專利名稱：補(bǔ)償動態(tài)軸載荷轉(zhuǎn)移的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的至少部分地補(bǔ)償汽車中的軸載荷動態(tài)轉(zhuǎn)移的方法。而且，本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求15所述的實(shí)現(xiàn)該方法的微處理器，根據(jù)權(quán)利要求16所述的控制裝置，根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝配有這種控制裝置和/或這種微處理器的內(nèi)燃機(jī)，以及根據(jù)權(quán)利要求18所述的適用于這一配置的軟件，以及根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝配有這些部件的汽車。
背景技術(shù)：
在實(shí)踐中，公知的是，由于車輛的加速或減速造成的軸載荷的動態(tài)轉(zhuǎn)移會導(dǎo)致前軸和后軸上瞬時法向力發(fā)生相反的變化。基于輪胎側(cè)向力對于法向力的依賴關(guān)系，在前軸和后軸之間的側(cè)向力分布就會發(fā)生變化，由此在減速期間產(chǎn)生轉(zhuǎn)入彎路內(nèi)行駛的力矩，而在加速時出現(xiàn)離開彎路行駛的力矩。
與其相應(yīng)地，在實(shí)踐中業(yè)已公知，在某些行駛狀況下，駕駛員會主觀感覺到汽車在前輪上方向前傾斜或者在前輪上方下沉，此時至少一個車輪幾乎偏斜至其最大程度。在例如急劇的彎道行駛中或強(qiáng)烈制動情況下就是這樣一種情況。
尤其在完全制動的情況下，由于軸載荷的動態(tài)轉(zhuǎn)移，汽車沿行駛的前進(jìn)方向向前向下傾斜至非常大的程度。前軸上的輪胎由此被非常沉重地負(fù)載，因此可能不會再遵循線性運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)。在這樣的運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)處，可傳送的縱向力和橫向力小于在線性運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的縱向力和橫向力。與此同時，后軸輪胎上的負(fù)載則顯著減小，因此它們僅可傳遞低的制動力和側(cè)向滑動力。駕駛員所期望的對于汽車的控制在沒有行駛動力學(xué)控制系統(tǒng)的情況下通常不再可行。
這里，在彎路駕駛時實(shí)施完全制動的情況下或者在快速或急劇的轉(zhuǎn)彎行駛情況下，后軸上負(fù)載的卸載可以到達(dá)下述程度，即彎道內(nèi)側(cè)的后輪完全提升離開地面并且不再傳遞任何制動力或側(cè)向力。彎道外側(cè)的前輪以及彎道外側(cè)的后輪則頻繁地受載，使得它們開始滑動，并最終導(dǎo)致汽車滑向一邊。
在目前實(shí)踐中已經(jīng)公知的集成底盤控制系統(tǒng)的發(fā)展的情況下，(“集成底盤控制”，簡稱為ICC)，已經(jīng)尋求通過將用于汽車移動的動態(tài)特性的關(guān)鍵系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接成交互式動態(tài)駕駛系統(tǒng)(“交互式駕駛系統(tǒng)”，簡稱為IDS)的一個部件，來使得在各個可想象到的驅(qū)動條件下使汽車穩(wěn)定。這里，所謂的行駛動力學(xué)控制系統(tǒng)和/或電子穩(wěn)定程序(“電子穩(wěn)定程序”，簡稱為ESP)與其他控制裝置諸如制動輔助裝置通信，由此在數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)(“控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)”，簡稱為CAN總線)上傳送為此目的所需的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。這里，數(shù)據(jù)可根據(jù)它們的重要性在不同速度的數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)上進(jìn)行傳遞。因此，例如，關(guān)于汽車移動的動態(tài)特性的時間敏感信號在具有至少500KB每秒的數(shù)據(jù)傳輸速率的“高速”數(shù)據(jù)總線上傳送。
軸載荷的動態(tài)轉(zhuǎn)移，諸如當(dāng)汽車在前輪上猛烈沖擊時出現(xiàn)的，因此可以或多或少地實(shí)時檢測，并且可以例如激勵電子減震調(diào)節(jié)過程(“連續(xù)減震控制”，簡稱為CDC)，從而抵消軸載荷的轉(zhuǎn)移。這種昂貴的電子減震控制系統(tǒng)以例如電磁閥控制的震動吸收器為基礎(chǔ)，其特性可根據(jù)主要的數(shù)據(jù)以無級的、精確的、連續(xù)的方式連續(xù)地適應(yīng)路況、車輛移動和驅(qū)動模式。若干加速度傳感器等可將優(yōu)化減震所需的信號與來自CAN(控制器局域網(wǎng))總線的其他信號結(jié)合地提供至CDC控制單元?？刂茊卧缃柚匦詧D表等實(shí)時地計(jì)算每個車輪所需的減震力。然后，震動吸收器的調(diào)整可在毫秒內(nèi)進(jìn)行。汽車的車身因此可被保持穩(wěn)定；制動時的前后顛簸移動以及曲線駕駛或顛簸駕駛時車身的移動被減小到引人注意的程度。
雖然由此可獲得的在平衡軸載荷動態(tài)轉(zhuǎn)移方面的成功結(jié)果和改進(jìn)效果確實(shí)是大有希望并且在實(shí)踐中也得到了驗(yàn)證，但是要在任何行駛狀況下以安全和很有把握的方式控制車輛方面卻仍然是不充分的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種方法，借助該方法，由汽車的軸載荷動態(tài)轉(zhuǎn)移導(dǎo)致的前軸和/或后軸上瞬時法向力的相反的變化可被補(bǔ)償。
本發(fā)明的另一目的是提供一種適當(dāng)?shù)难b置，用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明所述的該方法。
有關(guān)方法方面的目的通過權(quán)利要求1所述特征來實(shí)現(xiàn)，有關(guān)裝置方面的目的則分別通過權(quán)利要求15至19所述的特征來實(shí)現(xiàn)。
這里，本發(fā)明首次提出了一種至少部分地補(bǔ)償汽車中軸載荷動態(tài)轉(zhuǎn)移的方法，其中，為了平衡或者補(bǔ)償軸載荷的轉(zhuǎn)移，增加或減少一驅(qū)動力矩，同時不顯著改變汽車的速度。
這里，特別地，提供一種補(bǔ)償軸載荷的動態(tài)轉(zhuǎn)移的方法，例如，當(dāng)部分汽車負(fù)載在至少一個前輪上下沉，其中，為了平衡或者補(bǔ)償軸載荷的轉(zhuǎn)移，改變驅(qū)動力矩或者施加一油門沖程或者觸發(fā)一個強(qiáng)制降檔裝置(Kick-down)。特別規(guī)定，在實(shí)施一次完全制動操作的情況下，在該完全制動操作開始時即改變驅(qū)動力矩或者施加一油門沖程。此外，在一次不穩(wěn)定的轉(zhuǎn)彎行駛過程中或者當(dāng)沿彎道行駛制動時改變驅(qū)動力矩或施加一油門沖程，從而在轉(zhuǎn)彎行駛時或者在轉(zhuǎn)彎行駛制動時減小下沉移動并且防止汽車滑向一邊。
在申請人所做的內(nèi)部模擬情況下，甚至使本領(lǐng)域技術(shù)人員都吃驚地證明了，補(bǔ)償或者平衡軸載荷的動態(tài)轉(zhuǎn)移可通過改變驅(qū)動力矩來實(shí)現(xiàn)。
