CN1576124A - 车辆运动状态控制装置 - Google Patents

Abstract

发明的车辆运动状态控制装置采用新颖的控制策略，抑制在控制过程期间引起的车辆运动状态的恶化，特别被用于修正或抑制车辆运动状态的过度恶化，例如当翻车的风险被检测到时。该装置首先判断车辆翻车的可能性是否高，并根据车辆翻车可能性的判断结果计算目标制动控制量以减小翻车的可能性，其中当翻车的可能性高时，目标控制量被设定得比翻车可能性低时要高。然后，在发明的控制装置的控制下，基于目标制动控制量对车轮制动力进行控制。然而，在车轮制动力的控制开始之后，当判定有高的翻车可能性时，车轮制动力的增减变化率被限制。

Description

车辆运动状态控制装置

技术领域

本发明涉及一种用于控制车辆例如汽车的运动状态或姿态的装置，更具体地，涉及这样一种装置，该装置防止高度不稳定的运动状态而被修正，例如当检测到车身倾翻的风险时。

背景技术

现代的车辆采用一个用于控制行进中的车身的运动状态或姿态的装置，例如，在这种车辆中，一个制动系统在电控装置的控制下调节车轮上的制动力和/或牵引力以调整车身上的横摆力矩和向心力，维持行驶中的车辆的动态稳定性，在该制动系统中，每个车轮上的制动力能独立地增加和降低。根据这种通常称为“VSC(车辆稳定控制)”系统的系统，由绕着车身质心的过大横摆力矩和/或车轮上的道路反作用力(牵引力/制动力)的饱和所导致的旋回(转向过度)和/或漂移(转向不足)得到有效地抑制。迄今为止，运动状态控制装置也已经被研制出来以阻止高度不稳定的或恶化的运动状态，例如由在一个高摩擦道路上的突然转向或过度的高速转向所导致的一个转向车辆的翻转。这种装置的一个例子能在特许公开号为11-11272的日本专利中看到，其中响应基于转向车辆的速度、转向角和侧倾角速度的翻转风险的检测，车辆被制动以减小施加于其车身上的离心力，因此翻车的风险能降低。

在如上所述的用于车辆运动状态的传统控制策略中，制动力在修正和保持车辆运动状态期间的瞬时变化很少被考虑到。在控制车辆运动状态(反馈控制通常被采用以使得实际值与相应的目标控制量一致)期间，通过循环增加或减少制动力值，使得车轮上的制动力值或滑移率接近于它们相应的目标量，该目标量确保车辆稳定性的维持。然而，在一个循环和/或反馈增益中的增量和/或减量即修正量被相当粗略地确定，当应用于相应控制目标上的修正量太大时，在控制过程期间，运动状态可能会更加的瞬时恶化。

在这方面，当检测到导致车身翻转的高度恶化情况时，可能出现相对强的分力即离心力；横摆、侧倾和纵摆力矩等等都已经被施加在车身上。为了在减少翻车的风险时修正这种高度恶化的运动状态，需要一个相当大的控制量来抵消已经施加的强大的力和力矩。然而，这种相当大的控制量引起车轮上的制动力的巨大变化，通常导致车身的侧倾振动和俯仰振动的增大。

因而，当考虑到在车辆运动状态的修正和保持控制过程期间的瞬时制动力变化时，特别在需要很大的控制修正量来抑制高度恶化的运动状态的情况下，例如当检测到车辆翻车的风险时，车辆运动状态控制装置可以被改进。关于这一点，由于修正已经高度恶化(例如，正好在翻车变得不可避免之前)的车辆运动状态变得更困难，所以更可取的是，预测未来的运动状态恶化的风险并且预先对运动状态进行修正，因此有效地减少落入极端恶化的风险，例如车身的翻转。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种车辆运动状态控制装置，该装置采用新颖的控制策略，抑制在运动状态控制过程中引起的车辆运动状态的恶化。装配有控制装置的车辆具有车轮，制动系统包括用于各个车轮的制动力产生装置。对于修正或抑制车辆运动状态的过度恶化，例如当检测到翻车的风险时，本发明的控制策略是特别有用的。

在本发明的一个方面中，发明的用于控制车辆运动状态的装置首先判断车辆翻车的可能性是否很高，并根据车辆翻车可能性的判断结果计算一个目标制动控制量以减小翻车的可能性，当具有高的翻车可能性时，目标控制量设定得比具有低的可能性时高。然后，在发明的控制装置的控制下，车轮制动力基于目标制动控制量得到控制，在该控制过程中，当判断出高的翻车可能性时，车轮制动力的增减变化率在车轮制动力控制开始之后受到限制，即，在将实际制动力值修正到其目标值期间，制动力的改变率降低。

