特定驾驶者的车辆子系统控制方法和设备的制作方法

专利名称：特定驾驶者的车辆子系统控制方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及控制车辆底盘中至少一个活动子系统的方法和实施该方法 的设备。
背景技术：
传统上，机动车具有许多底盘子系统，诸如减震器、制动器、悬架、转 向系统、传动链等，它们的特征由制造过程决定，而且将这些子系统彼此适 应以换取和谐的驾驶感觉、良好的方向稳定性等是一项烦人的工作，所以通 常导致只能在相冲突的要求之间达到 一种或多活少的满意度取舍。在当代车辆中，许多子系统受到电气控制，以使它们的特性可以在操作中进行改动，例如，参见EP1355209A1，公开了一种机动车，其中的子系统 诸如引擎控制器、变速器控制器、转向控制器、制动控制器和空气悬架控制 器在主控制器的控制下可以处于不同的操作状态。主控制器可以接收使用者 例如经由开关进行输入，该开关允许使用者指定车辆所行驶的道路类型以及 操作模式，诸如普通、运动和牵引模式。具体地说，在该文件中说明了第三 实施例，其中驾驶者可以使用第一旋钮输入车辆所行驶的地域类型；和利用 第二旋钮在运动、普通和牵引模式之间进行选择，即在该实施例中，驾驶者 可以通过在普通和运动模式之间进行选择而将车辆行为方式契合个人偏好。 但是，在这些模式当中，子系统的设置必须能让它们各自符合直行、转弯、 加速和制动等，即所述设置仍然是一种妥协，其可能对于一种驾驶状态来说， 可能更适合另 一种驾驶状态。在该文件的第四实施例中，主控制器使用来自各个子系统的、有关车辆 驾驶方式以及使用方式的信息，来自动地选择适当的模式，并且使用传动链 控制器和转向轮传感器将驾驶方式分为普通方式和运动方式。通过自动适配 驾驶状态，减少了对妥协的需求，因为可以使用专门适合每种驾驶状态的设 置。但是，驾驶者不可能将底盘特性适配其个人喜好。发明内容本发明的目标是提供一种控制车辆底盘中至少一个活动子系统的方法， 以及实施该方法的装置，该装置将尽可能使用所述活动子系统所提供的灵活 性。上述目标借助控制车辆底盘中至少一个活动子系统的至少一个操作参数的方法来实现，包括步骤识別驾驶者；从一组预定决策函数中选择与识 别出的驾驶者关联的决策函数；确定车辆的一个或多个操作状态参数；评估 所选的决策函数，产生与所确定的操作参数对应的所述设置参数值；和将所 述值设置在所述子系统中。理论上，每个设置参数值可能为操作状态参数的连续函数。在这种情况 下，很难论证设置参数的全部组合在技术上可行。因此，优选决策函数为数 量适当的离散值。根据第一实施例，通过为所述操作状态参数中的至少第一 个限定阈值，可以满足该要求，如果该第一操作状态参数低于所述阈值，则 该决策函数就产生第一个所述离散值；而如果第一操作状态参数高于所述阅 值，则产生第二个所述离散值，并且所述阈值可以取决于识别出的驾驶者。根据第二实施例，决策函数的离散值通过为至少第一个所述操作状态参数限定阈值来实现，如果第一操作状态参数低于所述阈值，则所述决策函数 产生第一个所述离散值，而如果所述第一操作状态参数高于所述阈值，则产 生第二个所述离散值，并且所述第一个和第二个离散值至少其中之一取决于识别出的驾驶者。与每个子系统关联的决策函数优选具有相同的阈值，以使无论何时穿越 阈值，若干设置参数都会改变。优选所述操作参数包括以下一项或多项-车辆纵向速度；-车辆横向速度；-车辆偏航角；-车辆俯仰角；-转向轮转速；-加速器踏板位置； -制动器踏板位置； -以上任一项的时间导数。所述至少 一个活动子系统可以为以下一项或多项-全轮驱动控制器，其至少一个设置参数对应于全轮驱动模式开或关； -减震器控制器，其设置参数对应于不同的振动衰减程度； -动力转向控制器，其设置参数对应于动力转向控制器向驾驶者提供的 不同协助程度；-转向控制器，其设置参数对应于转向轮(1)和前轮(2)转向角之间 的不同关系；-传动链控制器(7),其状态具有不同的换档特性； -载荷控制器(6),用于根据加速器踏板(4)位置控制马达(5)载荷， 其设置参数对应于不同的踏板位置/载荷特性； -制动器控制器(10)。