本發(fā)明產(chǎn)生于用于機(jī)動(dòng)車輛的控制系統(tǒng)的領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

常規(guī)地，已知機(jī)動(dòng)車輛設(shè)置有車架、駕駛室以及通過懸掛機(jī)構(gòu)連接至車架的車輪，其中，前轉(zhuǎn)向車輪由方向盤控制，所述方向盤由車輛駕駛室中的駕駛員操作。

為了在同一車輛上提供不同級(jí)別的駕駛舒適度，已知提出不同模式的車輛行為。這些不同模式是由駕駛員選擇的并且允許改變車輛的若干操作參數(shù)，如，可被制作得更硬或更軟的減震器的特性、不同制動(dòng)器和加速器踏板的特性行程、轉(zhuǎn)向響應(yīng)性等。

然而，盡管通過增加系統(tǒng)的響應(yīng)性，車輛是運(yùn)動(dòng)型的，或者通過促進(jìn)低油耗，車輛是經(jīng)濟(jì)型的，但是對(duì)車輛的動(dòng)力學(xué)行為的這些修改并不使得可以提供廣泛不同的駕駛感受。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出能夠調(diào)節(jié)車輛的動(dòng)力學(xué)行為，從而使得通過利用駕駛員可獲得的簡單控制，車輛可以具有跑車的行為或者轎車的非常不同的行為。

本發(fā)明的原創(chuàng)性在于由本申請(qǐng)人開發(fā)的對(duì)用于控制后車輪轉(zhuǎn)向的設(shè)備的特定使用。有利地，這一使用可以結(jié)合用于修改車輛的動(dòng)力學(xué)行為的設(shè)備中的一些設(shè)備。

文獻(xiàn)fr2864001實(shí)際上公開了通過控制車輛后車輪的轉(zhuǎn)向(稱作4ws)來提高車輛的行為，并因此提高駕駛員的安全性和駕駛舒適度；這一控制取決于前車輪的轉(zhuǎn)向角、關(guān)于車輛移動(dòng)的數(shù)據(jù)(尤其是車輛速度)以及對(duì)后車輪的轉(zhuǎn)向角的預(yù)先設(shè)置。

然而，允許車輛采用可能不考慮駕駛員的努力或道路狀況的最穩(wěn)定行為的這種方法不適用于如以上所解釋的多模式駕駛。此外，為了定義特定駕駛模式，所述參數(shù)無法被駕駛員修改。

本發(fā)明通過根據(jù)車輛的所選擇的不同行為模式來適配4ws系統(tǒng)的控制參數(shù)，使得可以提供針對(duì)用戶的非常不同的道路行為和駕駛感受。

利用一種用于控制機(jī)動(dòng)車輛的動(dòng)力學(xué)行為的方法，尤其是通過包括至少三個(gè)轉(zhuǎn)向車輪的車輛的后轉(zhuǎn)向車輪的轉(zhuǎn)向角實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明，其中，對(duì)于后車輪的設(shè)置通過可以具有不同值的調(diào)節(jié)參數(shù)與對(duì)于前車輪的設(shè)置有關(guān)，這些值可由用戶根據(jù)用戶所期望的車輛的行為模式通過控制的方式而獲得。

通過提供修改4ws控制的可能性，可以通過修改車輛的尤其是對(duì)轉(zhuǎn)彎的校正來向駕駛員提供新的駕駛感受。

附圖說明

通過研究一些作為示例給出的實(shí)施例的詳細(xì)描述將更好地理解本發(fā)明，所述實(shí)施例決非限制性的并通過附圖被展示，在附圖中：

-圖1和圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的配備有4ws控制系統(tǒng)的車輛的示意圖，

