专利名称：基于转向干预的与行驶状态适配的行驶动力学控制设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制车辆行驶动力学的设备，具有用于检测至少一个代表行驶状态的行驶状态参量的装置和一个用于确定附加转向角的行驶动力学控制器，除了由车辆驾驶员指令的转向运动外，还可按照该附加转向角执行一个转向运动。此外，本发明还涉及一种用于控制行驶动力学的方法，所述设备适合于执行该方法。
背景技术：
为了影响车辆的水平动力学，现今使用通常基于横摆比率控制来干预车辆的制动系统和发动机管理系统的控制系统。但这些干预引起车辆驾驶员可明显察觉的车辆减速或纵向力波动，因此，出于舒适性的原因这些干预仅在行驶动力学上的临界状况中用于稳定车辆。
但原则上也可考虑，在非临界行驶状态范围内进行行驶动力学控制，以改善车辆操纵性并提高敏捷性。在这种情况下，这样的转向干预被证实是合适的，在所述转向干预中借助于所谓的主动转向装置执行独立于驾驶员的转向运动，这种转向运动不被车辆驾驶员觉察为降低舒适性的。
此外，基于转向干预的行驶动力学控制不仅能够在临界行驶状态范围内修正车辆的不稳定性，而且能够在下面被称为操纵范围的非临界行驶状态范围内改善车辆行驶性能。但在不同的行驶状态范围内对控制系统的要求明显不同。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种按权利要求1的前序部分所述的用于控制车辆的行驶动力学的设备以及一种按权利要求15的前序部分所述的方法，在所述装置和方法中转向干预能尽可能最佳地与当前行驶状态范围相适配。
根据本发明，所述目的这样来实现，即，所述用于控制车辆的行驶动力学的设备包括至少两个控制单元，这些控制单元分别配置给一个行驶状态范围，所述设备具有用于确定当前行驶状态的确定装置，在所述确定装置中可以基于行驶状态参量来求得当前行驶状态，所述设备具有一个与确定装置相连的激活装置，配置给所求得的行驶状态范围的控制单元可通过所述激活装置起动/释放(freischalten)。
此外，所述目的这样来实现在该方法中附加转向角在至少两个控制单元中确定，基于行驶状态参量求得行驶状态范围，并相应地起动配置给所求得的行驶状态范围的控制单元。在所述起动之后，可将由相应的控制单元确定的调节参量发送给执行机构系统。
本发明使得可设置各种不同的用于确定附加转向角的控制单元，这些控制单元分别与一个确定的行驶状态范围相适配。不同的控制单元在配置给它们的行驶状态范围内的起动通过激活装置实施，为此该激活装置使用行驶状态范围检测的结果。
由此，有利地提供了可最佳地与不同的要求相适配的一种控制系统和一种控制方法，所述要求存在于不同的行驶状态范围内。此外，控制系统具有特别简单的结构。因此，该控制系统可特别简单地制造并且可与具体的使用领域、尤其是与应使用该控制系统的具体车型相适配。
在本发明的范围内，行驶状态范围尤其是指可预先给定的行驶状态的集合/量(Menge)。例如通过一个或多个行驶状态参量的预先给定的阈值来表示行驶状态范围特征。
在此被证实特别有利的是，作为行驶状态范围至少区别一个操纵范围和一个临界行驶状态范围，在这些行驶状态范围内分别预先给定不同的控制目标。因此，在本发明的一个优选实施形式中，行驶动力学控制器的第一控制单元配置给操纵范围而第二控制单元配置给临界行驶状态范围。
在操纵范围内控制目标在于，使由于底盘元件的弹性和车辆惯性而在车辆驾驶员的转向规定值(指令)与车辆反应之间产生的相位延迟最小化。
为了实现该目标，被证实特别有利的是，第一控制单元包括一个先导控制部分，在该先导控制部分中可根据在第一车辆模型中求得的横摆比率参考值确定出附加转向角的控制分量。
在此情况下被证实有利的是，该第一车辆模型是静力学的车辆模型，这里所述的静力学车辆模型是指不考虑车辆惯性的车辆模型。
在这种模型中，在驾驶员的转向规定值与参考横摆比率信号之间不存在相位延迟，因此鉴于所述控制目标该模型可特别理想地用于操纵范围内。
