[發明專利]車輛橫擺穩定系統

有效

• 申請號: 200680037041.1
• 申請日: 2006-10-11
• 公開（公告）號: CN101288081A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 盧建波;約瑟夫·C·邁耶斯;杰弗里·D·拉普;本杰特·雅各布森;馬戴斯·茱瑞克;道格拉斯·S·羅德;歐樂·約翰森
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司
• 代理人: 張春媛

技術領域

本發明涉及一種車輛控制系統、車輛傳感系統與穩定控制系統，特別涉及一種在外力施加在車體上時可減輕車輛橫擺運動以防止輪胎力失去控制的車輛穩定系統。

背景技術

目前，有幾種車輛控制系統通常用于增強車輛的駕駛性能。這些控制系統包括防抱死制動系統(ABS)、牽引控制系統(TCS)及穩定控制。穩定控制一般指的是電子穩定控制(ESC)或者有時候指橫擺穩定控制(YSC)系統及搖擺穩定控制(RSC)系統。穩定控制系統用來控制與穩定車輛操作以改善車輛與乘員的安全。穩定控制系統經常用來控制車輛沿預定的方向行駛以防止車輛打滑偏轉并預防或減輕翻車事件。

更明確地說，上述橫擺穩定控制系統比較根據方向盤角度與行駛路線所得到的車輛想要的方向，其中方向盤角度與先驅路線是由安裝在車輛上的運動傳感器決定。通過調節車輛在轉彎處的制動量與車輛的牽引力可以維護行駛路線。

現有的控制系統是設計用來校正由于輪胎上的干擾力而導致的不希望的運動，例如由于路面的干擾導致的輪胎力的差分或者由于路面狀況與駕駛員預想的不一樣。這種差分通常發生在當施加在車輛前后輪胎的橫向力有較大的差分時(請參考橫向輪胎力差分)，或者在左右輪胎的縱向輪胎力(縱向輪胎力差分)，或者是二者的結合。這種輪胎力差分稱之為輪胎力干擾(Tire?Force?Disturbance，TFD)。

現有的橫擺穩定控制系統可有效控制在由于前述的輪胎力干擾引起的不想要的車輛運動。橫擺穩定控制系統激活制動以減小扭矩或者改變單個車輪或車軸的扭矩產生主動的輪胎力差分以抵消輪胎力干擾。也就是說控制裝置與車輛干擾的來源是相同的，即輪胎壓力的變化或輪胎壓力的差分。

舉例說明，當制動時的摩擦阻力不同時，摩擦阻力低的一側的輪胎很容易被鎖住。因此，就在低摩擦阻力和高摩擦阻力之間產生輪胎縱向壓力差分。這種輪胎壓力差分產生了橫擺運動，這橫擺運動可導致車輛向一側不正常地發生橫擺。當車輛裝備有防抱死系統時，在低摩擦阻力一側的車輪可以防止被鎖死以維持特定的縱向輪胎壓力。在這種方式下，可以減小由于兩側輪胎縱向的壓力差分而導致的輪胎力干擾及不希望的車輛運動。

另一個例子是，當車輛在轉彎處以高速行駛時，車輛的前輪胎充滿了回轉力，因此產生了自后向前的輪胎橫向力差分。這種輪胎力干擾產生橫擺運動導致車輛不受駕駛員控制。當利用橫擺穩定控制系統時，后側里而的車輪就被暫時制動以增加縱向力而產生一橫擺去抵消由于自后向前的輪胎力差分而引起的橫擺距離。因此，現有的橫擺穩定控制系統可以幫助校正由于輪胎力干擾而導致的轉向不足。

此外，另一個例子是，當前輪胎力在制動前低于飽和水準時，在轉彎處制動車輛時會產生較大的負荷轉移到前方以致前輪胎的回轉力增大。由于自前向后的回轉力差分導致的輪胎力干擾使得車輛橫擺運動比駕駛員要求的要大。在方向盤過分反應的情況下，使用現有的橫擺穩定控制系統去制動前輪以增加縱向力而產生一橫擺運動去校正方向盤過分反應。值得注意的是，當車輛制動之前的車輛輪胎力接近飽和水準時，在轉彎處制動也會導致車輛轉向不足。

當車輛受到力干擾而不是輪胎力干擾時也會產生不想要的橫擺運動。例如，當外力干擾施加在車體上，也稱車體力干擾。當車輛撞到固定物體時，如一棵樹或者撞上另外一個移動的物體時如移動的車輛或導彈時發即會發生車體力干擾。當車輛遇上強風時也會發生車體力干擾。

然而輪胎力干擾的大小受到行駛路面狀況的限制，而車體的力干擾有可能不受限制。例如，當兩輛行駛的車輛相撞時，可產生的車體力干擾的數量級比所有的輪胎力干擾之和的數量級大的多。在輕度撞擊時，車體力干擾的數量級可能會與輪胎力干擾之和相當接近。車體力干擾與由輪胎力差分而產生的輪胎力干擾不同。車輛經受車體力干擾時可能平衡輪胎力(例如，在四個輪胎之間的輪胎力差分不大時)并可能發生比平時大的車輛移動，例如橫擺運動。

當車輛受到外部因素產生的車體力干擾時就產生了橫擺運動。由于在受到車體力干擾(例如在四個輪胎間的輪胎力差分不大)前后時，輪胎力干擾可能會被中和掉。因為現有的穩定控制系統的工作原理利用輪胎力差分產生的輪胎力干擾，所以現有的穩定控制系統就會失靈。然而，值得學習的是現有的穩定控制系統可以產生輪胎力差分去抵消由于某些車體力干擾造成的不想要的運動。