CN107415811A - 用于启动车辆的警告信号灯的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于启动车辆中警告信号灯的方法，该方法包括：确定车辆的横摆率；确定车辆的侧滑角；比较横摆率与预定横摆率阈值；比较侧滑角与预定侧滑角阈值；并且如果横摆率超过预定横摆率值；如果侧滑角超过预定的侧滑角值；并且如果确定在已经超过横摆率和侧滑数值之后车辆在预定时间内到达静止则启动车辆的警告信号灯。还提供了被构造为完成上述方法的系统。

Description

用于启动车辆的警告信号灯的系统和方法
技术领域
本发明涉及一种用于启动车辆的警告信号灯的系统和方法。
背景技术
当今，电子稳定性控制(ESC)系统在防止车辆打转方面典型地非常有效。但是仍然有尽管存在主动ESC系统但车辆仍然打转的情况。例如如果车辆在不同车轮经历不同摩擦的表面(split-μ surface，也译为分开μ表面)上制动，其中两个车轮在低μ下并且两个车轮在高μ下，并且由于某种原因两个后轮都终止于低μ下，则不论驾驶员的输入如何车辆都将打转。其它情形包括行驶在黑冰(black ice)上时驾驶员输入过量、ESC液压系统故障或瘪气轮胎、磨损或者有其它缺陷的后轮胎。
如果尽管存在主动ESC系统但汽车仍然打转，则驾驶员常常过于震惊而不记得启动危险信号灯。因此，如果驾驶员失去对车辆的控制则期望在车辆中提供用于自动地启动警告信号灯的功能。
发明内容
考虑到现有技术的上述和其它缺陷，本发明的一个目的是提供车辆中的一种改进功能，用于如果驾驶员失去对车辆的控制则自动地启动警告信号灯。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于启动车辆中警告信号灯的方法，该方法包括：确定车辆的横摆率(yaw rate)；确定车辆的侧滑角(sideslip angle)；比较横摆率与预定横摆率阈值；比较侧滑角与预定侧滑角阈值；并且如果横摆率超过预定横摆率值；如果侧滑角超过预定侧滑角值；并且如果确定在已经超过横摆率和侧滑数值之后预定时间内车辆达到静止(standstill)，则启动车辆的警告信号灯。
横摆率被确定为车辆围绕其竖直轴线的角速度，并且侧滑角是滚动车轮的实际行驶方向与它指向的方向之间的角度。
本发明基于这样的认识：用于启动车辆警告信号灯的可靠方法能通过观察车辆的横摆率和侧滑角二者来实现。原则上，可能仅使用横摆率和侧滑角之一确定驾驶员是否失去对车辆的控制。但是，存在仅使用一次测量将提供不准确结果的高度动态驾驶的情况的示例。例如，在高μ(高摩擦)表面上的强烈的双车道变更情况下，车辆具有高横摆率但是只有有限的侧滑角。另一个示例是其中驾驶员在低μ下中度释放油门的策略，其导致过度转向，这种情形下车辆具有高侧滑角但是低横摆率。
因此，通过本发明，当确定使用者是否失去对车辆的控制并且警告信号灯是否应当启动时通过利用横摆率和侧滑角二者避免了误报。警告信号灯的启动还要求在已经超过横摆率和侧滑角的预定值的事件后预定时间内车辆达到静止。
确定车辆在预定时间内达到静止的理由是避免警告信号灯的错误启动，特别是在驾驶员让车辆打转并仍然应对以快速面对正确道路终止的情形下。随后驾驶员继续他的旅行并且当事件后他静止数分钟或数小时时，灯随后启动，除非所述方法包括定时器条件。
根据本发明的一个实施例，侧滑角的预定值处于10-30°的范围内，例如为20°。
根据本发明的一个实施例，横摆率的预定值在30-50°/s的范围内，例如为40°/s。
导致不稳定车辆的侧滑角和横摆率的特定组合取决于一系列的参数，例如底盘参数、轮胎类型、轮胎磨损、道路摩擦等等。此外，描绘导致不稳定车辆的侧滑角和横摆率组合的细节将在下面详述。
根据本发明的一个实施例，确定车辆横摆率和确定车辆侧滑角的步骤优选基本上同时执行，从而能够确定车辆的即时状态。当然也可能顺序地确定数值，如果这两个数值的确定之间的时间足够短使得数值能够被认为准确地表示车辆的状态。
根据本发明的一个实施例，预定时间可基于在确定侧滑和横摆率超过预定值时车辆的速度来确定。因为如果驾驶员在200km/h或在50km/h时失控则失控车辆停止要花费的时间不同，因此优选地，时间可基于车辆速度调节。
在本发明的一个实施例中，确定车辆达到静止可包括确定车辆的所有四个车轮的车轮转速，藉此确保车辆不移动从而可启动警告信号灯。但是，在车轮转速由整数表示的情形下，低于典型的0.7m/s车轮转速分辨率的车速不能单独使用车轮转速传感器检测。检测静止的可靠方式是要求所有四个车轮转速传感器显示值等于静止定时器起动时和可调时间周期之后的最低可检测速度(其等于分辨率)，可确定车辆处于静止。
