控制车辆制动以防止停泊或停止车辆时的抖冲的方法与流程

本发明涉及用于控制车辆制动以防止停泊或停止车辆时的抖冲(jerk)的方法，并且更具体地，本发明涉及被配置为防止当车辆使用停车制动器停泊或停止在倾斜表面上时所出现的抖冲的方法。

背景技术：

如果车辆使用停泊齿轮(p-gear，p齿轮)停止或停泊，则驾驶员的制动踏板处于离开位置，即，在由于驾驶员从制动踏板移开他或她的脚而使得制动踏板不再被按压时，由于到停车制动器的制动力事实上开始起作用之前的固有机械时间间隔，可出现时间延迟，并且因此车辆可抖冲。该现象被称为抖冲。抖冲可被称为在纵向方向加速度上的任意改变，其被定义为加加速度(addedacceleration)。

在对所得运动的分析中，只考虑加速度是足够的。当应考虑乘坐舒适度时，通常考虑加加速度。通常，已知的是，人能够承受竖直方向上的高达2.0m/s³的抖冲。

如图1(相关技术)所示，在车辆使用p齿轮在倾斜表面上停止或停泊的状态下，当驾驶员从制动踏板移开他或她的脚时，将降低由制动踏板生成的四个前轮和后轮的液压。此时，由于车轮处的用于有效啮合力的时间间隔，车辆被瞬间向后推，并且车辆突然抖冲地停止。在这种情况下，驾驶员可由于抖冲而感到不适。

在本背景技术部分中所公开的上述信息仅用于增强对本发明的背景技术的理解，并且因此背景技术部分可包含并不形成在此国家中为本领域的普通技术人员所已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种方法，该方法考虑到在车辆停止或停泊的状态下的纵向方向加速度，用于控制车辆制动以便补偿由于在停车制动器提供有效制动力之前制动器断开而移除的制动压力。

本发明的另一目的是提供一种用于控制车辆制动的方法，该方法能够以这样的方式提供车辆停止或停泊时的改进稳定性，即，采用车辆的纵向方向加速度和横向方向加速度。

本发明的又一目的是提供用于以这样的方式防止车辆中的抖冲的方法，即，使用esc(电子稳定控制)控制器将恒定制动力转移至前轮和后轮，并且制动压力逐渐移除。

本发明的又一目的是提供用于控制车辆的制动方法，该方法能够在驾驶员使用p齿轮停止车辆或停泊时，以这样的方式向驾驶员提供稳定性，即，考虑到由于车辆的竖直方向与倾斜方向不平行而同时生成纵向方向加速度和横向方向加速度的情况以及当在倾斜表面上停泊或停止车辆时转向角已在预定方向上转动的情况。

因此，在一个方面中，本发明提供用于控制车辆制动以防止停泊或停止车辆时的抖冲的方法，该方法可包括:(a)由电子稳定控制(esc)控制器检查车辆是否停在倾斜表面上并且停车制动器是否已起作用；(b)如果车辆已停止并且停车制动器已起作用，则由esc控制器计算针对每个车轮所需的制动扭矩以便基于倾斜表面抵消纵向方向加速度因子；以及(c)由esc控制器通过控制制动系统向每个车轮提供经计算的所需制动扭矩。

此外，进一步提供(d)：在步骤(b)之前，检测转向角，其中，使用纵向方向加速度、横向方向加速度以及转向角来确定在步骤(b)中计算的所需制动扭矩。

此外，仅在纵向方向加速度超过先前设定的第一基准值或者横向方向加速度超过先前设定的第二参考值的情况下，执行步骤(b)和步骤(c)。

此外，进一步提供(e)：借助于esc控制器，基于预定降低速率，通过逐渐降低在步骤(b)中计算的所需制动扭矩，来控制每个车轮的目标制动压力逐渐降低。

此外，如果用于每个车轮的所需制动扭矩超过预定阈值，则执行步骤(e)。

此外，进一步提供(f)：在步骤(c)之后以及在步骤(e)之前，监测横摆角速率，并且仅在横摆角速率小于先前设定的第三基准值的情况下，执行步骤(e)。

此外，进一步提供(g)：如果横摆角速率超过第三基准值，通过保持在步骤(b)中计算的所需制动扭矩而在不降低所需制动扭矩，来控制使每个车轮的目标制动压力保持。

此外，如果转向角是0°，则可基于以下等式来确定前轮和后轮处所需的制动扭矩：

(1)