這一改變，特別是短暫增加驅(qū)動力矩在汽油或柴油發(fā)動機(jī)的情況下可以通過如下方式實(shí)現(xiàn)，例如通過在發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)中進(jìn)行適當(dāng)干涉，例如通過施加油門沖程，通過改變節(jié)氣門的位置或者噴油泵的通過量或者通過改變?nèi)剂匣旌衔?。在例如裝配有燃料電池、由電動機(jī)推進(jìn)、具有燃?xì)怛?qū)動裝置或者設(shè)計(jì)為混合驅(qū)動式車輛的汽車的情況下，驅(qū)動力矩預(yù)期大小和持續(xù)時間的有針對性地增加可以例如通過電力等的適當(dāng)增加來實(shí)現(xiàn)。
直到目前，人們認(rèn)為可以借助底盤，尤其借助振動吸收器和穩(wěn)定器來實(shí)現(xiàn)干涉，從而對軸載荷的動態(tài)轉(zhuǎn)移施加影響。因此，所有的公知行駛穩(wěn)定系統(tǒng)的目的在于控制和/或調(diào)整底盤的各個操作狀態(tài)。迄今為止，通過改變驅(qū)動力矩而影響軸載荷動態(tài)轉(zhuǎn)移這種可能性是被排除在外的。
本發(fā)明則以恰恰相反地完全令人驚異和有利的方式，對于本申請人迄今為止對汽車中的軸載荷的動態(tài)轉(zhuǎn)移有針對性地施加影響的努力進(jìn)行了補(bǔ)充。在迄今所做這些努力中，本領(lǐng)域技術(shù)人員還沒有將發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)一并吸收考慮到這樣的努力中。
相對于此，本發(fā)明走了一條新路。這是在此討論的本發(fā)明的令人驚異的優(yōu)勢，即，補(bǔ)償軸載荷的動態(tài)轉(zhuǎn)移可通過驅(qū)動力矩的改變、優(yōu)選通過短暫增加驅(qū)動力矩特別是借助一油門沖程來實(shí)現(xiàn)。
如果汽車由于例如完全制動操作而顛簸并且因此由于軸載荷向前的動態(tài)轉(zhuǎn)移造成前軸的車輪接觸力初始時大量上升，那么這將導(dǎo)致在后軸上的負(fù)載同時減小。因此，后輪胎喪失了接觸力并且側(cè)向轉(zhuǎn)向力快速地減小。這一顛簸的效果完全與汽車全力加速的情況相反。在汽車全力加速時，汽車的前部向后抬起，后部下沉。后軸由此被更重地負(fù)載，同時前軸上的負(fù)載減小。本發(fā)明涉及有針對性地影響軸載荷的動態(tài)轉(zhuǎn)移的方法，該方法在這里首次提出，其積極地利用了在完全施加制動時或者為了快速加速的目的油門全開時車輛所發(fā)生的這樣公知的顛簸性能，但實(shí)際不會產(chǎn)生汽車的加速。
此外，本發(fā)明首次建議，例如在制動操作情況下施加制動的時間點(diǎn)時或者急劇轉(zhuǎn)彎行駛的情況下在臨界轉(zhuǎn)向點(diǎn)處進(jìn)行驅(qū)動力矩的短暫增加，使得汽車具有恰恰可實(shí)現(xiàn)恰當(dāng)?shù)亩ㄏ虺C正的反應(yīng)能力，從而實(shí)現(xiàn)對軸載荷動態(tài)轉(zhuǎn)移的補(bǔ)償以及對于可有效傳遞至前軸和/或后軸的法向力和/或輪胎側(cè)向力的增加或調(diào)整，但是同時可靠地不會使汽車加速。
因此，可避免汽車在實(shí)施完全制動時令人吃驚地滑向一邊。此外，也可減小令人驚訝的過度轉(zhuǎn)向。可減小滾動移動的危險(xiǎn)，因此最終減小汽車側(cè)滑的危險(xiǎn)。
這里，本發(fā)明首次利用了這樣的效果，即，驅(qū)動力矩的增加與汽車反應(yīng)之間的時間常數(shù)較大。因?yàn)椋捎谄嚨膽T性，汽車只緩慢地反應(yīng)于所需的驅(qū)動力矩。因此，雖然驅(qū)動力矩可通過傳動鏈的傳動最終作用到驅(qū)動輪，但是驅(qū)動輪卻還沒有被加速。另外，當(dāng)制動時，驅(qū)動力矩受到比其高若干倍的制動力的抵消作用，從而排除了汽車被加速的可能性，但是卻能夠可靠地實(shí)現(xiàn)后軸的車輪接觸力的增加。
因此，首先產(chǎn)生可至少輕微地矯正汽車的反作用力，但客觀上還檢測不到汽車的加速。由于至少部分地使汽車平直，即由于軸載荷的動態(tài)轉(zhuǎn)移從其預(yù)先的極端向前位置平衡至目前軸載荷分布基本上平衡的位置，因此需要仔細(xì)地以有利的方式確?？色@得后輪的足夠的垂直接觸力，以便能夠比一轉(zhuǎn)眼的功夫之前出現(xiàn)的臨界行駛狀況傳遞明顯更大的制動力和側(cè)向力。
在臨界或危險(xiǎn)的行駛情況下例如當(dāng)實(shí)施完全制動或者急劇轉(zhuǎn)彎行駛時通過施加一油門沖程可對軸載荷動態(tài)轉(zhuǎn)移產(chǎn)生有利影響-這一發(fā)現(xiàn)，是非常令人驚訝的，因?yàn)楫?dāng)制動時或者急劇轉(zhuǎn)彎行駛時增加驅(qū)動力矩原本對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是恰恰完全不可行的。
更令人驚訝的是發(fā)現(xiàn)，在完全制動或轉(zhuǎn)彎行駛的情況下通過產(chǎn)生額外驅(qū)動力矩，可減小沿向前方向的軸載荷的動態(tài)轉(zhuǎn)移并且可獲得對軸載荷轉(zhuǎn)移的平衡。
這里，以有利的方式，由于軸載荷動態(tài)轉(zhuǎn)移的補(bǔ)償，俯仰角將會更快速消退或者不太會被注意到或者具有衰減更強(qiáng)烈的波形。因此，可有利地使車輪負(fù)載的波動進(jìn)一步變小。因此，可獲得更大的車輪制動壓力。更大的車輪制動壓力意味著更大的減速。因此，ABS可以有利的方式稍后激發(fā)，即，輪胎稍后才滑移。
因此，ABS制動操作可進(jìn)一步地以有利的方式優(yōu)化。當(dāng)沿曲線制動亦即彎道制動時，由于更高的后輪軸載荷，所以可獲得更大的穩(wěn)定性和更大的側(cè)向力。
尤其有利的是，在集成化底盤控制系統(tǒng)ICC中，通過提出一個時間有限的驅(qū)動力矩需求或要求，就能提供一個新的具有穩(wěn)定汽車行駛作用的參數(shù)，亦即驅(qū)動力矩。因此，有利地?zé)o需附加的傳感器。進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)還在于，可能不需要其他附加的硬件。而且，根據(jù)本發(fā)明的方法也可以有利地采用軟件應(yīng)用的形式來實(shí)現(xiàn)，該應(yīng)用軟件可安裝在現(xiàn)有的微處理器上或者通過現(xiàn)有的控制裝置來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明其他有利的實(shí)施方式可由從屬權(quán)利要求給出。
因此，在方法的一項(xiàng)有利實(shí)施例中，其特征在于下述步驟-分析與汽車主要情況有關(guān)的諸如可由傳感器等類似器件通過CAN總線傳送給微處理器、控制裝置等的數(shù)據(jù)，以便提供與車況相關(guān)的底盤、制動和/或轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)方面的信息，并在一個集成化底盤控制系統(tǒng)(簡稱ICC)的框架內(nèi)利用這些信息來控制一些行駛穩(wěn)定系統(tǒng)或其部件，這些行駛穩(wěn)定系統(tǒng)或其部件例如是電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)(簡稱ESP)、電子液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(簡稱EHPS)、電子動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(簡稱EPS或EPAS)、電子減震控制系統(tǒng)(簡稱CDC)、制動輔助裝置、交互式動態(tài)駕駛系統(tǒng)(簡稱IDS)、轉(zhuǎn)向不足控制邏輯系統(tǒng)(簡稱UCL)等，-確定汽車的一種其動態(tài)軸載荷轉(zhuǎn)移必須加以控制或調(diào)節(jié)的臨界狀態(tài)，-確定為補(bǔ)償該軸載荷轉(zhuǎn)移所需的驅(qū)動力矩的大小，-確定為補(bǔ)償該軸載荷轉(zhuǎn)移所需的驅(qū)動力矩的持續(xù)時間，-通過提出一驅(qū)動力矩要求來釋放所需的預(yù)定大小和持續(xù)時間的驅(qū)動力矩。
