CN103569132A - 用于机动车的稳定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在行驶动力学上调节机动车的稳定方法，其中，机动车具有含ESC传感器套件的ESC系统和至少一个主动的行驶机构动作器以及具有行驶动力学控制装置，其中，所述ESC传感器套件配有故障识别装置，根据较快的第一故障信号和根据较慢的第二故障信号评价所述故障识别装置的信号，其中，当识别到较快的故障信号时，发生用于部分或完全地切断至少一个主动的行驶机构动作器的信号，其中，ESC系统保持被接通起作用，当识别到较慢的故障信号时，发生用于临时切断ESC系统的信号。

Description

用于机动车的稳定方法

技术领域

本发明涉及一种用于在行驶动力学上调节机动车的稳定方法，其中，机动车具有含ESC传感器套件的ESC系统和至少一个主动的行驶机构动作器以及行驶动力学上的控制装置，其中，ESC传感器套件具有故障识别装置。

背景技术

存在于机动车车厢上的防抱死系统(ABS)还用于改善临界情况下的行驶特性。为此，ABS的信号和其他传感器的信号由控制装置评价，使得在危险情况下进行识别，比如一个或多个车轮由于不同的底面情况不均匀地制动且机动车可能会失去控制，其中，有针对性地利用另一个车轮(比如在十字设置方式中对立的车轮)实施反制动。由此产生了反向的横向转矩，其赋予机动车更大的稳定性。

此类驾驶辅助系统提高了机动车的安全性。通过有针对性地制动一个个车轮，该系统防止机动车在临界区域中的加速且确保驾驶员对机动车的控制。行驶机构稳定系统通过有针对性地自动地制动一个个车轮既防止了机动车的过度转向也防止了机动车的转向不足。为了使得行驶机构稳定系统可以对临界的行驶情况做出反应，该系统持续地每秒最多150次将驾驶员的意愿与行驶状态进行比较。

转向角传感器提供比如驾驶员在行驶方向方面的意愿。发动机管理系统、ABS转速传感器和用于探测横向加速度的横摆率传感器提供了比如其他用于描述机动车表现的信号。另一个加速度传感器还探测比如机动车有倾翻危险时的纵轴中的转动。当所计算出的行驶状态与当前实际的驾驶员意愿具有巨大偏差时，该系统起作用。过度转向比如通常通过可控地制动弯道外侧的前轮以及转向不足通过制动弯道内侧的后轮进行校正。

这些进程相对较快，从而使得信号探测和处理(特别是在行驶状态更快地发生变化时)必须满足较高的要求，由此能够实现快速的行驶机构稳定。通过ABS制动设备的控制实现的行驶机构稳定方法一般以简称ESC(Electronic Stability Control电子稳定控制)被公知，其中，该方法还被称作行驶动力学调节。

此外，还致力于机动车不仅通过自动的制动控制获得稳定性，还通过自动的转向控制(ESCII)获得稳定性。通过转向控制可以使得机动车在不均匀的行驶轨迹(μ形岔道)上制动时或者在过度转向时得到非常有效的稳定性。为了主动地实施转向控制，必须在机动车中建立可主动控制的转向系统。

为了在不同的行驶情况下能够进一步在行驶安全性方面改进行驶表现，引入主动元件、即动作器，其比如能够主动地将行驶机构调节如转角、倾翻角、弹簧坚固性、横向转向杆和减振器、底盘自由度、实际转向角和/或类似装置根据实际情况与各理想调节相匹配。

这里，采用电机或液压的调节结构、主动的材料(如压电陶瓷、热性或磁性驱动的形状记忆合金(FGL)、磁性限制材料或电化学聚合体等等作为动作器。这些动作器针对尽可能快速的机械效应设计，从而实现了相对于ESC系统进一步改进的快速行驶动力学调节。

为了能够借助于控制装置来主动控制行驶机构调节，采用用于探测调节行程、角度、转向杆元件的表面压力的传感器以及加速度传感器。

但电子传感器具有一定的故障率或者在使用中可能由于损坏而产生故障。针对电子传感器形成动态行驶机构安全系统的核心元件的情况，此类故障导致相应的危险情况，由此使得行驶表现相对于完全失控的行驶机构可能会被加速。为了抑制这种情况，引入传感器故障识别机构，其识别传感器的错误状态且发送给控制装置相应的信号。这里，涉及比如附加的故障信号，其与上述传感器的有效信号同时产生。控制装置可以在此基础上停用稳定方法且将行驶机构导入完全或部分未调节的状态。通常在此类情况下还将警报传递给驾驶员，由此使得驾驶员获得仅仅的、关于自动的行驶机构稳定系统故障的信息。

