專利名稱：制動(dòng)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有多于二個(gè)車輪的機(jī)動(dòng)車輛的制動(dòng)設(shè)備。車輪安裝有可彼此獨(dú)立操縱的制動(dòng)裝置。
一方面，這樣的制動(dòng)設(shè)備用于對(duì)車輛進(jìn)行減速，通過對(duì)單個(gè)車輪制動(dòng)滑動(dòng)(Bremsschlupf)的控制，保證車輪不被抱死，使車輛即使在制動(dòng)過程中也能轉(zhuǎn)向。
另一方面，這樣的制動(dòng)設(shè)備也用于保證車輛例如在曲線行駛時(shí)的行駛穩(wěn)定性。行駛穩(wěn)定性意味著車輛沿由方向盤給出的軌道穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)，即不繞其軸作過量的旋轉(zhuǎn)。為能完成對(duì)此必需的控制，必須測(cè)量方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)量?？紤]表示車輛動(dòng)力學(xué)特性的其他數(shù)據(jù)，可從方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)出駕駛員希望車輛運(yùn)動(dòng)的曲線軌跡。這一所希望的曲線軌跡對(duì)應(yīng)于一特定的偏航角速度(Gierwinkelgeschwindigkeit)和特定的側(cè)偏角(Schwimmwinkel)。若要車輛穩(wěn)定地駛過所述軌跡，必須保持偏航角速度和側(cè)偏角的特定的極限值。
若不能保持，則可通過有目的地單側(cè)施加制動(dòng)力以產(chǎn)生繞車輛垂直軸(Hochachse)的附加偏航力矩，借此可調(diào)節(jié)到額定偏航角速度。
施加單側(cè)作用的制動(dòng)力的一種方法是，這樣來控制制動(dòng)裝置，使車輪以不同強(qiáng)度被制動(dòng)。一種從預(yù)定附加偏航力矩確定制動(dòng)力即單個(gè)制動(dòng)裝置的制動(dòng)壓力的方法在“分布邏輯”部分進(jìn)一步說明。這種方法的主要內(nèi)容是，為每個(gè)車輪或制動(dòng)裝置確定一個(gè)系數(shù)，該系數(shù)表示該車輪上的制動(dòng)力對(duì)整個(gè)附加偏航力矩的貢獻(xiàn)與所施加的制動(dòng)壓力的關(guān)系。這樣，可通過些加權(quán)系數(shù)由所要得到的附加偏航力矩確定所需的制動(dòng)壓力。
但是，當(dāng)在制動(dòng)過程中需進(jìn)行行駛穩(wěn)定控制時(shí)，即當(dāng)由于駕駛員已在車輪制動(dòng)器中給出一定的制動(dòng)壓力時(shí)，這種方法就受到了限制。從原理上講，上述方法也可用于這種情況一。但所計(jì)算的是已經(jīng)存在的制動(dòng)壓力的變化量，而不是壓力的絕對(duì)值。
但這里存在下述問題若在一車輪的制動(dòng)裝置中已有很高的壓力存在，以得到很高的制動(dòng)力，則繼續(xù)升高制動(dòng)壓力并不一定導(dǎo)致制動(dòng)力的增加，因?yàn)橐呀?jīng)達(dá)到了輪胎和車道間的附著極限。因?yàn)樯鲜龇椒ㄋ紤]的是制動(dòng)壓力和制動(dòng)力之間的線性關(guān)系，因此不能用于這種情況。
相反，必須通過減小車輛另一側(cè)的制動(dòng)力對(duì)不能增加的制動(dòng)力進(jìn)行補(bǔ)償。這對(duì)于產(chǎn)生附加偏航力矩來說效果是相同的，但卻有這樣的缺點(diǎn)，即對(duì)制動(dòng)力的減小也放慢了對(duì)車輛的減速。這并不是總能被接受的，因?yàn)閷?duì)車輛進(jìn)行制動(dòng)時(shí)車輛應(yīng)以盡量短的距離停止。對(duì)車輛減速放慢太大通常是不被接受的。
為解決這一問題，本發(fā)明采用另一種方法。至少一個(gè)車輪的制動(dòng)裝置這樣來控制，使得該車輪的縱向打滑率(Langsschlupf)大于達(dá)到最大附著時(shí)的縱向打滑率。這種方法是利用了這樣的規(guī)律所傳輸?shù)闹苿?dòng)力，即作用于輪胎的縱向力在縱向打滑率約為20％(0％-自由旋轉(zhuǎn)車輪；100％-抱死的車輪)達(dá)到其最大值，而當(dāng)縱向打滑率超過20％時(shí)所傳輸?shù)闹苿?dòng)力只有少量減小，這樣，當(dāng)車輪打滑率在20％至100％之間時(shí)不會(huì)對(duì)車輛的減速造成很大影響。
但若同時(shí)考慮所傳輸?shù)膫?cè)向力，即垂直于車輪平面的力，則側(cè)向力與縱向打滑率有很強(qiáng)的依賴關(guān)系，即隨著縱向打滑率的增加側(cè)向力急劇下降。當(dāng)打滑率在50％至70％時(shí)，車輪的特性與抱死的車輪相似。即不再有較高的側(cè)向力存在，這導(dǎo)致車輛繞其垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
通過下述的對(duì)至少短時(shí)地將其縱向打滑率調(diào)節(jié)到較大值的車輪的選擇，可控制車輛的轉(zhuǎn)動(dòng)，使該轉(zhuǎn)動(dòng)所引起的偏航角的改變與所希望的改變相符。因?yàn)檫@種方法基本上使縱向力保持不變，而明顯地減小了側(cè)向力，因此可在不明顯放慢車輛減速的情況下進(jìn)行偏航角速度的控制。
對(duì)至少短時(shí)地將其縱向打滑率調(diào)節(jié)到較大值的車輪的選擇按如下方法進(jìn)行這里假定駕駛員希望向右轉(zhuǎn)彎。對(duì)向左轉(zhuǎn)彎的情況可適用對(duì)稱規(guī)則。這里可能偶到這樣的情況，即車輛向曲線內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)不夠。換言之，車輛欠控制。在這種情況下，使曲線內(nèi)側(cè)的后輪的打滑率增加。
若車輛轉(zhuǎn)動(dòng)太厲害，即過控制，則使曲線外側(cè)的前輪的打滑率增加。
此外可抑制一前輪中的壓力的減小。這按如下規(guī)則進(jìn)行。當(dāng)車輛處于欠控制狀態(tài)時(shí)，則抑制曲線外側(cè)的前輪中壓力的減小。當(dāng)車輛處于過控制狀態(tài)時(shí)，則抑制曲線內(nèi)側(cè)的前輪中壓力的減小。
對(duì)制動(dòng)壓力的實(shí)際控制按如下方法進(jìn)行。如在“分布邏輯”部分所說明的那樣，根據(jù)要達(dá)到的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩和加權(quán)的車輪系數(shù)來確定每個(gè)車輪中的制動(dòng)壓力。
計(jì)算所述系數(shù)時(shí)可引入一依賴于制動(dòng)打滑率的因子，調(diào)節(jié)該因子以獲得上述所希望的縱向打滑率。對(duì)車輪中的壓力減小的限制可通過為相應(yīng)的系數(shù)確定一下限值來達(dá)到。
行駛穩(wěn)定控制系統(tǒng)
1.行駛穩(wěn)定控制系統(tǒng)(FSR)的一般結(jié)構(gòu)行駛穩(wěn)定控制系統(tǒng)(FSR)的概念包括通過向單個(gè)的車輪制動(dòng)器施加可預(yù)定的壓力并通過向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)施加作用從而影響車輛的行駛性能的四個(gè)原理。這里涉及到在制動(dòng)過程中防止車輪抱死的制動(dòng)滑移控制(ABS)，防止主動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)打滑控制(ASR)，調(diào)節(jié)車輛前后軸間制動(dòng)力關(guān)系的電子制動(dòng)分布(EBV)控制，以及在車輛曲線行駛時(shí)保證車輛穩(wěn)定狀態(tài)的偏航力矩控制(GMR)。
這里所說的車輛是指裝備有液壓制動(dòng)裝置的四輪機(jī)制車輛?？赏ㄟ^踏板操縱的主缸由駕駛員在液壓制動(dòng)裝置中造成制動(dòng)壓力。每個(gè)車輪分別有一個(gè)帶有輸入閥和輸出閥的制動(dòng)器。車輛制動(dòng)器通過輸入閥與主缸相連，而輸出閥則導(dǎo)向一個(gè)無(wú)壓力或低壓力的容器。最后還有一輔助壓力源，它可以與制動(dòng)踏板的位置無(wú)關(guān)地在車輪制動(dòng)器中產(chǎn)生壓力。用電磁方法操縱輸入閥和輸出閥從而調(diào)節(jié)車輪制動(dòng)器中的壓力。
為獲取車輛行駛的動(dòng)力學(xué)狀態(tài)，安置有4個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器(每個(gè)車輪一個(gè))，一個(gè)偏航速度測(cè)量?jī)x，一個(gè)橫向加速度測(cè)量?jī)x，以及至少一個(gè)用于測(cè)量由制動(dòng)踏板產(chǎn)生的制動(dòng)壓力的壓力傳感器。如果這樣來安置輔助壓力源，使由駕駛員產(chǎn)生的制動(dòng)壓與由輔助壓力源產(chǎn)生的不能區(qū)別，也可用踏板行程儀或踩踏力儀代替壓力傳感器。
使用多個(gè)傳感器的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)回落方案(Fall-back-Loesung)。這是指當(dāng)傳感器的一部分發(fā)生故障時(shí)，只關(guān)閉與所述部分有關(guān)的控制組成部分。例如，若偏航速度測(cè)量?jī)x發(fā)生故障，雖不能進(jìn)行偏航力矩控制，但ABS，ASR和EBV功能仍然有效。這樣，行駛穩(wěn)定控制只限于其余的三種功能。
行駛穩(wěn)定控制應(yīng)這樣來影響車輛的運(yùn)行狀況，使駕駛員在緊急情況下能較好地控制車輛，或者預(yù)先避免緊急情況的發(fā)生。這里緊急情況是指不穩(wěn)定的行駛狀況，在極端情況下駕駛員的駕駛失靈。因此行駛穩(wěn)定控制的功能是在這種情況下，在物理極限內(nèi)使駕駛員能獲得所希望的車輛行駛性能。
對(duì)于制動(dòng)滑移控制、駛動(dòng)滑動(dòng)控制和電子制動(dòng)力分布控制來說輪胎在路面上的縱向打滑率具有主要意義，而對(duì)于偏航力矩控制來說還需考慮其他參數(shù)，例如偏航角速度
為說明偏航力矩控制可運(yùn)用不同的車輛參考模型。最簡(jiǎn)單的方法是采用單軌模型來計(jì)算，即兩個(gè)前輪和兩個(gè)后輪分別用位于車輛縱軸上的一個(gè)輪子來表示。若采用雙軌模型計(jì)算較為復(fù)雜。但由于雙軌模型也考慮了質(zhì)點(diǎn)的側(cè)向移動(dòng)(擺動(dòng))，計(jì)算結(jié)果比較準(zhǔn)確。
對(duì)于單軌模型，狀態(tài)空間中的系統(tǒng)方程為F1.1β.=c11βv-Ψ.+c12Ψ.v2+c13δv]]>F1.2ψ..=c21β+c22Ψ.v+c23δ]]>側(cè)偏角(Schwimmwinkel)β和偏航角速度
表示系統(tǒng)的狀態(tài)參量。轉(zhuǎn)向角(Lenkwinkel)δ表示作用于車輛的輸入?yún)⒘?，由此車輛獲得偏航角速度
作為輸出參量。模型系數(shù)Cii由下式給出F1.3C11=-ch+cvm]]>c12=chlh-cvlvm]]>c13=cvm]]>c21=chlh-cvlvΘ]]>c22=-chlh2+cvlv2Θ]]>c23=cvlvΘ]]>這里Ch和Cv分別表示后軸和前軸處由輪胎彈性、車輪懸架彈性和轉(zhuǎn)向彈性所產(chǎn)生的剛度。
lh和lv分別表示后軸和前軸離開車輛重心的距離。Θ表示車輛的偏航慣性矩，即車輛關(guān)于其垂直軸的慣性矩。
在該模型中不考慮縱向力和重心移位。該近似方法只對(duì)小角速度有效。該模型的精度隨曲線半徑的減小和速度的增加而減小。但對(duì)此的計(jì)算花費(fèi)是可概覽的。對(duì)單軌模型的進(jìn)一步描述參見Adam Zomotor的書“FahrwerktechnikFahrverhalten”，Vogel出版社，Wurzburg，1987。
DE-4030704 A1提出了一種車輛的雙軌模型，其精度高于單軌模型。這里也由偏航角速度
和側(cè)偏角β構(gòu)成狀態(tài)參量。但在應(yīng)用雙軌模型時(shí)必須考慮到必須具有非常大的計(jì)算能力以在足夠短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。
下面結(jié)合29個(gè)


這種行駛穩(wěn)定控制系統(tǒng)的構(gòu)成。
圖1為行駛穩(wěn)定控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的電路框圖；圖2為偏航力矩控制器的結(jié)構(gòu)的電路框圖；圖3為確定行駛狀態(tài)，如曲線行駛的流程圖；圖4和圖5表示確定路面摩擦系數(shù)的流程圖，其中圖5插入圖4；圖6和圖8為以不同方法描述確定側(cè)偏角速度和側(cè)偏角的實(shí)際值的組合方法的電路框圖；圖7表示用于由運(yùn)動(dòng)學(xué)的觀察直接確定側(cè)偏角速度的電路框圖，作為圖6中的組合方法的一部分；圖9為行駛穩(wěn)定控制的控制電路，車輛的計(jì)算模型依據(jù)行駛速度而改變；圖10和圖11是表示出車輛的斜向運(yùn)動(dòng)角度與單輪的側(cè)偏角和速度矢量之間的關(guān)系的圖；圖12至圖15是用于行駛穩(wěn)定控制的控制電路的電路框圖，其中在比較器中相互比較的參量表示偏航角速度的導(dǎo)數(shù)；圖16是用于測(cè)定方向穩(wěn)定性的控制電路，這里壓力梯度和/或車輛制動(dòng)器的閥開關(guān)時(shí)間用作控制參數(shù)；圖17是用于說明用于計(jì)算附加偏航力矩的控制器的電路框圖；圖18是用于說明一低通濾波器的電路框圖；圖19是用于計(jì)算校正的偏航角速度額定值的流程圖；圖20是用于計(jì)算校正的附加偏航力矩的框圖；圖21是一機(jī)動(dòng)車輛的示意圖；圖22是用于說明分布邏輯的電路框圖；圖23表示一機(jī)動(dòng)車輛的示意圖和已轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向輪上施加的力；圖24是表示側(cè)向力系數(shù)和縱向力系數(shù)與車輪滑動(dòng)之間的關(guān)系的曲線圖；圖25A，B是說明機(jī)動(dòng)車輛的欠控制和過控制時(shí)行駛狀況的示意圖；圖26是分布邏輯中的判斷邏輯的流程圖；圖27是用于計(jì)算輸入閥和輸出閥的開關(guān)時(shí)間的電路框圖；圖28是用于說明一次計(jì)算內(nèi)的時(shí)間間隔的圖29是表示確定車輪制動(dòng)壓力的原理的電路框圖。
現(xiàn)在結(jié)合圖1說明行駛穩(wěn)定控制的一般流程。
車輛構(gòu)成所謂的調(diào)節(jié)對(duì)象車輛1構(gòu)成所謂的調(diào)節(jié)對(duì)象由駕駛員給出的參量駕駛員制動(dòng)力P駕駛員和轉(zhuǎn)向角δ作用于車輛1。在車輛1測(cè)量由此產(chǎn)生的參量馬達(dá)實(shí)際力矩MMotist，橫向加速度aquer，偏航角速度
，車輪轉(zhuǎn)速和例如車輪制動(dòng)器壓力的液壓信號(hào)。為分析這些信號(hào)，F(xiàn)SR裝置具有四個(gè)電子控制器7、8、9和10，分別用于防抱死系統(tǒng)ABS、驅(qū)動(dòng)打滑控制系統(tǒng)ASR、電子制動(dòng)力分布系統(tǒng)EBV和偏航力矩控制系統(tǒng)GMR。ABS7、ASR8和EBV9的電子控制器可無(wú)改變地相應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)。
