此處的實施例涉及車輛橫擺穩(wěn)定性控制方法以及車輛橫擺穩(wěn)定性控制設(shè)備。

背景技術(shù)：
根據(jù)近來的研究，在機動化國家中，所有重大事故中約有一半是單個車輛損毀。研究還表明，無意識的路線偏移是造成這些交通重大事故的主要原因。機動車工業(yè)已經(jīng)研制了旨在避免或減輕事故的主動安全系統(tǒng)。一個示例是有助于駕駛員重新控制車輛的橫擺穩(wěn)定性控制系統(tǒng)。在減少交通事故的數(shù)量方面，橫擺穩(wěn)定性控制系統(tǒng)被證明是有效的。常規(guī)的橫擺穩(wěn)定性控制系統(tǒng)非常依賴于當(dāng)控制車輛運動時駕駛員的行動?；隈{駛員提供的方向盤角度，橫擺穩(wěn)定性控制系統(tǒng)計算當(dāng)車輛在不安全的狀態(tài)空間區(qū)域內(nèi)運行時行進所遵循的期望軌跡從而維持安全行進?；谲囕v橫擺率的測定被用于常規(guī)橫擺穩(wěn)定性控制系統(tǒng)中以識別駕駛員何時失去控制和需要幫助。該測定可被視為車輛實際軌跡與駕駛員意圖遵循軌跡分析之間的比較。如果駕駛員的意圖與車輛實際運動之間的差異過大，系統(tǒng)決定幫助駕駛員遵循意圖的軌跡。通過將駕駛員輸入（即方向盤轉(zhuǎn)角）通過簡化的車輛模型輸入來對駕駛員的意圖進行分析，假設(shè)該輸入對應(yīng)于駕駛員對車輛狀態(tài)的感知。用于在常規(guī)橫擺穩(wěn)定性控制系統(tǒng)中計算意圖的或等同的基準軌跡的簡化車輛模型通常是根據(jù)圖1的單軌跡車輛模型。在簡化模型中，在每個輪胎Fyf,Fyr處的輪胎側(cè)向力大致與車胎側(cè)偏角（slipangle）α線性相關(guān)。這樣，人們可以說常規(guī)橫擺穩(wěn)定性控制系統(tǒng)旨在令汽車遵循駕駛員的意圖。車輛側(cè)偏角β也在圖1中示出并且被定義為速度矢量v在坐標系統(tǒng)x,y中的角度。通過給出優(yōu)選軌跡，熟練的駕駛員可以在復(fù)雜的情形下有效地使用橫擺穩(wěn)定性控制系統(tǒng)從而將車輛保持在道路上。但是，配備有常規(guī)橫擺穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的車輛的普通或沒經(jīng)驗的駕駛員可能在復(fù)雜情形下例如由于驚慌而表現(xiàn)失常，從而不能引導(dǎo)橫擺穩(wěn)定性控制系統(tǒng)維持安全的軌跡。實際上，由于駕駛員的驚慌反應(yīng)，車輛運動達到輪胎與道路之間粘著的極限，這是很常見的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
此處的實施例旨在提供一種改進的車輛橫擺穩(wěn)定性控制方法。提供了一種車輛橫擺穩(wěn)定性控制方法，包括如下步驟：測定車輛的橫擺率設(shè)定第一基準橫擺率設(shè)定橫擺率差當(dāng)橫擺率差的值超過由橫擺率差閾值限定的界限時觸發(fā)穩(wěn)定制動干預(yù)，還包括如下步驟：獲得關(guān)于車輛前方道路形狀的道路形狀信息；一旦觸發(fā)了穩(wěn)定制動干預(yù)就評估駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ的可靠性；以及在駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ被認為不可靠的情形下實施如下步驟：基于所獲得道路形狀設(shè)定替換基準橫擺率設(shè)定替換橫擺率差基于所述替換橫擺率差進行穩(wěn)定制動干預(yù)。提供了獲得道路形狀信息和基于所獲得道路形狀信息設(shè)定替換基準橫擺率設(shè)定替換橫擺率差和基于替換橫擺率差進行穩(wěn)定制動干預(yù)的步驟，提供上述這些步驟使得能夠在駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ被評估為不可靠的情形下跟蹤道路軌跡而非由駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ提供的基準軌跡。這將在駕駛員的不當(dāng)反應(yīng)或驚慌反應(yīng)的情形下提供改進的車輛橫擺穩(wěn)定性控制。根據(jù)第二方面，通過計算取決于所獲得道路形狀的常數(shù)c與車輛縱向速度vx的乘積來設(shè)定替換基準橫擺率提供第二方面所述的替換基準橫擺率的設(shè)定能夠以簡單的方式解釋車輛前方道路的曲率。根據(jù)第三方面，通過使用車道保持控制器算法至少部分基于所獲得道路形狀來計算虛擬轉(zhuǎn)向角δvirt并且將該虛擬轉(zhuǎn)向角δvirt通過單軌跡車輛模型輸入從而設(shè)定替換基準橫擺率提供第三方面所述的替換基準橫擺率的設(shè)定能夠更精確地計算替換基準橫擺率根據(jù)第四方面，通過形成基準橫擺率差作為所述替換基準橫擺率與第一基準橫擺率之差來評估駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ的可靠性，其中只要基準橫擺率差的值仍然位于由基準橫擺率差閾值限定的死區(qū)界限內(nèi)，駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ就被認為是可靠的。