另外，为了也可附加地考虑在操纵范围内进行控制干预时的车辆反应，特别适宜的是，第一控制单元包括一个控制部分，在该控制部分中根据横摆比率实际值与在第一车辆模型中求得的横摆比率参考值/基准值之间的偏差可确定出附加转向角的调节分量。
在此，在第一控制单元中可确定的附加转向角优选是控制分量和调节分量的和，其中，控制分量在该和中具有比调节分量大的比例。
因此，附加转向角有利地主要由控制分量确定。
在本发明的一个优选实施形式中，第二控制单元包括一个控制部分，在该控制部分中可根据横摆比率实际值与横摆比率参考值之间的偏差确定出附加转向角的调节分量，其中，横摆比率参考值在第一车辆模型或第二车辆模型中求得。
此外，所述设备有利地包括第三控制单元，该第三控制单元根据横摆比率实际值与在第二车辆模型中求得的横摆比率参考值之间的偏差确定车辆的至少一个车轮制动器上的制动力和/或车辆驱动发动机的发动机转矩。
所述第三控制单元基本上对应于传统的标准ESP系统，为了进一步改善临界行驶状态范围内的行驶稳定性该标准ESP系统可集成在本发明中。
所述第二车辆模型优选是动力学车辆模型，这里动力学车辆模型尤其是指考虑了车辆惯性的模型。与静力学车辆模型相比，动力学车辆模型允许准确地求得实际的车辆性能，并且因此特别好地适合在临界行驶状态范围内使用。
在本发明的一个优选实施形式中设想，确定装置借助于行驶状态参量的至少一个实际值相对于行驶状态参量的参考值的偏差与至少一个预先给定的第一阈值之间的比较和/或借助于行驶状态参量的至少一个实际值与至少一个预先给定的第二阈值之间的比较确定当前行驶状态。
在此情况下特别适宜的是，当行驶状态参量的实际值与参考值之间的偏差的数值小于预先给定的第一阈值时和/或当行驶状态参量的数值小于预给定的第二阈值时，确定装置求得/检测出(ermitteln)操纵范围内的行驶状态。
另外，特别适宜的是，当行驶状态参量的实际值与参考值之间的偏差的数值大于预先给定的第一阈值时和/或当行驶状态参量的数值大于预给定的第二阈值时，确定装置求得临界行驶状态范围内的行驶状态。
另外，被证实有利的是，在第二车辆模型中计算在确定行驶状态时使用的行驶状态参量的参考值。因此所述第二车辆模型是这样的参考模型，当前行驶状态的识别或使当前行驶状态与行驶状态范围相配也基于该参考模型。
但尤其是在使用第二车辆模型来计算行驶状态参量的参考值时——在确定行驶状态时基于该参考值，由于在操纵范围内的控制干预可能出现在临界行驶状态范围内起作用的控制器进行不期望的控制干预。
因此，在本发明的一个有利的实施形式中设想，在存在操纵范围内的行驶状态时，根据车辆驾驶员的转向角规定值和附加转向角的和计算在确定当前行驶状态时使用的行驶状态参量的参考值。
由此，在分析行驶状态时考虑了控制干预并且避免操纵了范围内的不期望的起稳定作用的控制干预。
由从属权利要求和下面借助于附图对优选实施例的说明中可以得到本发明其它的优点、特征和适宜的改进方案。
附图表示 图1用于行驶动力学控制的控制系统的框图，该控制系统具有标准ESP系统以及用于确定和调整附加转向角的控制系统， 图2a表示实际横摆比率和参考横摆比率的时间变化曲线的曲线图， 图2b表示实际横摆比率和参考横摆比率的时间变化曲线的另一个曲线图， 图3用于行驶动力学控制的控制系统的另一个框图，该控制系统具有标准ESP系统以及用于确定和调整附加转向角的控制系统， 图4用于描述在用于确定附加转向角的控制系统内部在车辆静力学模型中计算参考横摆比率的框图， 图5用于确定调节参量的控制器的框图，该调节参量对应于操纵范围内的附加转向角要求，以及 图6用于确定调节参量的控制器的框图，该调节参量对应于临界行驶状态范围内的附加转向角要求。
具体实施例方式 图1中尤其是示出了一个行驶动力学控制器的框图，该行驶动力学控制器除了标准ESP系统100之外还包括一个用于求得附加转向角ΔδZus的控制系统110(该图中用虚线框起)。图中还示出了行驶动力学控制器的哪些输入参量由车辆驾驶员给定(图1中通过框“DRV”表示)以及哪些输入参量由车辆的传感器检测(图1中通过框“VEH”表示)。