車輪轉(zhuǎn)速信號(hào)分別引向反抱死系統(tǒng)7、驅(qū)動(dòng)打滑控制系統(tǒng)8和電子制動(dòng)力分布系統(tǒng)9的控制器。此外，驅(qū)動(dòng)打滑控制系統(tǒng)的控制器8還得到當(dāng)時(shí)的馬達(dá)力矩的數(shù)據(jù)，即實(shí)際馬達(dá)力矩MMotist。該信息也輸向偏航力矩控制系統(tǒng)GMR的控制器10。此外，該控制器還從傳感器得到車輛的橫向加速度aquer和偏航角速度
的數(shù)據(jù)。由于反正在ABS的控制器7通過車輪的單個(gè)車輪轉(zhuǎn)速計(jì)算車輛參考速度vRef，據(jù)此可確定車輪中的某一個(gè)的過量制動(dòng)滑移，因此在GMR控制器10中不再計(jì)算該參考速度，而是從ABS控制器7獲取。在哪里計(jì)算車輛參考速度或者是否為偏航力矩控制再進(jìn)行一次計(jì)算，對(duì)偏航力矩控制來說差別不大。對(duì)于例如車輛的縱向加速度aong也是如此。該數(shù)值相應(yīng)地也可在ABS控制器7中計(jì)算而傳向GMR控制器10。而這對(duì)于路面摩擦系數(shù)μ的確定卻受到限制，因?yàn)榕c防抱死控制系統(tǒng)相比偏航力矩控制系統(tǒng)需要較精確的摩擦系數(shù)。
所有四個(gè)FSR的電子控制器，即GMR10、ABS7、ASR8和EBV9的控制器，平行工作并根據(jù)其各自的控制策略彼此無(wú)關(guān)地給出每個(gè)車輪的制動(dòng)力預(yù)定參數(shù)PGMR、PABS、PASR和PEBV。
此外，ASR控制器8和GMR控制器10平行地計(jì)算出馬達(dá)力矩的預(yù)定值MASR和MStellM。
GMR控制器10按下述方法確定每個(gè)車輪制動(dòng)器壓力的壓力預(yù)定值PGMR
如果相應(yīng)的制動(dòng)操作產(chǎn)生一附加偏航力矩MG，GMR控制器10首先計(jì)算該力矩，該力矩導(dǎo)致曲線行駛中車輛狀態(tài)的穩(wěn)定。該力矩MG傳向一個(gè)分布邏輯電路2，該邏輯電路也可作為GMR控制器10的一部分。此外，該分布邏輯電路2還接入可通過駕駛員制動(dòng)力P駕駛員識(shí)別出的表示可能有的駕駛員要車輛減速的愿望的信息。分布邏輯電路2從預(yù)定的偏航力矩MG和駕駛員制動(dòng)壓力為車輪制動(dòng)器計(jì)算出偏航力矩控制制動(dòng)壓力PGMR，該數(shù)值對(duì)不同的車輪可能有很大差別。該偏航力矩控制制動(dòng)壓力PGMR與為功能優(yōu)化而由ABS、ASR和EBV的控制器7、8和9計(jì)算的壓力預(yù)定值一起輸給車輪制動(dòng)壓力的優(yōu)先電路3。該優(yōu)先電路3在考慮駕駛員愿望的情況下確定額定車輪壓力Psoll，以達(dá)到最佳的行駛穩(wěn)定控制。該額定壓力可以表示所述四個(gè)控制器所產(chǎn)生的壓力預(yù)定值中的一個(gè)，或者是它們的疊加。
可用與確定車輪制動(dòng)壓力相似的方法確定馬達(dá)力矩。ABS和EBV只作用于車輪制動(dòng)器，而GMR和ASR也對(duì)馬達(dá)力矩起作用。分別由GMR控制器10和ASR控制器8計(jì)算的馬達(dá)力矩的值MStellM和MASR在優(yōu)先電路4中得到分析并由此得到一額定力矩。Msoll也可以取相應(yīng)于上述兩個(gè)控制器計(jì)算的預(yù)定值中的一個(gè)。
現(xiàn)在就可根據(jù)計(jì)算出的車輪制動(dòng)壓的額定值Psoll和馬達(dá)力矩的額定值Msoll對(duì)制動(dòng)器和馬達(dá)施加作用，從而實(shí)現(xiàn)方向穩(wěn)定的控制。壓力控制系統(tǒng)5還接入表示車輪制動(dòng)壓力實(shí)際大小的液壓信號(hào)或數(shù)值。壓力控制系統(tǒng)5由此產(chǎn)生閥信號(hào)，傳向車輛1的單個(gè)車輪制動(dòng)器的控制閥。馬達(dá)控制系統(tǒng)6根據(jù)Msoll的值控制車輛驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，由此又產(chǎn)生改變的實(shí)際馬達(dá)力矩。這樣， FSR裝置的四個(gè)電子控制器7、8、9和10又分別有了新的輸入?yún)⒘俊?br> 2.偏航力矩控制器(GMR)的結(jié)構(gòu)圖2中的電路框圖說明了在GMR控制器10內(nèi)如何為分布邏輯2確定附加偏航力矩MG。這里作為輸入?yún)⒘拷尤朕D(zhuǎn)向角δ，由ABS控制器7輸出的車輛參考速度vRef，測(cè)得的橫向加速度aq和測(cè)得的偏航角速度
車輛參考速度vRef通過濾波器17，該濾波器17在低速時(shí)給出一個(gè)大于0的常數(shù)值，以使在下面的計(jì)算中分?jǐn)?shù)的分母不為0。vRef的未經(jīng)濾波的值只傳送給啟動(dòng)邏輯電路11，該邏輯電路識(shí)別出車輛靜止?fàn)顟B(tài)。
如果假定當(dāng)經(jīng)濾波的車輛參考速度vRefFil取其最小常量值時(shí)車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)，則可取消這種通過啟動(dòng)邏輯電路11對(duì)車輛參考速度vRef的直接獲取。
GMR控制器存有車輛參考模型12，它根據(jù)轉(zhuǎn)向角δ，經(jīng)過濾的車輛速度vRefFil和測(cè)得的偏航角速度VRefFil計(jì)算偏航角速度的改變?chǔ)譵ess的值。
為使所述值保持在物理上可能的范圍，所述計(jì)算還需要路面摩擦系數(shù)μ，它在摩擦系數(shù)和狀態(tài)識(shí)別電路13中作為估算值μ被計(jì)算。若在防抱死控制部分計(jì)算的摩擦系數(shù)足夠精確，則也可運(yùn)用后者?；蛘咭部梢栽贏BS控制器7中利用在GMR控制器10中計(jì)算的摩擦系數(shù)。
摩擦系數(shù)和狀態(tài)識(shí)別電路13計(jì)算所需的量為經(jīng)濾波的參考速度vRefFil，測(cè)得的車輛橫向加速度aquer，測(cè)得的偏航角速度△ψmess和轉(zhuǎn)向角δ。
狀態(tài)識(shí)別區(qū)別不同的情況，如直行，拐彎，倒車和車輛靜止。若經(jīng)濾波的車輛參考速度vRefFil取其常量最小值，則認(rèn)為車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)。這樣可將該信息傳向啟動(dòng)邏輯電路11，取代未濾波的車輛參考速度，用于識(shí)別車輛靜止?fàn)顟B(tài)。識(shí)別倒車的依據(jù)是，對(duì)于給定的轉(zhuǎn)向角δ，倒車時(shí)的偏航角速度ψ與正向行駛時(shí)的方向相反。為此將測(cè)得的偏航角速度ψ與車輛參考模型12給出的額定偏航角速度ψsoll進(jìn)行比較，如果符號(hào)總是相反，并且兩曲線的時(shí)間導(dǎo)數(shù)也是這樣，則車輛是在倒車，因?yàn)棣譻oll總是為車輛前行而計(jì)算的，這是因?yàn)樗褂玫霓D(zhuǎn)速傳感器未獲得關(guān)于車輪旋轉(zhuǎn)方向的信息。
最后，根據(jù)經(jīng)濾波的車輛參考速度vRefFil，測(cè)得的車輛橫向加速度aquer和測(cè)得的偏航角速度ψmess 確定動(dòng)力學(xué)側(cè)偏角速度，即進(jìn)行動(dòng)力學(xué)
確定14。
為了除去在側(cè)偏角急劇變化時(shí)出現(xiàn)的峰值，計(jì)算的側(cè)偏角速度的值通過一級(jí)低通濾波器15，后者將側(cè)偏角速度的估算值
繼續(xù)傳向啟動(dòng)邏輯電路11和用于偏航力矩控制規(guī)律轉(zhuǎn)換的程序16。程序16此外還運(yùn)用偏航角速度的改變量
，它是測(cè)得的偏航角速度
和根據(jù)車輛參考模型12算得的額定偏航角速度
之間的差。由此計(jì)算出車輛的附加偏航力矩MG，該力矩應(yīng)通過制動(dòng)壓力被傳輸。
程序16是持續(xù)工作的，以時(shí)刻將控制參量準(zhǔn)備好。但該控制力力矩是否傳送給圖1中所示的分布邏輯電路2則由啟動(dòng)邏輯11決定。
啟動(dòng)邏輯電路11不僅接收未濾波的車輛參考速度值vRef以及如上所述的側(cè)偏角速度的值
，而且也接收額定偏航角速度
和測(cè)得的偏航角速度
的絕對(duì)偏差
，以及從狀態(tài)識(shí)別電路13的信息(在倒車情況下)。
若車輛處于倒車狀態(tài)，則中斷MG的傳輸。如果識(shí)別出車輛靜止?fàn)顟B(tài)，或者估算的側(cè)偏角速度
和偏航角速度的改變值
都沒有達(dá)到需要調(diào)節(jié)的數(shù)值，也將MG的傳輸中斷。用于計(jì)算馬達(dá)調(diào)節(jié)力矩MStellM的邏輯電路未作說明。
2.1摩擦系數(shù)和狀態(tài)識(shí)別在圖3、4和5中以流程圖的形式描述了摩擦系數(shù)和狀態(tài)識(shí)別13的邏輯流程。
圖3的對(duì)象是狀態(tài)識(shí)別。使用圖示的流程可區(qū)別八種不同的行駛狀態(tài)。
<0>車輛靜止<1>勻速前行<2>加速前行<3>減速前行<6>倒車<7>勻速轉(zhuǎn)彎<8>加速轉(zhuǎn)彎<9>減速轉(zhuǎn)彎流程圖中的邏輯分支由菱形表示。
從給定的需確定的狀態(tài)51開始，首先在菱形52中判斷是否是靜止?fàn)顟B(tài)。若經(jīng)濾波的車輛參考速度vRefFil取其最小值vmin，則車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)，即狀態(tài)<0>。若vRefFil大于vmin，在菱形53中向狀態(tài)識(shí)別詢問前面的結(jié)果。
當(dāng)在兩次識(shí)別之間沒有識(shí)別出存在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，若上次被確定為倒車狀態(tài)，則車輛繼續(xù)處于倒車狀態(tài)。否則在兩次識(shí)別間在菱形52中應(yīng)識(shí)別出狀態(tài)<0>的存在。
若狀態(tài)識(shí)別的結(jié)果不是狀態(tài)<6>，則在菱形54中詢問橫向加速度aquer的絕對(duì)值。若該值小于一確定的門限值aquermin，則認(rèn)為車輛是向前行駛的，即處于狀態(tài)<1>至<3>。
如果雖然測(cè)得的橫向加速度aquer的絕對(duì)值大于門限值aquermin，但菱形55中的下一步中識(shí)別出轉(zhuǎn)向角δ的絕對(duì)值小于一門限值δmin，則同樣認(rèn)為車輛處于狀態(tài)<1>至<3>。也就是說這里測(cè)得的橫向加速度存在著測(cè)量誤差，導(dǎo)致該誤差的原因是，橫向加速度儀通常固定在車輛橫軸上，在路面?zhèn)刃睍r(shí)與車輛一起傾斜，導(dǎo)致所顯示的橫向加速器實(shí)際并不存在。
若車輛處于前行狀態(tài)，則在菱形59中考慮縱向加速度along。如果其絕對(duì)值小于門限值alongmin，則認(rèn)為車輛處于勻速前行狀態(tài)。但若縱向加速度along的絕對(duì)值大于該門限值，則在菱形60中判斷縱向加速度是正還是負(fù)。若along的值大于門限值alongmin，則車輛處于加速前行狀態(tài)，即狀態(tài)<2>。若along的值小于門限值alongmin，則只能意味著縱向加速度為負(fù)值，即車輛處于減速前行狀態(tài)，即狀態(tài)<3>。
若不存在狀態(tài)<0>至<3>，并且在菱形55中確定轉(zhuǎn)向角δ的絕對(duì)值大于門限值δmin，則在菱形56中詢問車輛在這期間是否向后行駛。這里進(jìn)行倒車的識(shí)別是必要的，因?yàn)樵谥毙星闆r下偏航角速度
幾乎等于0，這樣便不進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。在識(shí)別偏航力矩調(diào)節(jié)處于工作狀態(tài)的曲線行駛時(shí)，必須保證倒車行駛被排除在外。這僅僅根據(jù)車輪轉(zhuǎn)速的信號(hào)是不可能的，因?yàn)檫@樣的傳感器只給出速度的絕對(duì)值，而不能給出行駛的方向。如上所述，通過將測(cè)得的偏航角速度
與用車輛參考模型12算得的額定偏航角速度
進(jìn)行比較來確定狀態(tài)<6>。若二者符號(hào)相反，并且二者的時(shí)間導(dǎo)數(shù)即偏航角加速度
和
的符號(hào)也相反，則車輛是在曲線倒車。這樣，通過比較偏航角加速度的符號(hào)可以排除偏航角速度的相反的符號(hào)不只是由以額定值的計(jì)算的時(shí)間延遲為條件的相移引起。
若不滿足倒車行駛的條件，則車輛是向前曲線行駛。該曲線行駛勻速與否在菱形57中進(jìn)行判斷。如上述在菱形59和60中對(duì)直行的判斷時(shí)一樣，在菱形57中首先考慮縱向加速度along的大小。若小于門限值alongmin，則是勻速曲線行駛，即狀態(tài)<7>。若縱向加速度along的絕對(duì)值大于門限值alongmin，則在菱形58中進(jìn)一步判斷，縱向加速度along是正還是負(fù)。若縱向加速度along為正，則車輛處于加速曲線行駛狀態(tài)，即狀態(tài)<8>，若縱向加速度along為負(fù)，則車輛處于減速曲線行駛狀態(tài)，即狀態(tài)<9>。
可采用不同的方法確定縱向加速度along。例如可通過由ABS控制器7給出的參考速度vRef來確定，這里應(yīng)考慮到，這樣的參考速度vRef在進(jìn)行ABS控制時(shí)可能偏離實(shí)際的車輛速度。因此，在ABS情況下需對(duì)vRef進(jìn)行校正。若在ABS控制器中進(jìn)行了這樣的計(jì)算，則也可以直接從那里獲得縱向加速度along。
圖3所示的狀態(tài)識(shí)別持續(xù)地重復(fù)進(jìn)行，其中上一次確定的狀態(tài)被存儲(chǔ)，以在菱形53中供利用。
圖4和圖5示出了確定路面摩擦系數(shù)的可能流程。只有當(dāng)偏航力矩控制器進(jìn)行控制時(shí)才進(jìn)行摩擦系數(shù)的確定。因?yàn)樵诳刂崎_始時(shí)沒有估算的摩擦系數(shù)，因此在控制開始時(shí)使摩擦系數(shù)μ＝1。
根據(jù)瞬時(shí)車輛狀態(tài)進(jìn)行偏航力矩控制的出發(fā)點(diǎn)是，車輛至少處于不穩(wěn)定狀態(tài)的邊界附近。這樣可通過考慮車輛的實(shí)際測(cè)量值確定路面摩擦系數(shù)的當(dāng)時(shí)值。在開始進(jìn)行控制時(shí)確定的摩擦系數(shù)在以后的流程中用作限定額定偏航角速度
以及輸出給GMR控制規(guī)律16的偏航角速度的調(diào)節(jié)量
的基礎(chǔ)。在開始調(diào)節(jié)時(shí)進(jìn)行首次摩擦系數(shù)的確定，并結(jié)合一個(gè)隨后的將額定偏航角速度限定在有物理意義的范圍內(nèi)的校正階段。這里一從原始給定摩擦系數(shù)μ＝1出發(fā)在調(diào)節(jié)開始時(shí)確定最大的摩擦系數(shù)
，作為計(jì)算附加偏航力矩MG的基礎(chǔ)。
為此，首先由測(cè)得的橫向加速度aquer和計(jì)算得的縱向加速度along計(jì)算內(nèi)摩擦系數(shù)
，在假定車輪與路面完全附著時(shí)該內(nèi)摩擦系數(shù)相應(yīng)于實(shí)際摩擦系數(shù)。但必須認(rèn)識(shí)到在調(diào)節(jié)開始時(shí)尚未達(dá)到車輪與路面的最大附著力，因此，借助表格、特性曲線或常量系數(shù)為內(nèi)摩擦系數(shù)
指定一較高的摩擦系數(shù)
。然后將該摩擦系數(shù)傳給控制系統(tǒng)。這樣可在下一計(jì)算步驟中計(jì)算與路面摩擦系數(shù)相適應(yīng)的額定偏航角速度