提供第四方面所述的對駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ的評估能夠可靠地比較由駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ提供的基準軌跡與留在道路上所需的軌跡從而評估駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ的可靠性。根據(jù)第五方面，通過利用評估駕駛員控制車輛能力的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控駕駛員來評估駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ的可靠性，其中只要駕駛員被評估為能夠控制車輛則駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ被認為是可靠的。如第五方面所述被設(shè)置為監(jiān)控駕駛員的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)提供了評估駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ的可靠性的可選方式。此處的其它實施例旨在提供改進的車輛橫擺穩(wěn)定性控制設(shè)備。根據(jù)第六方面，一種車輛橫擺穩(wěn)定性控制設(shè)備包括：用于測定車輛橫擺率的橫擺率測定單元；用于設(shè)定第一基準橫擺率的第一基準橫擺率設(shè)定單元；用于設(shè)定橫擺率差的橫擺率差設(shè)定單元；用于當(dāng)橫擺率差的值超過橫擺率差閾值限定的界限時觸發(fā)穩(wěn)定制動干預(yù)的穩(wěn)定制動干預(yù)觸發(fā)單元，其還包括：用于獲得關(guān)于車輛前方道路形狀信息的道路形狀信息獲得單元；用于一旦觸發(fā)了穩(wěn)定制動干預(yù)則評估駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ的可靠性的駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ可靠性評估單元；用于在駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ已被所述駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ可靠性評估單元認為不可靠的情形下基于所獲得道路形狀設(shè)定替換基準橫擺率的替換基準橫擺率設(shè)定單元；用于在替換基準橫擺率設(shè)定單元已經(jīng)設(shè)定了替換基準橫擺率的情形下設(shè)定替換橫擺率差的替換橫擺率差設(shè)定單元；以及其中，所述穩(wěn)定制動干預(yù)觸發(fā)單元被設(shè)置為在替換橫擺率差已被替換橫擺率差設(shè)定單元設(shè)定的情形下基于所述替換橫擺率差進行穩(wěn)定制動干預(yù)。提供了第六方面所述的獲得道路形狀信息和基于獲得的道路形狀設(shè)定替換基準橫擺率設(shè)定替換橫擺率差和基于替換橫擺率差進行穩(wěn)定制動干預(yù)的單元，這就能夠在駕駛員轉(zhuǎn)向輸入被評估為不可靠的情形下跟蹤道路軌跡而非由駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ提供的基準軌跡。這將在駕駛員的不當(dāng)反應(yīng)或驚慌反應(yīng)的情形下提供改進的車輛橫擺穩(wěn)定性控制。根據(jù)第七方面，所述替換基準橫擺率設(shè)定單元被設(shè)置為通過計算取決于所獲得道路形狀的常數(shù)c和車輛縱向速度vx的乘積來設(shè)定替換基準橫擺率提供第七方面所述的設(shè)定替換基準橫擺率的替換基準橫擺率設(shè)定單元能夠以簡單的方式解釋車輛前方道路的曲率。根據(jù)第八方面，上述替換基準橫擺率設(shè)定單元被設(shè)置為通過使用車道保持控制器算法至少部分基于所獲得道路形狀來計算虛擬轉(zhuǎn)向角δvirt并且將該虛擬轉(zhuǎn)向角δvirt通過單軌跡車輛模型輸入從而設(shè)定替換基準橫擺率提供第八方面所述的被設(shè)置為設(shè)定替換基準橫擺率的替換基準橫擺率設(shè)定單元能夠更精確地計算替換基準橫擺率根據(jù)第九方面，駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ可靠性評估單元被設(shè)置為通過形成基準橫擺率差作為所述替換基準橫擺率與第一基準橫擺率之差來評估駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ的可靠性，其中只要基準橫擺率差的值仍然位于由基準橫擺率差閾值限定的死區(qū)（deadband）界限內(nèi)，駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ就被視為可靠。