根据本发明的一个实施例，如果确定制动压力超过预定制动压力值和/或如果确定发动机转矩低于预定发动机转矩值则减少基于车辆速度的预定时间。藉此，能够基于制动压力和/或发动机转矩重新评估和缩短预定时间，从而能够确定车辆已经比预定时间仅基于车速的情况更快地达到静止。
在一个实施例中，可有利地在车辆运行期间连续确定车辆的横摆率和车辆的侧滑角从而能够快速地检测驾驶员是否失去对车辆的控制。
根据本发明的一个实施例，可有利地基于车辆的所有四个车轮的车轮转速、纵向加速度、横向加速度、侧倾率(roll rate)和横摆率确定车辆的侧滑角。
此外，还可基于车辆的竖直加速度信息改进侧滑角的精确度。
根据本发明的第二方面，提供了用于启动车辆中警告信号灯的控制系统，该控制系统包括：横摆率检测模块，侧滑角检测模块，被构造为比较横摆率与预定横摆率值且比较侧滑角与预定侧滑角数值的比较模块，用于控制警告信号灯启动的控制模块；其中控制模块进一步被构造为如果确定在已经超过横摆率和侧滑数值之后的预定时间内车辆达到静止则启动警告信号灯。
所述系统典型地包括四个车轮转速传感器、两个加速度计和两个速度传感器。但是，本领域技术人员认识到，可以很多不同的方式获得必要信息。
上述模块可以是独立的单元例如特定的发动机控制单元，或者所述模块可由控制单元内的集成功能表示。
本发明第二方面的其它效果和特征基本上类似于如上所述本发明的第一方面。
当研究所附权利要求和下面的描述时本发明的其它特征和优点将更为明显。本领域技术人员认识到，本发明的不同特征可组合以形成除了在下文中描述之外的实施例而不脱离本发明的范围。
附图说明
现在参照示出本发明示例实施例的附图更详细地描述本发明的这些及其它方面，其中：
图1是概述根据本发明实施例的方法的常规步骤的流程图；
图2A-C示意性地示出一种车辆，其中运用根据本发明实施例的方法；
图3示意性地示出根据本发明实施例的车辆；并且
图4是横摆率和横向速度的相位图。
具体实施方式
在当前详细说明中，主要参照汽车中的方法描述根据本发明的方法和系统的不同实施例。
图1是概述用于启动车辆中警告信号灯的方法的常规步骤的流程图。该方法包括确定车辆的横摆率102和侧滑角104。这可通过存在于车辆中的控制系统连续地完成。所确定的横摆率被与预定的横摆率阈值比较106并且所确定的侧滑角被与预定的侧滑角阈值比较108。如果横摆率超过预定的横摆率阈值并且如果侧滑角超过预定的侧滑角阈值，则能够确定驾驶员已经失去对车辆的控制并且可能发生事故。在已经确定车辆失去控制之后，确定110在预定时间内车辆是否达到静止，该时间之后启动112车辆的警告信号灯。但是，如果确定车辆失去控制但是在预定时间内未达到静止，可能是驾驶员恢复了对车辆的控制并且因而不需要启动警告信号灯。在启动警告信号灯之后，警告信号灯可例如手动停用或在预定时间之后停用。
此外，虽然横摆率和侧滑角在流程图中被示为被顺序地确定和评估，但是它们可被同时同样很好地评估。
图2A-C示意性地示出应用上述方法的情况。在图2A中，车辆200以直线行驶同时横摆率和侧滑角为零。
在图2B中，示出驾驶员失去对车辆200的控制从而车辆打滑和/或打转，随后导致非零的横摆率和侧滑角。横摆率202被示为车辆200绕竖直轴线的转动202，并且侧滑角204被示为车辆方向与定准线(alignment)之间的角度。
在图2C中，车辆已经达到静止并且已经启动警告信号灯206。
图3中横摆率ωz(rad/s)和横向加速度vy(m/s)的相位图示出用于车辆的斥力范围302和吸引范围304。如果车辆处于吸引范围304内，则它将稳定为低横摆率和侧滑值。另一方面，如果车辆处于斥力范围302内，则车辆将不再能够稳定。从图中可看出，车辆将在横向速度和横摆率的变化组合下处于不稳定状态。从示图得出的以下三个示例示出了其中车辆不稳定(即车辆位于斥力范围内)的不同情形：
1)ωz＝0.5rad/s(29deg/s)并且vy＝-3m/s(在27m/s时6度的侧滑)
2)ωz＝0.1rad/s(6deg/s)并且vy＝-5m/s(在27m/s时11度的侧滑)
3)ωz＝1.0rad/s(57deg/s)并且vy＝-1m/s(在27m/s时2度的侧滑)
上述示例示出仅审查横摆率或侧滑角来确定车辆是否稳定是不够的。因为相位图将基于底盘参数、轮胎类型、轮胎磨损、道路摩擦等等而改变，所以重要的是找到与这些参数无关的指示不稳定车辆的阈值。为此，当前示例中已经选定了用于侧滑和横摆率二者的相当高的数值以确定车辆是不稳定的。特别地，侧滑角阈值被选定在10-30°的范围内，例如20°，并且横摆率阈值被选定在30-50°/s的范围内，例如40°/s。