(2)

其中，“m”指车辆的质量，“ax”指纵向方向加速度，“g”指重力加速度，“lf”指从前轮的中心到车辆的中心的距离，“lr”指从后轮的中心到车辆的中心的距离，并且“h”指车辆的高度。

此外，如果转向角不是0°，并且横向方向加速因子是0，则通过以下等式确定前轮和后轮处所需的制动扭矩：

(3)

(4)

其中，“m”指车辆的质量，“ax”指纵向方向加速度，“g”指重力加速度，“lf”指从前轮的中心到车辆的中心的距离，“lr”指从后轮的中心到车辆的中心的距离，并且“h”指车辆的高度，并且“δf”指转向角。

此外，如果转向角不是0°，并且横向方向加速因子不是0，则通过以下等式确定前轮和后轮处所需的制动扭矩：

(5)

(6)

(7)

(8)

其中，“m”指车辆的质量，“ax”指纵向方向加速度，“g”指重力加速度，“lf”指从前轮的中心到车辆的中心的距离，“lr”指从后轮的中心到车辆的中心的距离，并且“h”指车辆的高度，并且“δf”指转向角，并且“ay”指横向方向加速度，并且“w”指左轮与右轮之间的距离，“δfl”指左前方车轮的轮胎角度，并且“δfr”指右前方车轮的轮胎角度。

一种包含由处理器执行的程序指令的非暂时性计算机可读介质，可包括：检查车辆是否停在倾斜表面上并且停车制动器是否起作用的程序指令；如果车辆停止并且停车制动器起作用，则计算每个车轮所需的制动扭矩以便基于倾斜表面抵消纵向方向加速度因子的程序指令；以及通过控制制动系统向每个车轮提供计算的所需制动扭矩的程序指令。

下文讨论了本发明的其它方面和优选实施方式。

根据本发明，能够防止当车辆使用停车制动器停泊或停止时可出现的任意抖冲，由此向车辆乘客提供稳定性并且有效增强车辆的品质。

在本发明中，如果车辆未对准倾斜表面停泊或停止，而是以车辆的在预定方向上转动的转向角停泊或停止，则可基本防止停泊或停止车辆时所出现的任意抖冲。因此，能够向车辆乘客提供稳定性。

此外，可在不改变或添加任意硬件的情况下，通过使用典型esc逻辑来执行用于控制车辆制动以防止当停泊或停止车辆时通常出现的任意抖冲的方法。所以，本发明可被轻易采用至已售出以及目前正在使用的车辆，以便以此方式更新相关软件。

