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CN105517863A - 用于使车辆组合的行驶特性稳定的方法和行驶动态调节装置 - Google Patents

用于使车辆组合的行驶特性稳定的方法和行驶动态调节装置 Download PDF

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CN105517863A CN201480049587.3A CN201480049587A CN105517863A CN 105517863 A CN105517863 A CN 105517863A CN 201480049587 A CN201480049587 A CN 201480049587A CN 105517863 A CN105517863 A CN 105517863A
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Abstract

本发明涉及一种用于使车辆组合的行驶特性稳定的方法，其中，获知倾翻倾向参量，并且借助该倾翻倾向参量来确定倾翻边界值16并将其预设定给行驶动态调节。此外，本发明涉及一种用于执行该方法的行驶动态调节装置。为了针对各个车辆的不同负载的情况改善车辆组合的行驶特性的稳定，根据本发明规定，在车辆组合的多个车辆上确定相应的倾翻倾向参量并且从这些倾翻倾向参量中获知倾翻倾向参量的对于确定倾翻边界值16而言决定性的值26以确定倾翻边界值16。

Description

用于使车辆组合的行驶特性稳定的方法和行驶动态调节装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于使车辆组合的行驶特性稳定的方法，该车辆组合包括牵引车辆和至少一个挂车。此外，本发明还涉及一种根据权利要求7的前序部分所述的用于利用作用于车辆组合的驱动器和/或制动器的调节单元来执行该方法的行驶动态调节装置。
背景技术
行驶动态调节是用于机动车的电子控制的驾驶辅助系统，其中通过对驱动器和/或制动器的调节作用使车辆的行驶特性稳定。例如，可以通过有针对性地对各个车轮进行刹车来抵抗车辆侧滑。行驶动态调节例如可以配置为防抱死系统或驱动器滑转调节装置，并且尤其在商用车辆的情况下常常与电子制动系统组合。
应该在考虑到倾翻边界值的情况下防止车辆翻倒的行驶动态调节被称作“防翻滚稳定控制器”(RollStabilityControl，RSC)。RSC功能常常实现为行驶动态调节的附加功能。
当倾翻边界值能够可靠地获知时，防翻滚稳定系统可以通过有目的的调节作用而高效地防止商用车辆倾翻。倾翻边界值在此理解为最大横向加速度，从该最大横向加速度起车辆可能倾翻。倾翻边界值在此除了车辆特定的参数之外尤其由重心高度来确定。尤其在具有高重心的商用车辆的情况下，在有不利的负载时给出小的倾翻边界值。
EP1592592B1公开了这种类型的RSC行驶动态调节。为了提高商用车辆的行驶稳定性，通过作用到对车辆的驱动器和/或制动器进行操作的调节系统中的调节作用来抵抗车辆不稳定性，其中，在公知的方法中调节作用应当根据在车辆重心的重心高度与车辆悬挂装置的弹簧常数之间的关系来进行。
在车辆车组中，即，在牵引车辆与至少一个挂车连接在一起的情况下，在牵引车辆与挂车之间的实际不同的重量分布不被常规RSC调节系统考虑。倾翻边界值在不同的车辆中可能不同并且由于各个车辆的不同载重可能彼此有明显偏差。如果连接在一起的车辆中的一个车辆以对于倾翻而言很危急的方式(kippkritisch)强烈地被负载，而另一车辆空载地行驶并且由此存在很小的倾翻危险，那么在转弯行驶时可能会出现倾倒。为了避免这种情况，行驶动态调节设计有在倾翻保护与可行驶性之间的相应折衷。然而，因此在车辆组合的车辆中载荷分布均匀的情况下行驶时常常出现调节作用，调节作用对于行驶稳定性而言并不必要并且车辆的驾驶员觉得这不舒服。
EP0737608B1涉及一种用于确定车辆列车的重量与牵引车辆的重量的关系的方法，其中，在牵引车辆上确定车桥之间的制动态分布。如果车辆具有空气悬挂装置，那么可以从所需的气囊压力推断出轴负荷并且因此又可推断出载重，由此应该可以获知该车辆的总重量。车辆组的另一个车辆的重量通过将上述一个车辆的重量与在这些重量之间所确定的比例相乘而得到。