激发和选定阈值的另一方式可基于车辆的转向特性。为了稳定过度转向的车辆，驾驶员需要减少前轮轮胎处的侧滑角以减少横向轮胎力。但是如果要求转向角大于最大可能转向角(典型地为540°)，17的转向比(steering ratio)等于30度的轮胎转向角，驾驶员不能减少轮胎力。作为附加条件，横摆率必须够大才能确信驾驶员不处于导致较大侧滑角和较低横摆率的稳定漂移(stable drift)。
图4示意性地示出包括根据本发明实施例的用于启动车辆中警告信号灯的控制系统的车辆200。控制系统包括横摆率检测模块402、侧滑角检测模块404、被构造为比较横摆率与预定横摆率值且比较侧滑角与预定侧滑角数值的比较模块406、用于控制警告信号灯206的启动的控制模块408。控制模块408进一步被构造为如果确定在已经超过所述横摆率和侧滑数值之后的预定时间内车辆达到静止则启动警告信号灯206。控制系统还包括用于车辆的所有四个车轮以确定车辆静止的车轮转速传感器410。
虽然已经参照其特点例证实施例描述了本发明，很多不同的变化、改进等等是本领域技术人员显而易见的。此外，应注意到方法和系统的部分可被省略、互换或以各种方式设置，但系统和方法仍然能够实现本发明的功能。
此外，所公开实施例的变化是可以理解的并且根据对附图、公开内容和所附权利要求的研究受到实践所请求发明的本领域技术人员的影响。在权利要求中，措辞“包括”不排除其它元件或步骤的存在，并且不明确的用语“一个”不排除多个。在彼此不同的从属权利要求中记载的某些测量未示出这些测量组合的纯粹事实不能带来优点。

Claims (15)

1.一种用于启动车辆(200)中警告信号灯的方法，所述方法包括：
确定(102)所述车辆的横摆率(202)；
确定(104)所述车辆的侧滑角(204)；
比较(106)所述横摆率与预定横摆率阈值；
比较(108)所述侧滑角与预定侧滑角阈值；并且
如果所述横摆率超过所述预定横摆率阈值；
如果所述侧滑角超过所述预定侧滑角阈值；并且
如果确定在已经超过所述横摆率和侧滑值之后的预定时间内所述车辆达到静止(110)，则启动(112)所述车辆的警告信号灯(206)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定侧滑角阈值处于10-30°的范围内，例如为20°。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述预定横摆率阈值处于30-50°/s的范围内，例如为40°/s。
4.根据前述权利要求任意一项所述的方法，其中，确定所述车辆的横摆率和确定所述车辆的侧滑角的步骤基本同时完成。
5.根据前述权利要求任意一项所述的方法，其中，基于当确定所述侧滑和所述横摆率超过所述预定值时所述车辆的速度来确定所述预定时间。
6.根据前述权利要求任意一项所述的方法，其中，确定所述车辆达到静止包括确定所述车辆的所有四个车轮的车轮转速。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，如果确定制动压力超过预定制动压力值和/或如果确定发动机转矩低于预定发动机转矩值，则减少基于车辆速度的预定时间。
8.根据前述权利要求任意一项所述的方法，其中，在所述车辆的运行期间连续地确定所述车辆的所述横摆率和所述侧滑角。
9.根据前述权利要求任意一项所述的方法，其中，基于所有四个车轮的车轮转速、以及所述车辆的纵向加速度、横向加速度、侧倾率和横摆率确定所述车辆的侧滑角。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，基于所述车辆的竖直加速度进一步确定侧滑角。
11.一种用于启动车辆(200)中警告信号灯的控制系统，所述控制系统包括：
横摆率检测模块(402)；
侧滑角检测模块(404)；
被构造为将所述横摆率与预定横摆率值进行比较以及将所述侧滑角与预定侧滑角值进行比较的比较模块(406)，
用于控制所述警告信号灯(206)的启动的控制模块(408)；
其中，所述控制模块进一步被构造为如果确定在已经超过所述横摆率和侧滑值之后的预定时间内所述车辆达到静止，则启动所述警告信号灯。
12.根据权利要求11所述的控制系统，其中，所述预定侧滑角值处于10-30°的范围内，例如为20°。
13.根据权利要求11或12所述的控制系统，其中，所述预定横摆率值处于30-50°/s的范围内，例如为40°/s。
14.根据权利要求11-13任意一项所述的控制系统，其中，所述车辆的所述横摆率和所述车辆的所述侧滑角被基本上同时确定。
15.根据权利要求11-14任意一项所述的控制系统，其中，所述侧滑角检测模块包括车轮转速传感器(410)、纵向加速度传感器、横向加速度传感器、侧倾率传感器和横摆率传感器。
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