由此，可以有利的方式施加驅(qū)動力矩的需求，例如可借助比較簡單的設(shè)計(jì)通過適當(dāng)?shù)乜刂圃就ǔ＞捅浑婒?qū)動或機(jī)電驅(qū)動的節(jié)氣門或者噴油泵來提出要求，從而可以不需要另外輔助的結(jié)構(gòu)花費(fèi)。
在本方法的其他優(yōu)選實(shí)施例中，完全制動操作由ABS支持來實(shí)現(xiàn)。因此，通過控制驅(qū)動力矩對軸載荷動態(tài)轉(zhuǎn)移進(jìn)行有針對性的矯正的優(yōu)勢可與ABS支持制動過程的優(yōu)勢結(jié)合。另外，任何情況下可在車輛中CAN總線上使用的數(shù)據(jù)可在各個控制裝置中評價(jià)，并且可更好地相互協(xié)調(diào)必須的反作用，因此進(jìn)一步得以優(yōu)化。
在一優(yōu)選實(shí)施例中規(guī)定，完全制動操作的存在借助于對表示制動施加的時間點(diǎn)的ABS標(biāo)記進(jìn)行的檢測或者通過評價(jià)制動踏板的梯度而確定。作為替代措施，也可有利地規(guī)定，完全制動操作的存在通過檢測制動踏板的偏角而確定，所述的踏板例如是抵靠在終端擋塊上的完全下壓的制動踏板。這里，制動踏板的背面有利地設(shè)置有壓電晶體、壓力傳感器、接觸開關(guān)或者類似的元件，一旦制動踏板被完全下壓這些元件就發(fā)出控制信號?？蛇x擇地將一個角度傳感器也設(shè)置在制動踏板上，當(dāng)預(yù)定的極限角度超過時它會發(fā)送信號。此外，完全制動操作的存在也可通過評價(jià)主制動缸中的制動壓力的上升梯度而確定。
根據(jù)這些極限值信號，隨后可觸發(fā)一次時間有限的驅(qū)動力矩變化。
在本發(fā)明方法的另一優(yōu)選實(shí)施方式中規(guī)定，通過分析ESP的數(shù)據(jù)來確定一次危險(xiǎn)的或臨界的彎路行駛狀況。由此，有利地通過使用原本對于行駛動力學(xué)控制系統(tǒng)來說就存在的數(shù)據(jù)并通過與所述驅(qū)動控制裝置相互配合而創(chuàng)造出一種上級控制機(jī)構(gòu)，借助該上級控制機(jī)構(gòu)，在需要時通過釋放一時間有限的驅(qū)動力矩可實(shí)現(xiàn)對于軸載荷的動態(tài)轉(zhuǎn)移的平衡或補(bǔ)償。
根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施方式，規(guī)定，在制動時刻或者在一次危險(xiǎn)的或臨界的彎道行駛狀況中、例如車輛第一次出現(xiàn)左右擺動時，增加驅(qū)動力矩，尤其是進(jìn)行強(qiáng)制降檔(Kick-down)或者引入一油門全開脈沖(Vollgasimpuls)，其持續(xù)時間為250毫秒至750毫秒，優(yōu)選為300毫秒至500毫秒。這樣的驅(qū)動力矩增大時段、特別是油門全開脈沖的時間或持續(xù)時間，在本申請人采用內(nèi)部計(jì)算機(jī)模型所進(jìn)行的第一次內(nèi)部模擬中已能確定特別有利。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中規(guī)定，以施加制動的時間點(diǎn)作為理論上的零時刻，在-0.5秒至+1.0秒的時間段中，優(yōu)選為-0.01秒至+0.5秒，特別地優(yōu)選為+0.05秒至+0.25秒的時間段中優(yōu)選地借助強(qiáng)制降檔或者引入油門全開脈沖來促使驅(qū)動力矩增加。因此有利地確保，例如對于節(jié)氣門的打開反應(yīng)有所滯后(雖然該滯后很小，但是并不會趨向于零)的驅(qū)動裝置或者內(nèi)燃機(jī)的慣性或惰性以及傳動鏈的慣性或惰性都能得到考慮，從而使得通過在正確的時間點(diǎn)施加驅(qū)動力矩，所述反作用力為了至少部分地矯正汽車或者為了平衡軸載荷的動態(tài)轉(zhuǎn)移，從其先前極端向前位置平衡返回至一個幾乎已平衡的汽車狀況中，從而可實(shí)現(xiàn)上述的優(yōu)勢，即，更高的車輪接觸力以及改善了制動力和側(cè)向力的可傳遞性。
在本發(fā)明方法的又一優(yōu)選實(shí)施方式中規(guī)定，所述強(qiáng)制降檔或者油門全開脈沖由多次驅(qū)動力矩的增加、尤其是多個油門沖程或油門全開脈沖以脈沖的方式構(gòu)成。這里，從ABS技術(shù)公知的制動壓力調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)從現(xiàn)在起也可轉(zhuǎn)移到一種增大驅(qū)動力矩的調(diào)制方式中，特別是一種調(diào)制的完全油門沖程中。這改善了系統(tǒng)的可控制性以及通過施加驅(qū)動力矩的脈沖或調(diào)制的增加而產(chǎn)生的力與力矩的匹配性。而且，可因此與俯仰顛簸振動同相地要求增加驅(qū)動力矩。
根據(jù)本發(fā)明方法的一優(yōu)選實(shí)施方式，提供措施使驅(qū)動力矩脈沖式地增加，各次驅(qū)動力矩的增加分別具有50ms至150ms的持續(xù)時間，部分達(dá)到1秒，優(yōu)選為100ms。
根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施方式，通過驅(qū)動力矩的一次短暫增加可調(diào)用100牛頓米至500牛頓米，優(yōu)選地至少250牛頓米，特別優(yōu)選地為至少270Nm的驅(qū)動力矩。使用這樣數(shù)量級的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩或者高至350牛頓米或者甚至達(dá)到500牛頓米的發(fā)動機(jī)扭矩，可實(shí)現(xiàn)所期望的對于軸載荷的動態(tài)轉(zhuǎn)移的有利影響。在這樣的情況下，一個例如超過250牛頓米，超過270牛頓米或者甚至超過300牛頓米的發(fā)動機(jī)扭矩仍然與至少大概3000牛頓米或更大的制動力和力矩對抗，由此使得在實(shí)際應(yīng)用中，制動扭矩與驅(qū)動力矩之間通?？赡艿谋壤荡蠹s在10∶1至20∶1之間。從而可靠地確保杜絕對于汽車的加速，但確保使汽車的路線平直并且確保對于軸載荷的動態(tài)轉(zhuǎn)移的平衡的優(yōu)化。
根據(jù)本發(fā)明的方法的上述優(yōu)勢和有利方面可使用為此目的提出的微處理器以及使用為此目的提出的控制裝置而采用類似的方式實(shí)現(xiàn)。這些優(yōu)勢可同樣使用根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)而獲得，該內(nèi)燃機(jī)裝配有實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的相應(yīng)控制裝置和/或微處理器。本發(fā)明適用于裝配有這些部件的汽車以及實(shí)現(xiàn)該方法的軟件，該軟件安裝在適當(dāng)?shù)奈⑻幚砥髦谢蛘哌m當(dāng)?shù)目刂蒲b置中并且在其中執(zhí)行。


