确定机动车在驶过弯道路段时的理想转弯倾斜度的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于确定机动车在驶过弯道路段时的理想转弯倾斜度的方法以及用于确定机动车在驶过弯道路段时的转弯倾斜度的设备。本发明还涉及具有这种设备的机动车。
【背景技术】
[0002]由术语“主动车身控制系统(ABC:Active Body Control) ”已知了电动液压主动底盘系统，其除了常见的弹性和阻尼功能外还允许有目的地调节俯仰角和侧倾角。在这里，侧倾是指机动车绕其纵轴线的转动运动。这样的侧倾运动可以在机动车驶过弯道路段的情况下出现在机动车因所出现的离心力以一定侧倾角向外倾斜之时。此时出现的侧倾角取决于机动车横向加速度、其重心高度、机动车底盘构造及其车速。
[0003]在驶过弯道路段时出现的离心力通常让机动车乘员感到不舒服，因而会导致行驶舒适性的显著降低。一种减轻这种不期望有的横向力对机动车乘员的舒适性降低作用的可行方式在于:在机动车中借助“主动车身控制系统(ABC)”实现很早就已在有轨车辆中采用的倾斜技术。通过采用这样的倾斜技术，机动车或有轨车辆可以在驶过弯道路段或轨道段时不会因离心力而向外倾斜，而是通过相应控制机动车底盘朝向相反方向倾斜，即向内倾斜。对此，底盘可以配备合适的执行器(如呈高度可调的减震支柱的形式)，其将车架分别与机动车各车轮以高度可调方式连接，从而能调节出机动车的一定的侧倾角。
[0004]因为在驶过弯道路段时出现的离心力取决于不同因素(如该路段的路面曲率或瞬时速度)，故也须根据这些参数确定在倾斜技术意义上要在机动车底盘上调节出的侧倾角，以保证机动车乘员感到尽可能高的行驶舒适性。
[0005]DE 10 2010 046 317 Al描述了一种用于调节侧倾轴线的空间姿态的方法，机动车可绕该侧倾轴线转过预定的侧倾角。根据该方法，首先在第一步骤中确定该侧倾轴线的位置的空间理想姿态，随后在第二步骤中确定机动车横向加速度。最后，在第三步骤中，根据该横向加速度求出机动车的理想横向倾斜度和机动车的理想横向姿态，从而在设定理想横向倾斜度和理想横向姿态时使得侧倾轴线移位到该理想姿态。为了保证机动车处于在先前步骤中所求出的理想横向倾斜度，相应调节该机动车的主动底盘装置的至少一个执行器。附加地，如此调节用于影响机动车横向运动的至少一个执行器，使得机动车额外也处于在先前步骤中所求出的理想横向状态。所期望的横向加速度例如可借助安置在机动车上的摄像机系统来求出，该摄像机系统以光学方式获取在机动车前方区域中有待驶过的弯道路段，并进行分析以确定所期望的横向加速度。
[0006]DE 10 2006 018 978 Al描述了一种用于确定机动车侧倾角的方法，为此利用了至少一个用于确定横摆角速度或与之相关的参数的装置以及一个用于确定车速的装置和一个或许指向前方的摄像机系统。侧倾角是在采用横摆角速度或与之相关的参数以及车辆的特定侧倾-弹簧刚性的情况下确定的。
【发明内容】
[0007]本发明的任务是，对用于确定机动车在驶过弯道路段时的理想转弯倾斜度(=侧倾角)的方法以及用于确定该理想转弯倾斜度的设备提出改进实施形式。
[0008]上述任务将通过独立权利要求的主题来完成。优选的实施形式是从属权利要求的主题。