，并改善控制。在對(duì)車輛進(jìn)行偏航力矩調(diào)節(jié)的過程中也必須對(duì)估算的摩擦系數(shù)
繼續(xù)進(jìn)行校正，因?yàn)樵谡{(diào)節(jié)過程中摩擦系數(shù)有可能改變。如果基于在車輛參考模型中對(duì)摩擦系數(shù)的適應(yīng)的控制不能被由此產(chǎn)生的偏航角速度的改變的調(diào)節(jié)量
所啟動(dòng)，將繼續(xù)對(duì)摩擦系數(shù)
進(jìn)行直至TμEnd步的更新。若在該更新價(jià)段還沒有開動(dòng)偏航力矩控制，估算的摩擦系數(shù)
重被置為1。
在某些狀態(tài)下也可不進(jìn)行估算的摩擦系數(shù)
的匹配和更新。這樣的狀態(tài)例如是直線前行，向后行駛或車輛靜止，即狀態(tài)<0>至<4>。這些狀態(tài)不需要進(jìn)行偏航力矩調(diào)節(jié)，因而也不需要進(jìn)行摩擦系數(shù)估算。這樣，如果摩擦系數(shù)
的時(shí)間導(dǎo)數(shù)
為負(fù)值，而且轉(zhuǎn)向角δ的時(shí)間導(dǎo)數(shù)的值|δ|超出一預(yù)定門限值，可不進(jìn)行摩擦系數(shù)的更新。后一種情況的出發(fā)點(diǎn)是，橫向加速度aquer的改變是基于轉(zhuǎn)向角δ的改變而不是基于例如摩擦系數(shù)的改變。
此方法計(jì)算的摩擦系數(shù)通常是所有四個(gè)車輪的中間值。用這種方法不能確定每個(gè)車輪的摩擦系數(shù)。
現(xiàn)結(jié)合圖4說明確定摩擦系數(shù)的方法。在每種車輛狀態(tài)下，當(dāng)時(shí)的路面摩擦系數(shù)在步驟61之后作為車輛狀態(tài)的參量。為確定所屬的摩擦系數(shù)首先按照步驟62對(duì)測(cè)得的橫向加速度aquer進(jìn)行濾波。即測(cè)得的值被平滑，或者所述曲線經(jīng)過低通濾波。以使不出現(xiàn)尖峰。步驟63包括了根據(jù)圖3的狀態(tài)識(shí)別。識(shí)別出的行駛狀態(tài)可用于后來的步驟74中的更新階段。在菱形64中詢問是否有必要進(jìn)行調(diào)節(jié)。起始摩擦系數(shù)μ＝1首先作為這樣的計(jì)算的基礎(chǔ)。若必須進(jìn)行調(diào)節(jié)，則在菱形65中詢問，這是否也是上次確定摩擦系數(shù)時(shí)的狀態(tài)。如果這里涉及的是首次調(diào)節(jié)，以前沒有對(duì)調(diào)節(jié)的識(shí)別，則接著在步驟67首次確定內(nèi)摩擦系數(shù)
。計(jì)算公式如下F2.1mu^int=aquer2+along2g]]>
其中g(shù)為重力加速度，g＝9.81m/s2。
接著在步驟68中將步驟65中用到的參數(shù)regold設(shè)置為1。此外將計(jì)數(shù)參數(shù)Tμ設(shè)置為1，對(duì)應(yīng)于這樣的事實(shí)已經(jīng)完成了內(nèi)摩擦系數(shù)
的首次確定。在步驟69中為計(jì)算得的內(nèi)摩擦系數(shù)
指定一個(gè)估算的摩擦系數(shù)
。這是在這樣的假定下進(jìn)行的，即存在的加速度成分不是基于車輪與路面的完全附著。估算的摩擦系數(shù)
一般在計(jì)算得的內(nèi)摩擦系數(shù)
與1之間。這樣就結(jié)束了摩擦系數(shù)的確定。
在下次確定摩擦系數(shù)時(shí)，如果行駛狀態(tài)沒有改變，則在菱形65中將確定regold＝1。這里在后面的過程中也確定一個(gè)
，來代替上次確定的
。不進(jìn)行在步驟68中確定的參數(shù)的更新，因?yàn)?
的更新是在調(diào)節(jié)過程中進(jìn)行的。在上次過程中regold已被設(shè)為1，并保持不變。已經(jīng)完成的過程的計(jì)數(shù)值Tμ繼續(xù)保持為1，因?yàn)樗辉诓话l(fā)生調(diào)節(jié)時(shí)才繼續(xù)計(jì)數(shù)。如上所述，借助于表格、非線性關(guān)系曲線或常量參數(shù)為更新的
值指定一個(gè)估算的摩擦系數(shù)
若在一個(gè)過程中在菱形64中確定不需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，則接著在菱形71中詢問，用作調(diào)節(jié)的參數(shù)regold上次是被設(shè)置為0還是1。若該參數(shù)在上次過程中被設(shè)置為1，則在菱形72中詢問過程的計(jì)數(shù)Tμ。若上次過程中進(jìn)行了調(diào)節(jié)則Tμ＝1。若上上次過程中進(jìn)行了調(diào)節(jié)則Tμ＝2，依此類推。只要在菱形72中Tμ尚未達(dá)到某一TμEnd，就在步驟73將它增加1并在步驟74對(duì)內(nèi)摩擦系數(shù)
進(jìn)行重新更新。若在后續(xù)過程中達(dá)到了TμEnd而尚未進(jìn)行一次調(diào)節(jié)，則用于調(diào)節(jié)的參數(shù)regold又被設(shè)置為0(75)。使估算的摩擦系數(shù)
等于輸出摩擦系數(shù)μ＝1。這樣就結(jié)束了對(duì)摩擦系數(shù)
的更新階段。
如果在下次過程中在菱形64中又識(shí)別出不需要調(diào)節(jié)，則在菱形71中regold＝0，在步驟76中保持輸出摩擦系數(shù)
。若在菱形64中識(shí)別出必須進(jìn)行調(diào)節(jié)控制時(shí)，則再進(jìn)行一次摩擦系數(shù)的確定。
圖5給出了步驟74中對(duì)內(nèi)摩擦系數(shù)進(jìn)行更新的判據(jù)。從域77給出需要更新內(nèi)摩擦系數(shù)
開始，在步驟78中計(jì)算以前估算的摩擦系數(shù)
或
以及轉(zhuǎn)向角δ的時(shí)間導(dǎo)數(shù)。
若在菱形79中識(shí)別出車輛既不處于靜止?fàn)顟B(tài)也不處于直行狀態(tài)，即車輛處于狀態(tài)<6>至<9>，則在步驟80中分析步驟78中得出的結(jié)果。只有當(dāng)下降的摩擦系數(shù)不是由轉(zhuǎn)向操作所致，如上所述，就進(jìn)行摩擦系數(shù)的確定。如果車輛處于直行(前行或后行)或靜止?fàn)顟B(tài)，或者估算的摩擦系數(shù)
是由轉(zhuǎn)向操作所致，則不進(jìn)行摩擦系數(shù)的更新。
2.2
和
的確定車輛穩(wěn)定性的量度是居支配地位的側(cè)偏角β，以及其時(shí)間導(dǎo)數(shù)側(cè)偏角速度
。下面說明如何確定這些數(shù)值。
2.2.1動(dòng)力學(xué)
確定動(dòng)力學(xué)
確定14只不過是運(yùn)用任一個(gè)車輛模型，根據(jù)測(cè)得的量及由測(cè)得的量計(jì)算的數(shù)值，按如下描述用純物理的方法計(jì)算側(cè)偏角速度
測(cè)量垂直于運(yùn)動(dòng)面中的縱軸的車輛重心的加速度aquer。車輛的重心以相對(duì)于一個(gè)慣性系的速度矢量v運(yùn)動(dòng)F2.2v-=vcos(ψ+β)sin(ψ+β)]]>其中ψ表示偏航角，β表示側(cè)偏角。加速度矢量a是v的時(shí)間導(dǎo)數(shù)F2.3a-=ddtv-=v.cos(Ψ+β)sin(Ψ+β)+v(Ψ.+β.)-sin(Ψ+β)cos(Ψ+β)]]>加速度傳感器測(cè)得的是加速度矢量在車輛橫軸上的投影F2.4aquer=a-T-sinΨcosΨ]]>F2.5aquer=v.sinβ+v(Ψ.+β.)cosβ]]>通過對(duì)三角函數(shù)的線性化(sinβ＝β；cosβ＝1)上述方程可變?yōu)镕2.6β.=aquerv]]>這樣可根據(jù)上述微分方程計(jì)算側(cè)偏角速度
。被測(cè)量除橫向加速度外還包括偏航角速度
，車輛速度標(biāo)量v及其時(shí)間導(dǎo)數(shù)
。可將以上計(jì)算的
進(jìn)行數(shù)值積分來計(jì)算β，這里在第一次確定
時(shí)假定
。如果最后一項(xiàng)可忽略，就不必確定β，這樣就簡(jiǎn)化了計(jì)算。
上述計(jì)算方法的優(yōu)點(diǎn)是，側(cè)偏角速度
直接由傳感器信號(hào)導(dǎo)出，并由此也可在橫向動(dòng)力學(xué)的非線性區(qū)域進(jìn)行計(jì)算。缺點(diǎn)是該方法的靈敏度由于測(cè)量噪聲和測(cè)量誤差的疊加而降低，由此導(dǎo)致側(cè)偏角的確定可能非常不精確。
這一缺點(diǎn)可通過組合基于模型的方法加以克服。圖6示出了如何通過組合觀察者模型(Beobachtermodell)運(yùn)用動(dòng)力學(xué)方法來確定側(cè)偏角速度
，這部分可用以代替圖2中用虛線表示的塊18。在這樣的模型支持的方法中，轉(zhuǎn)向角δ也作為輸入?yún)⒘浚?圖2中)虛線箭頭所示的那樣。通過側(cè)偏角速度
的組合確定方法的互相作用和校正，可以使側(cè)偏角β的計(jì)算更精確，使其也可作為
供調(diào)節(jié)使用。這(在圖2中)也用虛線箭頭示出。
2.2.2動(dòng)力學(xué)
確定與觀察者車輛模型的組合可用圖6描述的結(jié)構(gòu)代替圖2中虛線所示的區(qū)域18。這樣不僅可以確定側(cè)偏角速度
，而且也可確定當(dāng)前的側(cè)偏角β。
與用純動(dòng)力學(xué)的計(jì)算確定側(cè)偏角速度
相對(duì)，這里除動(dòng)力學(xué)
確定83外還引入了用以確定車輛狀態(tài)的觀察者車輛模型84。同用于確定偏航角速度的車輛參考模型12一樣，轉(zhuǎn)向角δ作為觀察者模型84的輸入?yún)⒘?。?jīng)濾波的車輛參考速度vRefFil也作為參量接入?？蓽y(cè)量的輸出參量橫向加速度aquer和偏航角速度
對(duì)動(dòng)力學(xué)
確定83來說是必需的，但對(duì)觀察者車輛模型84來說不是這樣，該模型原理上可自己得出這些參量。在簡(jiǎn)單情況下與由GMR調(diào)節(jié)規(guī)則計(jì)算的附加偏航力矩相等的另一項(xiàng)Y表示由控制調(diào)節(jié)引起的車輛狀態(tài)的改變。Y的作用是使觀察者模制的車輛與真正的車輛具有相同的條件。
除側(cè)偏角速度
外觀察者模型也給出偏航角加速度
的值。由動(dòng)力學(xué)
確定方法得出的側(cè)偏角速度β在通過低通濾波后乘以加權(quán)因子k，而由觀察者模型得到的側(cè)偏角速度
在加上一校正因子后乘以一加權(quán)因數(shù)(1-k)，該校正因子由確定校正參量的因子h與測(cè)得的偏航角速度的乘積給出。這里k總是在0與1之間。沒有觀察者模型時(shí)k＝1。將兩個(gè)側(cè)偏角速度相加得到的和積分以得到估算的側(cè)偏角β。它與動(dòng)力學(xué)側(cè)偏角速度
一起供調(diào)節(jié)使用。此外，側(cè)偏角β也提供給動(dòng)力學(xué)
確定部分83和觀察者車輛模型84。從觀察者車輛模型84計(jì)算出的偏航角加速度
也有相似的校正參量。
首先對(duì)該偏航角加速度積分以得到偏航角速度，并反饋給觀察者模型84，另一方面從測(cè)得的偏航角速度
中將其減去。所得的差乘以因子h2。該因子確定校正觀察者車輛模型84的后續(xù)調(diào)節(jié)步驟的參量，其單位為1/s。這樣，側(cè)偏角速度乘以該因子h2后的單位與偏航角加速度具有相同的單位，使得這兩個(gè)參量可以相加，并經(jīng)積分以后構(gòu)成偏航角速度的反饋校正參量。在偏航力矩調(diào)節(jié)過程中項(xiàng)Y取相應(yīng)于附加偏航力矩MG的非零值。通過除以偏航慣性力矩(Giertraegheitmoment)θ，Y的單位與偏航角加速度單位相同，并可用于相加以得到偏航角加速度的和，使得積分得到的校正參量也考慮到調(diào)節(jié)輸入?yún)⒘康挠绊憽?br> 如果存在圖6中所示的觀察者模型84，可以比通過純動(dòng)力學(xué)的方法確定側(cè)偏角速度
并積分更可靠地確定側(cè)偏角
，則這樣確定的側(cè)偏角β可提供給本來的偏航力矩控制器10。
圖7說明與觀察者車輛模型流程組合的動(dòng)力學(xué)
確定方法。如從圖6可以看出的那樣，測(cè)得的輸出參量橫向加速度aquer和偏航角速度
作為根據(jù)方程F2.6的計(jì)算91的輸入?yún)⒘俊?br> 經(jīng)濾波的車輛參考速度vRefFil在域93中被微分以得到車輛參考加速度vRef，它在域94中被除以經(jīng)濾波的車輛參考速度vRefFil，所得的商經(jīng)非線性相乘95而形成一個(gè)因子fβ。所述非線性相乘95的作用是，在vRef除以vRefFil所得的商小時(shí)使fβ等于0，使該位于側(cè)偏角β前的因子可被忽略。只有當(dāng)車輛加速度vRef足夠大時(shí)，才在動(dòng)力學(xué)
確定時(shí)考慮側(cè)偏角β。這里所用的
是組合的
，如圖6中所示不僅用作調(diào)節(jié)參量而且用作反饋。經(jīng)計(jì)算91后，算得的側(cè)偏角速度的值，如上所述，經(jīng)過低通濾波器92，給出估算的側(cè)偏角速度
圖8說明了圖6中的觀察者車輛模型84的工作原理。這里選用矩陣描述方法，其“→”表示標(biāo)量變換，“”表示多維變換。該矩陣描述基于方程F1.1至F1.3。這里，狀態(tài)參量β和
組合成一個(gè)狀態(tài)矢量x(t)，從而得到下述方程F2.7x-.(t)=A-(v(t))x-(t)+B-(v(t))u-(t)]]>其中系統(tǒng)矩陣A(v(t))、輸入矩陣B(v(t))、狀態(tài)矢量x(t)和輸入矢量u(t)分別為F2.8A-(v(t))=-ch+cvmv(t)-1+chlh-cvlvmv2(t)chlh-cvlvΘ-chlh2+cvlv2Θv(t)]]>B-(v(t))=cvmv(t)0cvlvΘ1Θ;x-(t)=β(t)Ψ.(t);u-(t)=δY]]>輸入矢量u(t)包含輸入?yún)⒘哭D(zhuǎn)向角δ和項(xiàng)Y，后者表示由偏航力矩調(diào)節(jié)產(chǎn)生的附加偏航力矩。
利用權(quán)重矩陣K1和權(quán)重矢量K2代替權(quán)重因子進(jìn)行計(jì)算得到的參量的加權(quán)相加。
也提供給加法器105。根據(jù)方程F2.7構(gòu)成的狀態(tài)參量x的時(shí)間導(dǎo)數(shù) 和由乘以k2所得到的矢量的和在積分器106中被積分成狀態(tài)矢量x。通過與矢量cβ和 的標(biāo)量相乘作為標(biāo)量的分量β或 被從狀態(tài)矢量中消去并繼續(xù)被處理。消去的 一方面?zhèn)魉虶MR調(diào)節(jié)規(guī)則16，另一方面?zhèn)魉徒o直接方法103，而在組合方法中算得的 只用作觀察者內(nèi)的狀態(tài)參量并用作確定估算誤差。為此，在加法器107中計(jì)算由觀察者車輛模型算得的偏航角速度 和測(cè)得的偏航角速度 之間的差。所得的差與矢量h相乘，其第一個(gè)分量無(wú)單位，確定側(cè)偏角速度 的校正步驟的參量，其第二個(gè)分量的單位為s-1，確定偏航角速度 的調(diào)節(jié)步驟的參量。
側(cè)偏角β也作為校正參量被反饋，并且是反饋至圖7所示的動(dòng)力學(xué) 確定的直接方法中，使在下續(xù)調(diào)節(jié)步驟中可將方程F2.6的最后一項(xiàng)賦值。
通過這兩種計(jì)算方法，即根據(jù)車輛模型的計(jì)算方法和根據(jù)動(dòng)力學(xué)的計(jì)算方法的相互校正，基本上可精確確定側(cè)偏角β，使該參量也可作為調(diào)節(jié)參量提供給GMR調(diào)節(jié)規(guī)則16。
