CN102947149B

CN102947149B - 控制车辆的稳定性的方法和装置

Info

Publication number: CN102947149B
Application number: CN201180026400.4A
Authority: CN
Inventors: P·布莱兹; E·沙尔潘
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2011-05-26
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2031-05-26
Also published as: FR2960501A1; WO2011148104A1; FR2960501B1; BR112012029608A2; CN102947149A

Abstract

在车辆中，尤其是机动车辆中，一种包括车轮防抱死系统(ABS)的装置包括：用于测定车轮速度的传感器(2)；线连的和/或程序控制的电子元件(1，5)，用于分析由传感器测定到的值，从而检测车辆的不稳定状态；制动压力产生机构(4，7)，当电子元件(1，5)检测到车辆的潜在不稳定状态时，所述制动压力产生机构由所述电子元件(1，5)指令控制，从而允许车轮防抱死系统(ABS)在无需车辆驾驶员发出制动指令的情况下将车辆保持在稳定状态同时制动。

Description

控制车辆的稳定性的方法和装置

技术领域

本发明涉及车辆，尤其是机动车辆的稳定性领域，特别涉及在没有另外存在制动液压指令的情况下车辆制动时应用现有的稳定性控制的可能性对稳定性进行控制的方法和装置。

背景技术

机动车辆的驾驶员在某些由于行驶道路湿滑、驾驶员面对未预测到的障碍时意外的反应、其它道路使用者错误行为所导致的危急行驶条件下必须进行制动。在上述情况下进行制动会导致车辆失控从而驶出道路，为了在进行这样的制动过程中避免抱死车轮，存在各种制动力矩调节系统。在所述现存的系统中，以已知的ABS系统为例，该系统通过在每个达到不稳定判据的车轮上暂时地减少制动器力矩的效应直到车轮重新恢复能够对机动车辆进行控制的状态。

在专利FR29250004中描述的改进ABS系统是对ABS系统的基础上继续进行的改进，从而允许在驾驶员发出制动指令时对车辆的稳定性进行控制。

然而，在驾驶员由于受惊或缺乏经验而没有进行制动时，可能存在车辆不稳定的情况。

已知的ABS类型的制动控制系统存在的问题是，在缺少制动指令的情况下是无效的。

还有一种已知的ESP类型的系统，该类型系统能够在没有制动指令的情况下使车辆稳定。然而，这种系统的缺点在于，比例如ABS类型的制动控制系统需要更多的四个阀门或电子阀门。所述对组件额外的需要增加了额外的费用。然而，尽管成本增加，但为了减少道路事故中的伤亡人数，成本增加仍然是值得的。产生的问题是要提出一种简单、可靠和高效的系统，能够在低成本的情况下减少道路事故中的伤亡人数。

发明内容

本发明的目的是用于在无需驾驶员发出制动指令的情况下可通过制动控制系统来改善车辆的稳定性。

为了达到既定目标，本发明的主题是，借助车轮防抱死系统对车辆尤其是机动车辆的稳定性进行控制的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

-测定车轮速度的传感器值；

-分析测定到的传感器值以便检测车辆的不稳定状态；

-如果检测到车辆处于不稳定状态则启动产生制动压力，从而允许车轮防抱死系统在没有车辆驾驶员发出制动指令的情况下将车辆保持在稳定状态。

有利地，所述方法包括测定驾驶员驾驭意愿的传感器值的步骤。

具体地，所述驾驶员驾驭意愿的传感器值是方向盘角度的传感器值和/或加速器踏板位置的传感器值。

具体地，所述方法包括测定车辆加速度的传感器值的步骤。

更具体地，所述方法包括根据测定到的速度传感器值来估计车辆的侧向加速度的步骤。

优选地，所述方法包括使由车轮防抱死系统根据测定或估计到的侧向加速度值管理的不稳定判据敏感或不敏感的步骤。

在具体实施方式中，通过驱动紧急制动辅助系统来启动产生制动压力。

独立于为产生制动压力所选择的实施方式，如果检测到的车辆不稳定状态是紧急状态则启动产生最大化的制动压力从而使车辆减速和稳定。

本发明的主题还在于提供一种控制车辆尤其是机动车辆的稳定性的装置，包括车轮防抱死系统，其特征在于，其包括：

-用于测定车轮速度的传感器；

-线连的和/或程序控制的电子元件，用于分析测定到的传感器值，从而检测车辆的不稳定状态或潜在紧急状态；

-制动压力产生机构，当电子元件检测到车辆的不稳定状态时，所述制动压力产生机构由所述电子元件指令控制，从而允许车轮防抱死系统在无需车辆驾驶员发出制动指令的情况下将车辆保持在稳定状态。