如上所述，在传统的运动状态控制装置中，当目标值本身被适当地确定时(用转向车辆运动的某种理论)，用于将实际发生的制动力值调节到其目标值的制动力增量和/或减量没有被严格地调节。如果制动力的增量和/或减量太大，它们将过度地改变车身的姿态，在制动力值或滑移率朝着它们的目标转变的过程中，通常导致车身上的侧倾振动和/或俯仰振动以及其它的运动状态恶化。当目标值相当高时，例如当车辆翻车的风险被检测到时，由于相当大的控制量，这些现象更可能出现，如果侧倾振动和/或俯仰振动增大，翻车的风险可能不会减少。

为了在将实际值修正到其目标值的控制开始之后避免侧倾/俯仰振动和其它恶化状况，本发明中，车轮制动力的增减变化率被如所述地限制。应该注意，当检测到翻车风险时，适当地在制动力控制开始之后，优选地是在实际值接近其目标值之后，执行该限制，这是因为在正常的行驶情况下或当实际值和目标值之间的差值很大时，尽快使实际值达到其目标值是较为理想的。

根据本发明的另一方面，在制动力控制过程中，当判断出翻车的可能性很高时，首先，判断车辆的侧倾振动或俯仰振动的程度是否高，然后，与具有低的侧倾或俯仰振动的程度时相比，当具有高的侧倾振动或俯仰振动的程度时，车轮制动力的增减变化率在一个更大的程度上受到限制，以便在将实际制动力修正到其目标的控制过程中减小侧倾/俯仰振动。关于这一点，除非侧倾/俯仰振动增加，否则根据理论和实践，实际制动力值应该迅速达到其被适当确定的目标值以避免恶化情况。因而，取决于侧倾和/或俯仰振动的程度，车轮制动力的增减变化率的限制程度可以改变。如果侧倾/俯仰振动不大，实际值就会尽可能快地达到其目标。侧倾和/或俯仰振动的程度可以基于侧倾/俯仰量和这些改变率来确定。

增减变化率的限制可以用各种方式执行，例如，当车轮制动力基于目标制动控制量和相应的实际量(即，目标滑移率和实际滑移率)被反馈控制时，对于限制过程，反馈增益可以减少。对于液压制动系统，配给单个制动分泵的制动压力控制阀的负荷比(打开/关闭的比)可以在发明的装置的控制下改变。

在发明的装置中，用来减少翻车可能性的目标制动控制量可以基于用来使车辆运动状态稳定的控制参数来确定，因而，通过增加运动状态稳定控制参数，目标制动控制量将会增加。由于翻车的可能性在车辆的异常突然转向和/或过多转向时是很大的，所以目标制动控制量可以是转向外侧前轮上的目标制动力值。在转向外侧前轮上的制动力的增加产生抗旋回的横摆力矩(在与转向方向相反的方向上的横摆力矩)，该力矩减少由于突然和/或过多转向引起的在转向方向上增大的横摆角速度，因此在转向外侧方向上抑制车身上的侧向力(离心力)的增加和减少翻车的可能性。更具体地，目标制动控制量可以是车辆的目标滑移率，并且转向外侧前轮上的制动力的增减变化率将被限制。

此外，翻车的可能性取决于车辆的重量和/或侧倾的倾向性，因而，基于这两个参数的任一个或它们两者，目标制动控制量被优选地修改，以便当车辆重量较重和/或当侧倾的倾向性较大时，目标控制量被设置得较大以使目标量更适当地适合各种车辆的特性，侧倾的倾向性可以基于车辆的侧倾惯性力矩来估量。

翻车的可能性或风险可以基于车辆驾驶员的驾驶操作用转向角和转向速度作为参数来检测，虽然这种风险也可以基于车辆运动状态条件例如横摆角速度、侧向减速度和车速来检测。更确切地说，基于驾驶操作的检测有利地允许预先开始用来减少翻车风险的控制，即在运动状态已经高度恶化之前进行控制(驾驶操作被认为是车辆运动状态的系统的输入，实际运动状态变化、对输入的响应、对输入的延迟)。因为这种控制的提前开始，所以目标制动控制量能设置得足够大以修正运动状态，减少翻车风险。

因而，在本发明的方面之一中，对基于车辆运动状态的车辆翻车的可能性和基于驾驶员驾驶操作的车辆翻车的可能性进行判断；和即使基于车辆运动状态的车辆翻车的可能性高，当基于驾驶操作的车辆翻车的可能性高时，制动力的目标控制量也比基于驾驶操作的车辆翻车的可能性不高时设定得更大。为了适当地检测基于驾驶员驾驶操作的翻车的风险，可以使用转向角、转向速度和其它参数，例如车速。当考虑到目标制动控制量的容许量在车辆运动状态恶化之前和之后的差别时，增减变化率的限制可以只在翻车的可能性基于驾驶操作被判断为高的时候执行。