2.3車輛參考模型下面結(jié)合圖9至15說明車輛參考模型圖9中再次簡(jiǎn)示了根據(jù)圖1和圖2的用于車輛穩(wěn)定性控制的控制電路。這里略去圖1中的控制器7至9，相應(yīng)的優(yōu)先電路3和馬達(dá)控制部分6，并且分布邏輯2簡(jiǎn)單地用壓力控制5來表示。在該控制電路內(nèi)計(jì)算繞車輛垂直軸的附加偏航力矩MG并對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保持駕駛員所希望的彎曲路面。這里的附加偏航力矩MG通過單個(gè)車輪的要進(jìn)行的制動(dòng)過程來產(chǎn)生，制動(dòng)過程的流程和要制動(dòng)車輪的選擇通過分布邏輯2確定。駕駛員通過轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤相應(yīng)角度來確定所要行駛的方向。方向盤以固定的轉(zhuǎn)換關(guān)系(轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)換)與被轉(zhuǎn)向輪聯(lián)接。以這種方式調(diào)整一定的車輪轉(zhuǎn)向角δ。
2.3.1動(dòng)力學(xué)單軌模型在GMR控制器10中有所謂的車輛參考模型12(圖2)(即圖9中的302)，其輸入數(shù)據(jù)包括由vRef表示的速度v，轉(zhuǎn)向角δ。在車輛參考模型302中根據(jù)輸入數(shù)據(jù)計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)偏航角應(yīng)改變的量(偏航角速度
)。在后接比較器303中比較偏航角速度額定值
與偏航角速度的實(shí)測(cè)值
。比較器303輸出相應(yīng)于
和
之差的量
作出輸出值。由此決定的差值提供給控制規(guī)則16以控制偏航力矩。該控制規(guī)則根據(jù)
計(jì)算附加偏航力矩MG，提供給分布邏輯2。分布邏輯2根據(jù)附加偏航力矩MG及可能有的駕駛員對(duì)制動(dòng)器工作的要求P駕駛員確定輸出參量。這可能是制動(dòng)力值或閥門開關(guān)時(shí)間。
在低速范圍內(nèi)對(duì)車輛參考模型302的優(yōu)化是很重要的。為此目的可在車輛模型302中除上述線性動(dòng)力學(xué)單軌模型311外再加入靜態(tài)圓周運(yùn)動(dòng)模型306。
靜態(tài)圓周運(yùn)動(dòng)滿足方程F2.12Ψ.soll=δ*vlv+lh*11+v2vch2+Ψ.korr]]>F2.13β=δ*1-lvlv+lh*(1+m*v2ch*(lv+lh))1+v2vch2+βkorr]]>其中F2.14vch2=cv*ch*(lh+lv)2m*(ch*lh-cv*lv)]]>這里，v＝前；h＝后；m＝質(zhì)量；I＝軸與重心的距離；
的修正項(xiàng)。
線性動(dòng)力學(xué)單軌模型適用系統(tǒng)方程F1.1和F1.2。
計(jì)算模型306和311之間的轉(zhuǎn)換通過位于車輛參考模型302中的圖中未示出的轉(zhuǎn)換開關(guān)根據(jù)車輛速度的大小自動(dòng)進(jìn)行。這里，為從一個(gè)模型向另一個(gè)模型的轉(zhuǎn)換過程設(shè)置一個(gè)幾km/h的滯后。低于該轉(zhuǎn)換門限值根據(jù)靜態(tài)圓周運(yùn)動(dòng)模型306計(jì)算額定偏航角速度
。當(dāng)速度增加超過該方向有效的門限值時(shí)，則使用動(dòng)力學(xué)單軌模型311進(jìn)行偏航角速度額定值
的確定。這樣，使對(duì)高速時(shí)的控制尤其重要的動(dòng)力學(xué)過程包括入該模型。
從圓周運(yùn)動(dòng)模型306向單軌模型311過渡時(shí)，由圓周運(yùn)動(dòng)模型計(jì)算的如
和β的額定值用作單軌模型的起始值。這樣就避免了轉(zhuǎn)換時(shí)的非穩(wěn)態(tài)過程。后續(xù)計(jì)算使用單軌模型311進(jìn)行，直至減小的速度低于低速門限值。這里為減小非穩(wěn)態(tài)過程，圓周運(yùn)動(dòng)模型的重要校正因子
和βkorr由在單軌模型中算得的
和β值及輸入?yún)⒘克俣葀Ref和轉(zhuǎn)向角δ算得。
校正值的大小為F2.15Ψ.korr=Ψ.soll-δ*vlv+lh*11+v2vch2]]>F2.16βkorr=β-δ*1-lvlv+lh+(1+m*v2ch*(lv+lh))1+v2vch2]]>這些校正因子的影響隨時(shí)間按如下方程呈指數(shù)下降F2.17korr(n+1)＝korr(n)*λ其中λ可取0與1之間的值。n和n+1表示計(jì)算的次序號(hào)。
由此可避免突變，因?yàn)樵陟o態(tài)情況下兩種計(jì)算方法可給出不同的結(jié)果。這樣，通過改變計(jì)算模型可精確給出控制用的額定值，直至速度v＝0km/h。
根據(jù)圖9描述了可考慮不同模型用作車輛計(jì)算模型。這里優(yōu)選的模型可以是靜態(tài)圓周運(yùn)動(dòng)模型。偏航角速度
可由該模型根據(jù)上面給出的公式算得。若表示出這樣的一種車輛計(jì)算模型，則向計(jì)算電路提供測(cè)得的值λ和vRef，輸出偏航角速度的額定值
2.3.3簡(jiǎn)化模型下面說明一種用于確定額定偏航角速度的最簡(jiǎn)單的模型。它可用于代替上述的組合模型。其特點(diǎn)是，可用較少的計(jì)算得出可接受的結(jié)果。
根據(jù)該模型，額定角速度
可由下式計(jì)算F2.18Ψ.soll=δ*vl]]>當(dāng)剛度cv和ch非常大時(shí)，該方程可由F2.12，及方程F2.14和F2.15得出。
這種估算方法是基于以下考慮。
在上述車輛參考模型中，額定偏航角速度
或者借助于動(dòng)力學(xué)車輛模型(如單軌模型)或者通過靜態(tài)模型(稱為靜態(tài)圓周運(yùn)動(dòng)模型)計(jì)算并與測(cè)得的偏航角速度
進(jìn)行比較。但在每種情況下給定值(由此也包括控制調(diào)節(jié))直接依賴于車輛模型的質(zhì)量。由于這里涉及的是線性等效模型，所以該模型在有些情況下明顯偏離實(shí)際的車輛狀態(tài)。
實(shí)際的車輛狀態(tài)還由于例如單個(gè)元件的負(fù)荷或摩損而改變，使模型對(duì)車輛的描述不夠精確。因此應(yīng)通過不斷的參數(shù)估算進(jìn)行模型匹配，這里出現(xiàn)的問題是為進(jìn)行上述估算必須有這樣的推動(dòng)，即駕駛員必須以小的轉(zhuǎn)向角(＜0.4g)足夠地推動(dòng)車輛。這在正常行駛中是很難達(dá)到的。
此外，不可能直接估算線性單軌模型的所有參數(shù)。這樣事先選定某些參數(shù)。
因此，基于模型的控制總是只有關(guān)系到模型預(yù)定參數(shù)才能給出滿意的結(jié)果。這樣，在許多情況下采用一種較簡(jiǎn)單的控制原理已足夠了。
車輛穩(wěn)定控制的一個(gè)重要目標(biāo)是確定車輛的狀態(tài)，使可預(yù)見車輛對(duì)駕駛員給出的轉(zhuǎn)向、制動(dòng)踏板和油門踏板參數(shù)的反應(yīng)并可對(duì)其進(jìn)行很好的控制。因此必須識(shí)別車輛的欠控制和過控制運(yùn)行狀態(tài)，并通過相應(yīng)的制動(dòng)和馬達(dá)控制將其校正到正常狀態(tài)。
簡(jiǎn)化的控制原理是運(yùn)用欠/過控制的直接量度作為控制參數(shù)。根據(jù)機(jī)動(dòng)車輛控制特性的定義，將前軸和后軸的平均跑偏角(Schraeglaufwinkel)(αv，αH)進(jìn)行比較。若前軸跑偏角較大，車輛處于欠控制狀態(tài)。在相反情況下，則處于過控制狀態(tài)。根據(jù)定義，當(dāng)前后跑偏角相等時(shí)車輛處于正常狀態(tài)。
這樣，滿足F2.19＞0欠控制αv-αh＝0正常＜0過控制因此，根據(jù)跑偏角差可直接確定車輛的瞬時(shí)狀態(tài)。若首先運(yùn)用單軌車輛模型(圖10)，則可按下式由轉(zhuǎn)向角δ，側(cè)偏角β，偏航角速度
和車輛速度v導(dǎo)出跑偏角F2.20aαv=δ-β-Ψ*lvv]]>F2.20bαh=-β+Ψ*lhv]]>因?yàn)閭?cè)偏角不可直接測(cè)量但可簡(jiǎn)單算得，所以可不直接計(jì)算單個(gè)跑偏角。若計(jì)算跑偏角的差，可基于已有的測(cè)得數(shù)據(jù)(轉(zhuǎn)向角，偏航角速度)，由ABS控制器已知的車輛參考速度vRef和為常量的軸距l(xiāng)計(jì)算該參量。F2.21αv-αh=δ-l*Ψ.v]]>這樣就得到了可用作欠/過控制量度的參量。
注意到車輛重心曲線軌跡的實(shí)際半徑R和跑偏角差之間存在以下已知關(guān)系F2.22R=1δ-(αv-αh)]]>則在F2.19所示的正常狀態(tài)下，即F2.23αv-αh＝0此時(shí)曲線半徑R可通過轉(zhuǎn)向角δ確定，即F2.24R=lδ]]>這樣，可直接運(yùn)用算得的跑偏角之差作為控制參量進(jìn)行控制。這種控制的目的是保持控制參量的絕對(duì)值盡量小，以使車輛大致處于正常狀態(tài)。有時(shí)設(shè)置非對(duì)稱的容許門限值是有意義的，這樣，在過控制狀態(tài)方向上可選擇較小的容許門限值。
可根據(jù)上述因素計(jì)算出額定偏航角速度
(F2.18)。然后將該額定偏航角速度
與
比較，并按照?qǐng)D1作為控制的基礎(chǔ)。
2.3.5額定值限定只有在車輪與路面的附著力允許的條件下使計(jì)算的附加轉(zhuǎn)動(dòng)力矩作用于車輛時(shí)對(duì)車輛狀態(tài)的控制才有意義。
例如當(dāng)相對(duì)于實(shí)際車輛速度太快地轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向輪時(shí)，不希望所述控制總是迫使車輛進(jìn)入由轉(zhuǎn)向角δ給出的曲線軌道。
因此，應(yīng)該避免在任何情況下都根據(jù)選擇的車輛參考模型來確定
的預(yù)定值。若只根據(jù)參考模型則會(huì)導(dǎo)致，在高速的情況下由于疏忽而使轉(zhuǎn)向角過大從而通過也太大的
來調(diào)整實(shí)際的偏航整角速度
，使得在極端情況下，在車輛的重心基本上直行的同時(shí)車輛繞其軸轉(zhuǎn)動(dòng)。這種情況對(duì)駕駛員來說比車輛由于摩擦狀況不好的原因不聽從駕駛員的駕駛而欠控制很厲害并向前直滑的情況更不利。因?yàn)樵诤笠磺闆r下車輛只是向前直行，并不會(huì)同時(shí)也繞其軸轉(zhuǎn)動(dòng)。為了避免這種在特殊情況下出現(xiàn)的不利結(jié)果，在車輛參考模型中還附加了這樣的算法，即通過摩擦系數(shù)
確定對(duì)測(cè)得的直行速度有效的最大偏航角速度
。該
在摩擦系數(shù)識(shí)別系統(tǒng)13中確定。該算法是基于靜態(tài)圓周運(yùn)動(dòng)的理論，即滿足
aquer/v(F2.18)。
最大可允許的橫向加速度aqlim基本上作為摩擦系數(shù)、速度v、縱向加速度along以及在某些情況下的其他參數(shù)的函數(shù)加以確定。即F2.25aqlim＝f(mu，v，along，…)最大偏航角速度由下式計(jì)算F2.26ΨSollmax=aqlimv]]>因此，可為偏航角速度確定一個(gè)極限值，該值不再直接考慮駕駛員的愿望，而是在車輛發(fā)生故障時(shí)，使得不附加地繞其垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)車輛。
對(duì)于適當(dāng)?shù)摩痰拇_定在2.1部分中加以詳細(xì)討論。
也可規(guī)定只有在一定的條件下才允許控制調(diào)節(jié)。這樣的一種可能性可以是，例如當(dāng)確定出側(cè)偏角β太大時(shí)，可使圖2中的啟動(dòng)邏輯11不再向分布邏輯2輸出實(shí)際的MG，這種情況可基于當(dāng)時(shí)的速度而出現(xiàn)。
2.4控制規(guī)則下面將描述偏航力矩控制器10的控制規(guī)則16的程序結(jié)構(gòu)。該程序由四個(gè)輸入?yún)⒘坑?jì)算圍繞車輛垂直軸的附加偏航力矩MG，它對(duì)于尤其在曲線行駛時(shí)保持穩(wěn)定的車輛狀態(tài)是必要的。計(jì)算得的偏航力矩MG是計(jì)算車輪制動(dòng)器上所施加的壓力的基礎(chǔ)。
該控制規(guī)則的輸入?yún)?shù)為(見圖17)輸入端500
輸入端501
輸入端502
輸入端503
在需考慮跑偏角差的情況下，在輸入端500輸入Δλ，而在輸入端501輸入Δλ。
輸入端503是可選的。它尤其用在當(dāng)在整個(gè)計(jì)算系統(tǒng)中備有稱為觀察者車輛模型84的情況。
輸入端500的值表示測(cè)得的偏航角速度
和借助于車輛參考模型12算得的額定偏航角速度
的差。
輸入端501的值表示輸入端500的參量從一個(gè)計(jì)算循環(huán)至另一個(gè)計(jì)算循環(huán)的改變量除以循環(huán)時(shí)間T0的商，或者表示測(cè)得的偏航角速度的時(shí)間導(dǎo)數(shù)與計(jì)算得的額定偏航角速度的時(shí)間導(dǎo)數(shù)的差。
一個(gè)計(jì)算循環(huán)即圖1所示的整個(gè)FSR控制器的計(jì)算過程。這樣的一個(gè)過程通過其結(jié)構(gòu)需要一特定的實(shí)際時(shí)間，即循環(huán)時(shí)間T0。對(duì)于有效的控制來說，該時(shí)間必須保持足夠小。
輸入端500和501的值，即
和
首先分別輸給低通濾波器510和511。
這兩個(gè)低通濾波器結(jié)構(gòu)基本相同，其結(jié)構(gòu)如圖18所示。
圖8中，低通濾波器的輸入?yún)⒘?20用u表示，輸出參量521用y表示。輸出參量521輸至一寄存器522，在下次計(jì)算中作為前次的值Y(k-1)供使用。計(jì)算循環(huán)的輸出值521由下面公式計(jì)算F2.27y(k)＝λ*y(k-1)+(1-λ)*u*kp其中λ可取0至1之間的值。λ表示低通濾波器的數(shù)位價(jià)(Wertigkeit)。對(duì)其極限值λ＝0，不存在遞推功能上次的值y(k-1)對(duì)新輸出值521的計(jì)算不起作用。λ越接近1，上次值的作用越大，使得實(shí)際的輸入值520對(duì)輸出值521的影響越緩慢。
Kp是線性估算因子。
對(duì)輸入值500和501進(jìn)行上述的低通濾波，以形成經(jīng)濾波的值515和516。對(duì)輸入?yún)⒘?02，即
也進(jìn)行同樣的低通濾波512。經(jīng)濾波的值517與未經(jīng)濾波的值503一樣被輸給非線性濾波器。該濾波器的作用是對(duì)小的輸入值使輸出值為0，而對(duì)超過某一特定極限值的輸入值則使輸入值減去所述極限值。既在負(fù)區(qū)域又在正區(qū)域進(jìn)行這種限定。極限值
和βth可以是固定在程序編碼中的量，但也可以是由其他參數(shù)，如輪胎與路面間的摩擦系數(shù)確定的量。在這種情況下，極限值可分別作為摩擦系數(shù)的線性函數(shù)來計(jì)算。
所有四個(gè)參量，即515、516、517、518在接下來的步驟530、531、532和533中分別以一線性因子加權(quán)。
這些因子固定編碼在計(jì)算系統(tǒng)中?？捎上鄳?yīng)的車輛模型計(jì)算出這些因子的數(shù)量級(jí)，但一般情況下需經(jīng)試車進(jìn)行精密確定。以這種方法可為每輛車或車型確定一組線性因子。將依此加權(quán)的輸入?yún)⒘?00、501、502和503相加，從而形成附加偏航力矩MG(加法段540)，作為程序進(jìn)一步計(jì)算的基礎(chǔ)。
但在實(shí)際中還必須對(duì)算得的偏航力矩進(jìn)行修正。
為此可考慮以下兩方面因素1.修正輸入?yún)⒘?，尤其?
