有重要的意义。
在正常情况中，横向加速度借助于横向加速度传感器而测量。横向加速度的测量发生在惯性系统中。因此，在所测量的横向加速度的值中，除横向力(该横向力由于车辆运动而作用在车辆处)外，还有这样的力，即，该力通过横向倾斜(quergeneigt)的路面而引起。因此，调节方法在于计算对于通常固连于路面(fahrbahnfest)的坐标系统的必要的参量。这样的固连于路面的坐标系统具有如下特性，即，在该坐标系统中路面不具有横向倾斜，并且在该坐标系统中所使用的横向加速度因此也不具有这样的分量，即，该分量通过路面的横向倾斜而引起。
由于该状况-在惯性系统中的所测量的横向加速度以及在固连于路面的坐标系统中的必要的横向加速度，必须实现在惯性系统中所测量的横向加速度变换到固连于路面的坐标系统中。
根据文件DE 198 21 618，设置用于调节表现车辆运动的运动参量的方法和装置，通过该方法和装置，使得将在惯性系统中所测量的横向加速度变换到固连于路面的坐标系统中成为可能。然而，这样的方法(即，在该方法中执行将在惯性系统中所测量的横向加速度变换到固连于路面的坐标系统中)为复杂的，并且此外要求这样的装置，即，该装置适合于进行该转换。
发明内容
本发明的目的是，实现用于识别且补偿由车辆驶过的路面横向倾斜的方法和装置，其使得简化的调节成为可能。
为了实现该目的，一方面利用用于识别由车辆驶过的路面横向倾斜以用于补偿由车辆驶过的路面横向倾斜方法，其中路面横向倾斜借助于车辆的由路面横向倾斜产生的横向加速度而识别，其中该方法包括以下步骤：通过测量装置测量车辆的横向加速度；通过横向倾斜观察器确定车辆的由行驶机动性产生的横向加速度；确定车辆的由路面横向倾斜引起的横向加速度，其中，车辆的由路面横向倾斜引起的横向加速度等于车辆的由行驶机动性产生横向加速度和车辆的由测量装置测量的横向加速度的差值；其中在车辆的通过用于确定由车辆驶过的路面横向倾斜的方法所确定的、由路面横向倾斜引起的横向加速度的基础上通过横向倾斜补偿器设定转向角，转向角补偿车辆的由路面横向倾斜引起的横向加速度，其中车辆的补偿路面横向倾斜的转向角从车辆的起补偿作用的转向角与取决于车辆的常量和车辆的由路面横向倾斜引起的横向加速度的关系而确定。为了实现该目的，另一方面利用用于识别由车辆驶过的路面横向倾斜以用于补偿由车辆驶过的路面横向倾斜的装置，其中路面横向倾斜借助于车辆的由路面横向倾斜产生的横向加速度而识别，其中装置具有：测量装置，测量装置适用于测量车辆的横向加速度，以及横向倾斜观察器，横向倾斜观察器适用于确定车辆的由行驶机动性产生的横向加速度，其中，横向倾斜观察器适用于，通过确定车辆的由行驶机动性产生的横向加速度和车辆的由测量装置测量的横向加速度的差值，确定车辆的由路面横向倾斜引起的横向加速度；其中装置还具有横向倾斜补偿器，横向倾斜补偿器适用于，在车辆的通过用于确定由车辆驶过的路面横向倾斜的装置所确定的、由路面横向倾斜引起的横向加速度的基础上设定转向角，转向角补偿车辆的由路面横向倾斜引起的横向加速度，其中横向倾斜补偿器适用于，从车辆的起补偿作用的转向角与取决于车辆的常量和车辆的由路面横向倾斜引起的横向加速度的关系确定车辆的补偿路面横向倾斜的转向角。
根据本发明的优选的实施形式，设置用于识别由车辆驶过的路面横向倾斜的方法，其中，路面横向倾斜借助于车辆的由路面横向倾斜产生的横向加速度而识别。
根据该方法，优选通过测量装置实现车辆的横向加速度的测量。此外，可通过横向倾斜观察器(Querneigungsbeobachter)确定车辆的由行驶机动性(Fahrmanöver)产生的横向加速度。紧接着，可通过横向倾斜观察器通过以下方式来确定车辆的由路面横向倾斜引起的横向加速度，即通过确定车辆的由行驶机动性产生的横向加速度和车辆的由测量装置测量的横向加速度的差值。