这里，行驶动力学控制器可作为硬件或作为在车辆的控制装置中存储并执行的软件程序来实现。
原则上，标准ESP系统100对于本领域技术人员是已知的。该标准ESP系统尤其是包括单元/框(Block)120，在该单元中计算参考横摆比率
该计算基于一个例如在德国公开文献DE 195 15 059 A1中所描述的车辆动力学模型，其中，稍后还要说明将哪些输入参数用于该模型。
单元130中的横摆比率控制器由参考横摆比率
与车辆的例如借助于横摆比率传感器测量的实际横摆比率
之间的控制偏差
确定用于进行稳定的制动器和/或发动机干预的一组各个车轮的制动压力PWhlref以及一组发动机参数uMot，这些制动器和/或发动机干预在单元135中转换成相应的调节要求。
在确定这些调节参量时，优选也考虑其它行驶状态参量，如作用在车辆上的横向加速度αy和一组车轮转速ωWhl，由该组车轮转速可求得车辆速度v，以及也考虑车辆的工作参数，如由车辆驾驶员调整的制动压力PDrv。这例如可通过适配控制器参数来进行。
另外，标准ESP系统包括图1中未示出的激活逻辑部分，该激活逻辑部分借助于分析处理标准ESP系统100的已经描述的输入参量来检验，是否存在临界行驶状态，该临界行驶状态使得需要通过该系统进行控制。在此情况下，激活逻辑部分将所求得的调节要求传送给车辆的设置成用于实施控制干预的执行机构系统；否则，该传送中断。
例如当横摆比率偏差
的数值和/或车辆的侧滑角速度
的数值和/或横向加速度αy的数值分别超过预先给定的阈值时，则识别出临界行驶状态。此时，侧滑角速度
可如在德国公开文献DE 195 15 059 A1中所描述的那样由输入参量计算或估计出。
标准ESP系统通过用于确定附加转向角ΔδZus的控制系统110来补充。该系统具有自己的车辆模型，在该车辆模型中在该单元内部计算参考横摆比率
稍后还要详细说明的该车辆模型尤其是一个静力学车辆模型。
横摆比率控制器150直接由参考横摆比率
以及由参考横摆比率
与车辆的实际横摆比率
之间的控制偏差
来确定调节参量uHYC和uESPII，这些调节参量在图1中合并成参量uδ＝(uHYC，uESPII)。在此涉及除了由车辆驾驶员指令的转向角之外还被调整到车辆的转向轮上的转向角调节要求。如还要更详细地描述的那样，横摆比率控制器150在此包括两个分开的控制器，其中一个控制器计算调节参量uHYC而另一个计算调节参量uESPII。
单元160中的激活逻辑部分或者起动其中一个控制器或者起动另一个控制器，其中，由起动的调节控制器确定的调节参量传送给转向执行机构170或该转向执行机构的控制装置，而在另一个控制器中确定的调节参量被闭锁。激活逻辑部分由标准ESP系统100中的行驶状况识别的结果来确定在此传输这两个调节参量uHYC和uESPII中的哪一个，所述结果以所谓的特征位S的形式由该标准ESP系统提供。
当标准ESP系统100的激活逻辑部分确定存在临界行驶状态时，特征位S取值为1，该临界行驶状态使得需要标准ESP系统的干预。否则特征位取值为0。
转向执行机构170例如是叠加转向装置，该叠加转向装置通过传动装置干预车辆的转向系，并且该叠加转向装置可使由驾驶员指令的转向角与附加转向角叠加或者可按照附加转向角执行附加转向运动。
在本发明的另一个实施形式中，转向执行机构也可以是线控转向器，在该线控转向器中，车辆驾驶员的转向规定值也作为电子信号发送给调节装置，该调节装置则在车辆的转向轮上调整期望的转向角。在此，代表由控制系统110确定的调节参量的所述电子信号可用简单的方式与车辆驾驶员的转向规定值相组合。
除了调整附加转向角ΔδZus之外，也可通过转向执行机构实现可变的与速度相关的转向传动比的功能，在该功能中例如在低速范围内调整非常直接的转向传动比以使车辆驾驶员简化动作，并且在高速范围内选择非常直接的转向传动比以保证车辆不受干扰的直线滑行(Geradeauslauf)。