2.對(duì)算得的偏航力矩MG進(jìn)行濾波。
通過這兩方面的修正，在進(jìn)行控制時(shí)不僅可考慮偏航角速度而且也可考慮側(cè)偏角的影響。
2.4.1輸入?yún)⒘康男拚缟纤觯柚谲囕v參考模型可計(jì)算出偏航角速度的額定值。由于所用的車輛參考模型與實(shí)際情況不可能完全一致，因此通常情況下必須對(duì)模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校正。在參考模型中基本上是對(duì)偏航角速度傳感器和轉(zhuǎn)向角傳感器提供的值進(jìn)行分析，可通過附加考慮橫向加速度傳感器提供的值對(duì)算得的額定偏航角速度進(jìn)行校正。
可用不同方法進(jìn)行所述分析。下面將介紹一種方法，在這種方法中首先將測(cè)得的橫向加速度轉(zhuǎn)換成側(cè)偏角速度
。使用該值對(duì)偏航角速度的額定值進(jìn)行校正。
的計(jì)算借助于動(dòng)力學(xué)
確定14、15(圖2)進(jìn)行。所用方法如圖19所示。側(cè)偏角速度
的估算值在經(jīng)過低通濾波(在有些情況下進(jìn)行)后首先與一個(gè)第一門限值th1比較(菱形400)。這一比較的意義將在對(duì)偏航角速度的額定值
進(jìn)行校正后才能看出，因此將在最后加以詳述。
若
，則將
的大小與一個(gè)第二門限值th2進(jìn)行比較(菱形401)，這里，第二門限值大于第一門限值th1。若仍大于該門限值，則接著對(duì)側(cè)偏角速度
進(jìn)行時(shí)間積分402。為此將側(cè)偏角速度
與循環(huán)時(shí)間T0相乘，并與上次積分結(jié)果Intgi-1相加。該積分步驟以n計(jì)數(shù)，這樣，積分以后計(jì)數(shù)n增加1(步驟403)。由此，積分時(shí)間由已完成的積分步驟的計(jì)數(shù)n表示。積分結(jié)果
與一門限值βs進(jìn)行比較(菱形404)。該門限值表示所允許的與理論側(cè)偏角的最大偏差。門限值βs的數(shù)量級(jí)大約為5度。
若超過該門限值，則額定偏航角速度
通過一個(gè)附加常數(shù)S進(jìn)行重新賦值(步驟405)，該常數(shù)由當(dāng)時(shí)的側(cè)偏角速度
和積分步驟的次數(shù)n決定。也就是說，若每次新循環(huán)中超出了門限值βs，則將額定偏航角速度再減小。根據(jù)
的符號(hào)，或者加上或者減去附加常數(shù)，這樣，額定偏航角速度的絕對(duì)值總是被減小的。若Intgn達(dá)不到門限值βs，則不對(duì)
進(jìn)行限制(步驟407)。
在新的過程中將再次檢查估算的側(cè)偏角速度的大小是否小于門限值th1。若是，則中斷該過程，車輛重新達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。結(jié)果導(dǎo)致n在步驟406重置為0，并且在步驟407中將由車輛模型計(jì)算的額定偏航角速度不作任何修正地作為進(jìn)一步計(jì)算的基礎(chǔ)。此外，積分的初始值Intgn-1設(shè)置為0。
若側(cè)偏角速度的絕對(duì)值雖大于th1但小于th2則原積分值Intgn保持不變，即積分被中止一個(gè)循環(huán)。上次的限定保持不變。若又超過了門限值th2，則繼續(xù)進(jìn)行積分。
2.4.2 MG的校正另一種可能是控制由控制規(guī)則16計(jì)算的偏航力矩MG。為此構(gòu)成原值M1(k-1)與當(dāng)時(shí)值M1(k)之間的差。其中的角標(biāo)1表示該值是偏航力矩控制器的直接結(jié)果，即還沒有根據(jù)下述方法進(jìn)行校正。該差與循環(huán)時(shí)間T0構(gòu)成ΔM1。將梯度ΔM1與由β乘以一個(gè)校正因子而構(gòu)成的校正梯度相加。由此校正的梯度與循環(huán)時(shí)間T0相乘，所得的積與上次算得的偏航力矩M(k-1)相加。由此得出用作進(jìn)一步計(jì)算基礎(chǔ)的當(dāng)時(shí)的力矩MG(k)。
該計(jì)算按圖20所示邏輯實(shí)現(xiàn)。子程序“控制規(guī)則16”計(jì)算的力矩被輸入移位寄存器420中。在移位寄存器420的第一個(gè)位置421存儲(chǔ)當(dāng)時(shí)值M1(k)；在移位寄存器420的第二個(gè)位置422存儲(chǔ)原值M1(k-1)。一旦存在新值M1，則寄存器421中的值移至寄存器422，而寄存器421被設(shè)置為新值。寄存器421和422中的值輸給計(jì)算邏輯430，后者按下列公式計(jì)算ΔMF2 28ΔM-M1(k)-M1(k-1)+a*β.*T0]]>此外，由動(dòng)力學(xué)
確定部分得出的估算的側(cè)偏角速度
也輸出計(jì)算邏輯430。另外，校正因子a的值存儲(chǔ)在一存儲(chǔ)器中，使用該因子將側(cè)偏角速度轉(zhuǎn)換為力矩變化量。新力矩M(k)由下式計(jì)算F2.29M(k)＝M(k-1)+ΔM寄存器431和432分別存儲(chǔ)校正后的力矩的當(dāng)時(shí)值和上次計(jì)算的值。寄存器431中的值將作為進(jìn)一步計(jì)算的基礎(chǔ)。
3.分布邏輯3.1通過施加制動(dòng)力而產(chǎn)生的附加偏航力矩為在曲線行駛時(shí)也保持車輛的穩(wěn)定，首先必須探測(cè)轉(zhuǎn)向角的大小。轉(zhuǎn)向角表示駕駛員所希望的車輛的彎曲軌道。在穩(wěn)定的靜態(tài)曲線行駛中，車輛應(yīng)以近似常數(shù)的側(cè)偏角和相同的偏航角速度行駛完整個(gè)彎道。駕駛員必須用反轉(zhuǎn)向來補(bǔ)償與所述側(cè)偏角及偏航角速度的偏差。但這并不總是可能的，尤其是駕駛員以轉(zhuǎn)變極限速度行駛時(shí)更是如此。在這種情況下必須有目的地對(duì)車輛進(jìn)行制動(dòng)，對(duì)車輛施加繞其垂直軸的附加力矩，該附加力矩應(yīng)能使實(shí)際的偏航角速度與所希望的相匹配。描述這種關(guān)系的控制算法已在上文給出，這里不必進(jìn)一步詳述。
但留下的問題是，如何以適當(dāng)?shù)姆绞酵ㄟ^有目的地施加制動(dòng)力來實(shí)現(xiàn)由控制算法算得的附加偏航力矩MG。
對(duì)于液壓制動(dòng)器來說，就是確定每個(gè)車輪制動(dòng)器的制動(dòng)壓力。為此，需實(shí)現(xiàn)的繞垂直軸的力矩應(yīng)以盡可能小的作用于單個(gè)制動(dòng)器上的壓力來實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明提出為每個(gè)車輪確定一個(gè)系數(shù)，并且根據(jù)將要產(chǎn)生的車輛偏航力矩和各個(gè)加權(quán)系數(shù)確定每個(gè)車輪的制動(dòng)力。
如上所述，尤其是對(duì)基于液壓制動(dòng)的制動(dòng)裝置來說，應(yīng)這樣來確定所述系數(shù)可直接計(jì)算每個(gè)車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力。系數(shù)的加權(quán)這樣來進(jìn)行每個(gè)系數(shù)除以所有系數(shù)的平方和。
這里，每個(gè)系數(shù)確定車輪制動(dòng)力與由此產(chǎn)生的單個(gè)車輪制動(dòng)力占車輛偏航力矩的份額之間的關(guān)系。確定單個(gè)系數(shù)所需參量在車輛行駛期間是變化的。尤其是這些參量-轉(zhuǎn)向角δ-輪胎與路面間的摩擦系數(shù)μ-車輛質(zhì)量m-軸向載荷分布Nz
計(jì)算所述系數(shù)時(shí)輸入的隨車輛和制動(dòng)器的不同而改變的參量對(duì)例如盤式制動(dòng)裝置來說為-制動(dòng)活塞的面積A-每個(gè)車輪制動(dòng)器的活塞的數(shù)目n-盤與制動(dòng)塊的摩擦系數(shù)μR-有效摩擦半徑與動(dòng)態(tài)輪胎半徑的比s-制動(dòng)器的效率η。
上述建議的計(jì)算方法的優(yōu)點(diǎn)是，可很快地從給定的附加偏航力矩計(jì)算出相應(yīng)的制動(dòng)力。若上述參數(shù)在行駛過程中改變，則這種改變通過改變上述系數(shù)對(duì)制動(dòng)力的計(jì)算產(chǎn)生影響。
所述系數(shù)與一些輸入?yún)⒘看嬖诰€性關(guān)系，而首先所述系數(shù)與轉(zhuǎn)向角δ的關(guān)系是非線性的。
但已證明，對(duì)單個(gè)系數(shù)和轉(zhuǎn)向角之間關(guān)系的線性化的估算可給出足夠好的結(jié)果。
圖21示意性地表示了處于直行狀態(tài)的帶有四個(gè)車輪601、602、603和604的車輛。每個(gè)車輪有一車輪制動(dòng)器605、606、607和608。這些制動(dòng)器可分別加以控制，通過由車輪制動(dòng)器施加的車輪制動(dòng)力矩在車輪與地面接觸的表面產(chǎn)生制動(dòng)力。例如通過控制車輪601的制動(dòng)器605產(chǎn)生制動(dòng)力F，該力又產(chǎn)生了繞垂直軸的力矩M(例如為正力矩)。
這樣的繞車軸垂直軸產(chǎn)生的力矩可有目的地施加，以使車輛在駕駛員所希望的路面上保持穩(wěn)定。
在該車輛中還存在傳感器。其中包括探測(cè)車輪601、602、603和604的角速度的車輪傳感器。此外，轉(zhuǎn)向角由轉(zhuǎn)向角傳感器612探測(cè)。安裝有用于探測(cè)偏航角速度的傳感器613。
從這些探測(cè)駕駛員給出的參量及車輛狀態(tài)的傳感器提供的數(shù)據(jù)可以計(jì)算出使車輛的偏航角速度及側(cè)偏角與駕駛員所希望的相符的偏航力矩。為此對(duì)車輪制動(dòng)器605、606、607和608分別進(jìn)行控制，為達(dá)到這一目的安置了一個(gè)控制裝置，它是用于車輛穩(wěn)定調(diào)節(jié)的復(fù)雜程序的一部分。
控制原理由圖22給出。標(biāo)記16表示計(jì)算偏航力矩MG的程序塊。圖22表示計(jì)算每個(gè)車輪制動(dòng)器605、606、607和608應(yīng)施加的壓力Pxx的控制裝置。確定的壓力值622、623、624和625可進(jìn)一步加以分析，并轉(zhuǎn)換為車輪制動(dòng)器605、606、607和608的相應(yīng)的控制信號(hào)。
控制裝置由兩部分構(gòu)成，即第一部分630，計(jì)算每個(gè)車輪的系數(shù)Cxx。系數(shù)Cxx表示車輪制動(dòng)力與按比例分配的偏航力矩間的線性關(guān)系，所述力矩通過制動(dòng)力作用在相應(yīng)的車輪上。在第二部分631中，通過對(duì)各系數(shù)的加權(quán)并考慮要實(shí)現(xiàn)的偏航力矩MG計(jì)算各壓力值Pxx622、623、624、625。
壓力值和系數(shù)由下標(biāo)加以表示。
這里v前h后l左r右x表示v/l或h/r第一計(jì)算部分630考慮轉(zhuǎn)向角的影響，后者由對(duì)轉(zhuǎn)向角傳感器612的數(shù)據(jù)分析632提供。為計(jì)算所述系數(shù)還考慮摩擦系數(shù)μ，后者在一分析單元633由車輪轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)導(dǎo)出。(參見2.1部分)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)又由安裝在各車輪的車輪傳感器探測(cè)。此外，車輛質(zhì)量和載荷分布Nz也作為輸入?yún)⒘浚@二者在分析單元634中確定，在該單元中分不同情況對(duì)車輛狀態(tài)進(jìn)行分析。第一程序部分630可訪問存儲(chǔ)器635，它存儲(chǔ)有上述與車輛和車輪制動(dòng)器有關(guān)的值。
從上述數(shù)值計(jì)算每個(gè)車輪的系數(shù)cxx，這里可對(duì)數(shù)值640、641、642和643進(jìn)行平行計(jì)算或先后計(jì)算。所述計(jì)算由程序中的一個(gè)函數(shù)進(jìn)行。該函數(shù)中考慮了制動(dòng)壓力和制動(dòng)力之間的周知的關(guān)系。這種關(guān)系通常是線性的。只是轉(zhuǎn)向角必須分開處理。如何以適當(dāng)?shù)姆绞娇紤]轉(zhuǎn)向角的影響將在下文說明。
在第二計(jì)算步驟631中同時(shí)或先后地從各系數(shù)640、641、642和643按下列公式計(jì)算各車輪制動(dòng)器的壓力值F3.1apxl=cxlcvl2+cvr2+chl2+chr2*MG]]>F3.1bpxr=-cxrcvl2+cvr2+chl2+chr2*MG]]>按照上述公式計(jì)算各壓力的優(yōu)點(diǎn)是，只需在車輪制動(dòng)器施加相對(duì)較小的壓力即可得到算得的制動(dòng)力矩。此外，對(duì)制動(dòng)壓力的控制可以很靈敏，對(duì)尤其是轉(zhuǎn)向角和摩擦系數(shù)的變化反應(yīng)很快。
在計(jì)算系數(shù)時(shí)這樣來考慮轉(zhuǎn)向角δ的影響圖23是一車輛的示意圖，其中主要描述了前輪601和602。S表示前輪間距，lv表示重心610與前軸的距離。
車輪面650、651與車輛縱軸間的夾角為轉(zhuǎn)向角652、653。這里簡(jiǎn)單地假定轉(zhuǎn)向角δ652、653相等。作用在車輪平面650、651的制動(dòng)力的有效力臂在小轉(zhuǎn)向角的情況下可近似由下式計(jì)算F3.2ahr=S2+δ*lv]]>F3.2bhl=S2-δ*lv]]>由于“小轉(zhuǎn)向角”近似并非總被滿足，有時(shí)用下述公式計(jì)算是有利的F3.3ahr=S2+δ*S24+lv2]]>F3.3bh1=S2-δ*S24+lv2]]>若算得的力臂小于0，則將其置為0。
現(xiàn)在，可由以下公式計(jì)算車輪系數(shù)cxxF3.4Cxx＝Chydxx*hl，r其中Chydxx表示除轉(zhuǎn)向角δ外的所有其他參數(shù)的影響。
以這種方式，所述系數(shù)可表示為兩項(xiàng)之積，第一項(xiàng)確定有效力臂，另一項(xiàng)與轉(zhuǎn)向角無(wú)關(guān)。