具体地，制动压力产生机构属于紧急制动辅助系统。

有利地，所述装置包括方向盘角度传感器和/或加速器踏板移动传感器，从而测定代表驾驶员驾驭意愿的传感器值。

附图说明

本发明其它的特征和优点将清晰地展现在以下附有参考附图的作为非限制性示例的描述中，在所述附图中：

-图1是示出有机动车辆制动配置的示图；

-图2和图3是制动系统的控制流程图；

-图4示出了在转弯中机动车辆的变化；

-图5示出了在紧急状态中机动车辆的变化；

具体实施方式

图1示出了机动车辆的制动配置，已知地包括主缸，当驾驶员踩踏制动踏板从而驱动所述主缸时，其在每个车轮上产生制动夹紧压力。

图1中示出的车辆装配有车轮防抱死系统，所述车轮防抱死系统有时被称为“安全防抱死系统(ABS)”，其包括由ABS调节计算机1来导控的液压组7。

每个车轮装配有测量每个车轮的旋转速度的传感器2。

当车辆驾驶员发出制动指令时，车轮防抱死系统测定了每个车轮的速度且在需要时根据不稳定判据对每个车轮的制动力矩进行调节。例如当车轮非常突然地减速存在抱死车轮且导致车轮附着力减少的危险时，则检测到不稳定判据。车轮旋转减速的猝然性根据车辆，尤其是车辆的惯性、轮胎类型以及必要时其它参数进行评估。通常，车轮防抱死系统通过关闭与车辆连接的液压组7的电子阀减少由于驾驶员发出指令而产生的制动压力从而在制动器的夹紧力上起作用。在没有夹紧制动器所用的液压时，车轮防抱死系统不起作用。

在本发明所述的装置中，传感器2用于在同样没有用于夹紧制动器的液压，尤其是在永久地无需车辆驾驶员发出制动指令的情况下测定车轮的速度。

测量方向盘的旋转角度的传感器3能够测定代表车辆驾驶员在对车辆的导向方面的驾驭意愿的传感器值。

测量加速器踏板移动的传感器6能够测定代表车辆驾驶员在车辆的加速和减速方面的驾驭意愿的传感器值。

测定到的传感器值通过总线9通信至线连的或程序控制的电子元件，从而对测定到的传感器值进行分析以为了检测车辆潜在的不稳定状态。在机动车辆领域，总线9是例如控制区域网络(CAN)的总线。电子元件是例如网络的中心计算机5或ABS调节计算机1，所述计算机包含用于执行参考图2和3中示出的方法而设置的程序。

示出在图2中的机动车辆稳定性的控制方法使用例如“改进的”ABS车轮防抱死系统。当驾驶员发出对车辆进行制动的指令时，ABS调节计算机11测定车轮速度的传感器12值。

在ABS调节中，计算机11在此用于根据测定到的车轮速度值来对侧向加速度Ay进行估计22。

对侧向加速度Ay的值进行处理，从而当侧向加速方向AY保持不变且在已经确定的最小时间间隔中具有已经确定的最小幅度时，通过ABS调节来确认曲线路径，并且当侧向加速方向AY改变且在已经确定的最小时间间隔中具有已经确定的最小幅度时，通过ABS调节使行车路线发生改变(unchangementdefile)。对曲线路径的检测由此确立向右转弯或向左转弯以及向右转弯或向左转弯的方向。对行车路线改变的检测本身确立了一系列向两个相反方向的转弯。

计算机11同样设有车轮不稳定性的判据23，根据所述判据23结合侧向加速度Ay对滑动调节器24发出指令，所述滑动调节器24通过由压力发生器34产生的液压供给在制动驱动器21上发生作用，所述压力发生器34包括主缸，驾驶员的脚踏在制动踏板上从而人工地作用在所述主缸上。

根据本发明所述，在图3中示出的所述机动车辆稳定性的控制方法改进了图2中示出的方法，主要在于，ABS调节计算机11永久地测定车轮速度的传感器值12，尤其是在没有制动指令的情况下，如果检测到车辆处于真实或潜在的不稳定状态时，则通过导控包括激活的主缸的压力发生器14启动产生制动压力。

本发明的装置包括制动压力产生机构4、7，当装置检测到车辆处于潜在的不稳定状态时，由其中一个电子元件1、5对所述制动压力产生机构发出指令，以便在无需通过机动车辆驾驶员发出制动指令的情况下允许车轮防抱死系统ABS使车辆保持稳定状态。