发明内容
本发明的任务在于，提出一种用于使车辆组合的行驶特性稳定的方法和一种用于执行该方法的行驶动态调节装置，其改善了在车辆组合的各个车辆负载或载重不同时车辆组合的行驶特性的稳定。
该任务通过具有权利要求1的特征的方法来解决。此外，该任务通过具有权利要求7的特征的行驶动态调节装置来解决。
根据本发明，在具有多个车辆的车辆组合中针对多个车辆或每个车辆确定相应的倾翻倾向参量，并且从由此提供的倾翻倾向参量中选择倾翻倾向参量的对于确定倾翻边界值而言决定性的值。倾翻倾向参量是物理参量，其对在横向加速度的作用下车辆要倾翻的倾向有影响。如果车辆组合的多个或每个车辆的倾翻倾向被个别地确定，那么行驶动态调节可以考虑各个车辆的个别的负载状态，并且因此一方面即使在负载状态极为不同的情况下也可以可靠地避免倾翻。此外，避免了实际是多余的调节作用，在对于整个车辆组合具有统一的倾翻边界值的常规RSC调节中为了倾翻安全性常常即使在非临界情况中也必须容忍这种多余的调节作用。
根据本发明，倾翻倾向参量的对于确定倾翻边界值而言决定性的值由各个车辆的相应的倾翻倾向参量来确定，其中，可以将关于车辆组合的或车组的各个车辆的行驶状态的附加信息用于分开地观察各个车辆。这种类型的信息常常本来就存在于各个车辆的电子系统中并且可以在很小的费用的情况下用于分开地确定各个倾翻倾向参量并且必要时分开地确定各个倾翻边界值。因此，附加地可以使用在相应车辆中存在的信号，以便使RSC调节作用最优地匹配于车辆组合的这些车辆的当前负载和相应的重量分布。
根据本发明的行驶动态调节装置包括多个配属给车辆组合的各个车辆的、用于确定相关车辆的相应倾翻倾向参量的机构。该机构可以布置在电子中央单元中，在该电子中央单元中整合有RSC调节功能，其中，在各个车辆中存在对机构进行的信号传输的连接。
在本发明的有利的实施方式中，选择车辆组合的最倾向于倾翻的车辆的个别的倾翻倾向参量作为倾翻倾向参量的对于确定行驶动态调节的倾翻边界值而言决定性的值。以此方式，借助于通过行驶动态调节装置进行尽可能小的调节作用，给出了在用于车辆组合的倾翻保护与车辆组合的可行驶性之间的最优折衷。倾翻边界值在此是用于横向加速度的作用阈值，在达到该作用阈值或超过该作用阈值时，行驶动态调节进行调节作用并且操控车组的各个或所有车辆的制动器和/或驱动器或发动机管理部。
倾翻倾向参量可以预给定或被测量或者说由测量值导出。在实施方式中，为了生成倾翻倾向参量，探测各个车轮的抬起或抬起趋势。为此，在转弯行驶或测试制动时通过相应的传感器来检测各个车轮的打滑。
在本发明的特别优选的实施方式中，获知相应车辆的车辆重心作为倾翻倾向参量。车辆重心并且尤其是其高度决定性地确定了相应车辆在横向加速度的情况下的倾翻倾向。此外，车辆重心随车辆的重量而改变，因此通过使用车辆重心作为倾翻倾向参量来考虑车辆组合的各个车辆的实际负载。对于确定行驶动态调节的倾翻边界值而言有利的是使用所有连接在一起的车辆的处于最高的车辆重心。换言之，可以为每个车辆重心配属相应的倾翻边界值，其中各个车辆的最小的倾翻边界值确定了最后预设定给行驶动态调节的倾翻边界值。
在本发明的优选的实施方式中，车组的车辆的相应车辆重心借助在相关车辆上所检测的车辆重量信息在考虑到预设定的车辆信息的情况下来获知。重量信息在此可以是任何表征车辆重量的信息或所测量的物理参量。通过使用重量信息，充分利用了如下情况，即，车辆重心主要由重量并且此外由结构上给定的参数来确定。因此针对相应的车辆类型来预设定个别的车辆信息，由此可以在考虑到所检测的重量的情况下以高准确性估计车辆重心。
优选地，重量信息从相关车辆的悬挂系统中，例如从关于车桥负荷的信息中导出。
在本发明的特别优选的实施方式中，重量信息由相关车辆的电子调节的空气过滤系统来提供。这种空气悬挂系统以缩写“ECAS”(“electronicallycontrolledairSuspension”，电子控制的空气悬挂系统)公知。此外，空气悬挂系统ECAS包括在各个车轮上的位移传感器、电磁阀和气囊以及中央ECAS控制单元。此外，也在ECAS系统中获知和考虑关于相应的车桥负荷的信息，从而根据本发明的重量信息可以借助这些本来就存在的车辆数据被用于确定个别的车辆重心。