3.2通過減小側(cè)向力產(chǎn)生的附加偏航力矩施加單向作用的制動(dòng)力的方法是控制車輪制動(dòng)器，使車輪以不同的強(qiáng)度被制動(dòng)。上一部分已描述了如何實(shí)施這種方法。
但是，當(dāng)需要在踏板制動(dòng)期間進(jìn)行穩(wěn)定性調(diào)節(jié)的時(shí)候，即當(dāng)由于駕駛員的制動(dòng)在車輪制動(dòng)器中已形成一定制動(dòng)壓力時(shí)，這種方法就遇到了極限。原理上在這種情況下仍可用上述方法。檢測(cè)已施加的制動(dòng)壓力的變化來代替絕對(duì)壓力。
但這里會(huì)遇到這樣的問題。若在一車輪制動(dòng)器中已施加了很多的壓力，使得產(chǎn)生了很大的制動(dòng)力，這樣，再提高制動(dòng)壓力并不一定會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)力的增加，因?yàn)檫_(dá)到了輪胎和路面間的附著極限。在上述模型中假定的制動(dòng)壓力和制動(dòng)力之間的線性關(guān)系在這種情況下將不再成立。
從偏航力矩控制角度來看，為使車輛一側(cè)的制動(dòng)力不超過極限，可通過減小另一側(cè)的制動(dòng)力來補(bǔ)償。
但這也存在缺點(diǎn)，即制動(dòng)力的減小使車輛減速放慢。這并不總是可取的，因?yàn)樵隈{駛員進(jìn)行制動(dòng)時(shí)車輛應(yīng)在可能短的距離內(nèi)停止。因此，對(duì)實(shí)際車輛減速的太厲害的放慢通常是不可取的。為解決這一問題，給出以下方法。
至少一個(gè)車輪的車輪制動(dòng)器這樣被控制，調(diào)節(jié)該車輪的縱向打滑率(Laengsschlupf)2，使其大于車輪與地面附著達(dá)到最大時(shí)的縱向打滑率。這種方法應(yīng)用了傳輸?shù)闹苿?dòng)力，即施加在輪胎上的縱向力在縱向打滑率為約20％(0％-自由轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪；100％-抱死的車輪)時(shí)達(dá)到其最大值，并且當(dāng)超過20％時(shí)，可傳輸?shù)闹苿?dòng)力只減小很少，使得在車輪打滑率在20％至100％之間時(shí)對(duì)車輛的減速不產(chǎn)生很大的損失。
若同時(shí)考慮可傳輸?shù)膫?cè)向力，即垂直于車輪面的力，則該力與車輪打滑率存在很強(qiáng)的依賴關(guān)系，即隨打滑率的增加可傳輸?shù)膫?cè)向力急劇減小。當(dāng)打滑率超過50％時(shí)車輪的特性近似于抱死的車輪。即不能再對(duì)其施加側(cè)向力。
通過對(duì)應(yīng)調(diào)整為高縱向打滑率的車輪的適當(dāng)選擇，可使車輛進(jìn)行受控滑動(dòng)，而由此滑動(dòng)引起的偏航角的改變應(yīng)與所希望的改變相符。因?yàn)樵谶@種方法中縱向力基本保持不變，但側(cè)向力被明顯降低，因此可在不大大減小車輛的減速度的情況下對(duì)偏航角速度進(jìn)行控制。
對(duì)至少短時(shí)地應(yīng)以較大縱向打滑率行駛的車輪的選擇通過下述規(guī)則進(jìn)行。這里假定駕駛員要求向右彎行。對(duì)向左彎行的情況可運(yùn)用相對(duì)稱的規(guī)則。這里可能遇到這樣的情況，即車輛沒有象等待的那樣向右彎足夠角度。換言之，車輛欠控制。在這種情況下使曲線內(nèi)側(cè)的后輪以較高的打滑率驅(qū)動(dòng)。若車輛彎轉(zhuǎn)過強(qiáng)，即過控制，則使曲線外側(cè)的前輪以高打滑率驅(qū)動(dòng)。
此外可抑制前輪壓力的減小。這根據(jù)以下規(guī)則進(jìn)行。當(dāng)車輛欠控制時(shí)，阻止曲線外側(cè)前輪的制動(dòng)壓力的降低。而當(dāng)車輛過控制時(shí)，阻止曲線內(nèi)側(cè)前輪的制動(dòng)壓力的降低。
對(duì)制動(dòng)壓力的實(shí)際控制可按如下進(jìn)行。如上所述，根據(jù)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的偏航力矩和加權(quán)的車輪系數(shù)確定各車輪制動(dòng)器中的制動(dòng)壓力。
在計(jì)算所述系數(shù)時(shí)可引入一依賴于制動(dòng)滑移的因子，該因子用于調(diào)整上述所希望的制動(dòng)滑移。對(duì)車輪壓力減小的限定可通過對(duì)相應(yīng)的系數(shù)設(shè)定下門限值來實(shí)現(xiàn)。
下面說明制動(dòng)裝置的控制程序中的方法。
控制程序根據(jù)加權(quán)的系數(shù)計(jì)算每個(gè)車輪制動(dòng)器中必須產(chǎn)生的制動(dòng)壓力。當(dāng)車輛被制動(dòng)時(shí)，尤其是當(dāng)車輛在輪胎和地面間的附著達(dá)到極限的情況下減速時(shí)，所述計(jì)算比較復(fù)雜。在這種情況下，完全可能在需要疊加的車輛穩(wěn)定控制之前首先進(jìn)行防抱死控制。
在這種情況下，不能使用對(duì)于未制動(dòng)車輛的方法，因?yàn)槔绠?dāng)提高一車輪制動(dòng)器中的壓力時(shí)相應(yīng)的制動(dòng)力不再線性地增加，因?yàn)橐堰_(dá)到了附著極限。所以，提高該車輪制動(dòng)器中的壓力不能產(chǎn)生附加制動(dòng)力，也不能產(chǎn)生附加力矩。
雖然可通過減小所述軸的另一個(gè)車輪的車輪制動(dòng)器壓力來達(dá)到產(chǎn)生附加偏航力矩的同樣的效果，但這樣就減小了整體制動(dòng)力，這與應(yīng)在盡可能短的距離內(nèi)使車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)的要求是相矛盾的。
因此應(yīng)用圖24所示的車輪特性。該圖X軸表示0至100％的打滑率λ，這里，0％表示自由轉(zhuǎn)動(dòng)的輪，而100％表示抱死的輪。Y軸表示摩擦系數(shù)μB和側(cè)向力系數(shù)μs，其取值范圍在0至1之間。圖中的實(shí)線表示不同跑偏角α情況下摩擦系數(shù)與打滑率之間的關(guān)系?？梢钥闯觯绕涫窃谛∨芷堑那闆r下，曲線在λ＝20％范圍達(dá)最大值。在沿100％的方向摩擦系數(shù)緩慢減小。跑偏角為2°時(shí)的最大摩擦系數(shù)大約為0.98，而當(dāng)λ＝100％時(shí)摩擦系數(shù)仍達(dá)0.93。與此相反，側(cè)向力系數(shù)尤其在較大跑偏角的情況下隨打滑率的增加急劇下降。跑偏角為10°的情況下，側(cè)向力系數(shù)在打滑率為0％時(shí)是0.85，而在打滑率為100％則降至0.17。
從圖24的曲線可得出結(jié)論，當(dāng)打滑率在40％至80％的范圍內(nèi)時(shí)可以傳輸較大的制動(dòng)力，但只能傳輸減小了的側(cè)向力。
可運(yùn)用車輪的這種特性有目的地減小車輛上某特定車輪的側(cè)向力。對(duì)所述車輪的選擇由下述規(guī)則進(jìn)行，現(xiàn)結(jié)合圖25a和25b加以詳述。
圖25a、b示意地表示右轉(zhuǎn)的車輛。車輛必須繞其垂直軸作相應(yīng)于轉(zhuǎn)彎半徑和其速度的旋轉(zhuǎn)，即它必須在沿順時(shí)針方向產(chǎn)生一定的偏航角速度。
如上所述，所述車輛上裝有一偏航角傳感器。若測(cè)得的偏航角速度 偏離其額定值 ，則必須施加繞車輛垂直軸的附加力矩MG。
若測(cè)得的偏航角速度與額定值的偏差是這樣的車輛彎轉(zhuǎn)不夠，則車輛處于欠控制狀態(tài)。必須施加一附加的力矩，該力矩在此種情況下為負(fù)值。它的作用必須是使車輛沿彎轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。這在此種情況下可通過提高右側(cè)車輪的制動(dòng)壓力來實(shí)現(xiàn)。
若車輛已經(jīng)被駕駛員制動(dòng)，所述右側(cè)的車輪可能已達(dá)最大制動(dòng)力。若分析電路證實(shí)是這種情況，則升高右后車輪制動(dòng)器的壓力，使該車輪以在40％至80％范圍內(nèi)的打滑率行駛。因此，車輪604被標(biāo)以“λ”。如上所述，結(jié)果導(dǎo)致側(cè)向力的急劇下降。這樣，只有很小的側(cè)向力施加在右后車輪，導(dǎo)致車輛向左甩尾。即車輛開始沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。對(duì)側(cè)向力的減小一直持續(xù)到測(cè)得的實(shí)際偏航角速度 與額定偏航角速度
相符。
圖25b表示過控制的情況。車輛繞其垂直軸的旋轉(zhuǎn)比相應(yīng)于算得的額定偏航角速度的旋轉(zhuǎn)快。在這種情況下，應(yīng)降低前左輪601的側(cè)向力。這同樣可通過將該車輪的打滑率控制在40％至80％之間來實(shí)現(xiàn)。該車輪601用“λ”標(biāo)記。
在這兩種情況下可在控制程序中設(shè)一子程序，在欠控制情況下(圖25a)使曲線外側(cè)的前輪601的壓力再降低，在過控制情況下(圖25b)使曲線內(nèi)側(cè)的前輪602的壓力再降低。這兩個(gè)車輪被標(biāo)以“ Pmin”。對(duì)向左彎轉(zhuǎn)的情況，相應(yīng)地改變控制方向。
單個(gè)車輪中壓力的控制可這樣進(jìn)行為每個(gè)車輪確定一個(gè)表示壓力的改變和計(jì)算得的附加偏航力矩MG之間關(guān)系的系數(shù)。
這些系數(shù)是描述車輛和車輪制動(dòng)器的參數(shù)，及行駛中變化的參量的函數(shù)，尤其是轉(zhuǎn)向角δ和輪胎與路面間的摩擦系數(shù)μ(參見3.1)。為實(shí)現(xiàn)上述控制，附加地引入與所涉及的車輪的縱向打滑率的依賴關(guān)系。對(duì)各車輪中壓力減小的阻止可這樣來實(shí)現(xiàn)，為所述系數(shù)定義下限，若算得的系數(shù)低于這些下限則以下限值代替。
圖26描述了相應(yīng)的算法.首先計(jì)算附加偏航力矩MG(程序640)。根據(jù)該力矩計(jì)算每個(gè)車輪相應(yīng)的制動(dòng)力的改變或制動(dòng)壓力的改變(程序641)。算得的制動(dòng)壓力與門限值Pth比較，該門限值由輪胎與路面間的摩擦系數(shù)等確定(菱形642)。門限值Pth判定繼續(xù)增大車輪制動(dòng)壓力是否同時(shí)會(huì)提高制動(dòng)力。若需控制的壓力低于該門限值，則運(yùn)用3.1中描述的方法進(jìn)行控制。若算得的制動(dòng)壓力高于該門限值，則按上述方法644進(jìn)行壓力的計(jì)算。
4.優(yōu)先電路借助于分布邏輯，從附加偏航力矩MG中計(jì)算出車輪制動(dòng)器中的壓力(見第3部分)。
在一下置的壓力控制電路中，由這些壓力值計(jì)算出輸入閥和輸出閥的控制信號(hào)并將其輸出。在該下置壓力控制電路中，使實(shí)際的車輪制動(dòng)器壓力與計(jì)算值相符。
如果需考慮其他控制器(ABS7，ASR8，EBV9)的控制信號(hào)，則必須首先借助于存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的液壓車輪制動(dòng)器模型將這些控制信號(hào)也轉(zhuǎn)換成壓力值。
這樣，GMR控制器10的壓力要求與ABS控制器等發(fā)生關(guān)系。；這在一優(yōu)先電路中發(fā)生，該優(yōu)先電路決定哪些要求應(yīng)給以優(yōu)先，即決定應(yīng)向車輪制動(dòng)器的壓力控制單元5輸出多大的算得的壓力。壓力控制單元5將該壓力值換算成閥門開關(guān)時(shí)間。
除額定壓力值外也可向優(yōu)先電路輸入額定值變化量(見第7部分)。
在這種情況，優(yōu)先電路3按這樣的規(guī)則將壓力改變量ΔP輸出首先滿足降低某一車輪壓力的要求，并且保持一車輪制動(dòng)器中壓力的要求相對(duì)于提高壓力的要求具有優(yōu)先權(quán)。這樣，按照這樣的規(guī)則處理對(duì)優(yōu)先電路的單個(gè)要求當(dāng)存在降低壓力的要求時(shí)，保持壓力不變或增加壓力的要求被忽略。以同樣的方式，當(dāng)存在保持壓力的要求時(shí)，不會(huì)進(jìn)行壓力增加。
5.直接比較閥門開關(guān)時(shí)間的優(yōu)先電路這里，也可運(yùn)用其他方法。
分布邏輯從附加偏航力矩MG直接計(jì)算出閥門開關(guān)時(shí)間，而不是壓力，其他的控制器也是這樣。這樣可將GMR的閥門開關(guān)時(shí)間與例如ABS所要求的閥門開關(guān)時(shí)間比較。在優(yōu)先電路中不分析不同的壓力要求(如上所述)，而是分析不同的閥門開關(guān)時(shí)間。
為得到閥門開關(guān)時(shí)間，分布邏輯首先計(jì)算出每個(gè)車輪制動(dòng)器需調(diào)節(jié)的壓力變化量。
借助于后接的非線性控制單元，從所述壓力變化量計(jì)算出控制每個(gè)車輪制動(dòng)器的開關(guān)時(shí)間。
所述非線性控制單元例如可以是計(jì)數(shù)器。
該計(jì)數(shù)器將給定的壓力變化量轉(zhuǎn)換成脈沖記數(shù)。為此，循環(huán)時(shí)間T0被分成約3至10個(gè)開關(guān)間隔(脈沖)。每循環(huán)時(shí)間的脈沖的最大數(shù)目是一定的，其大小由控制質(zhì)量確定。
通過計(jì)算的脈沖數(shù)確定在一循環(huán)時(shí)間時(shí)閥門應(yīng)被控制多長(zhǎng)時(shí)間。
因?yàn)槊總€(gè)車輪制動(dòng)器通常有兩個(gè)閥門，一個(gè)閥門(輸入閥)用于控制壓力媒體的輸入，另一個(gè)閥門(輸出閥)用于控制壓力媒體的輸出；所以共產(chǎn)生8個(gè)信號(hào)。
這些脈沖計(jì)數(shù)輸給優(yōu)先電路，該電路在其他道獲取其他控制器的脈沖記數(shù)。
優(yōu)先電路決定給哪一個(gè)控制器優(yōu)先權(quán)，即其脈沖計(jì)數(shù)真正被用于閥門控制。
車輛對(duì)通過操縱車輪制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)力的反應(yīng)是偏航角被改變。這將由GMR控制器10探測(cè)到，并重新確定新的附加偏航力矩。