为此，在单元180中由车辆速度v和车辆驾驶员的转向角规定值δDrv计算转向角δVARI＝üVARI(v)δDrv或附加转向角ΔδVARI＝(1-üVARI(v))δDrv。于是，除了由车辆驾驶员指令的转向角δDrv之外，还将附加转向角调整到车辆的转向轮上。这在图1中的示意图中没有详细示出，而是在此简化地基于转向执行机构调整转向角δVARI，附加转向角ΔδZus在相加位置190上与该转向角叠加，从而在车辆的转向轮上得到转向角δWhl＝δVARI+ΔδZus。
另外，转向角δVARI还用作标准ESP系统100以及控制系统110的输入参量。这时，基于该转向角尤其是进行参考横摆比率
和
的计算。
当然，也可在没有可变的转向传动比的功能的情况下实施本发明。在此情况下，取消单元180并且车辆驾驶员的转向角规定值直接输送给加法位置190以及标准ESP系统100和控制系统110。
另外，本发明不仅可在具有后桥转向系的车辆中而且可在具有前轮转向系的车辆中使用。对于本发明的应用也可考虑后桥转向系和前桥转向系的组合。
控制系统110的转向干预用于在操纵范围内改善车辆随动性能并且由此提高车辆的敏捷性。在此，应借助于附加转向角补偿或最小化由于车辆惯性和不同底盘元件的弹性而产生的车辆驾驶员的转向运动与车辆的反应之间的相位延迟。这作为使所感觉到的驾驶乐趣提高的直接行驶性能被车辆驾驶员觉察。
例如在图2a中所示的横摆比率变化曲线中可看到该相位延迟。在此，测得的车辆实际横摆比率
与参考横摆比率
一起绘制在时间曲线图中。参考横摆比率
在车辆静力学模型中由车辆驾驶员的转向角规定值计算出，并因而既不考虑车辆惯性又不考虑底盘元件的弹性——因此，该参考横摆比率代表在车辆理想地即无迟滞地反应的情况下的横摆比率变化曲线。与实际横摆比率
相比较，在此得到相位延迟Δt，该相位延迟反映车辆实际性能与理想性能之间的偏差。
此外，操纵范围内的转向干预也提高行驶安全性。如果车辆驾驶员例如必须快速地避让障碍物，那么由于迟滞的车辆反应驾驶员通常趋向于“过度转向”，即调整到这样大的转向角，以致车辆面临不稳定的危险。
这在图2b中示出该图示出了在避让状况中出现的实际横摆比率
和参考横摆比率
的时间变化曲线。为了在时刻t0建立横摆比率
如果车辆驾驶员没有足够快速地引入应对措施，则由于迟滞的车辆反应而必须调整这样的转向角，由该转向角在时刻t0+Δt得到横摆比率
但横摆比率过度提高量
通常不是车辆驾驶员所期待的，这样车辆面临失控的危险。
通过操纵范围内的提高敏捷性的转向干预，在避让动作中可较简单地操控车辆并且尤其是避免了所述的过度转向。
另外，借助于操纵范围内的转向干预例如也可考虑车辆载荷状态的变化、所使用的轮胎类型以及底盘元件的磨损状态并且补偿这些因素对行驶性能的影响。通过转向干预也可使车辆具有例如由车辆制造商预先规定的确定的性能。这可以简单地通过使控制系统110的控制器参数与期望的性能相适配来实现。
在临界行驶状态范围内，转向干预用于稳定车辆。在此，转向干预可与标准ESP系统100的干预相组合。在这种情况下，转向干预也可使得车辆驾驶员可明显察觉的ESP干预不是必需的或者使其至少稍后才变得必需。
下面详细说明用于实施转向干预的行驶动力学控制器的一个优选实施形式。
图3中再次以框图示出了控制系统110连同标准ESP系统100。
但在此也不再完整地示出本身公知的标准ESP系统100。图中仅示出了一个未详细说明的控制器310，该控制器以本领域技术人员公知的方式设计并且计算标准ESP系统100的输出参量。此外还示出了用于计算参考横摆比率
的单元320。
控制系统110包括用于计算参考横摆比率
的单元330。该参考横摆比率是用于单元340和350中的控制器的指令参量，其中单元340中的控制器确定调节参量uHYC，在操纵范围内将该调节参量作为附加转向角要求ΔδZus发送给转向执行机构。在单元350中求得调节参量uESPII，在临界行驶状态范围内将该调节参量作为附加转向角要求ΔδZus发送给转向执行机构。
单元360包括激活逻辑部分，该激活逻辑部分根据当前行驶状态起动单元340中的控制器或单元350中的控制器。
