CN103770763B

CN103770763B - 减少分离路面状态误判的方法、转弯判断方法、控制器和相应车辆

Info

Publication number: CN103770763B
Application number: CN201210411965.0A
Authority: CN
Inventors: 俞雷兵
Original assignee: Bosch Automotive Products Suzhou Co Ltd
Current assignee: Bosch Automotive Products Suzhou Co Ltd
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2032-10-25
Also published as: CN103770763A

Abstract

一种用于减少将J形转弯状态误判为分离路面状态的方法，其在初步探测到分离路面状态且车辆的ABS启动时继续执行以下步骤：计算几何滑移率的绝对值|vDiff_Geo|，其中几何滑移率vDiff_Geo=（vFR–vFL）‑（vRR–vRL），vFR表示右侧前轮的速度，vFL为左侧前轮的速度，vRR为右侧后轮的速度，vRL为左侧后轮的速度；计算左侧后轮速度与右侧后轮速度之比的第一比值和右侧后轮速度与左侧后轮速度之比的第二比值；将几何滑移率的绝对值与设定的第一阈值相比并判断第一比值或第二比值是否处于设定的区间范围内，根据比较结果和判断结果确定是否存在将J形转弯状态误判为分离路面状态的情况。还公开了一种用于判断车辆转弯的方法、一种控制器和一种车辆。该方法可减少误判，提高制动性能。

Description

减少分离路面状态误判的方法、转弯判断方法、控制器和相应车辆

技术领域

本发明涉及一种可以减少将J形转弯状态误判为分离路面状态的方法、一种用于判断车辆转弯的方法、一种执行该方法的控制器和一种包括该控制器的车辆。

背景技术

目前，许多机动车辆都配备有ABS（防抱死制动系统），以在制动时防止出现车轮锁死的现象，这大大提高了车辆的安全性能。在ABS中，使用轮速传感器监测车轮的转速，监测信号输出到车辆的电子控制器。当电子控制器通过监测信号判断车轮可能锁死时，电子控制器发出相应指令给电磁调节器，由电磁调节器控制油压分配阀调节相应车轮的制动分泵，以“一放一收”的点放形式来控制刹车摩擦片。较常用的轮速传感器是电磁感应式轮速传感器。

车辆在行驶过程中会遇到各种情况，例如转弯。特别是，车辆为了避免路面上的障碍物会采取急转弯，即J形转弯，当然车辆也会遇到这种情况：车辆一侧的车轮在高附着系数路面上（例如，混凝土路面）行驶，而车辆的另一侧的车轮在低附着系数路面（例如，冰面）上行驶，这种情况称作分离路面行驶状态。当出现分离路面状态时，如果控制不当车辆会出现甩尾现象，从而车辆会失稳。

目前，已有多种方法来判断车辆是否处于转弯状态，例如美国专利申请US5691900A公开了一种用于探测车辆转弯的方法。其中，有一些判断方法需要设置其他测量传感器，导致成本较高。

特别是对于上述J形转弯和分离路面情况，车辆制动系统会采取相应的制动控制。然而，由于这两种情况的车轮速度信号和模型压力信号（估算压力信号）具有相似性，因此，仅凭车轮速度信号和模型压力信号难以区分J形转弯制动和分离路面制动。通常，会将J形转弯情况误判为分离路面情况。然而，J形转弯情况与分离路面情况应采用不同的控制措施。因此，这种误判会明显地降低车辆的制动性能、导致车辆制动不足而具有更长的停止距离或甚至使刹车踏板变硬。“刹车踏板变硬”是指与路面附着系数相比，车辆具有相当低的减速度，但驾驶员却不能进一步地踩踏刹车踏板来获得更好的减速度。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以减少将J形转弯状态误判为分离路面状态的方法、一种用于判断车辆转弯的方法、一种执行该方法的控制器和一种包括该控制器的车辆。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于减少将J形转弯状态误判为分离路面状态的方法，所述方法在初步探测到分离路面状态且车辆的ABS启动时继续执行以下步骤：

计算几何滑移率的绝对值|vDiff_Geo|，其中，几何滑移率vDiff_Geo=（vFR–vFL）-（vRR–vRL），vFR表示右侧前轮的速度，vFL表示左侧前轮的速度，vRR表示右侧后轮的速度，vRL表示左侧后轮的速度；