基于形成在车辆的由行驶机动性产生的横向加速度和车辆的由测量装置测量的横向加速度的之间的差值以用于确定车辆的由路面横向倾斜产生的横向加速度，在车辆的由测量装置测量的横向加速度处的车辆的由路面横向倾斜产生的横向加速度的份额为已知。因此，不存在这样的必要性，即，执行车辆的由路面横向倾斜产生的横向加速度的值变换、将例如在惯性系统中所测量的横向加速度变换到固连于路面的坐标系统中。
此外，存在由车辆驶过的路面横向倾斜的识别与所存在的横向调节方法的简单的结合的可行性，该横向调节方法通过在车道内的持续的转向干预而保持车辆。由此，可由路面倾斜的识别减轻所存在的横向引导调节器的负担。车辆的由行驶机动性产生的横向加速度优选从车辆的由行驶机动性产生的横向加速度与车辆的偏转率(Gierrate)(也就是偏转角速度)和行驶速度的关系而确定。
此外，根据本发明的优选的实施形式，设置用于补偿由车辆驶过的路面横向倾斜的方法。该方法具有转向角的设定(Stellen)，该转向角补偿车辆的由路面横向倾斜引起的横向加速度。在此，通过横向倾斜补偿器实现转向角的设定，该横向倾斜补偿器在通过用于确定由车辆驶过的路面横向倾斜的方法所确定的干扰加速度、也就是说车辆的由路面横向倾斜引起的横向加速度的基础上计算补偿角。因此，存在将由车辆驶过的路面横向倾斜的补偿与所存在的横向调节方法的简单的结合的可行性，该横向调节方法通过在车道内的持续的转向干预而保持车辆。由此，可由路面倾斜的调整(Ausregelung)减轻所存在的横向引导调节器的负担，并且可实现路面倾斜的快速的补偿。车辆的补偿路面横向倾斜的转向角可从车辆的起补偿作用的转向角与取决于车辆的常量和车辆的由路面横向倾斜引起的横向加速度的关系而确定。
此外，根据本发明的优选的实施形式，设置用于识别由车辆驶过的路面横向倾斜的装置，其中，路面横向倾斜借助于车辆的由路面横向倾斜产生的横向加速度而识别。优选地，用于识别由车辆驶过的路面横向倾斜的装置具有这样的测量装置和这样的横向倾斜观察器，即，该测量装置适用于测量车辆的横向加速度，该横向倾斜观察器适用于确定车辆的由行驶机动性产生的横向加速度。此外优选地，横向倾斜观察器适用于，通过确定车辆的由行驶机动性产生的横向加速度和车辆的由测量装置测量的横向加速度的差值，确定车辆的由路面横向倾斜引起的横向加速度。
优选地，横向倾斜观察器适用于，从车辆的由行驶机动性产生的横向加速度与车辆的偏转率和行驶速度的关系确定车辆的由行驶机动性产生的横向加速度。
此外，根据本发明的优选的实施形式，设置用于补偿由车辆驶过的路面横向倾斜的装置。用于补偿由车辆驶过的路面横向倾斜的装置优选具有横向倾斜补偿器，该横向倾斜补偿器适用于设定转向角，该转向角补偿车辆的由路面横向倾斜引起的横向加速度。在此，在车辆的通过用于确定由车辆驶过的路面横向倾斜的装置所确定的、由路面横向倾斜引起的横向加速度的基础上，实现转向角的设定。
此外，优选地，横向倾斜补偿器适用于，从车辆的起补偿作用的转向角与取决于车辆的常量的和车辆的由路面横向倾斜引起的横向加速度的关系来确定车辆的补偿路面横向倾斜的转向角。
附图说明
实施例(从这些实施例中可获得其它的创造性的特征，然而本发明在其范围内不受限于这些实施例)在图纸中示出。其中：
图1显示了根据本发明的实施形式的用于识别且补偿由车辆驶过的路面横向倾斜的方法的流程图；
图2显示了根据本发明的实施形式的用于识别且补偿由车辆驶过的路面横向倾斜的装置、以及所存在的横向调节系统的示意图(Diagramm)。
具体实施方式
图1显示了用于识别且补偿由车辆驶过的路面横向倾斜的根据本发明的方法的流程图。在步骤S10中，通过测量装置实现车辆的横向加速度ay,Messung的测量。