提供第九方面所述的被設(shè)置為評估駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ可靠性的駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ可靠性評估單元能夠可靠地比較由駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ提供的基準軌跡與留在道路上所需的軌跡從而評估駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ的可靠性。根據(jù)第十方面，駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ可靠性評估單元被設(shè)置為通過利用評估駕駛員控制車輛能力的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控駕駛員來評估駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ的可靠性，其中只要駕駛員被評估為能夠控制車輛則駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ被視為可靠。如第十方面所述被設(shè)置為評估駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ可靠性的駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ可靠性評估單元提供了評估駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ的可靠性的可選方式。附圖說明下面，將參照附圖僅通過示例更詳細地描述實施例，其中：圖1是根據(jù)此實施例的單軌跡車輛模型的示意圖。圖2是可選跟蹤基準的第二實施例運算的示意圖。圖3是包括根據(jù)此實施例的車輛橫擺穩(wěn)定性控制設(shè)備的機動車的示意圖。此處實施例的其它目的和特征將根據(jù)下面結(jié)合附圖的詳述更為清楚。但是要了解，附圖僅為示意性的而非對所附權(quán)利要求的限定。還要了解，附圖不一定是按比例繪制的，除非特別指出，它們僅意圖概念性地示出此處所述的結(jié)構(gòu)和步驟。具體實施方式總之，此處的實施例利用有關(guān)道路的知識從而解決了常規(guī)橫擺穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的某些限制，所述常規(guī)橫擺穩(wěn)定性控制系統(tǒng)不準備利用被預(yù)見為是未來車輛中或多或少的標準功能的道路預(yù)覽性能。正如在常規(guī)橫擺穩(wěn)定性控制系統(tǒng)中那樣，通過車上系統(tǒng)和傳感器如慣性測定單元的測定提供有關(guān)所屬車狀態(tài)的信息，例如提供有關(guān)所屬車速度和橫擺率的信息。額外地，此處的實施例依賴這個事實：可從車上系統(tǒng)例如傳感器系統(tǒng)如視覺系統(tǒng)（照相機）、LIDAR（光探測與測距，也稱激光雷達）系統(tǒng)、RADAR（無線電探測與測距）系統(tǒng)和/或從數(shù)字地圖系統(tǒng)如GPS系統(tǒng)（全球定位系統(tǒng)）等獲得關(guān)于前方道路即道路的未來幾何路徑的信息。由常規(guī)橫擺穩(wěn)定性控制算法考慮的測定是第一基準橫擺率與車輛測得的橫擺率之間的差值即通過將轉(zhuǎn)向輸入δ通過單軌跡車輛模型輸入，獲得第一基準橫擺率這種單軌跡車輛模型的示例如圖1所示。當(dāng)車輛在輪胎特性的非線性區(qū)域內(nèi)運行時，獲得的第一基準橫擺率與車輛測得的橫擺率之間的差值較大，其中對于普通駕駛員來說很難操縱車輛動力特性。常規(guī)的橫擺穩(wěn)定性控制系統(tǒng)在由橫擺率差的閾值限定的界限內(nèi)第一基準橫擺率與車輛測得的橫擺率之間的差值形成的死區(qū)內(nèi)通常是不工作的，即一旦車輛在死區(qū)之外運行，橫擺穩(wěn)定性控制利用獨立車輪制動和油門來將橫擺率差調(diào)節(jié)為零。最大和最小橫擺率差的閾值和可通過調(diào)試被設(shè)定。根據(jù)此處的實施例，提出了在駕駛員的轉(zhuǎn)向輸入提供的第一基準橫擺率被視為不安全/不可靠時，用可選跟蹤基準（即替換的基準橫擺率替換第一等式（1）中的第一基準橫擺率根據(jù)第一實施例，替換基準橫擺率可據(jù)此計算：其中c代表道路形狀特別是道路曲率，并且vx代表車輛的縱向速度。