故障识别、即损坏的传感器的识别是特别重要的，但需要一定的探测时间。这种故障探测时间限制了动态行驶机构控制的稳定效应且由此应该不会超过一定的上限。

公知的ESC传感器具有比如250-500μs的故障识别反应时间。该反应时间对于纯制动控制的行驶机构稳定系统如ESC来说是足够的，但对于主动动作器稳定的行驶机构来说是不够的。主动控制的行驶机构由于其所需的更快的响应时间还需要传感器更快的故障识别反应时间(150μs或甚至更短)。为了实现这种较短的故障识别反应时间，必须采用通过高品质的、平行置入且与现有传感器套件冗余作用的、额外电路和信号评价耗费更高的传感器，从而使得制造成本相应地上升且相当于不能串联地使用系统。

此外，未被识别的传感器故障还导致了在动态的行驶机构协调中的不必要的干涉且由于负面作用的行驶表现产生一定的危险。这如下避免：在识别到传感器故障时切断或部分切断行驶动力学调节。这样，比如采用主动的动作器行驶动力学调节的昂贵的、冗余的附加传感器的快速故障识别，来切断行驶动力学调节且仅切换回ESC及所属的ESC传感器套件。ESC传感器套件的较慢的传感器故障识别本身也具有检测功能且当其识别到故障时也切断ESC。探测其还通过合适的显示、比如通过小灯或显示器通知驾驶员。

为了能够稍快一些地处理ESC传感器套件的较慢的传感器故障识别，采用特殊的识别算法。这些识别算法比如采用两个在不同高度上预设的阈值。所观察的故障信号具有一个信号顺序，其在信噪水平下静态地波动。如果故障信号位于预设的第一低阈值之上，其被解释为高灵敏度的故障诊断测量信号。但以这种方式产生了较大数量的识别到的故障，其中，还可能产生增加的错误的故障识别警报。提高了的第二水平值将这种高灵敏度降低，其方式为，产生明显更少的故障信号。通过由不同情况造成的对两个阈值的优化使得ESC系统在两个(甚至更多)不同的行驶机构稳定模式下运行。其中的一个可以被设计为在怀疑出现故障时切断ESC，而另一个允许ESC的扩展的使用。同样，可以通过两个阈值仅部分地切断ESC，比如仅切断前轴或后轴。

发明内容

因此，本发明的目的在于，改进前述类型的方法，其中，提高主动控制的行驶机构稳定系统的可靠性且还能够减小附加耗费和成本。

该目的通过以下技术方案实现：

一种用于在行驶动力学上调节机动车的稳定方法，其中，机动车具有含ESC传感器套件的ESC系统和至少一个主动的行驶机构动作器以及具有行驶动力学控制装置，其中，所述ESC传感器套件配有故障识别装置，

该方法至少包括下列步骤：

至少根据较快的第一故障信号和/或根据较慢的第二故障信号评价所述故障识别装置的信号，

其中，当识别到较快的故障信号时，发生用于部分或完全地、临时地切断至少一个主动的行驶机构动作器的信号，其中，ESC系统保持被接通起作用，

其中，当识别到较慢的故障信号时，发生用于临时切断ESC系统的信号。

需要说明的是，在下面的描述中分别阐述的特征可以以任意的、在技术上有意义的方式相互组合且获得本发明的其他设计方式。

具体实施方式

按照本发明的稳定方法为在行驶动力学上调节机动车而设置，其具有含ESC传感器套件的ESC系统和至少一个主动的行驶机构动作器以及行驶动力学控制装置。ESC传感器套件还具有故障识别装置，其诊断由传感器提供的故障信号。

按照本发明，ESC传感器套件的故障识别装置的识别的故障信号的至少一部分被用于通过控制信号切断至少一个主动的行驶机构动作器或者行驶机构动作器的部分功能。

按照本发明的ESC传感器套件可以具有一个或多个下面未完全列出的传感器：转向角传感器、ABS转速传感器、横摆率传感器或用于探测机动车纵轴中的转动的另一个加速度传感器以及发动机管理传感器。这些传感器可以基于不同的、公知的物理效应。

传感器故障典型地刚好在安全上重要的情况下产生，比如在陡峭的弯道上，但也在机动车偏移、漂移或者在不同行驶机构变化之间切换时产生。按照本发明，探测潜在的传感器故障信号(即使这些信号本来必须作为故障被识别到)，也探测具有较宽的光栅的故障信号，且为了进行切断优选仅采用主动的行驶机构动作器。这种切断不会影响行驶安全性，因为ESC系统总是处于较高的工作准备状态下且保持工作。

