预测性车辆稳定性控制方法
【专利摘要】一种控制车辆稳定性的方法，其包括以下步骤：从所述车辆获得测得的横摆角速度，基于所述测得的横摆角速度生成预测的横摆角速度，基于所述测得的横摆角速度与所需的横摆角速度之差计算第一误差信号，基于所述预测的横摆角速度与所述所需的横摆角速度之差计算第二误差信号，以及，将选择的所述第一和第二误差信号中的一个发送至横摆控制器以进行稳定性控制。可以通过超前滤波器发送所述测得的横摆角速度来生成所述预测的横摆角速度。
【专利说明】预测性车辆稳定性控制方法 [0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2012年6月21日提交的美国临时申请第61/662, 553序列号的权 益，其全部内容以引用的方式并入其公开。
【技术领域】
[0003] 本教导涉及车辆稳定性控制，并且更加具体地，涉及使用预测性方法的有效车辆 稳定性控制。
【背景技术】
[0004] 车辆稳定性系统可以将防抱死制动系统（ABS)和/或电子控制限滑差速器（ELSD) 接合以改善车辆的牵引力和稳定性。例如，当车辆试图在拼合摩擦（split-mu)、低-高摩擦 路面上加速或爬坡时，可以对ABS和ELSD进行控制，以将更多的驱动转矩发送至驱动轮，从 而使车辆可以维持纵向运动，将更多的牵引转矩发送至更高的摩擦轮。然而，在更高的车辆 速度下，必须仔细控制横摆（yaw)稳定性，尤其是接近车辆的稳定性极限时，以避免不需要 的横摆运动，从而使车辆不会横向偏离驾驶者的预期方向。
[0005] -般而言，在稳定性系统中，可以通过将所需的车辆横摆角速度与从车载惯性测 量单元（IMU)传感器获得的测得的车辆横摆角速度进行比较来进行横摆控制。可以使用利 用所需的车辆操控特性校准的车辆模型来实时计算所需的横摆角速度（yaw rate)。当测得 的横摆角速度与所需的横摆角速度不同时，触发横摆控制器以校正横摆角速度并且减小测 得的值与所需的值之差。
[0006] 需要快速的响应时间以实现合适的车辆横摆控制。然而，制动器和传感器的延迟 可能会极大地延迟对横摆控制器中输入的校正，因此延迟用于稳定性控制的ABS和/或 ELSD的接合和脱开。这种延迟可能会降低车辆横摆控制系统的整体效果。由此，使在接合 和脱开车辆稳定性系统时的延迟最小化十分重要。
[0007] 需要具有快速响应时间以使车辆稳定性系统的反应时间延迟最小化的横摆控制。
【发明内容】
[0008] 本教导的一个方面针对控制车辆稳定性的方法。所述方法包括以下步骤：从所述 车辆获得测得的横摆角速度，基于所述测得的横摆角速度生成预测的横摆角速度，基于所 述测得的横摆角速度与所需的横摆角速度之差计算第一误差信号，基于所述预测的横摆角 速度与所需的横摆角速度之差计算第二误差信号，以及将所述第一和第二误差信号中更大 的一个发送至横摆控制器以进行稳定性控制。
[0009] 本教导的另一方面针对控制车辆稳定性的方法。所述方法包括以下步骤：从所述 车辆获得测得的横摆角速度，基于所述测得的横摆角速度生成预测的横摆角速度，其中，所 述预测的横摆角速度通过超前滤波器发送测得的横摆角速度来获得，基于所述测得的横摆 角速度与所需的横摆角速度之差计算第一误差信号，基于所述预测的横摆角速度与所需的 横摆角速度之差计算第二误差信号，将所述第一和第二误差信号的所述饱和值中更大的一 个发送至横摆控制器，该横摆控制器生成横摆命令，以及将横摆命令发送至防抱死制动系 统和电子限滑差速器中的至少一个以进行稳定性控制。
[0010] 本教导的另一方面针对使用上述方法的车辆稳定性控制系统。
[0011] 对于本领域中的技术人员而言，当根据附图阅读之后，本教导的各个方面将通过 以下对实施例的详细说明而变得显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 现在将参考附图通过实例的方式对本发明的实施例进行描述，其中：
[0013] 图1是根据教导的一方面的含有横摆控制的车辆稳定性系统的示意图；
[0014] 图2是图示了根据教导的一方面的横摆控制策略的框图；