在实施方式中，用来避免事故的转向操作的判断标准可以有利地用于基于驾驶操作的高度翻车可能性的检测。

本发明的其它目标和优点部分将是显而易见的，部分将在下文中指出。

附图说明

在附图中，

图1是一个结合了根据本发明一个优选实施方式的车辆运动状态控制装置的四轮汽车的简图；

图2为流程图，表示在根据本发明的优选实施方式中的运动状态控制的主程序；

图3A和3B是在图2的步骤30中使用的图，用来用车辆重量W和侧倾惯性力矩I分别计算因数Kw和Ki，因数Kw和Ki用于基本目标滑移率Srfo’的修正；

图4A和4B是在图2的步骤40中使用的图，用来用旋回和漂移条件值SS和DS分别计算分力Fssfo和Fsall；

图5A是图2的步骤50中确定负荷比的一个实施方式中的流程图；

图5B是图2的步骤50中确定负荷比的另一个实施方式中的流程图；

图6是在图5A和5B中使用的图，用来根据目标滑移率和实际滑移率之间的差值来确定负荷比；

图7A是用来避免事故的转向操作检测的第一实施方式中的流程图；图7B-7C，确定用于检测参数的参考值的图；图7C还指出了这样的条件，在该条件下，用来避免事故的转向操作是可检测的；

图8A是用来避免事故的转向操作检测的第二实施方式中的流程图；图8B-8C，确定用于检测参数的参考值的图；和图8D，确定用于转向角和其速度的加权和的权重因数的图；

图9A是用来避免事故的转向操作检测的第三实施方式中的流程图；图9B-9C，确定用于检测参数的参考值的图；

图10A是用来避免事故的转向操作检测的第四实施方式中的流程图；图10B-10D，确定用于检测参数的参考值的图。

具体实施方式

车辆系统

图1概略地表示一个结合了根据本发明的车辆运动状态控制装置的四轮汽车，车辆包括车身12，通过各自的悬架装置(图中未示出)支撑车身12的右前轮10FR、左前轮10FL、右后轮10RR和左后轮10LR，根据驾驶员对方向盘14所进行的旋转，右前轮和左前轮10FR和10FL由齿条与齿轮式的动力转向装置16通过一对转向横拉杆18L和18R操纵。如常，车辆还设有适合根据节气门开度输出驱动扭矩的发动机和一个通过不同的齿轮系将驱动力提供给车轮的差速齿轮系统(未示)，节气门开度响应于驾驶员踩下加速踏板的程度。

制动系统一般地由20指出，包括液压管路22、适合由驾驶员踩下的制动踏板26、一个用于在驾驶员踩下制动踏板时将总泵压力提供给液压管路装置22的总泵28和制动分泵24i(i＝FL，FR，RL，RR)，每个制动分泵都适合根据从液压管路22提供到那里的液压压力将制动力应用到右前轮、左前轮、右后轮和左后轮10i中相应的一个上，液压管路22还与储油器、油泵等等以及各种阀相连。如本领域公知的，每个制动分泵都能通过一对压力控制阀暴露于一个高压区域(油泵的输出)和一个低压区域(储油器)，该对阀中的一个用于高压侧，而另一个用于低压侧。因而，通过打开或关闭该对单独的压力控制阀，制动分泵中的制动压力即单独的车轮上的制动力能彼此无关地改变。

电子控制器30结合了一个微型计算机，微型计算机可以是普通类型的，包括一个中央处理器、一个只读存储器、一个随机存取存贮器、输入和输出端口装置以及一个使这些元件互相连接的公用总线(未示出)，并且起根据本发明的车辆运动状态控制装置或发明的VSC装置的作用。如图1中所示，提供给电子控制器30的分别是用安装在车轮上的车轮速度传感器32i和高度传感器34i检测到的表示车轮速度Vwi和车辆高度Hi的信号；用安装在转向轴上的转向角度传感器36检测的表示转向角θ的信号，转向轴连接到方向盘14；和来自相应的传感器38、40、42、44、46和48的车辆(车身)速度V、横摆角速度γ、纵向加速度Gx、侧向加速度Gy、俯仰角速度Pr和侧倾角速度Rr的信号。除了上述传感器之外，可以提供任何其它合适的传感器来监测车辆运动状态的情况。

在所示车辆系统中，首先，VSC装置用上面列出的参数(信号)计算用于目标制动控制量的各个车轮的目标滑移率，然后，该装置在每个车轮上将实际滑移率调整成相应的目标值，从而调节道路反作用力在轮胎上的分布和/或平衡，以产生用于修正或稳定车辆的运动状态或姿态的横摆力矩(防备运动状态恶化特别是在转向过程中)。在该液压制动系统中，VSC装置重复地执行用于每个车轮的那对压力控制阀的打开和关闭，以使相应的制动分泵间歇地暴露于高压或低压区域，从而改变相应的制动分泵中的实际制动压力。制动压力即滑移率的增加/减小变化率即改变率能通过调节负荷比来改变，负荷比即每单位时间内控制阀的打开持续时间的比率。当增加/减小变化率受到限制时，相应的增加/减小压力控制阀的负荷比被减小。