因此，根据本发明，用于确定个别的车辆重心的机构与相关车辆的电子调节的空气悬挂系统以信号传输的方式连接。优选地，行驶动态调节装置与各个车辆的电子调节的空气悬挂系统经由串行总线系统连接，该串行总线系统也称作CAN＝“Controllerareanetwork”(控制器局域网)。
关于挂车的重量信息在本发明的有利的实施方式中在考虑到一个或多个其他车辆的重量信息的情况下而导出。以此方式，在考虑到车辆组合的这些车辆的个别倾翻倾向的情况下实现对行驶特性进行的稳定，而并不在每个车辆上都检测倾翻倾向参量。为了获知相关挂车的重量信息，将车辆组合的其他车辆的尤其是由该其他车辆的空气悬挂系统导出的重量信息从关于车辆组合的重量信息中减去。关于车辆组合的重量信息在此在考虑到牵引车辆的当前运行参量的情况下被估计。优选使用来自发动机管理部的信息作为用于估计重量信息的这种运行参量，如发动机的转矩。运行参量允许回推出整个车辆组合的重量，整个车辆组合通过发动机而运动。
附图说明
以下参照附图详细地阐述了本发明的实施例。其中：
图1示出了行驶动态调节装置的气动和电气线路图；
图2示出了根据本发明的用于在考虑倾翻边界值的情况下使行驶特性稳定的方法的实施例的示意性流程图；
图3示出了根据本发明的用于在考虑倾翻边界值的情况下使行驶特性稳定的方法的另一实施例的示意性流程图；
图4示出了特征曲线的图形视图。
具体实施方式
图1示出了用于车辆组合1的行驶动态调节装置的实施例的气动和电气线路图，该车辆组合在本实施例中由牵引车辆2和挂车3组成。为了更好地概览，气动线路以点线示出。
行驶动态调节包括用于在考虑到防倾倒(RSC功能)的情况下使行驶特性稳定的机构。RSC功能在下文中详细阐述。在所示的实施例中，RSC功能整合到行驶动态调节中，该行驶动态调节具有其他行驶动态功能。根据本发明的RSC功能可以实现与其他行驶动态系统任意组合，尤其是与公共的中央调节单元。
牵引车辆2和挂车3的全部车轮4分别配属有气动制动缸5。制动缸5由压力容器6进行气动供给。制动缸5由压力调节模块7、8操作，所述压力调节模块分别与电子调节单元9以信号传输的方式经由串行总线系统10(CAN)连接。总线系统10将各个车辆中的和整个车辆组合1中的不同的控制或调节设备联网。
在控制单元9上接连有信号发送器11。如果牵引车辆2的驾驶员操作信号发送器11的行驶踏板，那么信号发送器11向控制单元9通知制动愿望。调节单元9根据刹车愿望和可提供的运行参数计算最优制动压力，经由制动系统10将该最优制动压力预设定给压力调节模块7、8。为了连续地获知运行参数，车轮3分别配属有转速计12和压力传感器13。
不仅牵引车辆2而且挂车3都具有电子调节的空气悬挂系统(ECAS＝“electronicallycontrolledairSuspension”，电子控制的空气悬挂系统)。每个车辆的ECAS都包括电子ECAS控制设备14、15，该电子ECAS控制设备经由未示出的电磁阀分别操控配属给车轮4的气囊16。此外，ECAS系统包括未示出的位移传感器，所述位移传感器以信号传输的方式与相应的控制设备14、15连接。在牵引车辆2中的电子ECAS控制设备14和在挂车3中的电子ECAS控制设备14以及在其他挂车中的ECAS控制设备经由总线系统10与行驶动态调节装置9的调节单元9连接。
电子调节单元9根据所测量的数据来计算车辆运动的额定值。在此，连续地将真实车辆特性与所算出的额定值比较。如果车辆组合1偏离于期望特性，那么在一个或多个车轮的制动器上和/或在发动机管理部中进行调节作用，其中对驱动器产生影响并且例如改变转矩。除了经由转速计12的车轮转速和经由压力传感器13的制动压力之外，可以测量针对行驶动态功能的其他行驶参数，譬如侧滑速度或方向盘角度。在行驶动态调节装置23中，存储相应的调节算法，该调节算法例如实现防抱死系统或驱动器滑转调节。