[0015] 图3是图示了根据教导的另一方面的横摆控制策略的框图；
[0016] 图4是根据教导的一方面的使用横摆控制策略的测试结果的示例；
[0017] 图5是根据教导的一方面的使用横摆控制策略的测试结果的扩展示例；
[0018] 图6是图示了预测的横摆角速度和测得的横摆角速度的示例。
【具体实施方式】
[0019] 现在将详细参考本教导的实施例，这些实施例的示例在本文中进行了描述并且在 附图中进行了图示。虽然将结合实施例对概念进行描述，但是要理解，本发明不限于与实施 例相关联的具体公开。相反，本发明意在涵盖可以包括在如所附权利要求书所定义的本发 明的精神和范围内的各种替代、修改和等效物。
[0020] 图1是根据本教导的一方面的可以含有车辆稳定性控制系统的车辆10的示意图。 车辆10可以包括发动机11、控制车轮13制动的防抱死制动系统（ABS) 12、和电子限滑差速 器（ELSD) 14。虽然图1示出了 ELSD 14设置在后轴中，但是，在不背离本教导的范围的情况 下，ELSD 14可以设置在前轴或者在前轴和后轴中。惯性测量单元（IMU)传感器15监测车 辆10的横摆角速度并且将其发送至具有横摆控制器18的电子控制单元（E⑶)16。E⑶16 在横摆控制策略中可以使用测得的横摆角速度，从而使在ECU 16中的横摆控制器18可以 将横摆命令信号输出至车辆10部件，诸如但不限于ABS 12和ELSD 14,用于如后面将更加 详细描述的稳定性控制。
[0021] 图2是图示了根据教导的一方面的横摆控制策略20的框图。一般而言，策略20 可以将横摆命令提供至车辆10中的一个或多个部件（例如，ABS或ELSD)以控制车辆10 中的稳定性控制系统的接合和脱开。车辆10输出测得的横摆角速度r MEAS。注意，在本说明 书中互换地使用术语"测得的横摆角速度"和"反馈"，其中，术语"反馈"更加具体地指在已 经进行横摆控制之后测得的横摆角速度r MEAS。将测得的横摆角速度rMEAS发送至第一比较器 26和超前滤波器28。
[0022] 第一比较器26将测得的横摆角速度rMEAS与所需的横摆角速度rDES30的模型进行 比较。所需的横摆角速度r DES可以近似并且表示为以下等式：
【权利要求】
1. 一种控制车辆稳定性的方法，其包括： 从所述车辆获得测得的横摆角速度； 基于所述测得的横摆角速度生成预测的横摆角速度； 基于所述测得的横摆角速度与所需的横摆角速度之差计算第一误差信号； 基于所述预测的横摆角速度与所述所需横摆角速度之差计算第二误差信号；以及 将选择的所述第一和第二误差信号中的一个发送至横摆控制器以进行稳定性控制。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，通过超前滤波器发送所述测得的横摆角速度来 生成所述预测的横摆角速度。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述发送步骤包括：将所述第一和第二误差信号 中最大的一个发送至所述横摆控制器以在过度转向状态期间进行稳定性控制。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中，所述发送步骤进一步包括：将所述第一和第二误 差信号中最小的一个发送至所述横摆控制器以在转向不足状态期间进行稳定性控制。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述发送步骤包括：将所述第一和第二误差信号 中最小的一个发送至所述横摆控制器以在转向不足状态期间进行稳定性控制。
6. 根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：在将所述选择的所述第一和第二误差 信号中的一个发送至所述横摆控制器之前，计算所述第一和第二误差信号中的至少一个的 饱和值。
7. 根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：在将所述选择的所述第一和第二误差 信号中的一个发送至所述横摆控制器之前，通过死区滤波器发送所述选择的所述第一和第 二误差信号中的一个。
8. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述横摆控制器将横摆命令发送至防抱死制动 系统和电子限滑差速器中的至少一个以进行稳定性控制。
9. 一种控制车辆稳定性的方法，其包括： 从所述车辆获得测得的横摆角速度； 基于测得的横摆角速度生成预测的横摆角速度，其中，通过超前滤波器发送所述测得 的横摆角速度来获得所述预测的横摆角速度 基于所述测得的横摆角速度与所述所需横摆角速度之差计算第一误差信号； 基于所述预测的横摆角速度与所述所需横摆角速度之差计算第二误差信号； 将选择的所述第一误差信号和第二误差信号的饱和值的其中一个发送至横摆控制器， 该横摆控制器生成横摆命令；以及 将所述横摆命令输出至防抱死制动系统和电子限滑差速器中的至少一个以进行稳定 性控制。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中，所述发送步骤包括：将所述第一和第二误差信 号的所述饱和值中最大的一个发送至所述横摆控制器以在过度转向状态期间进行稳定性 控制。
11. 根据权利要求10所述的方法，其中，所述发送步骤进一步包括：将所述第一和第二 误差信号的所述饱和值中最小的一个发送至所述横摆控制器以在转向不足状态期间进行 稳定性控制。
12. 根据权利要求9所述的方法，其中，所述发送步骤包括：将所述第一和第二误差信 号的所述饱和值中最小的一个发送至所述横摆控制器以在转向不足状态期间进行稳定性 控制。
13. 根据权利要求9所述的方法，其进一步包括：在将所述第一和第二误差信号中更大 的一个发送至所述横摆控制器之前，通过死区滤波器发送所述第一和第二误差信号的所述 饱和值的所述其中一个。
14. 一种车辆稳定性控制系统，其包括： 电子限滑差速器； 含有横摆控制器并且实行横摆控制策略的电子控制单元（ECU)，其中，所述横摆控制器 将横摆命令输出至电子限滑差速器以进行稳定性控制，其中所述横摆控制策略包括从所述 车辆获得测得的横摆角速度； 基于所述测得的横摆角速度生成预测的横摆角速度； 基于所述测得的横摆角速度与所需的横摆角速度之差计算第一误差信号； 基于所述预测的横摆角速度与所述所需横摆角速度之差计算第二误差信号；以及 将所述选择的所述第一和第二误差信号中的一个发送至所述横摆控制器以进行稳定 性控制。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中，所述ECU通过超前滤波器发送所述测得的横摆 角速度来生成所述预测的横摆角速度。
16. 根据权利要求14所述的方法，其中，所述ECU将所述第一和第二误差信号中最大的 一个发送至所述横摆控制器以在过度转向状态期间进行稳定性控制。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中，所述ECU还将所述第一和第二误差信号中最小 的一个发送至所述横摆控制器以在转向不足状态期间进行稳定性控制。
18. 根据权利要求14所述的方法，其中，所述ECU将所述第一和第二误差信号中最小的 一个发送至所述横摆控制器以在转向不足状态期间进行稳定性控制。
19. 根据权利要求14所述的方法，其中，所述控制器还在将所述第一和第二误差信号 中的所述一个发送至所述横摆控制器之前计算所述第一和第二误差信号中的至少一个的 饱和值。
20. 根据权利要求14所述的方法，其中，所述控制器将所述选择的所述第一和第二误 差信号中的一个发送至所述横摆控制器之前通过死区滤波器发送所述选择的所述第一和 第二误差信号中的一个。
21. 根据权利要求14所述的系统，其进一步包括防抱死制动系统，其中，所述控制器将 所述横摆命令发送至所述防抱死制动系统用于稳定性控制。
【文档编号】B60T8/1755GK104395158SQ201380032863
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2013年3月14日 优先权日:2012年6月21日
【发明者】C·T·施穆奈尔, J·A·格罗格 申请人:伊顿公司