发明的装置的操作的总流程

在发明的VSC装置的操作中，简单地说，在车辆行驶过程中，当基于车辆驾驶员的驾驶操作检测到高的翻车可能性时，在转向外侧前轮上的一个制动力值即滑移率被调节到一个高的目标值(目标制动控制量)。然而，为了避免由于对实际滑移率的修正的应用即制动力的瞬时改变所导致的侧倾/俯仰振动，在控制或调节滑移率的过程开始之后，滑移率的增减变化率被限制。当基于驾驶操作检测到低的翻车可能性时，执行用于稳定车辆运动状态的正常操作，而没有滑移率或制动力的增减变化率的任何限制。

图2表示发明的VSC装置的一个实施方式的操作的总流程。该控制流程由点火开关(图1中未示出)的闭合启动，并且在车辆运行过程中以一个周期时间例如几十毫秒循环重复。如所示的，首先，在步骤10，图1中所示的信号被读入。

然后，在步骤20中基于驾驶员当前执行的驾驶操作来确定车辆翻车的可能性，在步骤20中检测“用来避免事故的转向操作(EASO)”的判断标准可以用来判断翻车的可能性是高还是低。EASO是这样的操作，其中驾驶员快速并过多地转动一个转向盘，例如为了在车辆行驶过程中避免撞到一个障碍物。该EASO可以被认为是在车辆转向过程中翻车的起因，EASO产生过大的横摆力矩，该过大的横摆力矩在增大横摆角速度的同时使车身开始转动，导致施加在车辆上的离心力的增加和翻车的可能性的增大。因而，EASO的检测有利地使预测车辆运动状态的未来恶化成为可能，因而在车辆运动状态高度恶化之前，EASO的检测对于判断减少翻车可能性的控制的需要是有用的，在EASO检测中，转向角和其速度被用作参数。稍后对EASO的检测方式的细节进行描述。

当EASO被检测时(即，翻车的可能性被判断为高时)，一个目标制动控制量即用于减少翻车可能性的转向外侧前轮的目标滑移率在步骤30中计算。否则(即翻车的可能性没有被判断为高)，目标滑移率在步骤40中根据用来稳定车辆运动状态的正常控制过程进行计算。然后，基于在步骤30或40中计算的目标滑移率，在步骤50中确定用于液压管路22中的压力控制阀的负荷比，仅仅当检测到EASO时，在步骤50中对负荷比进行调节以限制制动力的增加/减小变化率。然后，在步骤60中，用所得出的负荷比来操作压力控制阀以增加或减小车轮上的制动力，接着程序返回到开始。在下面对每个步骤中的细节进行描述。

基于EASO的目标滑移率的计算

在本实施方式中，为了减小步骤20中检测到的高度翻车可能性，在转向外侧前轮上的滑移率增加以产生抗旋回的横摆力矩，该抗旋回的横摆力矩将减小在转向方向上的横摆角速度，即消除EASO的作用，从而抑至施加在车身上的离心力的增加。

在步骤30中，即当EASO被检测到时，转向外侧前轮的目标滑移率Srfo被如下计算：

Srfo＝Kw·Ki·Srfo’    (1)

其中Srfo’是滑移率的基值；Kw，关于车辆重量W的改变因数；而Ki，关于车辆侧倾惯性力矩I的改变因数。

为了有效地修正正在恶化的运动状态，基值Srfo’可以适当地预先确定成一个大值，例如可在图1中的制动系统20中使用的几乎最大的值。应该注意，与任何可在步骤40中的正常运动状态控制过程中设置的值相比，基值Srfo’可以有利地设置得更高，步骤40将在下面描述。这是因为，在检测到EASO时，车辆运动状态没有高度恶化，以致车轮上另外可用的道路反作用力仍然足够产生很高的制动力。

修正和/或抑至运动状态恶化(离心力的增加)所需的力和力矩将随着车辆重量和惯性力矩增加，因而，(最终)目标滑移率Srfo通过关于车辆重量和侧倾惯性力矩来改变基值Srfo’而获得，如从公式(1)中看到的。Kw被用图3A中的图确定为车辆重量W的函数，其中当车辆停止和以低速行驶时，重量W基于车辆高度Hi的低通过滤信息之和来估算，车辆高度用传感器34i获得。Wo是车辆在标准条件下的重量，Ki被用图3B中的图确定为侧倾惯性力矩I的函数，其中侧倾惯性力矩基于用侧倾角速度传感器48获得的侧倾角速度信息Rr的微分估算，Io是车辆在标准条件下的侧倾惯性力矩。目标滑移率可以用其它参数修改，例如横摆和/或俯仰惯性力矩、车速等等。

因而，当EASO被检测到时，为了抑至车辆的运动状态恶化，不仅仅产生强的制动力，而且产生适合车辆的各种特性的制动力。

基于非EASO的目标滑移率的计算

当没有检测到EASO时，可以执行传统的方法来计算车轮上的目标滑移率。

例如，首先，为了评估车辆运动状态，旋回值SV和漂移值DV首先如下确定：

SV＝K1·β+K2·dVy；或＝K1·β+K2·dβ     (2)