因此，在控制電路中不存在對(duì)制動(dòng)器壓力的計(jì)算或調(diào)節(jié)。該控制算法不需要關(guān)于車輪制動(dòng)器的任何信息，尤其是不需要關(guān)于車輪制動(dòng)器的容積變化和由此產(chǎn)生的制動(dòng)器壓力之間的關(guān)系的信息。
現(xiàn)結(jié)合圖27說明計(jì)算脈沖時(shí)間(Taktzeit)的一種方法。
通過分布邏輯700從附加偏航力矩MG計(jì)算出應(yīng)施加至各車輪制動(dòng)器的制動(dòng)壓力。詳見第3.1和3.2部分。分布邏輯的計(jì)算結(jié)果是為四輪車輛提供四個(gè)壓力值P1至P4。這些參量必須轉(zhuǎn)換成控制壓力媒體輸入(壓力增加)車輪制動(dòng)器或從其中輸出(壓力減小)的閥門開關(guān)時(shí)間。如上所述，閥門的開關(guān)時(shí)間不是由壓力的絕對(duì)大小計(jì)算的，而是由其改變量算出。為此將每個(gè)值Pn(n＝1至4)輸至一移位寄存器701。在第一寄存器位置702寫入當(dāng)時(shí)值。在第二寄存器位置703中從第一寄存器位置702移入上次的值，這樣在該位置寫入上次計(jì)算循環(huán)的壓力要求。該值以Pn*表示。
在接下來的步驟705從第一寄存器位置702讀出當(dāng)時(shí)的壓力要求Pn。若該值為0或小于一最小值，則程序進(jìn)入循環(huán)706，該循環(huán)應(yīng)保證從車輪制動(dòng)器中取出足夠多的壓力媒體，使出現(xiàn)的壓力為零。為此，關(guān)閉輸入閥門，而輸出閥門打開至少一個(gè)循環(huán)時(shí)間T0。
若當(dāng)時(shí)要求的壓力值高出該最小值，則構(gòu)成所述兩個(gè)寄存器值702和703的差。這在減法器707中進(jìn)行。算得的壓力改變量ΔP可大于或小于0。若大于0，必須提高相應(yīng)車輪制動(dòng)器中的壓力。若小于0，必須減小相應(yīng)車輪制動(dòng)器中的壓力。對(duì)壓力增大的情況，程序按右邊的判斷路徑710進(jìn)行。根據(jù)需調(diào)節(jié)的壓力差以及壓力要求，或者當(dāng)存在相應(yīng)的信號(hào)時(shí)，根據(jù)車輪制動(dòng)器中實(shí)際的壓力計(jì)算輸入閥門打開的時(shí)間Δtein，輸出閥門的打開時(shí)間Δtaus被置為0。相反(判斷路徑711)，對(duì)減小壓力的情況，輸入閥的打開時(shí)間Δtein被置為0，而輸出閥的打開時(shí)間Δtaus則根據(jù)所要求的壓力差和車輪制動(dòng)器中的實(shí)際壓力，及寫入第一寄存器位置702的要求的壓力來計(jì)算。
通常，打開時(shí)間Δt和將施加的壓力變化量ΔP之間存在著線性關(guān)系。
如上所述，并不計(jì)算打開時(shí)間本身，而是計(jì)算脈沖計(jì)數(shù)。這在圖28中得以詳述。上述計(jì)算在相等的時(shí)間間隔(循環(huán)時(shí)間T0)內(nèi)完成，計(jì)算的結(jié)果是確定下一循環(huán)中車輪制動(dòng)器的閥門控制信號(hào)。循環(huán)時(shí)間T0約為3ms。
根據(jù)對(duì)控制精度的要求將每個(gè)循環(huán)時(shí)間T0分成N個(gè)時(shí)隙。
圖28中的循環(huán)時(shí)間被分成6個(gè)時(shí)隙。閥門的開關(guān)時(shí)間不以時(shí)間長(zhǎng)短給出，而是以一個(gè)循環(huán)內(nèi)閥門應(yīng)打開的時(shí)隙的數(shù)目給出。當(dāng)n＝3時(shí)，從圖28可得出，打開時(shí)間為1.5ms。
若要求的打開時(shí)間應(yīng)大于循環(huán)時(shí)間，則n被置為最大值N(在所示例中為6)。
這種計(jì)算為每個(gè)車輪制動(dòng)器完成一次，對(duì)于四輪車輛即完成四次。計(jì)算可平行進(jìn)行也可先后進(jìn)行。計(jì)算的結(jié)果是給出8個(gè)數(shù)值4個(gè)用于輸入閥，4個(gè)用于輸出閥。這些值被輸給經(jīng)改變的優(yōu)先電路720。ABS控制器及其他控制器的也以脈沖計(jì)數(shù)表示的開關(guān)時(shí)間要求也輸入該優(yōu)先電路720。
進(jìn)行所述的控制，使車輪制動(dòng)器中的壓力發(fā)生改變。由此改變制動(dòng)力和作用于車輛上的力矩。這樣，描述車輛動(dòng)力學(xué)特性的參量發(fā)生變化。這將由傳感器直接或間接檢測(cè)到并再次用于計(jì)算。
由此重新產(chǎn)生變化了的力矩要求，如上所述，該要求被轉(zhuǎn)換為新的閥門控制信號(hào)。
需實(shí)現(xiàn)的壓力差的計(jì)算是基于上一計(jì)算循環(huán)算得的壓力要求。但這些壓力差并不是必須真正被調(diào)節(jié)，所以，車輪制動(dòng)器中的實(shí)際壓力與算得的壓力要求存在差別。因此，在有些情況下必須將車輪制動(dòng)器中的實(shí)際壓力調(diào)整到壓力要求值。當(dāng)壓力要求為0時(shí)，即分布邏輯700要求一個(gè)相應(yīng)于一車輪制動(dòng)器中的壓力為0的數(shù)值時(shí)，可以最簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)所述調(diào)整。在這種情況下，不計(jì)算與上次值的差并由此導(dǎo)出控制信號(hào)，而是在步驟705轉(zhuǎn)入計(jì)算開關(guān)時(shí)間的循環(huán)706，該循環(huán)706應(yīng)確保壓力值真正調(diào)整為0。這是通過將輸出閥的打開時(shí)間Δtaus至少設(shè)置為循環(huán)T0來實(shí)現(xiàn)的。
可能還必須向優(yōu)先電路720提供相應(yīng)的信息，使得在一車輪制動(dòng)器中的壓力應(yīng)設(shè)置為0的時(shí)間要求不被其他控制器的給定參量所疊加。此外，可在該信息中確定，壓力的降低應(yīng)持續(xù)多個(gè)循環(huán)時(shí)間，使得壓力真正完全地被降低。
6.車輪制動(dòng)器壓力識(shí)別前四部分描述的FSR壓力控制器提供車輪制動(dòng)器的制動(dòng)壓力值，作為結(jié)果。這些給定值必須實(shí)現(xiàn)。一種方法是測(cè)量車輪制動(dòng)器中的壓力并與給定值進(jìn)行比較。一個(gè)以通常方式工作的壓力控制器將車輪制動(dòng)器壓力調(diào)至給定的額定值。這種方法需為每個(gè)車輪安裝一壓力傳感器，即四輪車需四個(gè)壓力傳感器。
通常由于費(fèi)用的原因，人們?cè)噲D用盡量少的傳感器達(dá)到上述目的。此外，每個(gè)傳感器是一個(gè)可能的干擾源。若一個(gè)傳感器出現(xiàn)故障，整個(gè)控制系統(tǒng)必須被關(guān)閉。
因此建議安置一分析系統(tǒng)，根據(jù)已有傳感器提供的數(shù)據(jù)導(dǎo)出相應(yīng)于車輪制動(dòng)器中的壓力的壓力參量。為此，運(yùn)用下面的概念。
如上所述，每個(gè)車輪制動(dòng)器中的壓力通過兩個(gè)閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)。輸入閥控制壓力媒體的輸入，而輸出閥控制壓力媒體的輸出。
因此，壓力控制器給出的信號(hào)應(yīng)該是表示一閥門應(yīng)打開或關(guān)閉多長(zhǎng)時(shí)間的控制時(shí)間。循環(huán)時(shí)間被分成數(shù)目固定的時(shí)隙(脈沖)。這樣，控制時(shí)間可作為表示一個(gè)閥門應(yīng)打開或關(guān)閉多少個(gè)時(shí)隙的脈沖數(shù)來表示。
基本的考慮是，所述控制信號(hào)不僅輸給車輪制動(dòng)器，而且也作為計(jì)算參數(shù)提供給車輛模型。車輛對(duì)需控制的制動(dòng)器壓力作出反應(yīng)，這里涉及其重心速度v和每個(gè)車輪轉(zhuǎn)速ωi。車輛速度不是直接測(cè)量的，而是用特定的計(jì)算步驟從車輪轉(zhuǎn)速ωi導(dǎo)出。因此，它被稱作參考速度vRef。
在車輛模型中也構(gòu)成相應(yīng)的數(shù)值。
通過將ωi、vRef的實(shí)際值與計(jì)算值即由車輛模型估算的值進(jìn)行比較，可確定單個(gè)車輪制動(dòng)器中的壓力的校正參數(shù)，借助于該校正參數(shù)可對(duì)液壓模型計(jì)算的壓力進(jìn)行修正，使得可給出對(duì)車輪制動(dòng)壓力較好的估算。
圖29詳細(xì)描述了上述原理結(jié)構(gòu)。
標(biāo)記800表示壓力控制單元，即圖中的標(biāo)記5。壓力控制單元從表征需調(diào)整的壓力的一個(gè)第一數(shù)值801和表示車輪制動(dòng)器中的估算或測(cè)得的一個(gè)第二數(shù)值802計(jì)算出車輪制動(dòng)器閥門的控制時(shí)間。這里控制時(shí)間表示為輸出參數(shù)803。標(biāo)記810表示車輛。由此表示出，車輛對(duì)由對(duì)車輪制動(dòng)器壓力調(diào)節(jié)而產(chǎn)生的力發(fā)生反應(yīng)。這里單個(gè)車輪的轉(zhuǎn)速ωi也發(fā)生改變。
車輛810也應(yīng)包括探測(cè)車輪轉(zhuǎn)速的車輪傳感器，以直接測(cè)量數(shù)值ωi供使用。
車輛810還應(yīng)包括一個(gè)ωi分析單元，它通常是ABS控制器的一部分，在一定的邊界條件下從單個(gè)車輪的車輪轉(zhuǎn)速ωi計(jì)算出相應(yīng)于車輛的實(shí)際速度的所謂的參考速度vRef。
從單個(gè)車輪轉(zhuǎn)速和車輛參考速度計(jì)算出每個(gè)車輪的打滑率λi。
數(shù)值ωi、vref作為輸出值811供使用，而打滑率λi作為數(shù)值812供使用。
所有運(yùn)用的計(jì)算模型由820表示。它包括三個(gè)子模型，即液壓模型821車輛模型822輪胎模型823液壓模型821用兩個(gè)近似公式表示制動(dòng)器壓力P和車輪制動(dòng)器內(nèi)的容積V及當(dāng)輸入和輸出閥打開一定時(shí)間時(shí)容積的變化ΔV之間的關(guān)系。F6.1p＝a*V+b*V2F6.2ΔV=±c*tein/aus*ΔP]]>參數(shù)a、b、c表示制動(dòng)系統(tǒng)的特性，被存儲(chǔ)在相應(yīng)的存儲(chǔ)器中。p表示車輪制動(dòng)器中實(shí)際的壓力。V表示車輪制動(dòng)器中的實(shí)際容積。
通過輸入閥或輸出閥測(cè)定Δp，當(dāng)通過輸入閥測(cè)量時(shí)，測(cè)量一壓力源和p之間的差，而當(dāng)通過輸出閥測(cè)量時(shí)，測(cè)量p和一儲(chǔ)存器中的壓力之間的差，該儲(chǔ)存器中的壓力通常為1巴，因而可被忽略。
出發(fā)點(diǎn)是，控制開始時(shí)車輪制動(dòng)器中的壓力及其中的容積為0，這樣通過跟蹤閥門打開時(shí)間就可完全清楚容積的變化及由之產(chǎn)生的壓力的變化。
但所給出的公式只是非常粗略地給出了實(shí)際的關(guān)系，因此必須做相應(yīng)的校正。在模型822中通常用一四個(gè)支點(diǎn)(車輪支承面)支撐在一個(gè)平面上的剛體表示車輛。
該剛體可在平行于所述平面，即在x和y方向移動(dòng)，也可繞其重心轉(zhuǎn)動(dòng)，這里，轉(zhuǎn)動(dòng)軸垂直于移動(dòng)平面。
作用在剛體上的力是作用在車輪支承面的制動(dòng)力和空氣阻力。
基于以上考慮，車輪載荷可表示為F6.3aFz,v=m*g*lh+h+(-Fx,v-Fx,h)lv+lh=m*g*lh-h*m*v.reflv+lh]]>F6.3bFz,h=m*g*lv+h*(-Fx,v-Fx,h)lv+lh=m*g*lv-h*m*v.reflv+lh]]>通常，這樣的模型對(duì)進(jìn)行所希望的壓力校正來說是足夠的。若有必要，可使該模型更精確。該模型主要向進(jìn)一步的計(jì)算提供支點(diǎn)面的載荷與重心的減速間的關(guān)系。車輪被當(dāng)作可旋轉(zhuǎn)的盤，具有一定的慣性矩。F6.4ω.=Rrad*Fx-MBrΘ]]>作用在車輪上的減速力矩與車輪制動(dòng)壓力成比例。F6.5MBr＝CBr*P在輪胎模型中，假定附著利用率(Kraftschlussausnutzung)f，即制動(dòng)力與車輪載荷之比，與車輪的打滑率成比例。F6.6Fx～λ*Fz由以上方程可以計(jì)算出每個(gè)車輪的轉(zhuǎn)速和車輛模型的參考速度。
這些值與實(shí)際值811進(jìn)行比較。這在比較點(diǎn)830處進(jìn)行。從每個(gè)車輪轉(zhuǎn)速的測(cè)量值和估算值之間的差可在考慮校正因子k情況下確定一附加壓力媒體體積。
將該附加壓力媒體體積ΔV與算得的額定體積相加，得出一新額定體積，從該新額定體積根據(jù)公式F6.1導(dǎo)出較準(zhǔn)確地與實(shí)際車輪制動(dòng)器壓力相符的車輪制動(dòng)器壓力。
估算的精確度自然與校正因子k有關(guān)，在有些情況下該因子通過實(shí)驗(yàn)事先確定。
該因子可隨車輛的不同而不同，并且還決定于車輛模型描述實(shí)際狀況的精確程度等因素。
所述附加體積也可包含容差體積，由此可以考慮通過閥門的體積流量與開關(guān)時(shí)間不成比例的情況。當(dāng)打開或關(guān)閉閥門時(shí)，閥門的開“截面是緩慢地加大或減小的，這樣，在開口截面仍在加大或減小的時(shí)隙中只能流過較少的體積。
7.偏航角速度測(cè)量?jī)x的替代在上述控制方法中偏航角速度是一個(gè)非常重要的參量，因?yàn)樗强刂茀⒘浚淦瞀う讘?yīng)保持最小。但同樣也可運(yùn)用其他控制參量，如下所述。為簡(jiǎn)化起見在本部分使用如下符號(hào)
表示測(cè)得的實(shí)際偏航角速度
表示測(cè)得的實(shí)際偏航角加速度
表示測(cè)得的實(shí)際偏航角加速度的變化(偏航角突變(Gierwinkelruck))
對(duì)圖9中的額定值也作同樣規(guī)定，但分別加以下標(biāo)“s”。