具体地说，全轮驱动控制器的开关状态可以根据车辆纵向速度或加速度 而自动选择，在这种情况下，不同的驾驶者可能倾向于不同的速度或加速度 阈值，超过该阈值时，所述控制器自动从全轮驱动模式切换为两轮驱动模式。 减震器控制器中的振动衰减程度可以根据车辆纵向或横向速度、偏航角或俯 仰角来设定，高速或大偏航角或小俯仰角时倾向于选择更高的刚性，并且希 望的衰减程度根据驾驶者的偏好可能不同。转向控制器的不同状态也可以根 据车速或偏航角来选择， 一些驾驶者倾向于一般较高程度的协助，而另一些 驾驶者倾向于感受来自转向齿轮的直接反馈。转向轮和前轮转向角之间的不 同关系可以根据车速设定。这里，驾驶者可能倾向于不同的阈值来在两个角 度比率之间进行切换，或者在给定阈值时在不同比率之间进行切换，或者驾优选，根据驾驶者本人在使用者接口上输入的信息或者根据生物统计学 识别技术来识别驾驶者。所述 一 组决策函数优选根据驾驶者的输入来确定。实施本发明的机动车包括底盘，该底盘具有至少一个活动子系统和控 制所述至少一个活动子系统中的至少一个设置参数的控制器，所述控制器适 配成确定车辆的一个或多个操作状态参数，以评估决策函数，该决策函数产 生与所确定的^t喿作参数对应的所述设置参数值，并将所述值设置到所述子系 统中；辨别车辆驾驶者的装置；和从一组预定决策函数中选择与识别出的驾 驶者关联的决策函数的装置。本发明可以进一步实施为计算机程序产品，包括程序代码装置，所述代 码在计算机上执行时，所述计算机能实施上述方法。


参照附图，本发明进一步的特征和优势从实施方式的说明中变得更为明曰图1是根据本发明的机动车的方块图；图2是由图1所示控制器执行的控制算法的流程图；和图3是图示了编辑决策函数的效果的曲线。
具体实施方式
图l是机动车示意图，以方块图形式图示了与本发明有关的一些部件。 应该理解，这些部件对于本发明而言并非必不可少的，并且本发明也可以适 用于所示部件之外的部件。转向轮1借助动力转向控制器3控制前轮2的转向角。动力转向控制器 3具有与转向轮的倾角位置成比例地转动前轮2的促动器；和在转向轮1 上施加反扭矩以抵抗驾驶者施加的扭矩的促动器。动力转向控制器3支持多 种工作状态，它们在提供给驾驶者的协助程度方面彼此不同，即促动器向前 轮施加的扭矩和驾驶者承受的反扭矩之间的比例不同。动力转向控制器3进 一步具有所谓的主动前转向功能，即支持许多状态，这些状态在驾驶者转动 转向轮1的角度和前轮相应的偏航角之间存在不同比率。加速器踏板4经由电子引擎控制器6控制引擎5上的载荷。引擎控制器 6支持多种状态，这些状态使用不同的特征，根据加速踏板位置来控制马达 的载荷并根据输入其中的设置参数来选择这些特征其中之一。可以存在"平 静"状态，此时载荷随着踏板位置变化较小，和"动态，，状态，此时载荷随 着踏板位置强烈变化。变速器控制器7主要根据引擎载荷以及引擎5内未示出的传感器所4全测 的速度来控制齿轮箱8。变速杆9连接到变速器控制器7，从而使得驾驶者 可以在变速器控制器7的不同状态之间进行选择，根据引擎速度和载荷使用 不同算法来选择齿轮箱8中的齿比，或者超控由变速器控制器7选择的齿比。变速器控制器7还可以适配成根据驾驶者的输入在两轮驱动状态和四轮驱动状态之间进行切换，或者例如根据驾驶速度自动切换。电子制动器控制器10控制制动器对驾驶者按压制动踏板13所作的反 应，制动器设置在车轮上，但未示出。制动器控制器IO可以实施传统制动器控制机制，诸如防抱死系统或电子稳定程序ESP,且制动器控制器10的 不同状态可以在防抱死系统或ESP激活之前，改变车轮的允许侧滑量。悬架控制器，未示出，用来控制车轮悬架的刚性，悬架控制器的不同状 态对应于其施加在轮子减震器上的不同刚性程度。全部所述控制器3、 6、 7、 IO作为子控制器或附属控制器经由总线系统 12连接到主控制器11。