在步骤S20中，通过横向倾斜观察器10执行车辆的由行驶机动性产生的横向加速度ay,Manöver的确定。
在步骤S30中，通过车辆的由行驶机动性产生的横向加速度ay,Manöver和车辆的由测量装置测量的横向加速度ay,Messung的差值，实现车辆的由路面横向倾斜引起的横向加速度ay,S的确定。
在步骤S40中，通过横向倾斜补偿器11执行转向角δkomp,ay的设定，该转向角δkomp,ay补偿车辆的由路面横向倾斜引起的横向加速度ay,S。在此，在车辆的通过用于确定由车辆驶过的路面横向倾斜的方法所确定的、由路面横向倾斜引起的横向加速度ay,S的基础上，实现转向角的设定。紧接着，该方法返回到步骤S10。
图2显示了根据本发明的实施形式的用于识别且补偿由车辆驶过的路面横向倾斜的装置、以及所存在的横向调节系统的示意图。用于识别且补偿由车辆驶过的路面横向倾斜的装置具有横向倾斜观察器10和横向倾斜补偿器11，以及所存在的横向调节系统具有横向引导调节器(Querführungsregler)12。
作为输入参量，横向倾斜观察器10具有车辆的由测量装置测量的横向加速度ay,Messung，以及车辆的偏转率ψ和行驶速度v。
横向倾斜观察器10分析车辆的横向加速度以为了推断出路面横向倾斜。在此，确定车辆的由行驶机动性产生的横向加速度ay,Manöver，其中，车辆的由行驶机动性产生的横向加速度ay,Manöver通过车辆的偏转率ψ和行驶速度v的关系而确定：
ay,Manöver=ψ v (1)
备选地，车辆的由行驶机动性产生的横向加速度ay,Manöver还可通过转向或偏转运动(Lenk- oder Gierbewegung)和车辆的横向加速度ay,Manöver的其它行驶动力学关系而确定。
紧接着通过横向倾斜观察器10，作为车辆的由行驶机动性产生的横向加速度ay,Manöver和车辆的由测量装置测量的横向加速度ay,Messung的差值，车辆的由外部的力产生的干扰加速度、也就是说由路面横向倾斜引起的横向加速度ay,S通过如下公式而确定：
ay, S= ay,Manöver - ay,Messung (2)
因此，作为输出参量，横向倾斜观察器10具有车辆的由路面横向倾斜引起的横向加速度ay,S。
作为输入参量，横向倾斜补偿器11具有车辆的由横向倾斜观察器10确定的、由路面横向倾斜引起的横向加速度ay,S。横向倾斜补偿器11具有如下目的，即，通过在路面横向倾斜的反方向中设定转向角而补偿车辆的由路面横向倾斜引起的横向加速度ay,S。为此，行驶动力学模型被反转(invertieren)，并且从车辆的由路面横向倾斜引起的横向加速度ay,S确定必要的所补偿的转向角δkomp,ay。
在此，在本发明的实施形式的范围内，稳定的单轨模型(Einspurmodell)被反转。由此，可以与取决于车辆的常数k成比例的方式通过如下关系而确定必要的起补偿作用的转向角δkomp,ay：
δkomp,ay=k ay,S (3)
常数K以取决于速度和负荷的方式而实现，并且因此为车辆速度v和车辆质量m的函数。因此，作为输出参量，横向倾斜补偿器11具有起补偿作用的转向角δkomp,ay。
作为输入参量，所存在的横向引导系统的横向引导调节器12具有至少一个调节参量x。如果车辆偏离预设的车道时，则通过横向引导调节器12确定调节理论转向角(Reglersolllenkwinkel)δRS，该调节理论转向角δRS形成横向引导调节器12的输出参量。紧接着，横向引导调节器12的输出参量δRS和横向倾斜补偿器11的输出参量δkomp,ay相加并且形成理论转向角δSoll，该理论转向角δSoll借助于转向干预而补偿车辆的由横向倾斜观察器10确定的干扰加速度以及在车辆引导中的由横向引导调节器12确定的调节偏差。