附图说明

现将参考附图示出的本发明的某些示例性实施方式来详细描述本发明的上述特征和其他特征，它们在下文中仅通过示例给出，并且因此并非限制本发明，并且其中：

图1(相关技术)是示出停泊或停在倾斜表面上的车辆的视图以及在相对于车辆的纵向方向和横向方向上的加速度；

图2是示出在车辆中出现抖冲时的车辆行为的曲线图；

图3是示出执行本发明的系统的配置的视图；

图4是用于描述根据本发明的实施方式的用于控制车辆制动以防止车辆停泊或停止时的任意抖冲的方法的流程图；

图5是示出停泊或停止车辆时的车辆行为的曲线图，根据本发明的防止在倾斜表面上停泊或停止车辆时的任意抖冲的制动控制方法应用至该车辆；

图6是示出在倾斜表面上停泊或停止的车辆的状态的视图；

图7是示出在车辆与倾斜表面的倾斜方向平行地停泊或停止的状态下，转向角为0°的情况的视图；

图8是示出在车辆与倾斜表面的倾斜方向平行地停泊或停止的状态下，转向角不是0°的情况的视图；

图9是示出在车辆不与倾斜表面的倾斜方向平行地停泊或停止的状态下，转向角为0°的情况的视图；

图10是示出在车辆与倾斜表面的倾斜方向不平行地停泊或停止的状态下，转向角不是0°的情况的视图；以及

图11是示出转向角和轮胎角度的特征曲线的视图。

应理解，附图不必按比例绘出，呈现了说明本发明的基本原理的各种优选特征的略微简化的表示。如本文所公开的本发明的具体设计特征(包括，例如，具体尺寸、方向、位置和形状)将部分由特定的预期应用和使用环境来确定。

在附图中，贯穿附图的一些图，参考标号指的是本发明的相同或等同部件。

具体实施方式

应当理解，本文中所使用的术语“车辆(vehicle)”或“车辆的(vehicular)”或其他类似术语包括广义的机动车辆，诸如包括运动型多用途车辆(suv)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的载客车辆；包括各种小船、海船的船只；航天器等；并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电混合动力车辆、氢动力车和其他替代燃料车辆(例如，源自除了石油之外的资源的燃料)。如本文中提及，混合动力车辆是具有两个或更多个动力源的车辆，例如，汽油动力和电动式车辆。

本文中使用的术语仅用于描述具体实施方式的目的，而并非旨在限制本发明。除非上下文另有明确指示，否则，如本文所用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”旨在也包括复数形式。应进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包含”和/或“含有”规定了阐述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除存在或附加有一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。如本文使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任何和所有组合。贯穿本说明书，除非明确描述为相反地，否则词语“包括(”以及诸如“包含”或“含有”的变形应被理解为暗示包括所述元件，但并不排除还包括任何其他元件。此外，在说明书中描述的术语“单元”、“…器”、“…装置”或者“模块”意指用于处理至少一个功能和操作的单元，并且可通过硬件组件或软件组件及其组合来实现。

进一步地，本发明的控制逻辑可体现为计算机可读介质上的包括由处理器、控制器等执行的可执行程序指令的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的实例包括但并不限于：rom、ram、光盘(cd)-rom、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读介质也可分布在网络耦合的计算机系统中，从而以分布式方式(例如，通过远程信息处理服务器或控制器局域网络(can))存储和执行该计算机可读介质。

现在将在下文中详细参考本发明的各个实施方式，其实例在附图中示出并且描述如下。虽然将结合示例性实施方式描述本发明，但是将理解，本描述并非旨在将本发明限于那些示例性实施方式。相反，本发明旨在不仅涵盖示例性实施方式，而且还涵盖可包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内的各种替代、改变、等价物和其它实施方式。

本发明提供用于控制车辆的制动以防止当车辆使用p齿轮停泊时，在车辆驾驶员从制动踏板移开他或她的脚时所通常出现的任何抖冲的方法。

为了该功能，本发明提供用于以这样的方式防止任意抖冲的方法，即，在车辆停泊或停止的状态下，考虑到纵向方向加速度，使用esc控制器将恒定制动力转移至前轮和后轮，随后制动压力逐渐降低。

当使用p齿轮停泊或停止车辆时，本发明能够以这样的方式在任意情况下向车辆驾驶员和乘客提供稳定性，即，考虑到由于车辆的竖直方向与倾斜方向不平行而同时生成纵向方向加速度和横向方向加速度的情况以及当在倾斜表面上停泊或停止车辆时车辆的转向角已转动的情况。

更具体地，根据本发明的用于控制车辆制动以防止停泊或停止车辆时的抖冲的方法大致被配置为在上述时间间隔期间另外提供制动力，注意到，当车辆在倾斜表面上停泊或停止时，由于停车制动器未能提供有效制动力，通常生成抖冲。车辆的每个车轮所需的制动扭矩可取决于车辆在倾斜表面上的配向(alignment)以及车辆的转向角而不同。在本发明中，计算每个车轮所需的可变制动扭矩，并且由esc控制器基于计算的所需制动扭矩而执行每个车轮的制动控制。