参考图3，示出车辆稳定性的控制方法，包括以下包含或不包含驾驶员发出制动指令的步骤：

-测定车轮速度的传感器值12；

-测定驾驶员驾驭意愿的传感器值，所述传感器值包括方向盘角度的传感器值13和/或加速器踏板位置的传感器值16；

-分析测定到的传感器值进行分析以便检测车辆的潜在不稳定状态；

-如果检测到车辆处于不稳定状态则启动产生制动压力，从而允许车轮防抱死系统ABS使车辆保持稳定状态。

为了产生制动压力，可以例如事先在车辆上配备市面上有的机械系统，例如紧急制动辅助机械系统(AFU)。紧急制动辅助系统是在众多国家中对装配有机械版本的ABS的车辆法律法规要求必须安装的制动辅助系统。

在法国称为AFU或在英语国家称为BA或BAS(BrakingAssistanceSystem)的所述系统在随后的研究中被改进，所述研究显示，在紧急状态下，驾驶员很少非常用力地来踩制动踏板。现存的系统装配有当检测到加速器踏板上有不正常的快速踩踏时用于将最大制动压力置于制动踏板上所需要的机械装置。

在AFU系统的第一个版本中，根据测量到的制动踏板的下降速度来决定驱动紧急制动。在本发明的实施中，利用对车辆的紧急状况或不稳定状态的检测来决定驱动紧急制动辅助系统(AFU)。

可选择地，本发明的所述方法包括测定车辆的加速度的传感器值17的步骤。所述方法使用例如测量纵向加速度和横向加速度的双传感器或使用还测量竖直加速度的三传感器，从而不再需要根据车轮的旋转速度的传感器对横向加速度进行估计。

测定到的传感器值能够测量方向盘角度的位置并且计算车辆的速度和加速度，从而根据驾驶员的驾驭意愿、车辆的速度、侧向加速度值AY和四个车轮的速度性能来确认需要稳定车辆的不稳定状态以及需要稳定和制动车辆的紧急状态。

可以通过补充步骤对所述方法进行改进，所述补充步骤在于使由车轮防抱死系统ABS根据测定或估计到的侧向加速度值Ay管理的不稳定判据敏感或不敏感。所述补充步骤允许对于每个车轮都能够适应和更好的运用ABS不稳定判据。使车轮的不稳定判据以合理的方式不敏感，允许车轮更多地进行滑动或被拖动。相反地，使车轮的不稳定判据敏感允许车轮获得更多的稳定但限制制动力。好处是可以以独立的方式导控(提高或减少)施加在车轮上的制动阻力，从而使车辆稳定和/或减速。

图4示出了如何使用本发明所述的方法和装置来稳定车辆。

车辆的四个依次位置从右向左被示出。

在第一位置上，即图的右边，驾驶员旋转方向盘从而促使转弯。

在附图中的左上部分的第一图示中，横坐标表示车辆的速度，纵坐标表示方向盘的旋转角度。斜率根据速度递减的直线表示车辆稳定性的界限。低速时，对于方向盘旋转角度的较高的值，车辆保持稳定。高速时，方向盘旋转角度的很小的值就能够使车辆不稳定。直线下方的车辆速度和方向盘角度的数值对代表车辆的稳定状态。反之，直线上方的车辆速度和方向盘角度的数值对代表车辆的不稳定状态。

附图的上面中心部分中的第二图示用横坐标表示车辆转弯的时间，其纵坐标表示方向盘旋转的侧向加速度Ay。水平的直线表示上界限，超过该上界限的侧向加速度值有促使车辆处于不稳定状态的风险。折线代表在车辆转弯过程中前进的每个时刻估计或测量到的侧向加速Ay。

附图右上部分中的第三图示的横坐标表示速度V，纵坐标表示用于考察稳定状态下的车辆的可接受的偏差(英语是Offset)。折线表示根据速度递减的偏差。

在图4右边中的转弯中的车辆的第一位置，驾驶员开始将方向盘旋转一个角度，该角度被假定足够小以满足第一图示中的稳定条件。第二图示中的侧向加速度Ay增大，但是还是保持在水平线表示的稳定性界限以下。

在车辆转弯过程中的第二位置上，即图4中示出的右边中心部分，假设侧向加速度值Ay达到第二图示中的水平直线和/或第三图示中的折线所表示的偏差。

四个四分之一图示中的每一个都与车辆的车轮相联系。每一个四分之一图示的横坐标表示速度v，纵坐标表示与示图相联系的车轮的滑动百分比G％。车轮的稳定性判据由斜率根据车轮速度v递减的直线表示。车轮的低速v允许比车轮高速更大的滑动百分比。