总线系统12可以为线性结构，其中全部控制器并行连接到相同的总线 上，且其中 一个控制器传输到总线上的数据可以被其他控制器并行接收。在图1中，示出了总线系统12具有环形结构，其总线节段从主控制器 11向引擎控制器6延伸，从引擎控制器6向变速器控制器7延伸，以此类推， 最后，从制动器控制器IO返回主控制器11。在这种总线系统中，主控制ll 可以判断由其发送的数据是否被全部其他控制器正确接收，如果这些数据在 总线系统12中绕完一整圈之后，再一次在主控制器11处被无损地接收到。主控制器11进一步具有连接于其上的使用者接口或驾驶者接口 16。在 图l的实施例中，驾驶者接口 16借助专用线路连接到主控制器11,但是除 了控制器3、 6、 7、 10、 ll之外，驾驶者接口 16还可以作为额外的节点沿 着总线系统12安装。使用者接口 16可以是传统的输入和显示设备，包括例如显示屏来向使 用者显示主控制器11的内部状态信息或者提示其输入主控制器11所需数 据；键盘、滚轮或允许驾驶者输入所需信息的类似设备。该使用者接口还可 以包括接收驾驶者的语音信息的麦克风、检测驾驶者的照相机；读取紧凑数 据载体的读卡器或类似读取设备，驾驶者可以将这些紧凑数据载体舒适地放 在口袋或钱包等内。主控制器11的任务是在驾驶者试图启动车辆引擎时识别驾驶者，并根 据识别出的驾驶者的个人偏好来控制各子控制器3、 6、 7、 10。图2是主控 制器11实现这一目标的操作方法流程图。在检测到试图启动引擎时，主控制器11在步骤S1中识別驾驶者。在最 简单的情况下，根据驾驶者在接口 16上有意输入的信息来识别驾驶者。为此，使用者接口例如可以包括旋钮或一组按键，能让驾驶者通过将旋钮置于 与其个人相关的位置或者按压相关的按键或按键序列来表明其自身。在更为高级的实施例中，驾驶者识别可以依赖驾驶者有意输入的信息， 但是该信息可以是大量的值，其中只有一些值确实与驾驶者相关。例如可以 要求驾驶者在接口 16的键盘上输入包括若干位数字的个人身份号码，只有 驾驶者输入的号码对应于寄存于主控制器U内的驾驶者号码，才允许继续 操作并启动引擎。这样，步骤S1中的驾驶者识别还有效地防止车辆被盗。根据更为高级的实施例，驾驶者可以不通过按^建来输入他的身份号码信 息，而是携带与接口 16通信的便携式数据载体，诸如磁卡、智能卡、能插入接口 16的插座中的闪存器、能插入接口 16的锁具中的积4成钥匙、RFID 发射应答器等等。作为进一步的备选方案，可以利用生物统计学方法来识别驾驶者，诸如 利用上述照相机检测驾驶者的面部并将检测到的面部与存储在主控制器11 内的存储器中的授权驾驶者的面部模型相比较，或者利用麦克风检测驾驶者 的声音并将该声音与授权驾驶者的预定声音模式相比较。如果在步骤Sl中成功识别出驾驶者，则主控制器11在步骤S2中检查 识别出的驾驶者的授权等级。只有识别出的驾驶者拥有资深身份，该方法才 前进到步骤S3，否则，将直接前进到步骤S12,这将在后面一部分进行说明。 这样，可以防止未授权的驾驶者，例如无经验的初学者、临时使用者等，实 施以下参照步骤S4至Sll所述的操作。在步骤S4中，资深驾驶者有机会指定他是否希望编辑驾驶过程中主控 制器的操作所要依赖的决策函数。如果驾驶者的输入为否，则该方法前进到 步骤S12，如果为是，则前进到步骤S5，此时允许驾驶者选择他所希望编辑 的任意子控制器3、 6、 7、 IO的设置参数。对于所述设置参数，使用者可以 例如可以选择齿轮箱8的齿比，该齿比由决策函数根据引擎转速来指定。这 种决策函数由许多引擎速度(可以为引擎载荷的函数)阈值来限定，变速器 7在所述引擎速度时将升一档或降一档。如果在步骤S5中将齿比选为设置 参数，则该方法从步骤S6分支到步骤S7,在步骤S7中将所述阈值的当前 值显示给驾驶者，且允许驾驶者在预定极限范围内改动该阔值。在驾驶者完 成阈值编辑时，在步骤S8中接受他的选择，并且主控制11在步骤S9中根 据内建规则判断对于其他设置参数而言还存在那些可用的设定范围。这样，防止了驾驶者以可能危害车辆操作安全的方式操纵决策函数。