-圖3是輪胎的示意圖，展示了本發(fā)明背景下的計(jì)算步驟。

具體實(shí)施方式

如可以在圖1中看到的，車輛1包括車架2、兩個(gè)前轉(zhuǎn)向車輪3和4以及兩個(gè)后轉(zhuǎn)向車輪5和6。

車輛1補(bǔ)充了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)7，所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括：安排在前車輪3與4之間的齒條8、能夠根據(jù)所接收的指令經(jīng)由齒條8從車輛駕駛員可使用的方向盤(未示出)對(duì)前車輪3和4進(jìn)行機(jī)械地或電性地定向的齒條致動(dòng)器9。

根據(jù)本發(fā)明的方面之一，車輛包括轉(zhuǎn)向輔助控制系統(tǒng)10，所述轉(zhuǎn)向輔助控制系統(tǒng)包括：控制單元11；傳感器12，所述傳感器針對(duì)所述前車輪3和4的轉(zhuǎn)向位置，例如定位在所述致動(dòng)器9上；傳感器13，所述傳感器針對(duì)所述前車輪的旋轉(zhuǎn)速度，允許確定所述車輛的速度v；傳感器14，所述傳感器針對(duì)所述車輛的偏航速率或這一值的估計(jì)量，所述偏航速率是所述車輛沿豎直軸繞其重心的旋轉(zhuǎn)速度；以及傳感器15，所述傳感器針對(duì)相對(duì)于所述車輛的重心的橫向加速度，或這一值的估計(jì)量。

并且，系統(tǒng)10包括針對(duì)后車輪5和6的轉(zhuǎn)向角的傳感器17和18以及允許定向所述后車輪5和6的致動(dòng)器19和20。然而，單個(gè)傳感器17和單個(gè)致動(dòng)器19可能足以檢測(cè)所述后車輪5和6的轉(zhuǎn)向角和定向。所述位置和速度傳感器可以屬于光或磁類型(例如，霍爾效應(yīng)傳感器)，盡管所述傳感器是非旋轉(zhuǎn)的，但其與附接至可移動(dòng)部分的編碼器協(xié)同操作。

控制單元11可以以微處理器的形式生產(chǎn)，所述微處理器配備有隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、中央處理器以及允許接收來自傳感器的信息并尤其是向致動(dòng)器19和20傳輸指令的輸入/輸出接口。

更確切地，控制單元11包括輸入塊12，所述輸入塊接收來自傳感器12至14的信號(hào)，尤其是車輛速度v、偏航速率以及前車輪的角度α1、α2。車輛速度可以通過取如由防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的傳感器測(cè)量的前車輪或后車輪的速度的平均值而獲得。在這種情況下，每個(gè)車輪提供一個(gè)傳感器13，為了提供關(guān)于車輛速度的信息，所述防抱死制動(dòng)系統(tǒng)包括連接至控制單元11的輸入端的輸出端。替代性地，每個(gè)傳感器13連接至控制單元11的輸入端，然后控制單元11計(jì)算車輪速度的平均值。

根據(jù)本發(fā)明，可以依據(jù)針對(duì)車輛所選擇的動(dòng)力學(xué)性能模式來修改4ws系統(tǒng)的特性。4ws設(shè)備或系統(tǒng)具有如期望地起作用的關(guān)于汽車的轉(zhuǎn)向半徑的特性。有利地參考文獻(xiàn)fr2864001至fr2864004，以用于關(guān)于4ws設(shè)備的進(jìn)一步解釋。

然而，主要特性如下：在低速時(shí)，后車輪在與前車輪相反的方向上轉(zhuǎn)向，因此所述系統(tǒng)使提高操縱性和靈活性的轉(zhuǎn)向半徑減小。然后汽車響應(yīng)迅速并且容易產(chǎn)生偏航。

然而，在高速時(shí)，后車輪在前車輪的方向上轉(zhuǎn)向。在避免的情況下，汽車轉(zhuǎn)向猶如其在橫向地移動(dòng)，這減少了自身的旋轉(zhuǎn)，并且允許阻止轉(zhuǎn)彎處的離心力。車輛的行為因此變得更加穩(wěn)定。