[0009]本发明基于以下的一般构思:基于利用光学探测系统所求出的当前路面曲率来计算待确定的理想转弯倾斜度，在这里，当前路面曲率的确定在附加采用机动车车辆导航系统的情况下进行。对此，可以取用地图数据所包含的关于相应路段的路面曲率的信息。
[0010]就是说，除了由光学探测系统所提供的传感器输出数据外，车辆导航系统的地图数据也可被考虑用于路面曲率的计算。采用这样的地图数据的一大优点在于:路面曲率不是只能在驶过某路段时才被确定，而是可通过相应读取存储在车辆导航系统内的地图数据的任何路段的地图数据来求出。另外，这样的地图数据通常还包含或许其它的地图信息，如路段的纵向坡度和(如果存在的话)还有横向坡度。因为车辆导航系统的地图数据本身不足以在机动车实际运行中确定路面曲率(这是因为地图数据可能例如因道路走向的施工变化而过期)，故根据本发明，“在采用车辆导航系统的条件下对当前路面曲率的确定”仅用于辅助“借助光学探测系统对路面曲率的真正确定”，该光学探测系统可以是例如摄像机系统，该摄像机系统提供机动车前方区域的图像作为传感器输出数据。
[0011]在此方面尤其可以设想，借助车辆导航系统所求出的当前路面曲率被用于验证借助光学探测系统求出的路面曲率。也可以想到，可以借助车辆导航系统来修正利用光学探测系统所确定的、当前路面曲率的有误值。
[0012]就是说，通过根据本发明从车辆导航系统的地图数据中取用路面曲率，就可以从光学探测系统的传感器信号中滤除掉各种各样的干扰影响，例如路面状况或机动车驾驶员的某个转向行为。
[0013]利用本发明的方法，可以从借助光学探测系统并结合车辆导航系统所求出的当前路面曲率中确定机动车瞬时横向加速度，并由此确定期望的理想转弯倾斜度，在这里，该理想转弯倾斜度被与速度相关的权重系数加权。因此，可以利用本发明方法来确定对驶过弯道路段而言最佳的理想转弯倾斜度(=侧倾角)，其在借助可调节的机动车底盘被调节出时让机动车乘员感到更高的行驶舒适性。通过利用与速度相关的权重系数加权该瞬时理想转弯倾斜度，就可以求出经过优化的、要在底盘上设定出的驶过该弯道路段的机动车侧倾角，此时作用于车辆乘员上的横向力可被非常好地削弱，或者甚至几乎完全被抑制，从而机动车乘员的行驶舒适性可显著提高。原则上，在将本发明方法用在机动车上时，能以非常高的运行安全性求出瞬时横向加速度并由此推导出机动车所寻求的理想转弯倾斜度。
[0014]在本发明方法中，可以在第一步骤a)中根据机动车瞬时速度由弯道路段的利用光学探测系统确定的当前路面曲率来确定机动车的瞬时横向加速度，在此，根据步骤a)的当前路面曲率的确定是在采用机动车的车辆导航系统的条件下进行的。
[0015]在第二步骤b)中，由在步骤a)中计算出的瞬时横向加速度确定用于机动车的瞬时理想转弯倾斜度。最后，在第三步骤c)中，通过利用与速度相关的理想转弯倾斜度权重系数给在步骤b)中算出的理想转弯倾斜度加权来计算出经过修正的瞬时理想转弯倾斜度。基于在步骤c)中计算出的经过修正的理想转弯倾斜度，可以如此控制机动车的底盘，使得机动车相对于要驶过的弯道路段的道路表面处于由该经过修正的理想转弯倾斜度所限定的侧倾角。为此，底盘装置例如可以配备有适当的呈减震支柱形式的升降可调的执行器。
[0016]在一优选实施形式中，“借助车辆导航系统的路面曲率的确定”可通过从车辆导航系统的对应于正在驶过的路段的地图数据中提取路面曲率来进行，在此，所述对应是在采用由车辆导航系统的位置传感器提供的机动车瞬时位置的条件下进行的。在这种提取过程中，从地图数据提取出的路面曲率可与利用光学