[发明专利]用于确定车辆在异常行驶情况下的横向速度的方法

说明书

背景技术

众所周知，在汽车安全行业里，通过允许更快的和更强大的调度决策，在侧面冲击或侧翻事件发生前就获悉车辆的横向速度可大大提供车辆乘员约束系统的性能，这也是大家都明白的。

许多现代的车辆具备电子车辆稳定系统。这些系统由各种传感器组成，包括小范围的横向和纵向加速度计、偏航率传感器、转向角传感器和车轮转速传感器。使用物理原理和模型，可根据这些传感器来计算车辆的横向速度。在侧面冲击和侧翻碰撞事件中，碰撞传感系统可使用这些信息来增强性能。在真实世界的碰撞情况中，使用这些方法的传感系统将具有良好的性能。

然而，在受控测试的情况下，需要用来计算车辆的横向速度那些传感器并未感受那些通常在碰撞事件之前的物理力。举例来说，如果车辆被横向牵引入一物体，那就没有偏航率，没有车轮转速，也没有转向角。感受该车辆正在移动的任何物理特征的传感器只有横向加速度计。在理论上，只要对横向加速度进行积分就可计算出横向速度。然而，最先进的加速度计也并非理想的传感设备。它们倾向于补偿漂移和移位，其同样在用于使车辆向着冲击物体加速的牵引力的范围内。因此，在碰撞测试中，车辆的传感系统的性能不会象真实世界中的那样好，除非使用特殊的测试机构来人为地引入计算它所需要的横向速度或传感器信号。

发明内容

目前，联邦政府授权的测试并不允许特殊的测试机构。这里所描述的方法允许车辆传感器系统在受控碰撞测试中计算和使用横向速度，而没有任何特殊的测试机构。

附图说明

图1示出本发明的类似的第二实施例的其它方式的可视化。

图2示出图表3a中在以大约15公里/时进行的地面绊翻(soil trip)台车测试期间汽车侧面的横向加速度，以及图表3b中障壁的横向速度计算如此处所述。

具体实施方式

用于确定车辆横向速度的常规方法是基于驱动动力模型和运动的动力学方程，典型地，由各种情况的检测方法对其进行修改。对于受控的障壁碰撞测试来说，这些常规方法并不充分，这是因为：为了使并入重力影响或传感器偏移的真实世界的风险最小化，要求特殊情况检测。在受控的障壁碰撞测试期间，小范围的横向加速度计是在物理上感测车辆的横向运动的唯一传感器。在冲击之前，车辆从静止一直加速到它的目标速度。当沿着道路牵引车辆时，车辆的加速水平是非常低的(典型范围是0.05到0.5g)，而且甚至可以在小范围加速度计的典型偏移容限范围内，其大约为+7-0.1g。

由此，对横向加速度计进行简单的积分不会给出横向速度的精确测量，除非该传感器的绝对零点是已知的。因此，一种确定车辆静止时加速度计的绝对零点的方法是必要的。

在工业界，有几个众所周知的加速度计的指零法。挑战是，一旦开始牵引车辆就必须停止加速度计的指零，否则，指零法也将开始除去牵引力所引起的加速，从而导致产生的横向速度被大大低估。

既然测试期间的横向加速度是非常低的且将出现在一个相当长的时段内，那么加速度的积分就不能出现任何阻尼因素。非阻尼积分倾向于数学上的溢出条件。因此，一定有一个手段来开始，结束该积分，并且，有更可取的手段来限制和重置该积分。所建议的横向加速度计的积分本身已经包含在用于确定车辆的横向速度的常规方法内(运动的运动学方程)。本发明集中在新情况检测方法上，其使这个积分得以实现，出于场的鲁棒性，该积分通常被禁止或抑制。

图1示出这个方法的实施例的逻辑流程图。在这个方法中，出现特定测试条件且车辆处于静止，对横向加速度进行长期平均(典型的时间长度是0.5到1秒，且可校准之)，以建立初始的零g点。在建立初始的零g点之后，可在滑动窗内执行加速度的第二长期平均。该长期平均的结果可以与初始的零g点进行比较，以确定传感器是否正感受正常的漂移。如果正出现正常的传感器漂移，那么，可用有限的校正因数来调整该零g点。如果与正常出现的漂移相比，该长期平均和该初始的零g点相差很大(可由参数来选择阈值)，那么该车辆要么是正被沿着跑道牵引，要么正被放置在斜坡上。对相应的改变来说，可核对小范围的垂直加速度计，以确定该车辆是否已经被置于斜坡上。

如果该车辆没有倾斜且正被沿着跑道牵引，那么该零g点校正应该中止，并应允许横向加速度计的积分。

通过对当前的横向加速度与加速度计的零g点之间的差别进行积分，来计算横向速度。只要积分计时器没有期满而且零g点与长期平均之间存在着显著的差异，该积分就将一直持续。应该剪取该积分的结果到最大值(可由参数来选择)，以避免溢出。