在按照本发明的稳定方法的特别优选的设计中，还可以切断所有主动的行驶机构动作器或其部分功能。

根据按照本发明的稳定方法，ESC传感器套件的故障识别装置的信号根据较快的第一故障识别算法和/或较慢的第二故障识别算法进行评价，其中，在识别较快的故障信号时引起至少一个主动的行驶机构动作器或其部分功能的部分或完全的切断。

较快的第一故障识别算法在本发明中比较慢的第二故障识别算法更灵敏且原则上还产生错误的故障识别信号，从而使得总体上诊断比如实际上更多的传感器故障。因此，可以弃用附加的更快的传感器，其与ESC传感器套件同时且冗余地运行，且还是利用了额外的主动的行驶机构动作器系统的优点。通过这种弃用减小了用于处理传感器信号的电路和控制耗费，由此实现了进一步降低成本。此外，具有较少构件的构造简单的系统通常还在统计学上不容易发生故障。

第二故障识别算法非常仔细地、因此也需要非常多的时间地检测潜在的故障。比如可以在存在以传感器故障信号形式的故障时实施多个传感器的信号(故障信号和有效信号)的比较，使得在第一传感器所判定的故障的、信号的相互间由行驶机构造成的信号依赖性中通过相应的与其互补的其他传感器的测量值进行鉴别。这与故障警报信号的实时故障相比更准确且更可靠，但需要更大的电路和/或程序技术上的耗费以及处理时间。相反，较快的第一故障识别算法通过比如传感器中的一个的单纯的故障信号实现。

在随后的快速的或者说快速识别的故障信号消失时，至少一个主动的行驶机构动作器或其功能才部分或完全接通。以这种方式使得行驶动力学调节再次被置于一种状态下，在该状态下，快速反应的主动的行驶机构动作器系统起作用，这有利地不会进一步被驾驶员所察觉。

快速的故障信号的消失优选在预设或可预设的时间周期上被记录。

按照本发明的稳定方法还区分借助于预设或可预设的200-350μs的故障识别时间的快速的第一故障识别算法和借助于预设或可预设的350-500μs的故障识别时间的较慢的第二故障识别算法。

根据按照本发明的稳定方法的有利的另一个设计，传感器的故障信号根据其物理测量值的预设或可预设的较低的第一阈值探测且与快速的第一故障识别算法相对应。

物理测量值在电子元件中大多是电压，但还可以是其他电学数值，如脉冲频率。此外，故障信号在优选的设计中还可以根据其物理测量值的预设或可预设的较高的第二阈值探测且与较慢的第二故障识别算法相对应。

因此，在相对于上述方式可替换的方式中实现了较快和较慢的识别算法。两个阈值如下选择：较低的阈值实现了敏感的较快的故障识别且较高的阈值实现了可靠的较慢的故障识别。

按照本发明的稳定方法在实际操作上的优点在于，在切断至少一个主动的行驶机构动作器或其部分功能时将一个或多个传感器置于预设的正常状态下。在措施防止了行驶机构动作器保持在不确定或之前调节的调节状态下，其仅对于一定的行驶状况是优化的且在其他行驶状况下是不利的。

在按照本发明的稳定方法的另一个优选的设计中，在通过第二较慢的故障识别算法进行故障识别时还切断ESC系统。因此，按照本发明的稳定方法实现了可选的运行，即具有ESC和主动的行驶机构动作器或者仅具有ESC或完全不具有行驶动力学调节的运行。

为了使得机动车驾驶员不会被转向信息吓到，仅在ESC系统实际被切断时才为机动车驾驶员输出故障警报。行驶机构动作器系统的之前的切断不必通知驾驶员，因为ESC总是能足够可靠地产生行驶动力学上的调节。

针对机动车驾驶员的错误警报可以像通常那样以面板或方向盘区域中的视觉发光信号的形式或在显示器上和/或以听觉信号或语言输出的形式输出。

可以比如采用电机或液压的调节结构、主动材料如压电陶瓷、热性或磁性驱动的形状记忆合金(FGL)、磁性限制材料或电化学聚合体等等作为合适的主动的行驶机构动作器。这些主动的行驶机构动作器优选针对小于150μm的故障识别时间的反应时间而设计。

Claims (1)

1.一种用于在行驶动力学上调节机动车的稳定方法，该机动车具有含ESC传感器套件的ESC系统和至少一个主动的行驶机构动作器以及具有行驶动力学控制装置，其中，所述ESC传感器套件配有故障识别装置，

其特征在于，至少包括下列步骤：

至少根据较快的第一故障信号和/或根据较慢的第二故障信号评价所述故障识别装置的信号，

其中，当识别到较快的故障信号时，发生用于部分或完全地、临时地切断至少一个主动的行驶机构动作器的信号，其中，ESC系统保持被接通起作用，

其中，当识别到较慢的故障信号时，发生用于临时切断ESC系统的信号。