当前行驶状态的识别或使当前行驶状态与行驶状态范围相配优选在标准ESP系统110内部进行，该标准ESP系统给激活逻辑部分提供特征位S，该特征位指明当前行驶状态是处于操纵范围内还是处于临界行驶状态范围内。
如前面所述的那样，特征位S优选通过横摆比率偏差
的数值与预先给定的阈值的比较来确定。附加地，也可进行侧滑角速度
的数值和/或横向加速度αy的数值分别与预给定的阈值的比较。
横摆比率偏差
是车辆的实际横摆比率
与在车辆动力学模型中在单元320中计算出的参考横摆比率
的之间的差值。
这里所述模型优选是具有公知系统方程的线性单轨模型 其中，
表示横摆加速度。侧滑角β和横摆比率
在此构成系统的状态参量。输入参量是转向角，该转向角在此以一般性的形式标记为δ并且下面还要对其进行详细说明。由于输入参量的影响，作为输出参量得到横摆比率
作为方程1的解。
方程1中的系数由下式给出 其中，ch和cv表示由轮胎弹性、车轮悬架弹性和转向系弹性导致的后桥和前桥的刚度，lh和lv表示后桥和前桥到车辆重心的距离，m表示车辆质量，Θ表示车辆关于其垂直轴线的惯性矩/转动惯量。
如果横摆比率偏差
的数值大于预给定的阈值，则为特征位S计算出值S＝1。另外，作为用于计算出值S＝1的其它条件，可设置出这样的要求，即侧滑角速度
的数值和/或横向加速度αy的数值分别大于一预先给定的阈值。这里，这些条件不是必须一定累加地(kumulativ)满足，而是也可以通过或-条件来关联。如果所提出的条件没有满足，则特征位取值S＝0。
当取值S＝0时，存在操纵范围内的行驶状态并且单元360中的激活逻辑部分起动单元340中的控制器。在这种情况下，由该控制器求得的调节参量uHYC作为附加转向角要求ΔδZus发送给转向执行机构。
当取值S＝1时，存在临界行驶状态范围内的行驶状态并且标准ESP系统110被激活。在这种情况下，单元350中的控制器被激活逻辑部分起动，使得在该控制器中求得的调节参量uESPII作为附加转向角要求ΔδZus传输给转向执行机构。
另外，为了使增加的敏捷性在操纵范围内不会受到被激活的标准ESP系统110的不期望的制动和发动机干预的威胁，还设想，由转向角δVARI和附加转向角ΔδZus的和来计算操纵范围内的参考横摆比率
因此，用于计算该参考横摆比率的单元320的输入参量在操纵范围内是转向角δ＝δVARI+ΔδZus。但尤其是为了避免可能妨害车辆稳定的控制回路振荡，在临界行驶状态范围内仅将转向角δVARI用作该单元的输入参量δ。
因此，如图3中所示，当取值S＝1时，附加转向角信号ΔδZus通过单元360中的激活逻辑部分反馈到标准ESP系统110中。当取值S＝0时，即在临界行驶状态范围内，反馈中断。
现在借助于图4来说明参考横摆比率
的确定，该参考横摆比率用作用于在单元350和360中计算附加转向角的控制器的指令参量，该图示出了单元330的一个优选的实施形式。
该计算基于静力学车辆模型、优选是稳态线性单轨模型进行，此外，根据估算的轮胎与路面之间的附着系数对参考横摆比率
进行限制。相应地，单元330具有一个用于计算横摆比率
的线性单元410以及一个用于限定横摆比率
的非线性单元420，其中，被限定的横摆比率
对应于参考横摆比率
在此，借助于由稳态线性单轨模型得到的下面的公知关系由单元410的输入参量——转向角δVARI和车辆速度v在线性单元410中计算横摆比率
车辆的轴距l以及特征速度vch是车辆的不可变的参数，它们的值存储在单元410中。特征速度vch在此由下式得到 与根据方程1的动力学车辆模型不同，在静力学车辆模型中不考虑从直线行驶到转弯行驶的过渡性能，该过渡性能尤其是通过惯性矩Θ和侧向刚度ch和cv来确定。因此，该模型代表对转向运动无迟滞地做出反应的理想化的车辆。
在单元420中将横摆比率
限制在物理上合理的、即在当前背景下实际可实现的值上。这里，所述背景借助于附着系数μ来表征，该附着系数例如可如在德国公开文献DE 195 15 059 A1中所述的那样来计算或估计，在此意义下参考该德国公开文献。
横摆比率