在步骤Sll中，主控制器11决定是否还留有尚未被驾驶者编辑的设置 参数，或者对于其他参数而言以前所做的选择是否已经减小了尚未编辑的参 数的设定范围并且使其到了没有更多选择自由度的地步。在任一种情况下， 该方法将前进到步骤S12。如果存在尚未编辑的设置参数，且它们仍有选择自由度，则该方法返回到步骤S5，在步骤S5中，驾驶者选"^下一个要编辑 的参数。假设在步骤S5中选择的下一个设置参数是减震器的刚性或阻尼， 这是由悬架控制器根据车辆横向速度或偏航角速度来控制的。从这里，可以 允许驾驶者在步骤S6中选择是否愿意参见显示内容并编辑操作参数的阈 值，即纵向和横向速度或者偏航角速度，悬架控制器在所述纵向和横向速度 或者偏航角速度的情况下将在离散的刚性等级之间进行切换，在这种情况 下，该方法再次分支到步骤S7;或者驾驶者是否愿意参见显示内容并编辑 所述阈值限定的每个范围内的减震器刚性程度，在这种情况下，该方法前进 到步骤S8。图3示出了执行步骤S7或S8来编辑示例决策函数D (O)的效果。以 实线表示的初始决策函数具有设置参数诸如减震器刚性S的3个离散值Sl、 S2、 S3以及操作参数诸如偏航角速度O的两个阈值Ol、 02。通过编辑阈值 01、02，决策函数的曲线水平扭曲，产生由图3中的虚线表示的决策函数D，， 而编辑所述设置参数则将决策函数D垂直偏移，产生例如点划线D"。在驾驶者在步骤S7或S8中实施完希望的变动之后，在步骤S9中接受 这些变动，并且主控制器11在步骤S10中再次判断是否需要减小任何未编 辑参数的设定范围。其他设置参数的例子，即其决策函数可以在步骤S4至Sll的进一步循 环中进行编辑的设置参数，是主动前转向函数的操作模式、动力转向控制器 3所提供给驾驶者的协助程度、变速器控制器7的操作模式以及制动器控制 器。在主动前转向函数的操作模式的情况下，驾驶者可以将转向轮角度和前 轮偏航角之间的一种或多种比率选为设置参数，或者改变操作参数例如车速 的阈值，从而在不同的比率之间进行切换。在驾驶者协助程度的情况下，决策函数可以由施加在前轮上的扭矩和驾 驶者感受到的反扭矩之间的 一种或多种比率来表征，该比率可以由驾驶者选择，或者根据操作参数例如车速的阈值来选择，从而在不同比率之间进行切换。涉及变速器控制器操作模式的情况下，可以提供各种算法，如上所述那 样根据车速和载荷来自动确定变速比，驾驶者可以在所述变速比之间进行选 择。可以选择的是，驾驶者可以有机会通过编辑切换阈值来自己创造算法。如果在步骤Sll发现没有留下可编辑的设置参数，则该方法前进到步骤S12。在步骤S4至S11中改动过的决策函数可以排他地关联到资深驾驶者，或在额外的步骤sir中，资深驾驶者可以有机会指定将经过编辑的决策函数 与另一个驾驶者关联。在步骤S12中，该方法进入驾驶模式，即允许引擎启动，并在步务聚S12 中确定车辆操作参数，诸如纵向速度、横向速度、偏航角速度、俯仰角速度、 转向轮转速、加速器踏板位置、制动器踏板位置或者任何所述参数的时间导 数。主控制器11在步骤S13中选择其中一个设置参数。在步骤S14中，主 控制器11评估步骤13中选择的、与步骤Sl中识别出的驾驶者关联的设置 参数的决策函数。在步骤S15中，方法将返回步骤S13，只要存在其决策函 数尚未进行评估的设置参数。当评估了全部决策函数之后，方法前进到步骤 S16,全部设置参数同时设置在各个子控制器中。通过同时改变全部:&置参 数，避免了子控制器的设置参数彼此适应不良的过渡状态。
权利要求