DS＝γt-γ；或＝H·(γt-γ)/V              (3)

其中β是车辆的侧偏角；dVy是车辆的侧滑加速度；dβ是β对时间的微分；K1，K2是合适的权重因数；γt是根据车速V和转向角θ估算的横摆角速度；γ是实际的横摆角速度；H是轴距。在那些公式中，参数在向前和向左的方向上被确定为正数。[dVy从侧向加速度Gy和横摆角速度γ与车速V的乘积之间的偏差给出：Gy-γ·V。β通过侧滑速度与纵向速度的比值获得：Vy/Vx，其中Vx＝V，而Vy通过求dVy的积分给出。γt从γt＝V·δ/{(1+Kh ·V2)·H}×1/(1+Ts)，其中δ是基于转向角θ的实际转向角；Kh是稳定性因数；T和s是拉普拉斯变换中的时间常数和频率参数。公式(2)和(3)的推导在别处描述。]

然后，旋回条件值SS和漂移条件值Ds如下确定：

SS＝±SV    (4)

DS＝±DV    (5)

(+：左转过程中；-：右转过程中。如果这些都是负的，则SS，DS确定为0。)

简要地说，SS和DS分别表示旋回和漂移的程度(运动状态越恶化，这两个值越大)。

然后，用所得到的条件值，车轮的目标制动力被如下计算：

Fsfo＝Fssfo

Fsfi＝0

Fsro＝(Fsall-Fssfo)·(1-Ksri)    (6)

Fsri＝(Fsall-Fssfo)·Ksri

其中Fsj(j＝fo，fi，ro，ri；转向外侧和内侧前部，转向外侧和内侧后部)是各个车轮的目标制动力值，Fssfo用图4A中的图确定为SS的函数，Fsall用图4B中的图确定为DS的函数，Ksri是用于后轮的合适的分布因数(通常超过0.5的正常数)。如果算出的Fsj值是负的，那么就使其为零。如本领域公知的，如上确定的力分布产生抗旋回和抗漂移的横摆力矩(该力分布的详细影响在别处描述)。

然后，所得到的目标力的值以本领域公知的方式各自转变成各个车轮的滑移率的目标值。

此外，如果旋回条件在高摩擦道路上相当高，在道路上的摩擦力相当高(例如，如果转向外侧前轮的目标滑移率和(绝对)侧向加速度Gy每个都超过各自的参考值)，那么相当强的力和力矩已经被施加在车身上，在这种情况下，为了修正车辆运动状态，目标滑移率Srj可以如下增加：Srj←Kg·Srj，其中Kg是1和1.5之间的正常数，因而如果有翻车可能性的话，就用高于正常抗旋回力矩的抗旋回力矩来减小翻车的可能性。

负荷比的确定(制动力的增减变化率)

在本实施方式中，为了将实际滑移率调节到相应的目标值，实际值相对目标值的偏差被反馈给制动力产生装置或制动分泵的输入(反馈控制)。为了这么作，用于制动分泵的压力控制阀的负荷比被计算，在这方面，如上所述，当EASO被检测到时，对用于转向外侧前轮的负荷比进行调节以限制制动力的增减变化率。

图5A表示一个负荷比确定方式的实施方式中的控制流程(图2的步骤50中)。

参考图5A，在步骤70中，每个车轮上的目标滑移率和实际滑移率之间的差值被确定。在该步骤中，首先，用横摆角速度或转向角等等的正负号判断当前转向方向为左或右，然后，在步骤30或40中计算为用于转向外侧和内侧、前轮和后轮的值的目标滑移率被如下分配给用于左和右、前和后轮的目标滑移率：

Srtfr＝Srfo；Srtfl＝Srfi；Srtrr＝Srro；Srtrl＝Srri[在左转过程中]

Srtfr＝Srfi；Srtfl＝Srfo；Srtrr＝Srri；Srtrl＝Srro[在右转过程中]

(在左转过程中的转向外侧和内侧车轮是右轮和左轮，在右转过程中则相反)

然后，每个车轮上的目标滑移率Srti和实际滑移率Srai之间的差值ΔSri计算为

Δsri＝Srti-Srai    (i＝fl，fr，rl，rr)    (7)

其中每个车轮上的实际滑移率Srai都可以根据来自传感器32i的车轮速度Vwi和来自传感器38的车速V来计算。

接着，如果在步骤20中没有检测到EASO，即在步骤40中根据正常运动状态控制计算目标滑移率，则用于每个车轮的那对压力控制阀的负荷比都用图6中的实线所表示的图确定为目标滑移率和实际滑移率之间的差值的函数(在步骤72和74中)。在这种情况下，通过在适当确定的负荷比下打开相应的压力控制阀，制动压力将增加(ΔSri＞0：压力增加模式)或减小(ΔSri＜0：压力减小模式)，以便在没有控制振荡的情况下，以本领域公知的方式尽可能地消除实际滑移率相对其目标值的偏差。如果差值ΔSri非常接近于0，则如图6中0点周围(在±ΔSr0之内)的实线所示，没有阀被打开(压力控制模式)。