圖12中的測(cè)得的偏航角速度通常由偏航角速度傳感器321確定，該傳感器給出輸出信號(hào)gI。但是這種直接給出偏航角速度的偏航角速度傳感器非常復(fù)雜和昂貴。其后連接的比較器和屬于控制電路的控制器也是這樣。因此有必要采用較簡(jiǎn)單的傳感器和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的控制器。
圖13表示一種新型傳感器321的工作方式，它有一個(gè)第一橫向加速度測(cè)試儀322和一個(gè)第二橫向加速度測(cè)試儀323。這兩個(gè)測(cè)試儀分別安置在前后軸的中點(diǎn)處。從原理上說，所述橫向加速度測(cè)試儀可裝在除重心SP外的任何地方，只是需作相應(yīng)的換算。圖13中示出了一個(gè)帶有輪胎325的車輛的四角形輪廓324及傳感器。基于這種配置，前側(cè)橫向加速度測(cè)量?jī)x322測(cè)量前軸326高度處的橫向加速度aqv，而后側(cè)橫向加速度測(cè)量?jī)x323測(cè)量后軸327高度處的橫向加速度aqh。
運(yùn)用這兩個(gè)橫向加速度測(cè)量?jī)x可給出一個(gè)依賴于偏航角速度的參量。運(yùn)用數(shù)學(xué)推導(dǎo)可以得出，可按下面公式從橫向加速度測(cè)量?jī)x的測(cè)量結(jié)果計(jì)算偏航角加速度和重心的橫向加速度aquerF7.1Ψ..=aqh-aqvlh+lv]]>F7.2aquer≈-v.ref*β-aqh*lv+aqv*lhlh+lv]]>如可從圖13看出的那樣，lv，lh表示橫向加速度測(cè)量?jī)x322、323與重心SP的距離，v為車速，β為側(cè)偏角。這樣，可由橫向加速度和加速度測(cè)量?jī)x322、323的距離確定偏航角加速度
。因此，可運(yùn)用偏航角加速度
代替前幾部分所述的偏航角速度?；蛘咭部膳c已知的狀態(tài)控制相似地對(duì)比較器的各輸入?yún)⒘窟M(jìn)行線性加權(quán)。這里，可從偏航角加速度
和側(cè)偏角速度
通過定積分或按比例的一級(jí)低通濾波計(jì)算出偏航角速度g和側(cè)偏角β，以從傳感器321得到其單位相應(yīng)于車輛參考模型302的輸出參量的量(第2.3.1部分)。
對(duì)于定積分F7.3G(z-1)=λ2*T02*(1-z-1)*(1+z-1)1-λ*z-1]]>而運(yùn)用低通濾波時(shí)則有以下關(guān)系式F7.4G(z-1)=T1*(1-λ)1-λ*z-1]]>側(cè)偏角速度可按下列關(guān)系得到F7.5aq=v*(Ψ.+β.)]]>可以看出，雖然可通過運(yùn)用兩個(gè)橫向加速度測(cè)量?jī)x代替已知的偏航角速度測(cè)量?jī)x，但必須采取上述措施將偏航角加速度轉(zhuǎn)換成偏航角速度。在得到Δg和
后可不加改變地接入圖1所示的控制規(guī)則16。在圖14中，這樣算得的力矩MG還在控制規(guī)則16中通過時(shí)間微分轉(zhuǎn)換成力矩改變量M。
在有些情況下轉(zhuǎn)入圖17所示的非線性控制是有宜的，這里，偏航角加速度
不但作為實(shí)際值而且作為從車輛模型302中輸出的額定值輸入比較器303。為此，必須在車輛參考模型中構(gòu)成相應(yīng)的導(dǎo)數(shù)。
作為結(jié)果，比較器303的輸出參量是偏航角加速度的偏差
，而不是偏航角速度之差Δg，并作為輸入?yún)⒘枯斀o控制規(guī)則16。此外，為精確確定力矩改變量，還將側(cè)偏角速度
輸入偏航力矩控制規(guī)則16，如圖15所示。
如描述圖14時(shí)已提出的那樣，可用力矩改變量
代替附加力矩MG作為控制規(guī)則16的輸出信號(hào)。在一改變的分布邏輯中，力矩改變量,
即附加偏航力矩MG的時(shí)間導(dǎo)數(shù)被轉(zhuǎn)換成單個(gè)的壓力改變量。這意味著，將壓力改變量分配至各車輪制動(dòng)器，使得整體上給出所希望的附加偏航力矩MG。下面結(jié)合圖16詳細(xì)進(jìn)行描述。
考慮到有可能通過駕駛員操縱制動(dòng)器在車輪制動(dòng)器中同時(shí)存在一定的壓力分布。在這種情況下，通過對(duì)力矩改變量
積分而得出力矩MG是較有利的，由此可直接確定鑒于每個(gè)車輪制動(dòng)器中已有壓力必須被施加的壓力差。上述的通過運(yùn)用在第1至3部分利用的控制參量的導(dǎo)數(shù)的擴(kuò)展方法也可與第3部分所述的分布邏輯組合。這樣可利用兩種控制規(guī)則，一種是提供附加偏航力矩MG而另一種是提供加附偏航力矩的改變量
作為預(yù)定值。這里可在兩種規(guī)則之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。尤其當(dāng)不能以足夠的精度計(jì)算一種規(guī)則的附加控制參量(側(cè)偏角等)時(shí)(例如見第2.2.2部分)，必須進(jìn)行向另一種規(guī)則的轉(zhuǎn)換。應(yīng)注意到，圖15中的控制規(guī)則16除輸入
作為校正參量外還輸入
圖15所示的控制規(guī)則16中除了匹配的前置放大器k1、k2、k3外還有兩個(gè)門限值開關(guān)82和83，用以改進(jìn)控制規(guī)則16內(nèi)的控制性能，并根據(jù)速度將輸入?yún)⒘康挠绊懫ヅ涞阶罴芽刂菩阅?。前置放大器k1至k3的任務(wù)是可比較的。在加法器中將各數(shù)值相加，并作為GMR控制器10的輸出信號(hào)輸出。對(duì)于在此也適用的對(duì)控制規(guī)則的詳細(xì)說明參見第2.4部分。
已結(jié)合圖1說明了控制器7、8、9輸出的壓力給定值和分布邏輯2的壓力給定值是如何在優(yōu)先電路3中聯(lián)系起來的。壓力給定值運(yùn)用的前提是在給出這些給定值的裝置中先進(jìn)行轉(zhuǎn)換。通過下述措施可以簡(jiǎn)化控制電路的不同程序模塊間的信息交換。
圖16是圖9和圖14所示的車輛穩(wěn)定控制電路的簡(jiǎn)化形式，其中保留了原圖中引入的標(biāo)記。
圖1中的GMR控制器10這里被改變成輸出附加偏航力矩MG的改變量
，它與駕駛員所希望的制動(dòng)器壓力分布一起輸給分布邏輯2。對(duì)
的計(jì)算參見圖12。
分布邏輯2具有一邏輯塊340和一壓力梯度電路341。邏輯塊340的基本任務(wù)是，在盡管進(jìn)行車輛穩(wěn)定控制情況下使車輛受的總的制動(dòng)壓力不比由駕駛員通過向分布羅輯2輸入壓力信號(hào)而給出的給定壓力強(qiáng)。這樣就避免了車輛穩(wěn)定控制帶來附加的不穩(wěn)定因素。如果根據(jù)駕駛員的制動(dòng)要求在一個(gè)車輪中建立一定的制動(dòng)壓力，另一方面，F(xiàn)SR控制器要求在一或兩個(gè)車輪上升壓而在相對(duì)的車輪上減壓以獲得附加偏航力矩，這樣，對(duì)單個(gè)車輪來說可能存在彼此相反的要求，即同時(shí)要求升壓和降壓。而對(duì)于另外的車輪，可能駕駛員的制動(dòng)要求和穩(wěn)定控制同時(shí)需要加壓。這時(shí)邏輯塊的作用是使相應(yīng)車輪中的制動(dòng)壓力降低，然后可使該制動(dòng)壓力升高超出駕駛員的制動(dòng)要求至其一定的極限值。由此保證在考慮FSR控制所要求的附加轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的情況下使所有車輪的平均制動(dòng)力不大于駕駛員所希望的大小。
如在第3.2部分所述，可有目的地提高某一車輪上的縱向打滑率系數(shù)λ，以在縱向制動(dòng)力不變的情況下減小側(cè)向力。以此方式可在不影響車輛減速的情況下施加偏航力矩。
在分布邏輯2的壓力梯度電路341中，根據(jù)預(yù)定常數(shù)dxx和力矩變化率
計(jì)算各車輪xx上的壓力改變量ΔPxx，這里還涉及駕駛員給出的制動(dòng)壓力P駕駛員和實(shí)測(cè)制動(dòng)壓力Pxxist之間的差。這樣有下列關(guān)系F7.6
其中xx∈〔vr，vl，hr，hl〕g1＝比例因子。
實(shí)際制動(dòng)壓力Pxxist或者由所涉及的車輪上的壓力測(cè)量?jī)x獲取或者通過制動(dòng)器模型計(jì)算，該模型跟蹤為該車輪給出的壓力改變量，因此是該車輪中當(dāng)時(shí)所具有的制動(dòng)壓力的反應(yīng)(第6部分)。
計(jì)算出的壓力要求被輸入一優(yōu)先電路3并在那里被分析(見第4部分)。
上述描寫的條件是，在優(yōu)先電路中直接對(duì)壓力梯度進(jìn)行處理。但這不是必要的。也可在優(yōu)先電路3中對(duì)閥門開關(guān)時(shí)間Δt進(jìn)行處理(第5部分)。但在這種情況下必須在分布邏輯2和優(yōu)先電路3中間加入一閥門開關(guān)時(shí)間電路343，這里，從其他控制器7、8、8中也給出閥門開關(guān)時(shí)間Δt。優(yōu)先電路按照如在第4部分對(duì)制動(dòng)壓力所描述的方法對(duì)輸入的閥門開關(guān)時(shí)間Δt進(jìn)行處理。該優(yōu)先電路的輸出參量是閥門開關(guān)時(shí)間。單個(gè)車輪xx所需的壓力改變量ΔPxx與閥門開關(guān)時(shí)間Δtxx之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系為F7.7Sxx＝Krpxxist·Δpxx其中Krxx是放大因子，它依賴于單個(gè)車輪的實(shí)際壓力，當(dāng)壓力增加時(shí)由下式給出F7.8Krxx(pxxist)=1Dvauf*T0*a2+4*b*pxxist*160-pxxist]]>而當(dāng)壓力減小時(shí)則由下式給出F7.9Krxx(pxxist)=1Dvab*T0*a2+4*b*pxxist*pxxist]]>其中xx表示車輪的不同位置。
權(quán)利要求
1.具有多于二個(gè)車輪的車輛的制動(dòng)設(shè)備，其中至少一部分車輪安裝有制動(dòng)裝置，每個(gè)車輪所安裝的制動(dòng)裝置可彼此獨(dú)立地操縱，安裝有控制裝置，根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)確定應(yīng)施加在車輪上的制動(dòng)裝置上的制動(dòng)力矩，并向制動(dòng)裝置輸出相應(yīng)的控制命令，還安裝用于確定各車輪縱向打滑率的裝置，以及用于確定需產(chǎn)生的繞車輛垂直軸的附加偏航力矩的裝置，用于抑制不所希望的偏航角和/或偏航角速度和/或偏航角加速度，并向控制裝置輸出一相應(yīng)的值，其中，這樣來設(shè)計(jì)控制裝置，使其這樣控制至少一個(gè)車輪的制動(dòng)裝置，使該車輪的縱向打滑率大于達(dá)到最大附著時(shí)的縱向打滑率。
2.權(quán)利要求1的制動(dòng)設(shè)備，其特征在于，縱向打滑率的值不大于70％。
3.權(quán)利要求2的制動(dòng)設(shè)備，其特征在于，縱向打滑率的數(shù)量級(jí)在50％至70％。
4.權(quán)利要求1的制動(dòng)裝置，其特征在于，在曲線行駛并需產(chǎn)生應(yīng)使車輛向曲線內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)的附加偏航力矩時(shí)，按權(quán)利要求1至3的規(guī)則控制曲線內(nèi)側(cè)后輪的縱向打滑率。
5.權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的制動(dòng)裝置，其特征在于，在曲線行駛并需產(chǎn)生應(yīng)使車輛向曲線外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)的附加偏航力矩時(shí)，按權(quán)利要求1至3的規(guī)則控制曲線外側(cè)前輪的縱向打滑率。
6.上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制動(dòng)裝置，其特征在于，控制裝置為每個(gè)安裝有制動(dòng)裝置的車輪確定一車輪系數(shù)，由附加偏航力矩和所述各加權(quán)系數(shù)計(jì)算出每個(gè)車輪的車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩或制動(dòng)壓力，并且至少一個(gè)車輪系數(shù)根據(jù)上述需調(diào)節(jié)的縱向打滑率來確定.
7.上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制動(dòng)設(shè)備，其特征在于，對(duì)與需進(jìn)行縱向打滑率調(diào)節(jié)的車輪相對(duì)的一側(cè)的前輪的制動(dòng)壓力減小進(jìn)行限制。
8.權(quán)利要求7的制動(dòng)設(shè)備，其特征在于，對(duì)制動(dòng)壓力減小的限制通過對(duì)相應(yīng)車輪系數(shù)的相應(yīng)限定來實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有多于二個(gè)車輪的車輛的制動(dòng)設(shè)備，其中至少一部分車輪安裝有制動(dòng)裝置，每個(gè)車輪所安裝的制動(dòng)裝置可彼此獨(dú)立地操縱，安裝有控制裝置，根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)確定應(yīng)施加在車輪上的制動(dòng)裝置上的制動(dòng)力矩，并向制動(dòng)裝置輸出相應(yīng)的控制命令，還安裝用于確定各車輪縱向打滑率的裝置，以及用于確定需產(chǎn)生的繞車輛垂直軸的附加偏航力矩的裝置，用于抑制不所希望的偏航角和/或偏航角速度和/或偏航角加速度，并向控制裝置輸出一相應(yīng)的值，其中，這樣來設(shè)計(jì)控制裝置，使其這樣控制至少一個(gè)車輪的制動(dòng)裝置，使該車輪的縱向打滑率大于達(dá)到最大附著時(shí)的縱向打滑率。
文檔編號(hào)B60W30/02GK1166813SQ95196428
公開日1997年12月3日 申請(qǐng)日期1995年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月25日
發(fā)明者阿爾弗雷德·埃克特, 托馬斯·克蘭茲 申請(qǐng)人:Itt歐洲自動(dòng)車股份公司