的最大值在此优选通过值 来给出，其中，g表示重力加速度。如果横摆比率信号
的数值小于这个值，则该信号由此在单元420中不变化。但如果其数值大于这个值，则将其限制在这个值上，其中，保留横摆比率
的符号。
作为单元420或单元330的输出信号得到参考横摆比率
该参考横摆比率在行驶动力学控制中用作指令参量。在此，根据本发明在单元340和350中使用两个控制器，这些控制器确定调节参量uHYC和uESPII。
图5中示出了单元340中的控制器的一个优选实施形式，该控制器求得调节参量uHYC。该控制器在该实施形式中包括控制元件510和调节元件520。
这里，在控制元件510中直接由指令参量
导出调节参量uHYC的控制分量uFF。这里，通过这种先导控制可实现操纵范围内所需的高的动力性，以便有效地改善车辆随动性能。
优选将控制元件510设计成具有迟滞特性的微分元件(D-Tn-元件)。该元件尤其可以是超前元件(D-T1-元件)，在该超前元件中适用以下控制原则 其中，用KFF和TFF表示控制器参数。
在单元520中由控制偏差即由车辆的稳态参考横摆比率
与测得的实际横摆比率
之间的差来求得调节参量uHYC的控制分量uFB。这里，优选将控制元件520构造成具有微分部分的比例控制器(比例微分控制器)(P-D-控制器或P-D-Tn-控制器)，在该比例控制器中适用下述形式的控制原则 这里，控制器参数K和Td优选不是设置成固定的，而是可通过单元530中的适配机制与车辆的当前行驶状态和确定的工作参数相适配。控制器参数例如可根据车辆速度v和/或由车辆驾驶员调整的制动压力PDrv不同地计算。如已经描述的那样，这里也可与车辆的载荷状态和/或与底盘元件的磨损程度进行适配。
作为控制分量uFF和调节分量uFB的和得到调节参量uHYC，其中，这样设计这些控制器，使得控制分量uFF在所述和中具有比控制分量uFB大的比例并且决定性地确定调节参量uHYC的值。
图6中以单元图示出了用于确定调节参量uESPII的单元350的一个优选构型，该调节参量在临界行驶状况中作为附加转向角要求ΔδZus传送给转向执行机构。在该实施形式中，单元360包括一个控制器610，该控制器优选构造成P-D-控制器或P-D-Tn-控制器，在该控制器中适用与方程6类似的下述形式的控制法则 这里，控制器参数K′和Td′通过单元620中的适配机制如已经描述的那样与车辆的行驶状态和车辆的不同工作参数相适配。
权利要求
1.一种用于控制车辆的行驶动力学的设备，具有用于检测至少一个代表行驶状态的行驶状态参量的装置并且具有一个用于求得附加转向角的行驶动力学控制器，除了由车辆驾驶员指令的转向运动外，还可按照所述附加转向角执行一个转向运动，其特征在于，所述行驶动力学控制器(100，110)包括至少两个控制单元(340，350)，所述控制单元分别配设给一个行驶状态范围，所述设备具有一个用于确定当前行驶状态的确定装置，在所述确定装置中可基于所述行驶状态参量(
αy)求得当前行驶状态，所述设备具有与所述确定装置相连的激活装置(360)，通过所述激活装置能够起动配设给所求得的行驶状态范围的控制单元(340，350)。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述行驶动力学控制器(100，110)的第一控制单元(340)配设给操纵范围而所述行驶动力学控制器(100，110)的第二控制单元(350)配设给临界行驶状态范围。
3.如权利要求1和2之一所述的设备，其特征在于，所述第一控制单元(340)包括一个先导控制部分(510)，在所述先导控制部分中能够根据在一第一车辆模型中求得的横摆比率参考值
确定所述附加转向角(ΔδZus)的控制分量(uFF)。
4.如上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述第一车辆模型是静力学车辆模型。
5.如上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述第一控制单元(340)包括一个控制部分(520)，在所述控制部分中能够根据横摆比率实际值