将参考附图描述根据本发明的用于控制车辆的制动以防止停泊或停止车辆时的任意抖冲的方法。

图1是示出停泊或停止在倾斜表面上的车辆的视图以及在相对于车辆的纵向方向和横向方向上的加速度，并且图2是示出在车辆中出现抖冲时的车辆行为的曲线图。

如图1所示，如果车辆停泊或停止在倾斜表面上，则车辆可由于抖冲而被向后推。此时，存在与车辆的行为相关的纵向方向加速度因子和横向方向加速度因子。如果车辆与倾斜表面的斜率准确对齐，则横向方向加速度因子可以是“0”，如果车辆不与倾斜表面的斜率准确对齐，则横向方向加速度因子可一起存在。

如果车辆在倾斜表面上停泊或停止，则如图2所示，将出现加速度和加加速度(即，抖冲)的任意改变，并且因此车辆中的驾驶员和乘客可感到抖冲。

图3是示出执行本发明的系统的配置的视图。如其中所示的，对于每个车轮的制动扭矩可以按照这样的方式调整，即，借助于esc控制器从停车制动器接收输入并且控制制动器液压。

esc控制器被配置为监测车辆速度、变速齿轮、发动机启动等。通常通过检查停车制动器是否工作并且基于上述监测的结果来确定停泊或停止状态。如果车辆速度是“0”并且停车制动器与作为p齿轮的变速齿轮协作，则可确定车辆目前处于停泊或停止状态。此外，可考虑发动机开/关状态。

此外，esc控制器可通过检查车辆是否在倾斜表面上停泊和停止，而只在倾斜表面的情况下执行本发明的控制方法。

因此，如果确定车辆在倾斜表面上停泊或停止，则esc控制器将通过向每个车轮提供额外制动扭矩来控制制动器，以便以此方式防止任意抖冲。

在图4中示出根据本发明的实施方式的用于控制车辆的制动以防止车辆在倾斜表面上停泊或停止时的抖冲的方法。

参考图4，执行步骤(s102)，其中，以这样的方式监测(s101)车辆的状态，即，确定车辆最终是否在车辆停止的状态下停泊。

在通过esc控制器监测之后所获得的值是车辆速度、变速齿轮、发动机启动状态、纵向方向加速度、横向方向加速度等。这些值可通过车轮速度传感器、发动机/变速装置、g传感器等检测和获得。

可借助于这些车辆状态值来确定车辆的停泊和停止状态。另外检查纵向方向加速度或横向方向加速度是否超过预定基准值(s102)。

纵向方向加速度是可导致车辆中的任意抖冲的因子。如果纵向方向加速度和横向方向加速度都小于预定基准值，则可判断抖冲将不会出现或者抖冲将以它可几乎被忽略的程度出现，从而将结束该控制。

然而，如果纵向方向加速度或横向方向加速度超过预定基准值，则可存在抖冲出现的可能性，所以将执行以下控制。以上基准值可以是从实验性验证数据获得的值，并且不限于特定值，并且如果必要，可调整。

如果车辆处于停泊或停止状态或者如果纵向方向加速度或横向方向加速度超过基准值，则将使用转向角传感器来检测转向角(s103)。

在计算每个车轮所需制动扭矩的过程(s104)中，所检测的转向角可与纵向方向加速度值一起使用。随后将描述计算每个车轮所需制动扭矩的过程。

如果计算出每个车轮所需的制动扭矩，则将执行所计算的所需制动扭矩与基准值的比较的步骤(s105)。在所需制动扭矩与基准值比较的比较步骤的情况下，如果需要较小制动扭矩，则可通过判断防止抖冲不必要而不执行以下步骤。如同检查纵向方向加速度是否超过预定基准值的步骤，该步骤不是必要步骤。这些步骤可选择性执行以防止重复操作。