如果在步骤20中检测到EASO，即目标滑移率在步骤30中计算，那么转向外侧前轮的负荷比用图6中的虚线所表示的图确定(步骤72和78)。在这种情况下，如从图6中看到的，由于在消除实际和目标滑移率之间的差值期间的瞬时制动力变化，所以为了避免车身的侧倾/俯仰振动，负荷比被减小以便限制滑移率的增加或减小变化率。在这方面，就在EASO之后，即在开始转向外侧前轮的滑移率的控制过程之前，预见到实际值远离其目标值(目标值和实际值之间的差值比较大)。因而，在步骤72之后，在步骤76中判断使用步骤30中算出的目标值的控制是否已经开始，并且，如果没有开始，则负荷比在步骤74中被没有限制地确定。

根据滑移率的增加/减小变化率的限制，如上所述，制动力的振幅被减小，抑至交替施加在车身上并引起侧倾/俯仰振动的有害增大的力或力矩的变化，所述制动力的振幅在每个控制周期在其目标值周围变化以将滑移率修正到其目标。在这方面，与步骤40的正常过程中确定的值相比，目标滑移率即当检测到EASO时的制动力会是相对高的。通常，与在较低的滑移率的范围内相比，在这种较高的滑移率的范围内，滑移率相对制动压力的改变比率更高，导致一个小的制动压力变化可能引起相当大的制动力的变化，因而，在较高的目标滑移率被测定的情况下，为了避免侧倾/俯仰振动，滑移率的增加/减小改变率的限制有效得多。

如上所述，鉴于在检测到EASO时限制转向外侧前轮的负荷比的目的，如图5B中所示，可以执行确定负荷比的另一程序。

在图5B中，每个车轮上的目标滑移率和实际滑移率之间的差值被如图5A的步骤70中那样确定(步骤80)，而用于每个车轮的负荷比被用图6中实线的图确定(步骤82)，然后，如果没有检测到EASO(步骤84)，就不执行对负荷比的限制。

如果检测到EASO(步骤84)，就通过步骤86和88判断侧倾或俯仰振动的任一个是否很大，在这些判断中，例如，当侧倾(俯仰)量的数量的加权和超过相应的参考值时，振动被判断为高，其中侧倾(俯仰)量基于在每个车轮上监测的车辆高度Hi和用传感器48(46)监测的侧倾(俯仰)率进行计算。如果在侧倾和俯仰方向上的振动都是低的，就不执行对负荷比的限制。

如果振动中的任一个很大，则一个前轮的负荷比Drfl或Drfr被限制在下限值A(负)和上限值B(正)之间的范围内：如果Drfl(fr)＜A，那么Drfl(fr)设定成A；如果Drfl(fr)＞B，则Drfl(fr)设定成B(步骤90)。基于侧倾惯性力矩I和其它侧倾与俯仰参数例如侧倾/俯仰角、侧倾/俯仰角速度，极限值A和B可以固定地或变化地确定。优选地，极限值A和B在侧倾惯性力矩增大时比零大得多。然后在步骤92中，后轮的负荷比设定成零。

根据图5B中的程序，只要侧倾/俯仰振动小，用于消除实际值和目标值之间的差别的控制速度就被保持在一个没有EASO时的正常控制过程下的水平。

在上述图5A和5B中的实施方式中，负荷比可以在反馈量被计算为Kf·ΔSri之后确定，其中Kf是反馈增益。在这种情况下，Kf依据制动力的增加/减小变化率的限制减小。

EASO的检测

如上所述，在本实施方式中，翻车的可能性通过检测EASO在图2的步骤20中确定。应该注意，在检测到EASO时，即就在转向车轮转动之后，离心力还没有增大并且车辆运动状态没有高度恶化。因而，在本实施方式中，用于减小翻车可能性的控制能预先开始。

有几种检测EASO的方式，在下面对几个例子进行了详细解释。关于这一点，在如下面所示的所有例子中，当车速V低时，即V不超过参考值Vo时，不对EASO进行判断(判断为正常转向情况NSO)，这是因为如果速度低，在转向过程中没有任何翻车的风险。

检测EASO的第一个例子

图7A表示检测EASO的程序的流程。在该例子中，在车速V的判断之后(步骤100)，转向角θ的参考值θ1用图7B中的图确定为车速V的函数(步骤110)，而转向角速度dθ(转向角的转动速度)的参考值dθ1用图7C中的实线所表示的图确定为转向角θ的函数(步骤120)。然后，当转向角θ的绝对值：signθ·θ以及signθ与dθ的乘积：signθ·dθ每个都超过各自的参考值θ1和dθ1时，判定为EASO(S130，S135)，其中signθ是θ的正负号(±1)。如果方向盘在与车辆的转向方向相反的方向上旋转，则signθ·dθ＜0＜dθ1，如果参数θ或dθ的任一个都没有超过相应的参考值θ1或dθ1，则判断为正常转向情况(NSO)。