本发明借助于本发明的具体的设计方案而进一步解释，但不受限于该具体的实施形式。

Claims (4)

1.一种用于识别由车辆驶过的路面横向倾斜以用于补偿由车辆驶过的路面横向倾斜的方法，其中所述路面横向倾斜借助于所述车辆的由所述路面横向倾斜产生的横向加速度(ay,S)而识别，其中所述方法包括以下步骤：
通过测量装置测量所述车辆的横向加速度(ay,Messung)(S10)；
通过横向倾斜观察器(10)确定所述车辆的由行驶机动性产生的横向加速度(ay,Manöver)；
确定所述车辆的由所述路面横向倾斜引起的横向加速度(ay,S) (S30)，其中，所述车辆的由所述路面横向倾斜引起的横向加速度(ay,S)等于所述车辆的由行驶机动性产生的横向加速度(ay,Manöver)和所述车辆的由所述测量装置测量的横向加速度(ay,Messung)的差值；
其特征在于，
在所述车辆的通过用于确定由所述车辆驶过的路面横向倾斜的方法所确定的、由所述路面横向倾斜引起的横向加速度(ay,S)的基础上通过横向倾斜补偿器(11)设定转向角(δkomp,ay) (S40)，所述转向角(δkomp,ay)补偿所述车辆的由所述路面横向倾斜引起的横向加速度(ay,S)，其中所述车辆的补偿所述路面横向倾斜的转向角(δkomp,ay)从所述车辆的起补偿作用的转向角(δkomp,ay)与取决于车辆的常量(k)和所述车辆的由所述路面横向倾斜引起的横向加速度(ay,S)的关系而确定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆的由行驶机动性产生的横向加速度(ay,Manöver)从所述车辆的由行驶机动性产生的横向加速度(ay,Manöver)与所述车辆的偏转率(ψ)和行驶速度(v)的关系而确定。
3.一种用于识别由车辆驶过的路面横向倾斜以用于补偿由车辆驶过的路面横向倾斜的装置，其中所述路面横向倾斜借助于所述车辆的由所述路面横向倾斜产生的横向加速度(ay,S)而识别，其中所述装置具有：
测量装置，所述测量装置适用于测量所述车辆的横向加速度(ay,Messung)，以及
横向倾斜观察器(10)，所述横向倾斜观察器(10)适用于确定所述车辆的由行驶机动性产生的横向加速度(ay,Manöver)，
其中，所述横向倾斜观察器(10)适用于，通过确定所述车辆的由行驶机动性产生的横向加速度(ay,Manöver)和所述车辆的由所述测量装置测量的横向加速度(ay,Messung)的差值，确定所述车辆的由所述路面横向倾斜引起的横向加速度(ay,S)；
其特征在于，
所述装置还具有横向倾斜补偿器(11)，所述横向倾斜补偿器(11)适用于，在所述车辆的通过用于确定由所述车辆驶过的路面横向倾斜的装置所确定的、由所述路面横向倾斜引起的横向加速度(ay,S)的基础上设定转向角(δkomp,ay)(S40)，所述转向角(δkomp,ay)补偿所述车辆的由所述路面横向倾斜引起的横向加速度(ay,S)，其中所述横向倾斜补偿器(11)适用于，从所述车辆的起补偿作用的转向角(δkomp,ay)与取决于车辆的常量(k)和所述车辆的由所述路面横向倾斜引起的横向加速度(ay,S)的关系确定所述车辆的补偿所述路面横向倾斜的转向角(δkomp,ay)。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述横向倾斜观察器(10)适用于，从所述车辆的由行驶机动性产生的横向加速度(ay,Manöver)与所述车辆的偏转率(ψ)和行驶速度(v)的关系确定所述车辆的由行驶机动性产生的横向加速度(ay,Manöver)。
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