如果每个车轮所需制动扭矩超过基准值，则esc控制器可通过控制制动系统而向每个车轮提供与所需制动扭矩一样大的制动力。

此外，esc控制器可控制制动器以连续降低转移至每个车轮的制动力(s108)。在这种情况下，制动力将从制动器输入被移除的时刻开始连续降低，由此维持车辆的稳定停泊和停止状态。

可以按照这样的方式方法设定制动力的降低，即，可基于先前设定的降低速率来连续降低制动力，但是制动力降低的程度可被视为可变化的设计因子。此外，优选地，制动力的降低应以这样的方式方法执行，即，在由于停车制动器中的间隙而出现延迟时间的过程中，移除所有制动力。

同时，根据本发明的优选实施方式，监测横摆角速率(s106)，并且基于当前横摆角速率与基准值的比较(s107)的结果，可在不降低制动力的情况下，维持制动力(s109)。

更具体地，如图4所示，esc控制器将监测横摆角速率。如果横摆角速率变化很大，例如，如果在塔式停泊系统的转台上停泊的车辆旋转，则通过维持每个车轮的制动力来增强稳定性。

如在图4的步骤s107中，如果断定由esc控制器测量的横摆角速率低于基准值，则将执行典型的制动力降低步骤(s108)。如果测量的横摆角速率超过基准值，则为了车辆稳定性需要执行控制以连续维持每个车轮的制动力(s109)。优选地，可执行该制动力维持步骤(s109)直至横摆角速率降低至基准值以下。

图5示出车辆在倾斜表面上停泊或停止时的车辆行为，该车辆采用根据图4的制动控制以防止在车辆的停泊或停止过程中可出现的任意车辆抖冲。

如图5所示，如果采用本发明的制动控制方法，则不同于图2中的情况，能够借助于另外提供至每个车轮的制动扭矩来缓冲停车制动器的制动间隙，并且因此抖冲可降低至容许水平。

图6是示出停止在倾斜表面上的车辆的视图，同时示出转移至车辆的纵向方向加速度项。

将详细描述图6中的参数以及用于计算每个车轮所需制动扭矩的方法。

可使用安装在车辆中的g传感器来检测倾斜表面上的纵向方向加速度因子。首先假定将仅由于纵向方向加速度因子而出现抖冲。前轮和后轮处的用于抵消纵向方向加速度因子的制动扭矩可如下计算。

首先，可通过以下等式1和等式2基于力矩平衡计算在倾斜表面上的前轮和后轮的竖直重量。

[等式1]

[等式2]

将从等式1和等式2计算考虑到由于纵向方向加速度的重量移动，防止在前轮和后轮上的抖冲所需的制动扭矩。为此，可通过将竖直重量值除以重力加速度来计算施加至每个车轮的质量，并且将所计算的值乘以车辆的纵向方向加速度，由此获得每个车轮应承受的重量。该值乘以车轮的半径，由此计算每个车轮所需的制动扭矩。

在等式3和等式4中示出所计算的前轮和后轮处所需的制动扭矩。

[等式3]

其中，“m”指车辆的质量，“ax”指纵向方向加速度，“g”指重力加速度，“lf”指从前轮的中心到车辆的中心的距离，“lr”指从后轮的中心到车辆的中心的距离，并且“h”指车辆的高度(从车轮的中心到车辆的中心的高度)。

[等式4]

因此，需要向前轮和后轮转移等式3和等式4的所需制动扭矩，以便只抵消纵向方向加速度因子。

图7示出在车辆与倾斜表面的倾斜方向平行地停泊或停止的状态下，转向角为0°的情况。在图7的实例中，基于等式3和等式4的制动扭矩被设定为所需制动扭矩。

这是因为在图7的情况下，横向方向加速因子不存在，并且转向角为0°。因此，经由esc系统，计算的所需制动扭矩转移至前轮和后轮，由此防止车辆使用p齿轮停泊或停止时的任意抖冲。