上面討論的發(fā)明在示例性實(shí)施例中借助附圖在下文進(jìn)行更詳細(xì)的說明。其中圖1的子圖a)至d)示出在車輛沿直線行駛時從100km/h進(jìn)行ABS支持的完全制動動作的情況下進(jìn)行的測量(厚的、粗實(shí)線)的不同數(shù)據(jù)項(xiàng)；圖2的子圖a)示出相關(guān)于圖1所示的測量數(shù)據(jù)的參考速度，在子圖b)中示出相關(guān)的驅(qū)動力矩，為了比較的目的補(bǔ)充了相應(yīng)的模擬結(jié)果，其中該模擬以厚的、粗實(shí)線的形式實(shí)現(xiàn)，該測量以細(xì)的、較淺實(shí)線的形式實(shí)現(xiàn)；圖3的子圖a)至d)示出在對應(yīng)于圖1和2所示的情況的汽車的四個車輪的輪速方面，模擬數(shù)據(jù)(厚的粗實(shí)線)相對于測量(薄的淺實(shí)線)的比較；圖4的子圖a)至d)示出在圖1至3所示的情況下各個車輪的主要的相關(guān)制動壓力；圖5的子圖a)示出相關(guān)的ABS標(biāo)記，子圖b)示出相關(guān)的VSC信號波形，其中，模擬通過厚的粗虛線表示，測量通過薄的淺實(shí)線表示；圖6示出當(dāng)沿直線行駛時從100km/h進(jìn)行ABS支持的完全制動動作情況下的沒有進(jìn)行強(qiáng)制降檔(厚的粗虛線)的模擬以及進(jìn)行強(qiáng)制降檔(薄的較虛實(shí)線)的模擬，其中，子圖a)示出相對于時間的參考速度，子圖b)示出相對于時間的驅(qū)動力矩，諸如已經(jīng)以圖2中類似的方式示出，以達(dá)到比較模擬和測量的目的；圖7的子圖a)至d)示出相關(guān)于圖6所示的行駛狀況的四個車輪的輪速，其中，厚或?qū)挼拇謱?shí)線再次表示沒有強(qiáng)制降檔的模擬，薄的或較淺的實(shí)線表示進(jìn)行強(qiáng)制降檔的模擬；圖8的子圖a)示出汽車的相關(guān)俯仰角，子圖b)示出在圖6和7所示的行駛狀況下的相關(guān)俯仰角速度；圖9的子圖a)至d)示出相關(guān)于圖6至8所示的狀態(tài)下的每個車輪的垂直接觸力；圖10的子圖a)至d)示出與圖6至9所示的情況相應(yīng)的每個車輪上的制動壓力，其中，厚或?qū)挼拇謱?shí)線再次表示沒有強(qiáng)制降檔的模擬，薄或較淺的粗實(shí)線表示進(jìn)行強(qiáng)制降檔的模擬；圖11的子圖a)示出相關(guān)的ABS標(biāo)記，子圖b)示出相關(guān)的VSC信號波形，沒有強(qiáng)制降檔的模擬由粗的實(shí)虛線表示，進(jìn)行強(qiáng)制降檔的模擬由薄的淺實(shí)線表示；圖12的子圖a)至d)示出以類似于先前圖1中給定的直線行駛情況下的108km/h為基礎(chǔ)的行駛狀況的不同數(shù)據(jù)的測量(厚或粗實(shí)線)，但是現(xiàn)在的情況是在嘗試圍繞障礙駕駛時快速地交替偏移，轉(zhuǎn)向至左側(cè)，至右側(cè)，再次到左側(cè)，然后回到中心，其中，測量由厚的粗實(shí)線表示；圖13的子圖a)示出相關(guān)于圖12所示的行駛狀況的以km/h為單位的參考速度，子圖b)示出以Nm為單位的相關(guān)驅(qū)動力矩，其中，模擬現(xiàn)在以厚的粗實(shí)線示出，而測量以薄的較淺實(shí)線的形式示出，類似于圖2至5中選擇示出的形式；圖14的子圖a)至b)示出在圖12和13所示的行駛狀況下四個車輪的模擬(厚的粗實(shí)線)和測量(薄的或較淺的實(shí)線)的輪速；圖15的子圖a)至d)示出每個車輪上的相應(yīng)制動壓力；圖16的子圖a)示出ABS標(biāo)記的波形，子圖b)示出VSC信號特征曲線的波形；圖17的子圖a)示出偏轉(zhuǎn)速率，子圖b)示出在圖12至16所示的情況下的橫向加速度；圖18以從圖12至17得到的知識為基礎(chǔ)，該圖現(xiàn)在示出再次使用轉(zhuǎn)向偏移并且進(jìn)行如圖12所示的完全制動時在108km/h的速度下的行駛狀況，采用沒有強(qiáng)制降檔的第一模擬(厚的或粗實(shí)線)的形式，為了與根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)行強(qiáng)制降檔的第二模擬(薄的或較淺的實(shí)線)的形式相比較，其中，子圖a)再現(xiàn)參考速度，子圖b)示出驅(qū)動力矩；圖19的子圖a)示出汽車沿y方向相對于沿x軸繪制的行駛距離的相關(guān)偏移，子圖b)示出沿y軸繪制的汽車相對于沿x軸繪制的時間的偏移，其中，如同先前圖6至11中使用的那樣，較厚或較粗實(shí)線示出沒有強(qiáng)制降檔的模擬，薄的或較淺實(shí)線表示進(jìn)行強(qiáng)制降檔的模擬；圖20的子圖a)至d)示出相對于圖18和19所示的情況的輪速，采用沒有強(qiáng)制降檔的模擬以及進(jìn)行強(qiáng)制降檔的模擬的形式；圖21的子圖a)示出相對于圖18至20所示的情況的汽車的俯仰角，子圖d)示出相關(guān)的俯仰角速度(沒有強(qiáng)制降檔的使用厚的或更粗的實(shí)線，進(jìn)行強(qiáng)制降檔的使用薄的或更淺的實(shí)線)；圖22的子圖a)至d)示出在圖18至21所示的情況下的每個車輪上的相關(guān)垂直接觸力；圖23的子圖a)至d)示出在根據(jù)圖18至22的行駛狀況下可傳遞至每個車輪的側(cè)向力；圖24示出當(dāng)沿右手曲線駕駛時使用ABS進(jìn)行完全制動情況下初始為100km/h的啟動情況，其中，子圖a)表示參考速度，b)示出驅(qū)動力矩，每種情況下再次使用沒有強(qiáng)制降檔的模擬的形式(厚的或更粗的實(shí)線)以及進(jìn)行強(qiáng)制降檔的模擬的形式(薄的或較淺的實(shí)線)；圖25的子圖a)至d)示出在圖24所示的情況下的偏轉(zhuǎn)速率、縱向加速度、橫向加速度和姿態(tài)角的相關(guān)數(shù)據(jù)；圖26的子圖a)至d)示出根據(jù)圖24和25所示的情況下的四個車輪的相應(yīng)輪速(如前所示，沒有強(qiáng)制降檔的采用厚的或較粗的實(shí)線，進(jìn)行強(qiáng)制降檔的采用薄的或較淺的實(shí)線)；圖27的子圖a)至d)示出在圖24至26所示的情況下的四個車輪上的相應(yīng)制動壓力；圖28的子圖a)示出俯仰角，子圖b)示出圖24至27所示情況下的俯仰角速度；圖29的子圖a)至d)示出在圖24至28所示的情況下的相應(yīng)車輪上的接觸力；圖30的子圖a)至d)示出在圖24至29所示的情況下可傳遞至每個車輪的側(cè)向力；圖31示出車輛的俯仰角相對于時間的波形，此時在制動時沒有強(qiáng)制降檔(薄或淺的實(shí)線“A”)，與之相比較，示出在強(qiáng)制降檔情況下進(jìn)行完全制動操作時俯仰角速度的四個示例性線形波形“B”至“E”，其中，在第一實(shí)例中在施加制動的點(diǎn)直接強(qiáng)制降檔(厚的或較粗的實(shí)線“B”)，第二實(shí)例示出在施加制動的點(diǎn)之后0.1秒進(jìn)行強(qiáng)制降檔(薄的或較弱的虛線“C”)，第三實(shí)例示出施加制動的點(diǎn)之后0.2秒進(jìn)行強(qiáng)制降檔(厚的或粗虛線“D”)，第四實(shí)例示出施加制動的點(diǎn)之后0.3秒進(jìn)行強(qiáng)制降檔(中等強(qiáng)度的點(diǎn)劃線“E”)。
具體實(shí)施例方式
第一示例性行駛狀況如圖1至5所示，該情況以沿直線在100km/h速度下行駛?cè)缓笸蝗贿M(jìn)行完全制動操作為基礎(chǔ)。
