用于降低設置有可控懸架系統(tǒng)的機動車輛的翻覆風險的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于主動管理機動車輛的使用安全以防止機動車輛在使用中發(fā)生翻 覆的方法和系統(tǒng)。
[0002] 在本申請中，機動車輛指的是包括在使用中存在橫向傾斜風險的推進裝置的任意 車輛。該推進裝置例如可以位于在坡地上使用的農(nóng)用車輛中，并且該農(nóng)用車輛的負載可以 顯著變化，該農(nóng)用車輛的重心高度可以通過駕駛員啟動針對主動式懸架的控制裝置來修 改。
[0003] 本發(fā)明更加具體地涉及用于配備有可控懸架系統(tǒng)的機動車輛的方法和系統(tǒng)。
【背景技術】
[0004] 在本申請中，可控懸架系統(tǒng)是可以在恒定的總質(zhì)量下修改車輛的重心位置的任意 系統(tǒng)。該可控懸架系統(tǒng)可以例如包含用于校正主動式懸架的姿態(tài)使得可以將車輪連接到車 輛的底盤上的系統(tǒng)。這樣的主動式懸架可以為液壓的、氣壓的、電的等等。
[0005] 對于可控懸架系統(tǒng)的適當?shù)膫鞲衅鳎ɡ?，液壓主動式懸架情況下的一對壓力傳 感器）所完成的測量，已知的是，確定可控懸架系統(tǒng)的瞬時狀態(tài)并由此得出表示傾斜風險 的測定量。根據(jù)該測定量的瞬時值，實施安全策略以向駕駛員或位于該機動車輛附近的人 員告警和/或向該機動車輛的具體執(zhí)行人發(fā)出指令以避免該機動車輛傾斜（例如，通過修 改速度、轉向角、重心的高度等）。
[0006] 然而，使用可控懸架系統(tǒng)的傳感器完成的測量無法在任何時候都能確定該可控懸 架系統(tǒng)的瞬時狀態(tài)。例如，在主動式懸架處于完全收縮狀態(tài)或駕駛員改變機動車輛的重心 的高度的情況。該測定量不可用。這種情況可以持續(xù)數(shù)秒，這足以使傾斜風險不再受到控 制并使車輛翻覆。
[0007] 于是本發(fā)明人尋求替代方法來計算表示傾斜風險的測定量。
[0008] 隨后他們將在全地形車輛的情況下所獲得的結果應用到機動車輛上，這些結果被 記錄在文南犬"Rollover prevention system dedicated to ATVs on natural ground(專 用于自然地面上的ATV的防翻覆系統(tǒng)）"中。該文獻公開了一種能夠?qū)Ρ硎続TV的傾斜風 險的估計量進行計算的方法。配備有包括處理鏈的系統(tǒng)的ATV可以獲取相對于ATV的運動 測量值，并隨后經(jīng)由ATV的動態(tài)模塊對這些運動測量值進行處理，以估計出該估計量的瞬 時值。
[0009] 將這樣的處理鏈實施在葡萄收割機（作為機動車輛的具體示例）上的結果被 描述在文南犬"Preserving stability of huge agricultural machines with internal mobilities:application to a grape harvester(利用內(nèi)部的機動性來保持大型農(nóng)用機的 穩(wěn)定性：葡萄收割機的應用）"中。該文獻在下文中被稱為文獻II。
[0010] 然而，本發(fā)明人觀察到，僅僅轉錄用于ATV情況下的算法不足以應用在機動車輛 的情況。實際上，在這種情況下，處理鏈所用的動態(tài)模型取決于諸如重心的高度和車輛的總 質(zhì)量之類的參數(shù)。
[0011] 這兩個參數(shù)在機動車輛的使用中顯著變化（例如，使用空的或裝滿的儲料器、桶 等），該動態(tài)模型隨時間演化。因此，在活動（session)開始時設置參數(shù)的動態(tài)模型導致該 估計量的瞬時值背離真實值。因此，估計量的瞬時值不能被當作操作安全裝置以尋求避免 機動車輛翻覆所基于的變量來進行使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 因此，本發(fā)明的目的在于解決該問題。
[0013] 為此，本發(fā)明涉及一種用于降低包括可控懸架系統(tǒng)的機動車輛的翻覆風險的方 法，其特征在于，該方法包括：
[0014] 第一計算步驟，根據(jù)所述可控懸架系統(tǒng)的傳感器所傳送的多個信號來計算測定量 TCm作為負載轉移的有效值TC ;
[0015] 第二計算步驟，根據(jù)放置在所述車輛上的運動傳感器所傳送的信號和所述車輛的 動態(tài)模型來計算估計量TCe，當所述測定量不可用時，所述估計量被視為所述負載轉移的有 效值；
[0016] 根據(jù)所述負載轉移的有效值TC來評估所述翻覆風險的步驟；以及，在翻覆風險增 加的情況下，