根據(jù)圖2的方框圖示出的第二實施例，可執(zhí)行替換基準橫擺率的更復(fù)雜運算。車輛參數(shù)11（例如車道位置和車輛定向）被輸入到車道保持控制器12中。車道保持控制器12的車道保持控制算法用于生成旨在將車輛保持在車道內(nèi)的虛擬轉(zhuǎn)向角命令δvirt。虛擬轉(zhuǎn)向角命令δvirt隨后通過單軌跡車輛模型13（例如圖1所示）輸入從而生成替換基準橫擺率其與駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ用于生成等式（1）中的基準橫擺率的方式相同。在上述兩個實施例即第一和第二實施例中，在常規(guī)橫擺控制系統(tǒng)中第一基準橫擺率被替換為基準橫擺率所替換從而若在由駕駛員的轉(zhuǎn)向輸入提供的第一基準橫擺率被視為不安全/不可靠時控制車輛運動。在另一實施例中，通過形成基準橫擺率差作為所述替換基準橫擺率與第一基準橫擺率之間的差值來確定第一基準橫擺率的可靠性：即，比較由駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ提供的基準軌跡與留在道路上所需的軌跡。只要基準橫擺率差的值處于死區(qū)內(nèi)由基準橫擺率差閾值限定死區(qū)界限，橫擺穩(wěn)定性控制算法以上述常規(guī)方式工作。但是，如果基準橫擺率差位于死區(qū)外，則由駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ提供的第一基準橫擺率被視為不可靠并且在控制算法（1）中用替換的基準橫擺率替換第一基準橫擺率從而跟蹤道路軌跡而非駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ提供的基準軌跡。因此控制算法變成：其中因而是替換的替換橫擺率差，并且一旦車輛在死區(qū)（2）外運行，橫擺穩(wěn)定性控制利用單獨車輪制動和油門以將該替換橫擺率差調(diào)節(jié)為零。在另一實施例中，確定由駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ提供的第一基準橫擺率的可靠性的過程依賴于被設(shè)置為估算駕駛員控制車輛能力的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)本申請，還設(shè)想了一種機動車10，包括基于上述原理的車輛橫擺穩(wěn)定性控制設(shè)備1。如圖3所示的車輛橫擺穩(wěn)定性控制設(shè)備1包括：用于測定車輛橫擺率的橫擺率的橫擺率測定單元2；用于設(shè)定第一基準橫擺率的第一基準橫擺率設(shè)定單元3；用于設(shè)定橫擺率差的橫擺率差設(shè)定單元4；當(dāng)橫擺率差的值超過橫擺率差閾值限定的界限時用于觸發(fā)穩(wěn)定制動干預(yù)的穩(wěn)定制動干預(yù)觸發(fā)單元5。穩(wěn)定制動干預(yù)觸發(fā)單元5可被設(shè)置為通過圖3未示出的常規(guī)制動系統(tǒng)觸發(fā)穩(wěn)定制動干預(yù)。車輛橫擺穩(wěn)定性控制設(shè)備1還包括：用于獲得關(guān)于車輛前方道路形狀信息的道路形狀信息獲得單元6；用于一旦觸發(fā)了穩(wěn)定制動干預(yù)則評估駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ的可靠性的駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ可靠性評估單元7；用于在駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ已被所述駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ可靠性評估單元7認為不可靠的情形下基于所獲得道路形狀設(shè)定替換基準橫擺率的替換基準橫擺率設(shè)定單元8；用于在替換基準橫擺率設(shè)定單元8已經(jīng)設(shè)定了替換基準橫擺率的情形下設(shè)定替換橫擺率差的替換橫擺率差設(shè)定單元9。在車輛橫擺穩(wěn)定性控制設(shè)備1中，所述穩(wěn)定制動干預(yù)觸發(fā)單元5被設(shè)置為在所述替換橫擺率差已被替換橫擺率差設(shè)定單元9設(shè)定的情形下基于替換橫擺率差進行穩(wěn)定制動干預(yù)。