當(dāng)施加完全制動時，軸載荷產(chǎn)生動態(tài)轉(zhuǎn)移。除了別的因素，其依賴車輛重心的高度。軸載荷的動態(tài)轉(zhuǎn)移導(dǎo)致車輪接觸力的交替變化。車輪制動扭矩和驅(qū)動力矩之間的比率為例如大概10∶1至20∶1。在采用阻礙車輪、完全制動的操作期間，如果目前一個在短時間內(nèi)增加驅(qū)動力矩，那么該力矩可只借助后軸支撐，因?yàn)檐囕啿荒苡捎诟叩闹苿优ぞ囟铀?。這一效果增加了后軸上的車輪接觸力并且減小了前軸的車輪接觸力。由于汽車具有相對大的質(zhì)量慣性，所以當(dāng)驅(qū)動力矩只在短時間內(nèi)有效時，對汽車造成的加速會足夠小或者可忽視。
這里，圖1a)按照測量示出相對于時間的油門踏板的位置的百分?jǐn)?shù)。在子圖b)中，示出了測量的制動踏板的位置或者制動回路信號BLS的波形相對于時間的百分?jǐn)?shù)。從這里可想象到，大概從開始測量的1.8秒的時間點(diǎn)，制動踏板被完全下壓，即突然產(chǎn)生表示完全制動操作的BLS信號。在子圖c)中，以bar為單位的制動缸壓力的波形相對于時間示出。這里，根據(jù)子圖b)的完全制動操作開始時的制動壓力的快速升高與測量結(jié)果非常好的符合。而且，在子圖d)中示出相關(guān)的測量轉(zhuǎn)向角，所述角度在制動操作之前為零度，在完全施加制動之后圍繞零度線在+/-5°的范圍內(nèi)微弱地浮動。
圖1所示的測量結(jié)果記錄于使用Bridgestone牌的Turanza 215/55/R16類型的輪胎進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，在前輪的輪胎壓力為2.7bar，在后輪的輪胎壓力為3.2bar，輪胎道路接觸區(qū)域與干路之間的摩擦系數(shù)為μ＝1.1。
圖1所示的驅(qū)動條件進(jìn)一步在圖2中示出。子圖a)示出以km/h為單位的參考速度相對于以秒為單位的時間的波形。子圖b)示出以Nm為單位的驅(qū)動力矩相對于以秒為單位的時間的波形。測量值通過薄的或較淺的實(shí)線繪制出。模擬的數(shù)據(jù)項(xiàng)實(shí)現(xiàn)為厚的或較粗的實(shí)線。該模擬非常好地與測量數(shù)據(jù)相吻合。已經(jīng)證實(shí)，選定的模擬，即模擬所根據(jù)的復(fù)雜方程組能夠精確地模擬測量的行駛狀況。
在圖3中，以km/h為單位的每個車輪(左前至右后輪)的速度相對于以秒為單位的時間示出于子圖a)至d)中。測量的數(shù)據(jù)再次通過薄的或較淺的實(shí)線示出。所示的模擬使用厚的或較粗的實(shí)線。左前輪在子圖a)中示出。子圖b)示出右前輪的值。左后輪在子圖c)示出。右后輪在子圖d)中示出。從模擬與測量的直接比較清楚可知，模擬正確地再現(xiàn)了測量。
在圖3中介紹的附圖的子劃分也用于其他圖中，使得用于在從左前輪至右后輪的各個車輪方面所示的狀態(tài)的統(tǒng)一標(biāo)記或參考系統(tǒng)可在子圖a)至d)中使用。因此，上左處的子圖a)是左前輪的典型代表，下右處的子圖d)是右后輪的典型代表。
因此，在圖4中，左前輪的制動壓力示出于子圖a)中，右前輪的示出于子圖b)中，左后輪的示出于子圖c)中，右后輪的示出于子圖d)中，其中，再次使用薄的或較淺的實(shí)線表示測量數(shù)據(jù)，使用厚的或更粗的實(shí)線表示模擬。這里，測量和模擬令人驚訝地相互吻合。
在圖5中，相對于時間的ABS標(biāo)記的波形如子圖a)所示。從這里明顯可知，ABS標(biāo)記在測量和模擬二者中在制動踏板被下壓的情況下被設(shè)定得類似。子圖b)示出可用于“車輛穩(wěn)定控制”系統(tǒng)中的VSC信號的波形，簡稱為例如VSC，并且模擬和測量精確地吻合。
圖1至5先前所述的示例性情況再次在圖6至11中示出，該條件再次以初始速度100km/h開始同時沿直線行駛，其中稍后不久突然發(fā)生完全制動，但是現(xiàn)在借助可相互比較的兩個模擬示出，即一方面沒有強(qiáng)制降檔的模擬(厚的或較粗的虛線)以及另一方面進(jìn)行強(qiáng)制降檔的模擬(薄的或較淺的實(shí)線)。
這里，圖6的子圖a)示出以km/h為單位相對于以秒為單位的時間的參考速度，在開始完全制動時線性減小。子圖b)示出以Nm為單位相對于以秒為單位的時間的驅(qū)動力矩，其大小相對恒定或者連續(xù)地在大概50牛頓米以下，但是在進(jìn)行強(qiáng)制降檔的模擬的情況下，在開始模擬之后大約1.9秒時突然上升至超過250牛頓米一段短時間，然后在大約0.3秒之后突然再次下降。這種發(fā)動機(jī)驅(qū)動力矩的超過250Nm的跳躍式增加來自于由強(qiáng)制降檔引起的氣體的膨脹，意在用于補(bǔ)償?shù)哪康幕蛘咂胶鈩討B(tài)軸載荷分布。
汽車四個車輪的速度再次在圖7的子圖a)至d)中示出。厚的或較粗的實(shí)線示出沒有強(qiáng)制降檔的模擬。薄的或較淺的實(shí)線示出進(jìn)行強(qiáng)制降檔的模擬。這種明暗的區(qū)別將在所有示出模擬數(shù)據(jù)的其他附圖中保持。
在完整制動操作開始之后，可在圖7中看到所有四個車輪的輪速相對于時間的減小，其中，可見強(qiáng)制降檔沒有影響速度的減小。輪速在沒有強(qiáng)制降檔的模擬和進(jìn)行強(qiáng)制降檔的模擬的兩種情況下彼此非常好地匹配，并且清楚地示出由于強(qiáng)制降檔而施加制動時在前軸得到的改善(車輪滑移開始)。因此，雖然強(qiáng)制降檔，但是車輛沒有加速。
在圖8所示的情況下這非常不同。子圖a)示出車輛相對于時間的俯仰角，子圖b)示出相對于時間的俯仰角速度。這里，可非常明顯地看出，在進(jìn)行強(qiáng)制降檔的完全制動的情況下，與沒有強(qiáng)制降檔的俯仰角相比，俯仰角明顯不太顯著并且振蕩更加地微弱。相同地，在此之后俯仰角速度不太明顯并且振蕩得更加微弱，即更加迅速地消退。因此，這就立即證實(shí)根據(jù)本發(fā)明的方法適于借助例如油門沖程在完全制動動作的期間補(bǔ)償或者改善軸載荷的動態(tài)轉(zhuǎn)移。
在圖9中，相關(guān)于圖6至11所示的情況的每個車輪上的垂直接觸力在左前輪的子圖a)至右后輪的d)中示出。這里，可以清楚看出，對應(yīng)于在強(qiáng)制降檔情況下的模擬的薄的或較淺的實(shí)線波動得較少，因此與沒有強(qiáng)制降檔的情況(厚的或更粗的實(shí)線)相比表示前輪有更小的接觸力。這意味著，當(dāng)車輛發(fā)生頓挫下沉?xí)r基于軸載荷動態(tài)地向前轉(zhuǎn)移而可預(yù)期前輪接觸力會達(dá)到臨界狀態(tài)的這一通常情況得以避免。與之相反的是，從圖中所示后輪接觸力卻可看出，在制動施加時刻的后輪接觸力在進(jìn)行強(qiáng)制降檔的情況下比沒有強(qiáng)制降檔的情況明顯更高，由此在后輪處可傳遞額外明顯更好的制動力，從而總體上獲得更穩(wěn)定的行駛狀況。
而且，在圖8中應(yīng)該指出的是，從測量開始后1.94秒的時間點(diǎn)執(zhí)行強(qiáng)制降檔導(dǎo)致至少10％的俯仰角的減小。