与在该第一车辆模型中求得的横摆比率参考值
之间的偏差确定所述附加转向角(ΔδZus)的调节分量(uFB)。
6.如上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，可由所述第一控制单元(340)确定的附加转向角(ΔδZus)是所述控制分量(uFF)和所述调节分量(uFB)的和，其中，所述控制分量(uFF)在该和中具有比所述调节分量(uFB)大的比例。
7.如上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述第二控制单元(350)包括一个控制部分(610)，在所述控制部分中可根据该横摆比率实际值
与横摆比率参考值
之间的偏差确定该附加转向角(ΔδZus)的调节分量(uESPII)，其中，该横摆比率参考值
可在该第一车辆模型或一第二车辆模型中求得。
8.如上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述设备包括一个第三控制单元(310)，所述第三控制单元根据该横摆比率实际值
与在所述第二车辆模型中求得的横摆比率参考值
之间的偏差确定车辆的至少一个车轮制动器上的制动力和/或车辆的驱动发动机的发动机转矩。
9.如上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述第二车辆模型是动力学参考模型。
10.如上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述确定装置借助于所述行驶状态参量(
αy)的至少一个实际值(
αy)相对于所述行驶状态参量的参考值
的偏差与至少一个预先给定的第一阈值之间的比较和/或借助于所述行驶状态参量(
αy)的至少一个实际值与至少一个预先给定的第二阈值之间的比较确定当前行驶状态。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，当所述行驶状态参量(
αy)的实际值与所述参考值
之间的偏差的数值小于所述预先给定的第一阈值时和/或当所述行驶状态参量(
αy)的数值小于所述预先给定的第二阈值时，所述确定装置求得操纵范围内的行驶状态。
12.如权利要求10和11之一所述的设备，其特征在于，当所述行驶状态参量(
αy)的实际值与所述参考值
之间的偏差的数值大于所述预先给定的第一阈值时和/或当所述行驶状态参量(
αy)的数值大于所述预先给定的第二阈值时，所述确定装置求得临界行驶状态范围内的行驶状态。
13.如权利要求10至12之一的设备，其特征在于，在所述第二车辆模型中计算在求得当前行驶状态时使用的所述行驶状态参量
的参考值
14.如上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，在确定当前行驶状态时使用的所述行驶状态参量
的参考值
在存在操纵范围内的行驶状态时根据车辆驾驶员的转向角规定值(δDrv，δVARI)与所述附加转向角(ΔδZus)的和计算。
15.用于控制车辆的行驶动力学的方法，在该方法中检测至少一个代表行驶状态的行驶状态参量，并且在该方法中通过行驶动力学控制器求得附加转向角，除了由车辆驾驶员指令的转向运动外，还按照该附加转向角执行一个转向运动，其特征在于，在至少两个控制单元(340，350)中确定所述附加转向角(ΔδZus)，这些控制单元分别配设给一个行驶状态范围，基于所述行驶状态参量(
αy)求得行驶状态范围，并相应地起动配设给所求得的行驶状态范围的控制单元(440，450)。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述行驶动力学控制器(100，110)的第一控制单元(340)配设给操纵范围，而所述行驶动力学控制器(100，110)的第二控制单元(350)配设给临界行驶状态范围。