在上述示范的程序中，应该注意，参考值θ1随着车速V的增加一起减小，这是因为当车速增大时，不能允许的离心力将在较小的角度下产生。此外，应该注意，角速度参考值dθ1随着转向角的增大一起减小，所以EASO能在上述图7C中的实线上方的区域中检测到，该区域比不考虑转向角θ地确定dθ1时更宽，在后者的情况下，EASO仅仅能在高于图7C中的虚线的区域中被检测到。

转向角参考值θ1可以确定为横摆角速度、侧向加速度等等的函数。此外，它可以被如此设计以致角速度参考值dθ1基于车速、横摆角速度、侧向加速度等等被确定，并且转向角参考值θ1用加速度dθ确定。另外，侧向加速度Gy的判断也可以在程序中完成，其中当Gy也超过固定的正参考值时，EASO被判定。检测Gy暂时允许在车辆运动状态高度恶化之前监测路面上的摩擦条件，如果Gy低，则可以认为路面上的摩擦力不太高。

检测FASO的第二个例子

图8A表示用于检测EASO的第二例子中的程序的流程。在该例子中，EASO用转向角和其角速度的加权和检测，而不是用加速度。

参考图8A中的流程，在车速V的判断之后(步骤200)，转向角θ和转向角与其加速度的加权和θw的参考值θ2、θw2分别在步骤210中用图8B和8C中的图确定为车速V的函数。然后，在步骤215中，加权和θw被如下计算：

θw＝Ka·signθ·θ+Kb·signθ·dθ    (8)

其中Ka和Kb都是用图8D中的图确定为转向角(signθ·θ)的绝对值的函数的加权。如从图8D看到的，当转向角的绝对值增大时，Ka和Kb被分别设定成减小和增大。这是因为(1)当转向角小时，对于避免步骤30中的用于减小翻车可能性的控制程序的过早开始，角速度的作用是小的；(2)当转向角大时，控制程序应该在低的角速度下开始。

然后，在步骤220中，当下列条件满足时，EASO被判定：

θw≥θw2；          (9a)

signθ·θ≥θ2；    (9b)

V≥V2；              (9c)

Signθ·Gy≥Gy2，    (9d)

其中V2和Gy2是车速V和侧向加速度Gy的参考值，如果条件中的任一个没有满足，则正常转向情况(NSO)被判定。

参考值θw2、θ2和权K1与K2可以确定为横摆角速度、侧向加速度等等的函数。此外，这些值可以基于侧倾惯性力矩(侧倾的倾向性)和/或车辆重量和/或高度而修改，在某种行驶条件下，条件(9c)和(9d)可以省略。

检测EASO的第三个例子

图9A表示用于检测EASO的第三个例子的程序的流程。在该例子中，当转向角速度被保持在某个水平之上时，EASO被判定。

参考图9A中的流程，在车速V的判断之后(步骤300)，转向角θ和其速度dθ的参考值θ3、dθ3用图9B和9C中的图确定为车速V的函数(步骤305)。然后，当角速度dθ超过dθ3：signθ·dθ≥dθ3时，计时T在步骤310中从0开始。在步骤315中，计时T在每个循环被增加ΔT，直到T超过参考时段T3或signθ·dθ下降到小于dθ3(步骤320)。

当计时T超过T3并且下列条件满足时(步骤325)，EASO被判定(S330)，否则，判定为NSO(正常转向情况)(步骤335)。

signθ·θ≥θ3       (10a)

V≥V3                 (10b)

signθ·Gy≥Gy3       (10c)

其中V3和Gy3是车速V和侧向加速度Gy的参考值。

参考值dθ3、θ3、T3可以确定为横摆角速度、侧向加速度等等的函数。此外，这些值可以基于侧倾惯性力矩(侧倾的倾向性)和/或车辆重量和/或高度而修改，在某种行驶条件下，条件(10b)和(10c)可以省略。

检测EASO的第四个例子

图10A表示检测EASO的第四个例子中用于检测EASO的程序的流程。在该示范性程序中，首先，判断转向角速度dθ是否超过参考值dθ4：dθ≥dθ4。如果超过，在从满足dθ≥dθ4的时间点开始的预定时间段To内，当转向角θ、在转向方向上来自转向角θ的增量、车速V和侧向加速度Gy每个都超过各自的参考值时，EASO将被判定。

更具体地，参考图10A，在车速V的判断之后(步骤400)，角速度dθ、转向角θ和从满足dθ≥dθ4的时间开始的角增量的参考值dθ4、θ4和Δθ分别用图10B、10C和10D中的图确定为车速V的函数(步骤410)。

