[发明专利]用于制动和/或驱动车轮的控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于制动和/或驱动车轮的控制系统，尤其是涉及用于带有车轮的车辆的控制系统，其中至少一个车轮与车轮的制动和/或驱动装置相连，所述控制系统包括测量装置以及连接到所述测量装置的控制单元，所述测量装置用于测量所述车轮的转速、车轮与路面接触部产生的纵向力和垂直力，而所述控制单元用于控制所述车轮的制动和/或驱动。

背景技术

用于带有车轮的车辆的控制系统已经被人们所知一段时间了，例如用于制动装置的防抱死系统(ABS)。所述已知的装置测量装备有制动装置的车轮的转速。如果车轮的转速(强烈地)偏离其它车轮的速度，或者如果车轮的转速急剧地降低，那么所述车轮可能是打滑了或者将要打滑，从而所述车轮制动装置上的压力被释放。

用这种方法控制制动装置的缺点是：需要避免的结果实际上被用作控制所述制动装置的测量变量，那就是说，当完全抱死或者至少部分抱死发生时，反馈才被给到所述制动装置。

德国专利申请DE 101 60 049A描述了用于监控汽车的行驶特性的系统。对车辆的车轮进行各种测量，通过这些测量来确定车轮转速和作用在车轮与路面接触部的力。把所述测量结果与一组预先确定和记录好的代表一定的行驶条件的特性相比较，这些行驶条件例如在干燥的路面上行驶的夏季轮胎，在湿滑路面上行驶的冬季轮胎，在雪地上行驶的冬季轮胎等。这样做的不利之处在于，仅仅只有有限的特性可以被记录，因此选定特性与与实际情况相符合的机会也是有限的。此外，如果记录了适当多种类的条件，那么在能够确定用于车辆控制系统的控制动作之前需要进行很多的比较，所述车辆控制系统例如ABS、牵引力控制系统(TCS)、电子稳定性程序(ESP)、自适应巡航控制(ACC)等等。

发明内容

本发明的目的在于提供用于带有车轮的车辆的控制系统，其中至少一个车轮与制动和/或驱动所述车轮的装置相连，所述控制系统包括测量装置以及连接到所述测量装置的控制单元，所述测量装置用于测量所述车轮转速、所述车轮与路面接触部产生的纵向力和垂直力，所述控制单元用于控制所述车轮的制动和/或驱动，其特征在于，所述系统被配备用来确定所述车轮转速对所述纵向力和所述垂直力的商的二阶导数，并且利用该二阶导数来控制所述车轮的制动和/或驱动。该控制系统能快速和可靠地检测所述车轮即时的抱死或空转，而不依赖于道路和轮胎特征。

对制动装置的ABS的控制或对车轮驱动系统的控制，是通过采用车轮转速对轮胎和路面接触部纵向力和垂直力的商的二阶导数作为控制参数来进行的。在正常制动情况下所述参数基本上为零。在开始抱死或者空转时，所述参数将得到一个非零的值，并且其量值将快速地增加。所述指标不依赖道路和轮胎特性，并且可以非常容易地和快速地确定。

在本发明的优选的实施例中，当所述参数超出预先确定的阈值时，所述控制单元以预先确定的量值来减少所述车轮的制动和/或驱动。然后当所述控制单元以预先确定的量值减少所述车轮的制动和/或驱动时，就可以避免所述车轮出现抱死或者空转的现象。

如上所述的控制系统可以有利地被用作为控制防抱死系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS)、电子稳定程序(ESP)、自适应巡航控制(ACC)或者其组合的控制系统。所有上述的系统需要如上所述并通过本发明的系统提供的功能。

除了所述的第一控制参数之外，当利用所述纵向力和垂直力的商对所述车轮转速的一阶导数作为控制参数时就得到了另一个优点。所述参数可以用来检测道路摩擦系数的急剧变化。在正常制动时，当车轮从干燥的道路到达结冰的道路时，所述参数降低为预先确定的阈值以下的负值，表示道路的摩擦力急剧地下降了。对上述的状态进行检测进一步地增强依照本发明的控制系统。

在本发明的优选的实施例中，当所述一阶导数低于预先确定的负阈值时，所述控制单元以预先确定的量值来减少所述车轮的制动和/或驱动。然后当所述控制单元以预先确定的量值减少所述车轮的制动和/或驱动时，并且在路面状况突然变化时，例如从干燥的路面行驶到路面的结冰区域时，可以避免车轮出现抱死或者空转的现象。

附图说明

现在本发明将参照附图通过优选的实施例做进一步地解释描述，其中

图1示意性地显示了车辆的例子的俯视图，

图2显示了图1中所示车辆的与路面接触的车轮的侧视图，

图3显示了摩擦系数对滑移率以及对依照本发明的控制参数的曲线图。

具体实施方式