1.一种控制车辆底盘中至少一个活动子系统(3、6、7、10)的至少一个操作参数的方法，包括步骤确定车辆的一个或多个操作状态参数(S12)；评估所选的决策函数，产生与所确定的操作参数对应的所述设置参数值(S14)；和将所述值设置在所述子系统中(S16)，其特征在于，所述方法包括步骤识别驾驶者(S1)；和从一组预定决策函数中选择与识别出的驾驶者关联的决策函数(S14)。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个决策函数用于产生多 个离散值，并且至少第一个所述操作状态参数具有阈值，如果该第一操作状 态参数低于所述阈值，则该决策函数就产生第一个所述离散值；而如果该第 一操作状态参数高于所述阈值，则产生第二个所述离散值，并且所述阈值取 决于识别出的驾驶者。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个决策函数用于产生多 个离散值，并且至少第一个所述操作状态参数具有阈值，如果该第一操作状 态参数低于所述阈值，则该决策函数就产生第一个所述离散值；而如果该第 一操作状态参数高于所述阚值，则产生第二个所述离散值，所述第一个和第 二个离散值至少其中之 一 取决于识别出的驾驶者。
4. 如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述子系统至少有两 个，且与每个子系统关联的决策函数具有相同的阈值。
5. 如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述操作状态 参数包括以下一项或多项-车辆纵向速度；_车辆横向速度；-车辆偏航角；-车辆俯仰角；-转向轮转速；-加速器踏板位置；-制动器踏板位置；-以上任一项的时间导数。
6. 如前述权利要求任一项所述的方法，所述至少一个活动子系统是以下其中之一-全轮驱动控制器(7),其至少一个状态对应于全轮驱动模式打开，且至少 一 个状态对应于全轮驱动模式关闭；-减震器控制器，其状态对应于不同的振动衰减程度；-动力转向控制器(3),其状态对应于向驾驶者提供的不同协助程度；-转向控制器(3),其状态对应于转向轮(1)和前轮(2)转向角之间的不同关系；-传动链控制器(7),其状态具有不同的换档特性； -载荷控制器(6 )，用于根据加速器踏板(4 )位置控制马达(5 )载荷， 其状态对应于不同的踏板位置/载荷特性； -制动器控制器(10)。
7. 如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，根据驾驶者在使 用者接口 (16)上输入的信息或者根据生物统计学识别技术来识别驾驶者。
8. 如前述权利要求任一项所述的方法，进一步包括步骤根据驾驶者 的输入来确定所述一组决策函数。
9. 一种机动车，包括底盘，该底盘具有至少一个活动子系统(3、 6、 7、 10)和控制所述至少一个活动子系统(3、 6、 7、 10)中的至少一个设置参 数的控制器，所述控制器(11 )适配成确定车辆的一个或多个操作状态参数， 以评估决策函数，该决策函数产生与所确定的操作参数对应的所述设置参数 值，并将所述值设置到所述子系统(3、 6、 7、 10)中，其特征在于，辨别 车辆驾驶者的装置(ll、 16);和从一组预定决策函数中选择与识别出的驾 驶者关联的决策函数的装置(11)。
10. 如权利要求9所述的机动车，进一步包括使用者接口 (16)，用来 协助驾驶者限定所述一组决策函数。
11. 一种计算机程序产品，包括程序代码装置，在该程序代码装置计算 机上执行时，能使所述计算机执行权利要求1至8任一项所述的方法。
12. —种数据载体，具有以计算机可执行的形式记录在其上的如权利要 求11所述的计算机程序产品。
全文摘要
一种控制车辆底盘中至少一个活动子系统(3、6、7、10)的至少一个设置参数的方法，包括步骤识别驾驶者(S1)；和从一组预定决策函数中选择与识别出的驾驶者关联的决策函数(S14)；确定车辆的一个或多个操作状态参数(S12)；评估所选的决策函数，产生与所确定的操作参数对应的所述设置参数值(S14)；和将所述值设置在所述子系统中(S16)。
文档编号B60W40/10GK101405178SQ200780010079
公开日2009年4月8日 申请日期2007年3月21日 优先权日2006年3月22日
发明者尤塞夫·戈尼姆 申请人:Gm全球科技运作股份有限公司