在车辆的第二位置上，其中，将假设由图示的部分或整体表示的不稳定条件在没有来自驾驶员的制动指令时汇集起来，根据本发明所述的方法驱动受导控的制动。

在图4中的左边中心部分示出的车辆的第三位置中，由所述方法驱动的制动允许改进的ABS调节系统对车辆加以稳定。

在图4左边示出的第四位置中，所述车辆离开转弯。涉及对测定到的传感器值进行分析的所述方法的步骤不再检测车辆的不稳定状态因而中断受导控的制动。应当理解，由驾驶员指令的制动在任何时刻都是可行的。

图5能够对所述方法的步骤进行解释，所述步骤在于如果检测到的车辆的潜在不稳定状态是紧急状态则启动产生最大化的制动压力从而使车辆减速。

图5中的图示与图4中的图示是相同的。

车辆的三个依次位置在图中从右向左被示出。

在图5的右边中心下方示出的第一位置中，驾驶员例如为了躲避障碍物突然旋转方向盘。由图示示出的方向盘角度的状况、滑动百分比G％的状况、车轮不稳定判据的状况和根据速度的偏差的状况则被汇集用于在第二位置中不断地驱动最大化压力的受导控制动，直到第三位置脱离功能，在所述第三位置中车辆停止或恢复直线行驶。

在参考图1已经描述过的装置中，可以用车轮防抱死系统ABS、用于测定车轮速度的传感器2、方向盘角度传感器3和/或用于测定代表驾驶员驾驭意愿的加速器踏板移动的传感器6、由具体为线连的和/或程序控制的CAN总线的ABS计算机1或中心计算机5实现的电子元件(用于分析测定到的传感器值从而检测车辆的潜在不稳定状态)以及由电子元件指令控制的制动压力产生机构4实现上述方法，从而允许车轮防抱死系统ABS在无需车辆驾驶员发出制动指令的情况下将车辆保持在稳定状态。

制动压力产生机构4属于例如紧急制动辅助系统AFU，其压力产生装置由从电路中发出的启动产生的指示来指令控制。

可选择地，可能且可以考虑使用双传感器或三传感器以为了进一步改进性能水平。

所述装置可以通过连接雷达而对于自动制动系统兼容和开放。产生的额外优点是可以避免后部撞击或至少是减小撞击速度。

Claims

1.借助车轮防抱死系统(ABS)对车辆的稳定性进行控制的方法，其特征在于，所述方法包括无需通过车辆驾驶员发出制动指令的主动步骤，所述步骤在于：

a)-测定车轮速度的传感器值(12)；

b)-分析测定到的传感器值以便检测车辆的不稳定状态；

c)-如果检测到车辆处于不稳定状态则通过驱动紧急制动辅助系统(AFU)来启动产生制动压力，从而允许车轮防抱死系统(ABS)使车辆保持稳定状态同时减小速度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在步骤a)中另外包括步骤：

-测定驾驶员驾驭意愿的传感器值(13，16)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述驾驶员驾驭意愿的传感器值是方向盘角度的传感器值(13)和/或加速器踏板位置的传感器值(16)。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法另外包括步骤：

-测定车辆加速度的传感器值(17)。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法另外包括步骤：

-根据测定到的速度传感器值来估计车辆的侧向加速度值(Ay)。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法另外包括步骤：

-使由车轮防抱死系统(ABS)根据测定或估计到的侧向加速度值(Ay)管理的不稳定判据敏感或不敏感。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

-如果检测到的车辆不稳定状态是紧急状态则启动产生最大化的制动压力从而使车辆减速。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆是机动车辆。

9.一种控制车辆的稳定性的装置，包括车轮防抱死系统(ABS)，其特征在于，其包括：

-用于测定车轮速度的传感器(2)；

-线连的和/或程序控制的电子元件(1，5)，用于分析测定到的传感器值，从而检测车辆的不稳定状态；

-属于紧急制动辅助系统(AFU)的制动压力产生机构(4，7)，当电子元件(1，5)检测到车辆的不稳定状态时，所述制动压力产生机构由所述电子元件(1，5)指令控制，从而允许车轮防抱死系统(ABS)在无需车辆驾驶员发出制动指令的情况下将车辆保持在稳定状态同时制动。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，其包括方向盘角度传感器(3)和/或加速器踏板移动传感器(6)，从而测定代表驾驶员驾驭意愿的传感器值。

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述车辆是机动车辆。