计算左侧后轮速度与右侧后轮速度之比的第一比值和右侧后轮速度与左侧后轮速度之比的第二比值；和

将几何滑移率的绝对值与设定的第一阈值相比并判断第一比值或第二比值是否处于设定的区间范围内，根据比较结果和判断结果确定是否存在将J形转弯状态误判为分离路面状态的情况。

根据本发明的一个优选实施例，如果几何滑移率的绝对值小于第一阈值且第一比值或第二比值处于所述区间范围内，使计数器增加，否则使计数器减小；和当计数器的读数大于设定的第二阈值时，则确定存在将J形转弯状态误判为分离路面状态的情况。通过提供计数器，这可以进一步提高方法的可靠性。

根据本发明的一个优选实施例，当未初步探测到分离路面状态和/或ABS未启动时，重置计数器。确保计数器在每次开始执行本发明的方法时处于初始状态。

根据本发明的一个优选实施例，当计数器的读数大于设定的第二阈值时，重置计数器和重置表示分离路面状态的标志位。确保计数器在每次开始执行本发明的方法时处于初始状态，以及确保车辆控制器不会错误地执行针对分离路面情况的控制措施。

根据本发明的一个优选实施例，使车辆ABS针对J形转弯执行制动控制。通过使ABS恢复针对J形转弯的制动控制，可以大大提高车辆的制动性能。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于判断车辆转弯的方法，所述方法包括以下步骤：计算几何滑移率的绝对值|vDiff_Geo|，其中，几何滑移率vDiff_Geo=（vFR–vFL）-（vRR–vRL），vFR表示右侧前轮的速度，vFL表示左侧前轮的速度，vRR表示右侧后轮的速度，vRL表示左侧后轮的速度；计算左侧后轮速度与右侧后轮速度之比的第一比值和右侧后轮速度与左侧后轮速度之比的第二比值；和将几何滑移率的绝对值与设定的第一阈值相比并判断第一比值或第二比值是否处于设定的区间范围内，根据比较结果和判断结果确定车辆是否转弯。

根据本发明的一个优选实施例，如果几何滑移率的绝对值小于第一阈值且第一比值或第二比值处于所述区间范围内，使计数器增加，否则使计数器减小；和当计数器的读数大于设定的第二阈值时，则确定车辆处于转弯状态。通过提供计数器，这可以进一步提高方法的可靠性。

根据本发明的第三方面，提供了一种用于控制车辆的控制器，所述控制器被设计成用于执行上述方法。

根据本发明的第四方面，提供了一种车辆，所述车辆具有上述控制器。

本发明的方法仅需要每个车轮都配备有轮速传感器即可，而不需要另外配置其他复杂和昂贵的传感器来探测J形转弯，从而降低了成本和应用于低成本的制动系统中，并简化了系统构成。本发明的方法可识别出由于误判造成的制动不足的状态，从而可增大车轮制动压力，以确保具有良好的制动性能。

附图说明

下面，通过参看附图更详细地描述本发明，可以更好地理解本发明的原理、特点和优点。附图包括：

图1示出了根据本发明的一个优选的示例性实施例的用于在ABS启动的情况下减少将J形转弯情况误判为分离路面情况的方法。

具体实施方式

如上所述，对于具有ABS控制器的车辆制动系统来说，系统通常为每个车轮配备一个轮速传感器来测量各个车轮的相应转速，即，通常配备四个轮速传感器来分别测量四个车轮的转速。出于成本考虑及其他因素，许多车辆没有配置其他传感器，例如，侧向加速度传感器、转向角传感器或横摆加速度传感器（即，车辆绕垂直轴线摆动的加速度）。在没有设置其他传感器的情况下，需要基于各个轮速传感器的输出信号来判断车辆的行驶状态，例如转弯状态（例如J形转弯状态）和分离路面状态。

具体地讲，对于分离路面情况来说，由于车辆左右两侧的附着系数明显不同，因此，在同样的车轮压力下，低附着系数侧的车轮更容易出现车轮打滑现象。目前，分离路面情况主要基于车辆前轴上的两个车轮的滑移率差异和模型压力差异来进行探测的。但基于这种探测方法，有时会将J形转弯情况误判为分离路面情况。