然后，在步骤415中，判断是否(1)dθ≥dθ4和(2)Fp＝0，其中Fp是一个标记，如果用于测量时段To的计时器不工作，该标记设定成0，如果计时器工作，该标记设定成1。在满足条件：dθ≥dθ4之前，通常Fp＝0。如果dθ≥dθ4，那么计时器启动(因而，Fp设定成1)，并且在步骤420中，当前转向角θ被记录为θc。步骤425、430、435是用来在角速度dθ超过其参考值dθ4之后，检验时段To消逝。在图2中的重复的整个过程期间，一旦计时器启动，就在步骤425中校验计时器的计数T是否超过To。如果时段To没有消逝：T≤To，当绕开步骤430和通过步骤435时，在步骤440中判断EASO是否如稍后所述地执行，其中在步骤435中判断是否Fp＝1。如果时段To已经消逝：T＞To，那么计时器将停止并且Fp设定到0。然后，通过步骤435，正常转向情况被判定。当在步骤415中不满足dθ≥dθ4时，在绕开步骤420和430时，NSO通过步骤435判定。

在满足dθ≥dθ4之后和时段To的消逝之前，在步骤440中判断下列四个条件是否满足：

signθ·θ≥θ4         (11a)

V≥V4                   (11b)

signθ·θ≥θc+Δθ    (11c)

signθ·Gy≥Gy4，       (11d)

其中V4和Gy4是车速V与侧向加速度Gy的参考值，如果这些条件满足，则EASO被判定。

一旦在转向角速度超过参考值dθ4之后，条件(11c)允许监测转向角在转向方向上的增加(角速度暂时变得指向与转向方向相反的方向是可能的)。因而，在该程序中，改变车辆未来运动状态的驾驶操作的变化或趋势能被更精确地监测。

参考值dθ4、θ4、Δθ可以确定为横摆角速度、侧向加速度等等的函数。此外，在某种条件下，条件(11b)和/或(11d)可以省略。

虽然已经结合其优选实施方式和一些其局部修改对本发明进行了详细描述，但对于那些本领域技术人员来说，很明显地，在本发明的范围内，其它各种关于所示实施方式的修改是可能的。

Claims (11)

1.一种用于控制车辆运动状态的装置；该装置判断车辆翻车的可能性；计算一个用来减小翻车可能性的目标制动控制量，以致与翻车可能性低时相比，该目标制动控制量在翻车可能性高时更高；基于目标制动控制量控制车轮制动力；

其中在翻车可能性高时，在基于目标制动控制量的车轮制动力的控制开始之后，车轮制动力的增减变化率被限制。

2.一种用于控制车辆运动状态的装置；该装置判断车辆翻车的可能性；计算一个用来减小翻车可能性的目标制动控制量，以致与翻车可能性低时相比，该目标制动控制量在翻车可能性高时更高；基于目标制动控制量控制车轮制动力；

其中当翻车可能性高时，判断所述车辆的侧倾振动或俯仰振动的程度；并且与侧倾振动或俯仰振动的程度较低时相比，车轮制动力的增减变化率在侧倾振动或俯仰振动的程度较高时被限制在一个更大的程度上。

3.如权利要求2所述的装置，其中，在该装置的基于目标制动控制量的控制下车轮制动力的增减变化率的限制程度根据侧倾和/或俯仰振动的程度而改变。

4.如权利要求1-3中的任一个所述的装置，其中判断基于驾驶员的驾驶操作的车辆翻车的可能性和基于车辆运动状态的车辆翻车的可能性；并且当基于车辆运动状态的车辆翻车的可能性高时，当基于驾驶操作的车辆翻车的可能性高时的目标制动控制量比基于驾驶操作的车辆翻车的可能性不高时设定得更大。

5.如权利要求1-4中的任一个所述的装置，其中基于驾驶员驾驶操作的车辆翻车的可能性根据转向角和转向速度进行判断；并且基于车辆运动状态的翻车可能性根据车辆条件进行判断。

6.如权利要求5所述的装置，其中所述车辆条件包括横摆角速度、侧向加速度和车速。

7.如权利要求4-6中的任一个所述的装置，该装置检测用来避免事故的转向条件；并且，当用来避免事故的转向条件被检测到时，判断基于驾驶操作的车辆翻车的可能性是高的。

8.如权利要求1-7中的任一个所述的装置，其中目标制动控制量是目标车轮滑移率，并且车轮制动力基于目标车轮滑移率和实际车轮滑移率进行反馈控制。

9.如权利要求1-8中的任一个所述的装置，其中检测车辆的重量；目标制动控制量基于车辆重量修改，车辆重量越重，所述目标控制量被设定得越大。

10.如权利要求1-9中的任一个所述的装置，其中检测车辆侧倾的倾向性；并且目标制动控制量基于侧倾的倾向性修改，侧倾的倾向性越大，目标制动控制量被设定得越大。

11.如权利要求4-10中的任一个所述的装置，其中当基于驾驶操作的车辆翻车的可能性高时，增减变化率被限制，并且尽管基于车辆运动状态的车辆翻车的可能性高，但当基于驾驶操作的车辆翻车的可能性不高时，增减变化率不受限制。

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