在車輛橫擺穩(wěn)定性控制設(shè)備1的另一實施例中，所述替換基準橫擺率設(shè)定單元8被設(shè)置為通過計算取決于所獲得道路形狀的常數(shù)c和車輛縱向速度vx的乘積來設(shè)定替換基準橫擺率在車輛橫擺穩(wěn)定性控制設(shè)備1的另一實施例中，所述替換基準橫擺率設(shè)定單元8被設(shè)置為通過使用車道保持控制器算法至少部分基于所獲得道路形狀來計算虛擬轉(zhuǎn)向角δvirt并且將該虛擬轉(zhuǎn)向角δvirt通過單軌跡車輛模型輸入從而設(shè)定替換基準橫擺率在車輛橫擺穩(wěn)定性控制設(shè)備1的另一實施例中，駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ可靠性評估單元7被設(shè)置為通過形成基準橫擺率差作為所述替換基準橫擺率與第一基準橫擺率之差來評估駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ的可靠性，其中只要基準橫擺率差的值仍然位于由基準橫擺率差閾值限定的死區(qū)界限內(nèi)，駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ就被視為可靠。在車輛橫擺穩(wěn)定性控制設(shè)備1的另一實施例中，駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ可靠性評估單元7被設(shè)置為通過利用評估駕駛員控制車輛能力的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控駕駛員來評估駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ的可靠性，其中只要駕駛員被評估為能夠控制車輛則駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ被視為可靠。橫擺穩(wěn)定性控制設(shè)備1的諸單元盡管被示為一個整體，但可分布在車輛的各處并且還可完全或部分地與其它車輛系統(tǒng)整合。作為示例，道路形狀信息獲得單元6例如可包括一個多個照相機從而通過車輛10的擋風(fēng)玻璃觀察前方道路，以及放置在前視位置例如車輛格柵等的一個或多個RADAR或LIDAR檢測器。此外，穩(wěn)定制動干預(yù)觸發(fā)單元5可被分配給車輛10的制動系統(tǒng)。在上述車輛橫擺穩(wěn)定性控制設(shè)備1中實施的車輛橫擺穩(wěn)定性控制方法包括如下步驟：測定車輛的橫擺率設(shè)定第一基準橫擺率設(shè)定橫擺率差并且當(dāng)橫擺率差的值超過由橫擺率差閾值限定的界限時觸發(fā)穩(wěn)定制動干預(yù)。車輛橫擺穩(wěn)定性控制方法還包括如下步驟：獲得關(guān)于車輛前方道路形狀的道路形狀信息；一旦觸發(fā)了穩(wěn)定制動干預(yù)就評估駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ的可靠性；在駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ已被認為不可靠的情形下實施如下步驟：基于所獲得道路形狀設(shè)定替換基準橫擺率設(shè)定替換橫擺率差以及基于替換橫擺率差進行穩(wěn)定制動干預(yù)。根據(jù)另一實施例，車輛橫擺穩(wěn)定性控制方法還包括通過計算取決于所獲得道路形狀的常數(shù)c與車輛縱向速度vx的乘積來設(shè)定替換基準橫擺率根據(jù)另一實施例，車輛橫擺穩(wěn)定性控制方法還包括通過使用車道保持控制器算法至少部分基于所獲得道路形狀來計算虛擬轉(zhuǎn)向角δvirt并且將該虛擬轉(zhuǎn)向角δvirt通過單軌跡車輛模型輸入從而設(shè)定替換基準橫擺率根據(jù)又一實施例，車輛橫擺穩(wěn)定性控制方法還包括通過形成基準橫擺率差作為所述替換基準橫擺率與第一基準橫擺率之差來評估駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ的可靠性，其中只要基準橫擺率差的值仍然位于由基準橫擺率差閾值限定的死區(qū)界限內(nèi)，駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ就被評估為可靠。根據(jù)某些實施例，車輛橫擺穩(wěn)定性控制方法還包括通過利用評估駕駛員控制車輛能力的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控駕駛員來評估駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ的可靠性，其中只要駕駛員被評估為能夠控制車輛則駕駛員轉(zhuǎn)向輸入δ被視為可靠。上述實施例可在下面權(quán)利要求的范圍內(nèi)變化。因此，雖然示出和描述且指出了此處實施例的基礎(chǔ)新特征，要了解本領(lǐng)域技術(shù)人員可對所示裝置及其運行的形式和細節(jié)作出各種省略、替換和改變。例如，明顯可以預(yù)期，基本以大致相同的方式實現(xiàn)相同功能、取得相同效果的那些元件和/或方法步驟的所有組合是等效的。此外，應(yīng)當(dāng)認識到，與公開的形式或?qū)嵤├嘘P(guān)所示和/或所述的結(jié)構(gòu)和/或元件和/或方法步驟可與任何公開或描述或暗示的形式或?qū)嵤├喜ⅲ@是常規(guī)選擇。