当探测到分离路面情况时，ABS控制器会采取某些应对措施来避免车辆甩尾和达到更好的车辆稳定性。目前，针对分离路面情况的应对措施主要包括：1）采用更高的车辆参考速度来计算车轮的滑移率，目的是使后轴上的低附着系数侧的车轮早一点减压；2）对后轴进行低选控制，即，将后轴上的低附着系数侧的车轮的目标制动压力赋予给另一侧的车轮，使另一侧的车轮与低附着系数侧的车轮具有相同的目标制动压力；3）使高附着系数侧前轮上的压力缓慢地增加。所有这些应对措施均会牺牲车轮的减速度，目的是使车辆在分离路面上具有更好的稳定性和操控性。

对于J形转弯，根据物理学惯性定律，以左转弯为例，车辆的重量分布将从内侧车轮向外侧车轮偏移。因此，内侧车轮上的载荷将会明显地减小，且转移到外侧车轮。内侧车轮载荷的减小又会使得内侧车轮产生大的打滑（即，具有大的滑移率），为此，ABS会使得内侧车轮具有小的车轮制动压力。通常，侧向加速度基于左侧车轮（内侧车轮）与右侧车轮（外侧车轮）之间的车轮速度差进行估算。然而，在ABS控制过程中，由于ABS的介入控制，各个车轮具有不一致的滑移率控制。因此，这样会影响和改变各个车轮的速度。也就是说，一旦ABS开始工作，就不能通过两侧车轮的速度来可靠地计算出侧向加速度。也就是说，在ABS启动时，就不能通过侧向加速度来判断车辆是否属于J形转弯状态。正是由于这一点，当ABS开始控制工作时，一般情况下不再对侧向加速度进行计算。

通过以上分析可知，J形转弯制动过程和分离路面制动过程产生类似的车轮速度特性和模型压力特性，且如果此时根据左侧车轮与右侧车轮之间的车轮速度差计算侧向加速度值，则由于车轮出现不同程度的滑移率，导致侧向加速度出现较大误差。特别是对于J形转弯，当ABS开始工作时，所计算出的侧向加速度是不可靠的，不能用于判断车辆的转弯状态。

因此，在J形转弯制动控制的执行过程中，容易将其误判为分离路面情况。一旦J形转弯情况被误判为分离路面情况，车辆就会如上所述执行针对分离路面情况的应对措施。

在车辆发生J形转弯时，以左转弯为例，内侧后轮具有较小的转弯半径，且通常比外侧车轮具有更慢的转弯速度。因此，如果在J形转弯的情况下执行的是针对分离路面情况的应对措施，则会产生诸多问题。具体地讲，如果采用应对措施1，则由于过高地估计了车辆参考速度而会使得内侧后轮早一点减压，从而内侧后轮会具有低的车轮制动压力，进而会使得内侧后轮产生制动不足的问题；如果采用应对措施2，由于低选控制也会使得外侧后轮具有低的车轮制动压力，从而，外侧后轮也会产生制动不足的问题；对于应对措施3，由于外侧前轮上的压力缓慢地增加，因此外侧前轮也会产生制动不足的问题。而对于内侧前轮，由于J形转弯会使得车辆重量偏移到外侧车轮，因此内侧前轮此时通常具有小的车轮压力，这样内侧前轮对车辆的减速度的贡献也会有限。由此可以看出，这时整个车辆会产生制动不足的问题，从而车辆存在失控的危险。

传统的解决方法主要是提高J形转弯探测和分离路面探测本身的准确性，但如上所述由于车轮特性的类似性，难以合适地区分J形转弯情况和分离路面情况。

为此，本发明提出了一种新的方法，以防止在ABS启动时误将J形转弯情况判断为分离路面情况。

下面，参看图1详细地描述本发明的一个优选的示例性实施例。

在步骤101中，判断是否已经初步探测到分离路面情况，分离路面情况的相应标志为Split。如果初步探测到了分离路面情况，则执行步骤102，否则执行步骤109。

在步骤102中，判断ABS是否启动。如果ABS已启动，则执行步骤103，否则执行步骤109。

在步骤103中，计算几何滑移率vDiff_Geo。具体地讲，如果右侧前轮、左侧前轮、右侧后轮、左侧后轮的速度分别为vFR、vFL、vRR、vRL，则前轴上的两个车轮之间的速度差vDiff_FA=vFR-vFL，后轴上的两个车轮之间的速度差vDiff_RA=vRR-vRL。几何滑移率vDiff_Geo=vDiff_FA-vDiff_RA。