而且，在圖9中同樣應(yīng)該指出的是，沒有強(qiáng)制降檔，兩個前輪必須經(jīng)受超過8000牛頓的輪胎接觸力，由此離開輪胎的線性傳遞范圍并且進(jìn)入臨界范圍。與此相反，進(jìn)行強(qiáng)制降檔的接觸力保持在正好大約8000牛頓，使得其仍然在線性范圍內(nèi)。因此，可在這種情況下得到改善的操作性。另外，子圖c)和d)示出，與沒有強(qiáng)制降檔的模擬相比，后輪上的接觸力則相反地增加至少至少200牛頓，這相應(yīng)地意味著額外傳遞更多的制動力和側(cè)向?qū)бΑ?br> 然后共同地，得到下述結(jié)果，即軸載荷的轉(zhuǎn)移可部分地通過驅(qū)動力矩的影響效果來補(bǔ)償。由于前軸的車輪接觸力被減小，所以車胎不會達(dá)到或者更別說進(jìn)入其可傳遞縱向力的限制范圍。在限制范圍中，由于已經(jīng)增加的接觸力，輪胎不能夠再傳遞或者不能傳遞額外的縱向力；許多輪胎甚至在這一點(diǎn)減小縱向力。人們可以借助于圖7所示的輪速理解這一效果。由于軸載荷的動態(tài)轉(zhuǎn)移的部分補(bǔ)償，所以在施加制動的時間點(diǎn)時(大概2秒)的前軸的車輪滑移的開始不會很大。后軸的車輪接觸力由于該補(bǔ)償過程也明顯地更大(參見圖9)。這又可在后軸產(chǎn)生更高的制動壓力，這導(dǎo)致更好的減速(參見圖10)并且從長遠(yuǎn)看來意味著縮短的制動距離。在前軸上的制動壓力的水平同樣地更好，因?yàn)樵谳^小的車輪接觸力作用下輪胎不會過載(參見圖9和10)。因此，可從圖8中推斷，俯仰力矩在施加制動的時間點(diǎn)時由驅(qū)動力矩帶來的優(yōu)良效果進(jìn)行部分地補(bǔ)償，由此，俯仰運(yùn)動的振蕩更加快速地消退。
僅僅為了完整的原因，現(xiàn)在參照圖11中的這一行駛狀況，其中ABS標(biāo)記示出在相關(guān)的子圖a)中，VSC波形示出在圖b)中。
對應(yīng)于已經(jīng)進(jìn)行的測量的另一示例性行駛狀況如圖12至17所示。在108km/h的速度和初始行駛為直線的基礎(chǔ)上，這里模擬在ABS系統(tǒng)控制下實(shí)施制動的拐彎機(jī)動行駛情況或者需要圍繞標(biāo)桿以左右轉(zhuǎn)向結(jié)合的方式行駛情況。
與圖1類似，相對于時間的油門踏板的百分比位置示出在圖12的子圖a)中。制動踏板相對于時間的位置記載于子圖b)中。這里可知，制動踏板在開始測量之后大概0.8秒的時間點(diǎn)突然被完全下壓。因此，從子圖c)中清楚可知，在此以bar為單位記載的制動缸壓力以相應(yīng)的方式增加。轉(zhuǎn)向角在圖d)中示出。從這一波形，由此可知，當(dāng)施加完全制動時圍繞標(biāo)桿駕駛的過程開始。
圖13的子圖a)示出相關(guān)的參考速度。薄的或者較淺的實(shí)線再次示出如同先前圖2所示的情況的測量。厚的或者較粗的實(shí)線示出模擬。模擬和測量非常好地吻合。發(fā)動機(jī)所施加的驅(qū)動力矩如子圖b)所示。這里同樣，測量(薄的或較淺的實(shí)線)以及模擬(厚的或較粗的實(shí)線)彼此良好地吻合。這又證實(shí)了所使用的計(jì)算機(jī)模塊的可應(yīng)用性。
在圖14中，各個輪速相對于時間的波形再次在左前輪的子圖a)至右后輪的d)中示出。
因此，在圖15的子圖a)至d)中，適于在從左前至右后的每個輪上增加的制動壓力在一種情況下相應(yīng)于測量示出(薄的或更淺的實(shí)線)，在另一種情況下相應(yīng)于模擬示出(厚的或更粗的實(shí)線)。這里同樣，測量和模擬令人驚異地非常好地吻合并且可繪制以進(jìn)一步模擬。
僅僅為了完整的目的，用于模擬和測量二者的相對于時間的ABS標(biāo)記示出于圖16的子圖a)中，而VSC波形示出于子圖b)中。
圖17然后在圖a)中重現(xiàn)了相對于時間的偏轉(zhuǎn)速率，在圖b)中重現(xiàn)了橫向加速度，其中使用薄的或較淺的實(shí)線進(jìn)行測量，并且采用厚的或者更粗的實(shí)線的形式進(jìn)行模擬。橫向加速度的變化曲線遵循預(yù)期的與被繞行駛過的標(biāo)桿組相一致的路線。這同樣適用于由此產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)速率，該偏轉(zhuǎn)速率表示車輛圍繞其縱向軸的偏轉(zhuǎn)角速度。
圖12至17所示的行駛狀況包括初始的速度108km/h并且在圍繞標(biāo)桿駕駛或者在避車操作的過程中進(jìn)行突然的完全制動操作，對其的測量或模擬使用Bridgestone牌的Turanza 215/55/R16類型的輪胎，在前輪的輪胎壓力為2.7bar，在后輪的輪胎壓力為3.2bar，道路接觸區(qū)域與干路之間的摩擦系數(shù)為μ＝1.1。
圖12至17所示的先前的行駛狀況在圖18至23中示出，在完全制動操作開始時，采用沒有強(qiáng)制降檔的模擬的形式(厚的或更粗的實(shí)曲線)以及進(jìn)行強(qiáng)制降檔的模擬的形式(薄的或更淺的實(shí)曲線)，從而清楚地示出，由于在制動過程開始時執(zhí)行強(qiáng)制降檔的效果并且由此突然短暫施加發(fā)動機(jī)扭距，可獲得行駛狀況的改善。
在圖18中，相對于時間的參考速度示出于子圖a)中。厚的或較粗的實(shí)線示出沒有強(qiáng)制降檔的模擬，薄的或較淺的實(shí)線示出進(jìn)行強(qiáng)制降檔的模擬。因此，以Nm為單位相對于以秒為單位的時間的驅(qū)動力矩示出于子圖b)中。強(qiáng)制降檔例如在根據(jù)所示的時間曲線圖開始模擬之后大約0.8秒進(jìn)行。這里，強(qiáng)制降檔的時間范圍為大約0.4秒，在這一期間，總的驅(qū)動力矩增加至正好超過250牛頓米，隨后在所示的實(shí)例中突然下降至-50牛頓米。
從圖19的子圖a)中清楚可知，在進(jìn)行強(qiáng)制降檔的模擬的情況下，與沒有強(qiáng)制降檔的模擬的情況相比，用于圍繞標(biāo)桿駕駛所獲得的或者預(yù)期的車輛沿y方向的橫向移動更加明顯。這意味著，由于強(qiáng)制降檔，車輛能夠更好地轉(zhuǎn)向，這樣可以以更好的方式圍繞標(biāo)桿驅(qū)動或者可更好地避免標(biāo)桿。這也可從子圖b)中清楚地看出，其中車輛相對于時間的橫向移位被示出。這里同樣，進(jìn)行強(qiáng)制降檔的模擬示出更好的操作特性，因此比沒有強(qiáng)制降檔的模擬能夠更好地控制車輛。
從圖20的子圖a)至d)中，該圖再次示出從左前至右后的車輪相對于時間的輪速，可知強(qiáng)制降檔不會對相應(yīng)于輪速的波形造成任何影響。車輛不希望有的加速事實(shí)上是不可能的。
在圖21中，適于在該行駛狀況下模擬的俯仰角的曲線相對于時間示出在子圖a)中。這里同樣清楚示出，在進(jìn)行強(qiáng)制降檔的模擬的情況下，俯仰角呈現(xiàn)出更平滑或者更穩(wěn)定的波形，因此其可實(shí)現(xiàn)對車輛的更好的控制。以類似的方式，俯仰角速度在子圖b)中重現(xiàn)。這也帶來一個假設(shè)，在進(jìn)行強(qiáng)制降檔的模擬的情況下車輛的表現(xiàn)將更加的優(yōu)秀。
在圖22中，再現(xiàn)了以牛頓為單位的接觸力相對于以秒為單位的時間，如前面在圖9中所示，從對應(yīng)于左前輪的子圖a)到對應(yīng)于右后輪的d)。從這一示出可很好地?cái)喽?，在進(jìn)行強(qiáng)制降檔的模擬情況下(薄的或更弱的曲線)，沒有強(qiáng)制降檔時(厚的或更粗的實(shí)曲線)的極高的前輪接觸力可有目的地減小，由此使得這些車輪不會太多地進(jìn)入臨界傳遞范圍中。因此，可傳遞明顯更高的制動力。另外，在子圖b)中可以立即確定，接觸力的第二最大值增加大約300牛頓，其高于沒有強(qiáng)制降檔情況下的力，從而可獲得平均的可傳遞的制動力。另外，從子圖c)和d)清楚可見，可在后軸上傳遞更高的制動力，可傳遞的制動力和接觸力達(dá)到平均數(shù)，從而可在曲線的外側(cè)上獲得更好的制動反作用力。