因此，4ws是一種具有根據(jù)所期望的行為來改變汽車偏航的能力的系統(tǒng)。

為了建立對(duì)偏航的個(gè)性化的控制，使用自行車模型，參照?qǐng)D2被應(yīng)用至4ws車輛。在本文中：

-d1是前軸的漂移的剛度，

-d2是后軸的漂移的剛度，

-l1是前軸與車輛的重心之間的距離，

-l2是后軸與車輛的重心之間的距離，

-m是車輛的質(zhì)量。

使用以上標(biāo)記，投射到橫向軸(力)和豎直軸(時(shí)刻)的動(dòng)力學(xué)方程是：

其中，fy1表示施加至前車輪的橫向力，并且fy2表示施加至后車輪的橫向力，iz是車輛的繞穿過其重心的豎直軸的慣性。

注意，車輛參考系不是伽利略參考系，因此橫向加速度是：

其中：v是具有重心的速度向量在車輛的縱向軸上的投影。vy是具有重心的速度向量在車輛的橫向軸上的投影。

其次，如果我們作出以下假設(shè)：

-漂移角很小，

-速度與其他值相比緩慢變化，

然后我們可以說：

假設(shè)縱向速度v不會(huì)隨時(shí)間變化太快，則：

因此：

所述建模未考慮縱向力fx。

對(duì)于低漂移，引導(dǎo)力fyi(i對(duì)于前軸等于1，并且對(duì)于后軸等于2)與輪胎漂移成比例。在這一線性區(qū)域中，輪胎漂移剛度被稱作di，fyi與漂移δi之間的比率，因此給出：

fyi＝-di×δi

根據(jù)以上方程和對(duì)小角度的假設(shè)，可以通過以下公式根據(jù)2ws車輛(后車輪不轉(zhuǎn)向的車輛)的增益(tgs)和偏航行為來表達(dá)4ws車輛的偏航行為：

換句話說，車輛的偏航行為可以被表示為：

其中

并且

因此偏航增益取決于兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：

-僅取決于車輛的物理特性的標(biāo)準(zhǔn)，

-可調(diào)節(jié)的增益tgs，假設(shè)其對(duì)于2ws車輛而言等于1。

與所述假設(shè)和所定義的建模關(guān)聯(lián)的這一結(jié)果允許對(duì)車輛的偏航增益tgs進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過向用戶提供能夠修改這一偏航增益tgs的可能性，所述偏航增益tgs要么來自預(yù)先固定的值要么單獨(dú)來自值范圍，用戶能夠發(fā)現(xiàn)不同車輛的偏航行為，所述不同車輛的范圍可以從小的靈活城市車輛到在高速時(shí)更穩(wěn)定的轎車。可以在其他車輛上標(biāo)識(shí)tgs的這些值并且經(jīng)由特定接口使其對(duì)于用戶是可獲得的。

更確切地，從對(duì)其而言所述值是已知的2ws車輛，為了找到這一車輛的行為，有待施加的增益tgs是

然后利用公式從tgs直接計(jì)算后角度：

α2＝(1-tgs)α1

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選變體，為了變得完全舒適并且放大所感知的感覺差異，用于改變汽車的偏航行為的系統(tǒng)可以補(bǔ)充受控的減震系統(tǒng)。實(shí)際上，當(dāng)車輛非常靈活時(shí)，必須通過強(qiáng)化懸掛減震來保持車身水平。

可以以本申請(qǐng)人的名義參考文獻(xiàn)fr2971457以獲得這種受控減震器的功能的詳情。

為了總結(jié)所述功能，可以根據(jù)各種參數(shù)單獨(dú)控制這種減震器。

這一關(guān)聯(lián)使得可以在總體安全性上增大對(duì)于偏航增益tgs的可能值可用的范圍，并且對(duì)于駕駛員而言增強(qiáng)了在不同車輛的車輪后面的感覺。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以由駕駛員選擇三種不同的駕駛模式(“運(yùn)動(dòng)”、“舒適/生態(tài)”或“空擋”)以及個(gè)性化模式，這些模式對(duì)應(yīng)于減震器和4ws的預(yù)定義設(shè)置。