在此，经由获知重心来获知倾翻边界值并且通过有目的地在发动机管理部或牵引车辆2的驱动器中进行调节作用或者有目的地对制动缸5进行操控来阻止倾翻倾向。借助所测量的车辆参数检测当前横向加速度并且进行调节作用。在达到或超过倾翻边界值，即，针对横向加速度的作用阈值时，通过调节作用阻止倾翻倾向。当前横向加速度在此可以由存在的测量值尤其由通过转速计12检测的各个车轮转速或经由专门布置的横向加速度传感器来检测。
图2示出了在用于使车辆组合的车辆特性稳定的方法的范围中用于确定倾翻边界值16的流程图。在此，在车辆组合的多个车辆上，将相应的车辆重心H作为倾翻倾向参量来确定，该倾翻倾向参量对车辆受横向加速度作用下的倾翻倾向有影响。从各自的车辆重心H来获知重心的对于确定倾翻边界值16而言决定性的值18。在所示的实施例中，车辆组合包括一个牵引车辆2和两个挂车3、3'，它们相应具有ECAS系统和各一个ECAS控制设备14。在获知了针对行驶动态调节装置23的作用阈值时，配备有ECAS的其他挂车也会被立刻考虑。
行驶动态调节装置23包括多个配属给车辆组合的各个车辆的用于确定相应的车辆重心H的确定机构17。在此，确定机构17可以在结构上整合到中央调节单元(图1)中，以相应地执行所描述的方法。由各个车辆的ECAS控制设备14为每个用于确定相应的车辆重心H的确定机构17预设定重量信息M作为输入量。在此，重量信息M在ECAS功能的范围中被获知并且因此以车辆个别的方式提供。为用于确定相应的车辆重心H的确定机构17预设定事先所获知的车辆信息19作为其他输入量，该车辆信息表征相应车辆的类型并且在运行中不可改变。特定的车辆信息19在当前情况下是车辆的总重量。特定的车辆信息19在此也可以包含其他信息，例如关于车辆的轮距。在调节单元9中可以存储针对不同车辆类型的不同数据记录，其在挂接或使用相应车辆时被激活。
从相应车辆的ECAS控制设备14的重量信息M和特定的车辆信息19中可以准确地估计相应的车辆重心H。为此，在调节单元9中存储相应的特征曲线。在图4中示出了用于估计车辆重心H的特征曲线的实例。特征曲线20在此是车辆重心H的高度(以米计)关于相关车辆的重量m(以吨计)的图形曲线。下部的状态21相应于车辆的未负载的总重量。上部的状态22相应于车辆的满负载的总重量。
行驶动态调节装置23还包括用于由车辆组合的各个车辆的车辆重心H来确定倾翻边界值16的确定机构24。在此，对所获知的关于各个车辆的相应重心H的信息进行评估，并且确定倾翻边界值16，倾翻边界值对于行驶动态调节装置而言应形成横向加速度的作用阈值。所获知的车辆重心H在比较运算级25中被相互联系并且将处于最高的车辆重心H作为重心的决定性的值18用来确定倾翻边界值16。
代替在公知的RSC调节(其中考虑关于车辆组合总重量的倾翻边界值的唯一的特征曲线)中目前常见的方法，针对车辆组合的每个车辆来获知个别特征曲线20(图4)。车辆各自的特征曲线被确定机构17用于确定相应的车辆重心H。
换言之，通过使用各个车辆的处于最高的重心H作为决定性的值26来确定作用阈值(倾翻边界值16)，将所有集合在车辆组合中的各个车辆的最小倾翻边界值用于在RSC功能的范围中稳定车辆组合的行驶特性。
图3示出了用于使车辆组合的行驶特性稳定的方法的另一实施例的流程图，该车辆组合包括两个车辆，即一个牵引车辆2和一个挂车3。与根据图2的实施例不同，重量信息M3并不从挂车3的装置的信息中来获知，而是通过从关于车辆组合的重量信息MGes中减去牵引车辆2的重量信息M来获知挂车3的重量信息M3。为此，行驶动态调节装置23'包括减法环节26，该减法环节接收关于车辆组合的重量信息MGes作为被减数，并且接收牵引车辆2的重量信息M作为减数。减法环节26的输出量是被减数与减数的差值，输出量在行驶动态调节装置23'中作为挂车3的重量信息M3被采用并且如在针对图2的实施例中那样被处理。关于牵引车辆2的重量信息M如在根据图2的实施例中那样由牵引车辆2的ECAS控制设备14提供。
关于车辆组合的重量信息MGes在考虑了牵引车辆的当前运行参量27的情况下被估计。在所示的实施例中，作为牵引车辆的运行参量，驱动发动机的转矩被评估。行驶动态调节装置23'包括估计机构28，该估计机构由所检测的驱动发动机转矩或其他发动机信息回推出通过驱动发动机而运动的重量，该重量作为整个车辆组合的重量被采用。以此方式在考虑到组合的车辆的各个重量的情况下提供车辆组合的行驶特性的稳定性，其不需要挂车3的测量值。