17.如权利要求15和16之一所述的方法，其特征在于，在所述操纵范围内，直接根据在一第一车辆模型中求得的横摆比率参考值
确定该附加转向角(ΔδZus)的控制分量(uFF)。
18.如权利要求15至17之一所述的方法，其特征在于，所述第一车辆模型是静力学车辆模型。
19.如权利要求15至18之一所述的方法，其特征在于，在所述操纵范围内，根据横摆比率实际值
与在该第一车辆模型中求得的横摆比率参考值
之间的偏差确定所述附加转向角(ΔδZus)的调节分量(uFB)。
20.如权利要求15至19之一所述的方法，其特征在于，在所述操纵范围内确定的附加转向角(ΔδZus)是所述控制分量(uFF)和所述调节分量(uFB)的和，其中，所述控制分量(uFF)在该和中具有比所述调节分量(uFB)大的比例。
21.如权利要求15至20之一所述的方法，其特征在于，在所述临界行驶状态范围内根据所述横摆比率实际值
与横摆比率参考值
之间的偏差确定所述附加转向角(ΔδZus)的调节分量(uESPII)，其中，在所述第一车辆模型或一第二车辆模型中求得所述横摆比率参考值
22.如权利要求15至21之一所述的方法，其特征在于，由一第三控制单元(310)根据所述横摆比率实际值
与在所述第二车辆模型中求得的横摆比率参考值
之间的偏差确定车辆的至少一个车轮制动器上的制动力和/或车辆的驱动发动机的发动机转矩。
23.如权利要求15至22之一所述的方法，其特征在于，该第二车辆模型是动力学参考模型。
24.如权利要求15至23之一如的方法，其特征在于，借助于所述行驶状态参量(
αy)的至少一个实际值(
αy)相对于所述行驶状态参量的参考值
的偏差与至少一个预先给定的第一阈值之间的比较和/或借助于所述行驶状态参量(
αy)的至少一个实际值与至少一个预先给定的第二阈值之间的比较确定当前行驶状态。
25.如权利要求15至24之一所述的方法，其特征在于，当所述行驶状态参量(
αy)的实际值与所述参考值
之间的偏差的数值小于所述预先给定的第一阈值时和/或当所述行驶状态参量(
αy)的数值小于所述预先给定的第二阈值时，求得操纵范围内的行驶状态。
26.如权利要求15至25之一所述的方法，其特征在于，当所述行驶状态参量(
αy)的实际值与所述参考值
之间的偏差的数值大于所述预先给定的第一阈值时和/或当所述行驶状态参量(
αy)的数值大于所述预先给定的第二阈值时，求得临界行驶状态范围内的行驶状态。
27.如权利要求15至26之一所述的方法，其特征在于，在所述第二车辆模型中计算在求得当前行驶状态时使用的所述行驶状态参量
的参考值
28.如权利要求15至27之一所述的方法，其特征在于，在存在操纵范围内的行驶状态时，根据车辆驾驶员的转向角规定值(δDrv，δVARI)和该附加转向角(ΔδZus)的和计算在确定当前行驶状态时使用的所述行驶状态参量
的参考值
全文摘要
本发明涉及一种用于控制车辆的行驶动力学的设备，具有用于检测至少一个代表行驶状态的行驶状态参量的装置并且具有一个用于计算附加转向角的行驶动力学控制器，除了由车辆驾驶员指令的转向运动外，还可按照该附加转向角执行一个转向运动。所述设备的特征在于，该行驶动力学控制器(100，110)包括至少两个控制单元(340，350)，这些控制单元分别配设给一个行驶状态范围，所述设备具有用于确定当前行驶状态的确定装置，在所述确定装置中可基于所述行驶状态参量(ψ，β，αy)求得当前行驶状态，所述设备具有与所述确定装置相连接的激活装置(360)，配设给所求得的行驶状态范围的控制单元(340，350)可通过该激活装置起动。
文档编号B60T8/1755GK101208224SQ200680019184
公开日2008年6月25日 申请日期2006年6月2日 优先权日2005年6月2日
发明者S·弗里茨, M·蒙图, T·拉什特, U·鲍尔, P·齐萨尔日 申请人:大陆-特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司