[发明专利]车辆稳定性增强系统

说明书

技术领域

本发明涉及车辆控制系统，更具体地，涉及车辆稳定性增强控制系统。

背景技术

当车辆转弯时，发生两种运动。第一种运动是旋转运动，称为偏航运动。偏航运动随车辆绕垂直于地面的虚轴旋转而发生。第二种运动是称为侧滑运动的横向滑行运动。取决于车辆的速率，侧滑运动发生在与转动相同的方向上或是发生在与转动相反的方向上。

根据速度和方向盘的位置，车辆稳定性控制系统中的命令解释器确定了车辆的希望的偏航率与希望的侧滑速度。该希望的偏航率和侧滑速度与车辆在干燥和清洁的表面上行驶时的典型值一致。当车辆的实际偏航率和/或侧滑速度明显地超过希望的值时，驾驶员通常感到失去了对车辆的控制。在这种情况下，很可能道路状况要求增强车辆的稳定性。

在一种方法中，稳定性控制系统将实际偏航率和/或侧滑速度测量值与希望的偏航率和/或侧滑速度值进行比较。当上述实际测量值超过上述希望值预定的阀值时，该稳定性控制系统便采取校正行为。例如，稳定性控制系统可命令一个或多个制动执行器在车辆的一条或多条车轴上创建制动压差，以创建将车辆稳定下来的偏航力矩。该稳定性控制系统也可指示后轮转向执行器来旋转车辆的一组后轮，来创建偏航力矩。

可以买到的偏航率传感器对车辆的偏航率进行测量。侧滑速度传感器对车辆的侧滑速度进行测量。然而，侧滑速度传感器非常昂贵。可以根据车辆的侧滑加速度来确定侧滑速度。例如，可以根据车辆的横向加速度、偏航率和速率来估计侧滑加速度。理想地，可通过对侧滑加速度进行积分来求得侧滑速度。然而，传感器(如偏航率传感器和横向加速度计)中总存在传感器偏差。因而，由于同时对不想要的偏差信号进行了积分，使得积分结果发生了偏移。

在一种方法中，动态观测器为车辆捕获估计的动力学状态。根据估计的动力学状态生成了估计的侧滑速度。然而，该估计基于车辆的转弯柔性，而后者是可变的车辆参数。转弯柔性变化很大，且与车辆行驶的路面类型有关。因而，这样的估计并不准确。

在另一种方法中，全球定位系统(GPS)传感器对车辆的位置进行检测。基于来自GPS传感器的数据，估计了侧滑速度。然而，GPS传感器非常昂贵。

发明内容

根据本发明的车辆稳定性增强控制系统的侧滑速度估计模块包括对车辆的侧滑加速度进行估计的侧滑加速度估计模块。多阶积分器对侧滑加速度进行积分，以生成车辆的估计的侧滑速度。当第一状况出现时，复位逻辑模块将多阶积分器的输出清零。

在其他特征中，侧滑加速度估计模块根据车辆的偏航率、横向加速度和速率来估计侧滑加速度。当车辆经历直线行驶状态时，复位逻辑模块将上述输出清零。复位逻辑模块根据车辆的偏航率、横向加速度和方向盘的角度来检测直线行驶状态。当车辆的速率低于预定的速率时，复位逻辑模块将上述输出清零。当车辆的速率大于预定速率、车辆并未经历直线行驶状态，以及侧滑加速度在预定时段内低于预定的侧滑加速度时，复位逻辑模块将上述输出清零。

在本发明的其他特征中，多阶积分器包括至少两个累加器和至少两个反馈环。上述估计的侧滑速度是上述至少两个累加器中的至少其中之一的输出的加权和。而上述至少两个反馈环之和补偿了估计的侧滑加速度。

在其他特征中，基于车辆的方向盘位置和车辆的速率，命令解释器生成了车辆的最优侧滑速度和最优偏航率。侧滑速度控制模块将最优侧滑速度和估计的侧滑速度进行比较，以生成侧滑控制信号。偏航率控制模块将最优偏航率和车辆的测量的偏航率进行比较，以生成偏航控制信号。求和模块将上述偏航控制信号与侧滑控制信号相加，以生成执行器控制信号。车辆的至少一个制动执行器在车辆的至少一条车轴上施加制动压差，以创建根据上述执行器控制信号来校正车辆的动态行为的偏航力矩。后轮转向执行器转动车辆的一组后轮，以创建根据上述执行器控制信号来校正车辆的动态行为的偏航力矩。

从以下给出的详细描述中，可以清楚地看出本发明的其他应用领域。应当理解，尽管该详细描述和具体实例指明了本发明的优选实施例，但是，本意上，它们仅用于说明的目的，并非用于限制本发明的范围。

附图说明

通过阅读详细描述和附图，可以更全面地理解本发明，其中：

图1示出了包括根据本发明的基于车辆传感器的后轮转向控制和差动制动控制的车辆；

图2是根据本发明的车辆稳定性增强控制系统的功能框图；

图3是图2中的侧滑速度估计模块的功能框图；

图4的流程图示出了由图3中的侧滑加速度估计模块执行的步骤；