附图标记表(说明书的组成部分)
1.车辆组合
2.牵引车辆
3.挂车
4.车轮
5.制动缸
6.压力容器
7.压力调节模块
8.压力调节模块
9.调节单元
10.串行总线系统
11.信号发送器
12.转速计
13.压力传感器
14.ECAS控制设备
15.气囊
16.倾翻边界值
17.确定机构(针对H)
18.值(重心)
19.车辆信息
20.特征曲线
21.下部的状态
22.上部的状态
23.行驶动态调节装置
24.确定机构(针对16)
25.比较运算级
26.减法环节
27.运行参量
28.估计机构
H车辆重心
M重量信息
M3重量信息
MGes重量信息

Claims (11)

1.一种用于使车辆组合(1)的行驶特性稳定的方法，所述车辆组合具有多个车辆，即牵引车辆(2)和至少一个挂车(3)，其中，获知倾翻倾向参量，并且借助所述倾翻倾向参量来确定倾翻边界值(16)并将所述倾翻边界值预设定给作用于所述车辆组合(1)的驱动器和/或制动器的行驶动态调节，
其特征在于，
在所述车辆组合(1)的多个车辆上确定相应的倾翻倾向参量，并且从所述倾翻倾向参量中选择出所述倾翻倾向参量的对于确定所述倾翻边界值(16)而言决定性的值(18)。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
选择所述车辆组合(1)的最倾向于倾翻的车辆的倾翻倾向参量作为所述倾翻倾向参量的对于确定所述倾翻边界值(16)而言决定性的值(18)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
获知相应的车辆的车辆重心(H)作为倾翻倾向参量，其中，为了确定所述行驶动态调节的倾翻边界值(16)，使用各个车辆的处于最高处的车辆重心(H)。
4.根据权利要求3所述的方法，
其特征在于，
在考虑到预设定的特定的车辆信息(19)的情况下，借助在相关的车辆上检测到的重量信息(M)获知相应的车辆重心(H)。
5.根据权利要求4所述的方法，
其特征在于，
由所述相关的车辆的悬挂系统导出所述重量信息(M)。
6.根据权利要求4或5所述的方法，
其特征在于，
由所述相关的车辆的电子调节的空气悬挂系统的控制设备(14)提供所述重量信息(M)。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，
其特征在于，
关于所述车辆组合(1)的一个单个车辆(3)的重量信息(M3)通过从关于车辆组合(1)的重量信息(MGes)中减去所述车辆组合(1)的另一车辆的重量信息(M)来获知，在考虑到所述牵引车辆(1)的当前运行参量(L)的情况下估计所述关于车辆组合的重量信息。
8.一种用于执行根据上述权利要求中任一项所述的方法的行驶动态调节装置，所述行驶动态调节装置具有作用于车辆组合(1)的驱动器和/或制动器的调节单元(9)和用于确定倾翻倾向参量并且用于借助所述倾翻倾向参量确定倾翻边界值(16)的机构，
其特征在于，
所述行驶动态调节装置(23)包括多个配属给所述车辆组合(1)的各个车辆的确定机构(17)，用于确定相关的车辆的相应的倾翻倾向参量并且用于获知倾翻倾向参量的对于由车辆重心(H)来确定所述倾翻边界值(16)而言决定性的值(26)，以及所述行驶动态调节装置还包括用于从所述倾翻倾向参量的决定性的值(26)中确定所述倾翻边界值(16)的确定机构(24)。
9.根据权利要求8所述的行驶动态调节装置，
其特征在于，
用于确定各个倾翻倾向参量的确定机构(17)被构造成用于确定相应的车辆的车辆重心(H)。
10.根据权利要求9所述的行驶动态调节装置，
其特征在于，
所述确定机构(17)为了确定各个车辆重心(H)而与相关的车辆的电子调节的空气悬挂系统的控制设备(14)以信号传输的方式连接。
11.根据权利要求9或10所述的行驶动态调节装置，
其特征在于，
所述行驶动态调节装置(23)与各个车辆的电子调节的空气悬挂系统的控制设备(14)经由串行总线系统(10)连接。
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