在执行步骤103之后，执行步骤104。对于真实转弯来说，前轴上的两个车轮之间的速度差应与后轴上的两个车轮之间的速度差接近。为此，在步骤104中，将vDiff_Geo的绝对值|vDiff_Geo|与设定的第一阈值v_threshold进行比较。如果|vDiff_Geo|<v_threshold，则执行步骤105，否则执行步骤107。

对于实际转弯来说，以左转弯为例，内侧后轮通常比外侧后轮转动更慢。由于在探测到分离路面状态的情况下两个后轮均处于制动不足的状态，因此，两个后轮基本上处于自由滚动状态。这样，内侧后轮的转动速度与外侧后轮的转动速度成一定比例，例如约为外侧后轮的转动速度的90-95%（对于左转）。该比例可随着转向角度而变。为此，可以通过两个后轮的速度比来进一步判断是否为J形转弯情况。具体地讲，对于左转弯，计算vRL/vRR，并判断是否处于设定的某一区间范围内。对于右转弯，计算vRR/vRL，并判断是否处于所述设定的某一区间范围内。当然，本发明并不排除为左转弯、右转弯采用不同的区间范围。

在步骤105中，如果左转弯时的vRL/vRR或右转弯时的vRR/vRL处于某一区间范围内，则执行步骤106。在步骤106中，使计数器Counter增加。在执行完步骤106之后，执行步骤108。

在步骤107中，使计数器Counter减小。在执行完步骤107之后，执行步骤108。

在步骤108中，将计数器Counter与设定的第二阈值C_threshold进行比较。如果Counter>C_threshold，则执行步骤110，否则结束。在步骤110中，认为初步判断的分离路面情况实为J形转弯情况，此时重置表示分离路面状态的标志位Split，并重置计数器Counter。

在此，设置计数器Counter，目的是多次判断，进一步提高判断的可靠性。

对于本领域的技术人员来说，步骤101和102的顺序可以互换，步骤103、104也可与步骤105互换。

需要指出的是，步骤103-105也可用于直接判断车辆的转弯状态。即直接根据步骤103-105来判断车轮是否转弯。

而且，已经本发明的方法进行了实际验证，取得了良好的效果。作为一个例子，在实验车辆中，如果J形转弯被误判为分离路面情况，测得的平均减速度为大约-3m/s²，初始速度20m/s产生67m的制动距离。如果能够重置分离路面状态（即将其纠正为J形转弯），平均减速度为大约-5m/s²。初始速度20m/s产生40m的制动距离，这比误判时减少了27m，或相比降低了40%。

Claims

1.一种用于减少将J形转弯状态误判为分离路面状态的方法，所述方法在初步探测到分离路面状态且车辆的ABS启动时继续执行以下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

如果几何滑移率的绝对值小于第一阈值且第一比值或第二比值处于所述区间范围内，使计数器增加，否则使计数器减小；和

当计数器的读数大于设定的第二阈值时，则确定存在将J形转弯状态误判为分离路面状态的情况。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

当未初步探测到分离路面状态和/或ABS未启动时，重置计数器。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，

当计数器的读数大于设定的第二阈值时，重置计数器，重置表示分离路面状态的标志位。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，

使车辆ABS针对J形转弯执行制动控制。

6.一种用于判断车辆转弯的方法，所述方法包括以下步骤：

将几何滑移率的绝对值与设定的第一阈值相比并判断第一比值或第二比值是否处于设定的区间范围内，根据比较结果和判断结果确定车辆是否转弯。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，

当计数器的读数大于设定的第二阈值时，则确定车辆处于转弯状态。

8.一种用于控制车辆的控制器，所述控制器被设计成用于执行权利要求1-7中任一所述的方法。

9.一种车辆，其特征在于，所述车辆具有权利要求8所述的控制器。