關(guān)于可傳遞的側(cè)向力，這一效果在對應(yīng)于左前輪至右后輪的圖23的子圖a)至d)中清楚地得到證實(shí)。如圖b)所示，在進(jìn)行強(qiáng)制降檔的模擬的情況下，與沒有強(qiáng)制降檔的模擬相比，大約300牛頓的更多的側(cè)向力可傳遞至右前輪引起側(cè)向力第一次上升。相同情況也適用于右后輪，類似地可傳遞大約300牛頓更多的側(cè)向力。
圖24至30示出其他的示例性情況。這里，當(dāng)沿右手曲線駕駛、速度為100km/h并且通過ABS突然施加完全的制動，其中，沒有強(qiáng)制降檔的模擬再次以寬的或較粗的實(shí)線示出，進(jìn)行強(qiáng)制降檔的模擬以窄的或較淺的實(shí)線示出。
因此，在圖24中(如在前的圖6和圖18所示)，以km/h為單位的參考速度相對于時間繪制在其子圖a)中，以Nm為單位的驅(qū)動力矩相對于以時間為單位的時間繪制于子圖b)中。這里，從模擬開始后大約1.94秒時開始強(qiáng)制降檔并且突然增加發(fā)動機(jī)的驅(qū)動力矩，從事先的正好低于50牛頓米增加至明顯超過250牛頓米，然后在大概0.3至0.4秒之后再次回落，從先前的大約超過250牛頓米至大約50牛頓米。
在圖25中，偏轉(zhuǎn)速率相對于時間再次示出于子圖a)中。子圖b)示出相對于時間的縱向加速度。子圖c)示出相對于時間的橫向加速度。最后，姿態(tài)角相對于時間示出于子圖d)中。
在圖26中，如前述的圖7和圖20，輪速示出于相應(yīng)于左前輪的子圖a)至相應(yīng)于右后輪的d)。這里同樣，可再次看到輪速基本上不會彼此偏離并且與以厚的或較粗實(shí)線示出的沒有強(qiáng)制降檔的模擬和以較薄或較淺的實(shí)線示出的進(jìn)行強(qiáng)制降檔的模擬的情況是一致的。當(dāng)沿曲線以及同樣以其他操作狀態(tài)駕駛時，由于強(qiáng)制降檔造成的車速的變化因此可在原則上被排除。
在圖27中，進(jìn)行強(qiáng)制降檔和沒有強(qiáng)制降檔的兩種模擬情況的制動壓力再次在相應(yīng)于左前輪的子圖a至相應(yīng)于右后輪的子圖b)中示出，如先前圖10所示的情況。從中清楚地可知，一旦開始完全制動以及強(qiáng)制降檔的過程，在需要強(qiáng)制降檔的模擬的情況下，與沒有強(qiáng)制降檔的模擬的情況相比，可在后輪上獲得明顯更高的制動壓力。
因此，從包括在圖28中的示出相對于時間的俯仰角的子圖a)中，可知從模擬開始后的大約1.94秒時開始強(qiáng)制降檔，并且導(dǎo)致俯仰角的波形明顯更加衰減，其振幅平整同時逐漸地使其頻率平穩(wěn)。相同的情況適用于子圖b)中示出的俯仰角速度。圖28中的情況再次類似于圖8和21中描述的情況，無論如何，對于這些附圖所示出的進(jìn)行強(qiáng)制降檔的模擬情況都有本質(zhì)上積極的評價(jià)，也就是說，當(dāng)汽車在制動時或轉(zhuǎn)彎行駛時其前輪下沉?xí)r通過施加油門沖程或者強(qiáng)制降檔，可令人驚異地補(bǔ)償軸載荷的動態(tài)轉(zhuǎn)移。
在圖29中，左前輪的接觸力至右后輪的接觸力隨后示出在子圖a)至d)中。在左前輪的情況下，波形外側(cè)的中心部分記載了200牛頓的接觸力增加量。在右前輪的情況下，300牛頓的減小量記載在波形內(nèi)側(cè)上的中心部分。在左后輪的情況下，在外輪上的800牛頓的接觸力增加量記載在波形的中心部分，相應(yīng)地在右后輪上，可在子圖d)中看到，在內(nèi)側(cè)至少有150牛頓米的增加量。這意味著即使在這種情況下，其中沒有強(qiáng)制降檔時右后輪通常會提升，該輪目前仍然具有較好的路面抓緊力，由此也可傳遞力。圖29所示的情況在數(shù)量上類似圖9所示的情況，以及圖22所示的情況。
在圖30中，車輪的側(cè)向力隨后示出于左前輪的子圖a)至右后輪的子圖d)中。這里，可從中清楚地得到，在可傳遞的側(cè)向力的400牛頓的增加量可在進(jìn)行強(qiáng)制降檔的模擬的情況下記錄在左前輪。在右前輪的情況下，可記錄可傳遞的側(cè)向力的200牛頓米的增加量。在左后輪，可建立可傳遞的側(cè)向力的400牛頓的增加量，在右后輪，可記載可傳遞的側(cè)向力的200牛頓的增加量。因此，可再次成功地將在沒有強(qiáng)制降檔的模擬的情況下幾乎為零的可傳遞的側(cè)向力轉(zhuǎn)換為至少200牛頓的可傳遞的側(cè)向力。
從圖24至30所示的情況，沿曲線向右以100km/h的速度駕駛并且突然開始完全制動，可知，借助本發(fā)明的方法，當(dāng)車輛在其前輪下沉?xí)r軸載荷的動態(tài)轉(zhuǎn)移的至少部分的補(bǔ)償可通過施加油門沖程或者謹(jǐn)慎的進(jìn)行強(qiáng)制降檔以及由此對發(fā)動機(jī)扭矩的短暫、幾乎最大程度的增強(qiáng)需要而實(shí)現(xiàn)。這致使行駛狀況的實(shí)質(zhì)的改進(jìn)。車輛的可控制程度更大。操作更加簡單?？筛玫乜朔ｋU(xiǎn)情況。
這里，后軸的側(cè)向轉(zhuǎn)向力對車輛的穩(wěn)定性具有實(shí)質(zhì)性的影響。側(cè)向轉(zhuǎn)向力相對于車輪接觸力的特性曲線在后軸上的車輪接觸力的范圍中呈現(xiàn)出陡峭向上的斜坡。也就是說，車輪接觸力的小變化會導(dǎo)致側(cè)向轉(zhuǎn)向力中的大變化。因此，由于軸載荷的動態(tài)轉(zhuǎn)移的補(bǔ)償，所以在沿曲線制動時可獲得更大的側(cè)向轉(zhuǎn)向力；因此車輛在沿曲線制動時更加穩(wěn)定。而且，可使用上述程序的方式減小車輛的過度轉(zhuǎn)向反作用(在可能的滾動或滑行的情況下)。
最后，以度數(shù)為單位的俯仰角相對于以秒為單位的時間示出于圖31中，例如先前在圖18中示出的條件的情況下。薄的或較淺的實(shí)線“A”示出沒有強(qiáng)制降檔的俯仰角的波形。厚的或粗實(shí)線“B”示出在施加制動的時間點(diǎn)正好強(qiáng)制降檔的情況下俯仰角的波形。薄的或較淺的點(diǎn)劃線“C”示出在施加制動的時間點(diǎn)之后0.1秒時開始強(qiáng)制降檔的情況下的俯仰角的波形。厚的或較粗的點(diǎn)劃線“D”示出在施加制動的時間點(diǎn)之后0.2秒時開始強(qiáng)制降檔的情況下的俯仰角的波形。最后，中等強(qiáng)度的點(diǎn)劃線“E”示出在施加制動的時間點(diǎn)之后0.3秒時開始強(qiáng)制降檔的情況下的俯仰角的波形。此時，可從中量化地看出，強(qiáng)制降檔對俯仰角的波形具有積極的作用。這一方面可減小振幅，另一方面波形可變得光滑或者更快地消退。另外，從圖31中可知，如果例如強(qiáng)制降檔在施加制動的時間點(diǎn)開始0.05秒至1.5秒的時間段中進(jìn)行，優(yōu)選大約為0.1秒，則可得到與沒有強(qiáng)制降檔的制動過程相比特別好的俯仰角波形并由此得到明顯的改善。
因此，本發(fā)明首次提出了一種當(dāng)部分車輛負(fù)載下沉落到至少一個前輪上時至少部分地補(bǔ)償軸載荷動態(tài)轉(zhuǎn)移的方法。按照該方法，為補(bǔ)償或平衡所述軸載荷的動態(tài)轉(zhuǎn)移，施加一驅(qū)動力矩要求。在實(shí)施完全制動操作的行駛情況下以及在不穩(wěn)定的轉(zhuǎn)彎行駛情況下，釋放該驅(qū)動力矩要求。另外，本發(fā)明首次提出用于執(zhí)行本發(fā)明方法的一種微處理器以及一種控制裝置。此外，本發(fā)明提供了裝配這種控制裝置或者這種微處理器的驅(qū)動方案。最后，本發(fā)明提到了用于執(zhí)行本發(fā)明方法的軟件。最終，本發(fā)明提出了一種車輛，它裝配有這種控制裝置或微處理器，以運(yùn)行所述用于執(zhí)行本發(fā)明方法的軟件。
權(quán)利要求
