[发明专利]横摆稳定性控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于装备有电动助力转向的车辆的横摆稳定性控制系 统。此外，本发明涉及控制装备有电动助力转向的车辆的横摆稳定性控 制系统的方法。

背景技术

目前存在数种用于增加车辆驾驶员的驾驶能力的车辆控制系统。这 些控制系统包括防抱死制动系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS)和稳 定性控制。示例稳定性控制系统为电子稳定性控制(ESC)系统或有时称 为横摆稳定性控制(YSC)系统。这种类型的系统有时也称为电子稳定 性程序(ESC)系统或动态稳定性牵引力控制(DSTC)系统。

稳定性控制系统用于维持受控稳定的车辆运转用于改善的车辆和乘 客安全。稳定性控制系统经常用于在维持车辆的控制以防止车辆打滑并 在转弯时帮助驾驶员维持方向稳定性。如果检测到侧向滑动或横向滑动 则通过ABS系统启动该功能以制动一个或多个车轮。

更加具体地，上述横摆稳定性控制系统通常比较基于方向盘转角的 驾驶员所需的车辆朝向与从位于车辆上的运动传感器确定的行驶路径。 通过调节车辆每个拐角处的制动量与车辆的牵引力，可以维持期望的行 驶路径。

现有的稳定性控制系统设计用于修正由轮胎力扰动(例如由于道路 表面扰动或由于驾驶员的驾驶意图与道路表面条件不匹配的轮胎力差 异)造成的不需要的车辆运动。这种不匹配常常在应用至车辆的前轮胎 横向力和后轮胎横向力之间存在较大不同(称为横向轮胎力差异)或左 轮胎纵向轮胎力和右轮胎纵向轮胎力之间存在较大不同(称为纵向轮胎 力差异)或二者的组合时发生。这种轮胎力差异称为轮胎力扰动。

现有的横摆稳定性控制系统对控制由于上述的轮胎力扰动的不需要 的车辆运动是有效的。横摆稳定性控制系统激活制动器、减少发动机扭 矩、或改变个别车轮或车桥的驱动扭矩以便产生主动轮胎力差异以抵消 轮胎力扰动的效果。即控制机构和车辆扰动来自于相同的来源：轮胎力 变化或轮胎力差异。

例如，当高速驾驶车辆通过弯道时，车辆可使其前轮受到饱和的侧 向反作用力，这样存在前后轮胎横向力差异。这种轮胎力扰动会产生横 摆力矩扰动，其导致车辆转向比驾驶员要求的少。这称为转向不足情况。 当使用现有的横摆稳定性控制系统时，制动内侧后轮以增加纵向力来产 生横摆力矩以抵消由轮胎力扰动根据前后轮胎横向力差异产生的横摆力 矩扰动。

然而，该制动干预常常被作为横摆率误差的函数来执行，其中横摆 率误差确定为横摆率目标和感应到的横摆率的差异。通常使用非线性的 所谓自行车模型从可被认为指示驾驶员意图的方向盘转角和车辆速度计 算横摆角目标。根据轮胎与路面的摩擦补偿该自行车模型为非线性。

有经验的驾驶员对方向盘的扭矩反馈比较敏感。即使对于更大的方 向盘转角，方向盘扭矩会在经过摩擦峰值的位置前降低。有经验的驾驶 员可使用这种通过方向盘提供的信息来在前桥上执行补偿性转向以便以 最佳方式利用轮胎与路面的摩擦。

然而，这种有经验的驾驶员的驾驶会在横摆稳定性控制系统中导致 常常低于横摆稳定性控制系统的阈值的小的横摆率误差，因此横摆稳定 性控制系统将不会执行横摆稳定性控制干预。因而，将不会以最佳方式 使用车辆后桥轮胎与道路的摩擦。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种改进的用于装备有电动助力转向的 车辆的横摆稳定性控制系统，通过该系统可以更加有效地在所有车桥上 使用车辆的轮胎与路面摩擦。

依照本发明的第一个方面实现了该目的，其描述了该用于装备有电 动助力转向的车辆的横摆稳定性控制系统包含：用于确定发生转向不足 的装置；用于在确定发生转向不足之后确定转向不足的角度的装置；用 于确定转向不足的角度是否超过阈值的装置；用于在确定已确定的转向 不足的角度超过阈值时保存方向盘扭矩值和方向盘转角值的装置；用于 计算方向盘差值扭矩、方向盘转角差并在差值扭矩计算的开始时更新方 向盘转角的装置；用于将计算的方向盘差值扭矩应用至车辆的转向的装 置；用于计算驾驶员意图的方向盘转角并使用它来控制车辆的横摆稳定 性控制运转的装置。

本发明的进一步目的在于提供一种改进的控制装备有电动助力转向 的车辆的横摆稳定性控制系统的方法，通过该方法可更加有效地在所有 车桥上使用车辆的轮胎与道路的摩擦。