如上所述，只考虑纵向方向加速度的情形限于如所示图7的倾斜角度方向与车辆竖直方向彼此匹配的情况，所以只存在纵向方向加速度传感器值，而不存在横向方向加速度传感器值。该情况事实上是罕见的。通常，纵向方向加速度和横向方向加速度都基于道路环境和车辆状态同时出现。

如果在该情况下只考虑纵向方向加速度，则可生成富余的前轮和后轮制动扭矩或者可生成不足的前轮和后轮制动扭矩。将考虑上述情况而获得以下结果。

此外，当许多车辆驾驶员在倾斜表面上停泊时，他们倾向于转动转向角。在这种情况下，将降低前轮处所需的制动扭矩。

由于该原因，在本发明的实施方式中，将以这样的方式方法计算所需制动扭矩，即，考虑转向角以及横向方向加速度。

更具体地，图8示出在车辆与倾斜表面的倾斜方向平行地停泊或停止的状态下，转向角不是0°的情况。在该实例中，横向方向加速度因子不存在，但是前轮处的纵向方向加速度因子将由于转向角而降低。

[等式5]

前轮纵向方向加速度(at,long)＝axcosδf

其中，δf指转向角。

因此，前轮处所需的制动扭矩基于转向角而降低，并且通过esc的压力的过度增加是不必要的。

[等式6]

在图8的实例中，后轮处所需的制动扭矩与先前等式4中的所需制动扭矩相同。

同时，如图9所示，在转向角为0°且纵向方向加速度和横向方向加速度都存在的情况下，由于横向方向加速度的值对轮胎的竖直方向力没有影响，所以额外制动扭矩是不必要的。如果转向角为0°，则仅基于纵向方向加速度的所需制动扭矩是足够的。

因此，制动扭矩只与纵向方向加速度相关。由于该原因，如同在图7的实例中，可计算基于等式3和等式4的所需制动扭矩。

如图10所示，如果在车辆与倾斜表面的倾斜方向不平行地停泊或停止的状态下，转向角不是0°，则应一起考虑转向角、纵向方向加速度因子和横向方向加速因子。

首先，可由以下等式7至等式10基于力矩平衡计算由于通过纵向方向加速度和横向方向加速度的重量移动而转移至四个轮胎的重量。

[等式7]

[等式8]

[等式9]

[等式10]

其中，“ay”指横向方向加速度，并且“w”指左轮与右轮之间的距离。

同时，如图10所示，对于前轮的纵向方向加速度可由以下等式11计算。

[等式11]

前轮纵向方向加速度(at,long)＝axcosδf+aysinδf

可通过使用如图11所示的转向角(δswa)和轮胎角度(δf)的特征曲线由以下等式计算转移至前轮的内轮部分和外轮部分的纵向方向加速度。

[等式12]

afl,long＝axcosδfl+aysinδfl

其中，δfl指左前方车轮的轮胎角度。

[等式13]

afr,long＝axcosδfr+aysinδfr

其中，δfr指右前方车轮的轮胎角度。

可使用计算的对于前轮的内轮部分和外轮部分的纵向方向加速度以及等式7至等式10来计算对于每个车轮的所需制动扭矩。

[等式14]

[等式15]

[等式16]

[等式17]

因此，如图10所示，即使当车辆在转向角不是0°的状态下停泊或停止时，为每个车轮不同设定的所需制动扭矩可基于横向方向加速因子而转移。

根据本发明，即使当车辆在倾斜表面上停泊或停止时，借助于esc控制器，通过使用四个车轮的制动压力，抖冲可降低至人们可忽略它的程度。可通过使用esc控制器通过改变制动力的降低模式来移除驾驶员可感觉到的抖冲。

已参考本发明的优选实施方式详细描述了本发明。然而，本领域的技术人员应理解，在不背离本发明的原理和精神的情况下，可在这些实施方式中进行变化，在所附权利要求及其等同物内限定本发明的范围。