1.一種用于至少部分地補(bǔ)償汽車中的軸載荷的動態(tài)轉(zhuǎn)移的方法，其特征在于，為了補(bǔ)償所述動態(tài)軸載荷轉(zhuǎn)移，增大或減小驅(qū)動力矩，同時并不因此顯著改變所述汽車的速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為了增大所述驅(qū)動力矩，施加一油門沖程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，為了在實(shí)施完全制動操作時補(bǔ)償軸載荷向前的動態(tài)轉(zhuǎn)移，在完全制動操作期間施加一驅(qū)動力矩要求，優(yōu)選地施加一油門沖程。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，為了在轉(zhuǎn)彎行駛時補(bǔ)償軸載荷的斜向前的和/或側(cè)向的動態(tài)轉(zhuǎn)移，在轉(zhuǎn)彎行駛時施加一驅(qū)動力矩要求，優(yōu)選地施加一油門沖程。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，包括下述步驟-分析針對當(dāng)前汽車情況由傳感器傳送來的與車況相關(guān)的、有關(guān)于汽車的主要穩(wěn)定性的底盤、制動和/或轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)，以便在一個集成化底盤控制系統(tǒng)(簡稱ICC)的框架內(nèi)由一些行駛穩(wěn)定系統(tǒng)或其部件進(jìn)行控制，這些行駛穩(wěn)定系統(tǒng)或其部件例如是電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)(簡稱ESP)、電子液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(簡稱EHPS)、電子動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(簡稱EPS或EPAS)、電子減震控制系統(tǒng)(簡稱CDC)、制動輔助裝置、交互式動態(tài)駕駛系統(tǒng)(簡稱IDS)、轉(zhuǎn)向不足控制邏輯系統(tǒng)(簡稱UCL)等，-借助可用數(shù)據(jù)確定汽車的臨界狀態(tài)和/或其需要調(diào)節(jié)控制的狀態(tài)，-規(guī)定為了補(bǔ)償所述軸載荷分布所需的驅(qū)動力矩的大小，-規(guī)定為了補(bǔ)償所述軸載荷分布所需的驅(qū)動力矩的持續(xù)時間，-通過施加一適當(dāng)?shù)囊髞磲尫潘璧念A(yù)定大小和持續(xù)時間的驅(qū)動力矩。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述完全制動操作由防抱死制動系統(tǒng)ABS支持來實(shí)現(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，借助于檢測表示制動施加點(diǎn)的ABS標(biāo)記、踏板的梯度或主制動缸的壓力來確定完全制動操作的存在。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，借助檢測與完全下壓制動踏板相對應(yīng)的制動踏板偏角而確定完全制動操作的存在。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過分析一個電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)ESP的數(shù)據(jù)而確定完全制動操作的存在或者轉(zhuǎn)彎行駛臨界情況的存在。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在施加制動的時間點(diǎn)或者轉(zhuǎn)彎行駛時出現(xiàn)臨界情況時，優(yōu)選地借助強(qiáng)制降檔或者油門全開脈沖在250ms至750ms，優(yōu)選為300ms至500ms的持續(xù)時間內(nèi)促使驅(qū)動力矩增加。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，以施加制動的時間點(diǎn)作為零時刻，在-0.5秒至+1.0秒的時間段中，優(yōu)選為-0.01秒至+0.5秒，特別地優(yōu)選為+0.05秒至+0.25秒的時間段中優(yōu)選地借助強(qiáng)制降檔或者油門全開脈沖來促使驅(qū)動力矩增加。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述驅(qū)動力矩的增加，優(yōu)選所述強(qiáng)制降檔或者油門全開脈沖，以脈沖的方式由多次驅(qū)動力矩的增加，優(yōu)選地由多個油門沖程或油門全開脈沖構(gòu)成。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述驅(qū)動力矩的各脈沖式增加，優(yōu)選地所述各油門沖程或油門全開脈沖分別具有50ms至150ms的持續(xù)時間，優(yōu)選為100ms的持續(xù)時間。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，借助一次驅(qū)動力矩的增加、優(yōu)選地一油門沖程或一油門全開脈沖可要求至少250Nm優(yōu)選地至少270Nm的驅(qū)動力矩。
15.一種用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1至14任一項(xiàng)所述方法的微處理器。
16.一種用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1至14任一項(xiàng)所述方法的控制裝置。
17.一種汽車驅(qū)動裝置，優(yōu)選地為內(nèi)燃機(jī)，包括根據(jù)權(quán)利要求16所述的控制裝置和/或根據(jù)權(quán)利要求15所述的微處理器。
18.一種用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至14任一項(xiàng)所述方法的軟件。
19.一種汽車，包括根據(jù)權(quán)利要求16所述的控制裝置或者根據(jù)權(quán)利要求15所述的微處理器，以運(yùn)行根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至14任一項(xiàng)所述方法的軟件。
全文摘要
本發(fā)明提出一種改進(jìn)的方法，用于至少部分地補(bǔ)償當(dāng)部分汽車負(fù)載下沉落到至少一個前輪時軸載荷的動態(tài)轉(zhuǎn)移。本發(fā)明第一次提出，為了補(bǔ)償軸載荷轉(zhuǎn)移，施加一驅(qū)動扭矩要求，并因此調(diào)用一時間有限的、接近最大的驅(qū)動扭矩。此外，本發(fā)明還首次提出一種用于執(zhí)行該方法的微處理器以及控制裝置。另外，本發(fā)明也涉及裝配有這種類型的控制裝置或微處理器的汽車驅(qū)動裝置，并且也描述了用于執(zhí)行本發(fā)明方法的軟件。最后，本發(fā)明涉及一種汽車，該汽車裝配有這種類型的控制裝置或微處理器，以運(yùn)行所述用于執(zhí)行本發(fā)明方法的軟件。
文檔編號B60W10/18GK1984808SQ200580023308
公開日2007年6月20日 申請日期2005年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月10日
發(fā)明者克里斯托弗·斯泰梅爾 申請人:Gm全球科技運(yùn)作股份有限公司