可變減震系統(tǒng)篩選道路輪廓以獲得最優(yōu)舒適度。實(shí)際上，所述系統(tǒng)可以促進(jìn)道路篩選和乘客舒適度(“舒適/生態(tài)”模式)，或者為了支持運(yùn)動(dòng)型駕駛(“運(yùn)動(dòng)”模式)的單調(diào)運(yùn)動(dòng)而真正地保持住車身。

以下表格示出了可變的減震規(guī)律，根據(jù)各種模式指示相對(duì)減震水平和操縱性。

在以下表格中，字母s被用作標(biāo)準(zhǔn)的縮寫并且意味著對(duì)于相對(duì)于將成為相同范圍的車輛的設(shè)置所指示的行為而言，減震器和后車輪的轉(zhuǎn)向控制未被修改，所述設(shè)置來自于計(jì)算和測(cè)試，如已知的。

指示符“+”、“++”或“+++”意味著所指示的行為相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)被增強(qiáng)，“+”標(biāo)志的數(shù)量反映在調(diào)整和控制減震器期間以及在控制后車輪的轉(zhuǎn)向期間對(duì)所期望行為的提高的程度。

相反，指示符“-”或“--”或“---”意味著所指示的行為在調(diào)節(jié)和控制減震器期間具有低加權(quán)，并且在控制后車輪的轉(zhuǎn)向期間，“-”標(biāo)志的數(shù)量越大，則加權(quán)越低。

根據(jù)呈現(xiàn)的表格結(jié)合對(duì)減震器的調(diào)整，4ws設(shè)備根據(jù)所選擇的模式還具有不同設(shè)置，如以上所解釋的。

以下表格指示在類似于前述表格的呈現(xiàn)中4ws設(shè)備的設(shè)置的改變。

采用與前述表格中相同的方式，對(duì)所述值tgs的設(shè)置可以與車輛速度關(guān)聯(lián)。

總之，可變減震器的組合使得可以處理豎直寄生移動(dòng)以及調(diào)制道路反饋的感覺(硬或軟)，其中，管理橫向移動(dòng)的4ws設(shè)備通過結(jié)合更大范圍中的效率允許更大的多樣性。

具體地，如在兩個(gè)表格中所展示的，在專用于‘車身保持側(cè)傾’和‘快車道變更’的行中，當(dāng)車輛非常靈活(“運(yùn)動(dòng)”模式)時(shí)，為了保持車身水平，其對(duì)于硬化懸掛的減震顯得很有用。結(jié)合具有更大偏航的減震的這一設(shè)置對(duì)于后車輪的轉(zhuǎn)向也允許更高的可能值，其增強(qiáng)了這一“運(yùn)動(dòng)”模式中的運(yùn)動(dòng)型駕駛感覺。

因此，對(duì)于可變減震器的使用使得可以在對(duì)僅配備有4ws設(shè)備的車輛的懸掛進(jìn)行設(shè)置的過程中補(bǔ)償必要折衷，所述折衷限制其效果。

為了使調(diào)整對(duì)于駕駛員而言更加直觀，中央控制按鈕允許從若干可獲得的模式中選擇用于特定駕駛體驗(yàn)的模式。同樣，可以提供所謂的“專家”模式，其中，對(duì)tgs的設(shè)置可以由駕駛員改進(jìn)，如懸掛設(shè)置。

有利地，用于調(diào)節(jié)車輛操作的其他參數(shù)可以與每種模式相結(jié)合，所述參數(shù)為光、聲音或嗅覺環(huán)境、座位調(diào)整、踏板反饋(更加符合動(dòng)力學(xué)或較不符合動(dòng)力學(xué))、駕駛桿的響應(yīng)性、轉(zhuǎn)向輔助的增大、速度計(jì)信息、顯示器上可獲得的不同信息等。