[0017] 發(fā)出安全信號的步驟。
[0018] 根據(jù)具體實施例，按照單獨考慮或根據(jù)所有技術上的可能組合，該方法包括以下 特征中的一個或更多個：
[0019] 當所述測定量可用時，所述方法包括：對第二計算步驟中所用的所述車輛的動態(tài) 模型的至少一個參數(shù)進行重新校準的步驟，所述重新校準步驟包括：
[0020] 評估所述測定量與所述估計量之間的偏差；以及，當所述偏差超過閾值時，
[0021] 找出所述參數(shù)隨時間演化的規(guī)律，所述規(guī)律有助于降低所述偏差；以及，當所述測 定量可用時，
[0022] 在所述第二計算步驟的每次迭代中，利用所述變化規(guī)律來修改所述車輛的動態(tài)模 型的參數(shù)。
[0023] 所述車輛的動態(tài)模型Μ的參數(shù)為質(zhì)量G或重心的高度H。
[0024] 針對所述重心的高度Η的時間演化規(guī)律通過以下類型的關系式給出：
[0025] 并且針對質(zhì)量G的時間演化規(guī)律通過以下類型的關系式給出
[0026] 其中，e⑴是當前時刻下測量的負載轉移TCm與估計的負載轉移TCe之間的偏差，
是所述質(zhì)量與所述負載轉移之間的已知關系式TC (G)隨質(zhì)量G的變化率
是所述高度與所述負載轉移之間的已知關系式TC(H)隨高度Η的變化率，以及γ是預先確 定或動態(tài)評估的權值。
[0027] 所述車輛的動態(tài)模型包括兩個參數(shù)，即質(zhì)量和重心的高度，所述方法包括：使用一 系數(shù)對這兩個參數(shù)中的每個參數(shù)的時間演化規(guī)律進行加權的步驟，所述系數(shù)通過對需要重 新校準的原因進行可能性計算而得到。
[0028] 所述可控懸架系統(tǒng)包括主動式懸架，根據(jù)表示每個主動式懸架所產(chǎn)生的力的信號 來計算所述測定量。
[0029] 根據(jù)以下信號來計算所述估計量：
[0030] 由多普勒雷達傳送的縱向速度；
[0031] 由兩個傾斜儀傳送的所述車輛的縱向傾斜角和橫向傾斜角；
[0032] 由慣性單元傳送的相對于垂直軸的瞬時旋轉速度；以及
[0033] 由車輪角度傳感器傳送的每個車輪的轉向角。
[0034] 所述重新校準步驟可以間接地估計所述車輛的瞬時質(zhì)量。
[0035] 在可控姿態(tài)校正系統(tǒng)的啟動步驟中將所述安全信號考慮在內(nèi)，以避免所述車輛翻 覆。
[0036] 在用于調(diào)節(jié)所述車輛的推進裝置和/或轉向裝置的步驟中將所述安全信號考慮 在內(nèi)，以防止所述車輛翻覆。
[0037] 本發(fā)明還涉及一種信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述信息記錄介質(zhì)包括指令，當所 述指令由電子計算機執(zhí)行時，所述指令用于實施根據(jù)上述方法所述的用于降低包括可控懸 架系統(tǒng)的機動車輛的翻覆風險的方法。
[0038] 本發(fā)明還涉及一種用于降低包括可控懸架系統(tǒng)的機動車輛的翻覆風險的系統(tǒng)，包 括車載計算機，其特征在于，所述車載計算機被編程為執(zhí)行根據(jù)上述方法所述的方法。
[0039] 優(yōu)選地，所述系統(tǒng)包括：
[0040] 多普勒雷達，能夠傳送縱向速度；
[0041] 兩個傾斜儀，能夠傳送所述車輛的縱向傾斜角和橫向傾斜角；
[0042] 慣性單元，能夠傳送相對于垂直軸的瞬時旋轉速度；以及
[0043] 車輪傳感器，能夠傳送每個車輪的轉向角。
[0044] 本發(fā)明還涉及一種包括可控懸架系統(tǒng)的機動車輛，其特征在于，所述車輛具有根 據(jù)上述系統(tǒng)所述的用于降低翻覆風險的車載系統(tǒng)。
[0045] 優(yōu)選地，在所述系統(tǒng)的輸出端處生成的所述安全信號被所述車輛的可控懸架系統(tǒng) 的啟動模塊和/或推進裝置和/或轉向裝置的調(diào)節(jié)模塊所考慮，以避免車輛翻覆。
[0046] 因此，有利地，在機動車輛配備有可控懸架系統(tǒng)的情況下，本發(fā)明源自用來計算測 定量的第一鏈和用來計算估計量的第二鏈的使用，當計算量不可用時，第二鏈被用于安全 目的；并且，當測定量可用時，第二鏈不僅用于安全目的，而且還用于重新校準在計算估計 量中的動態(tài)模型的參數(shù)。因此，當測定量不再可用時，估計量是精確的。
【附圖說明】
[0047] 閱讀以下僅作為示例提供并參照附圖進行的描述將更好地理解本發(fā)明及其優(yōu)點， 在附圖中：
[0048] 圖1為葡萄收割機的示意圖，該葡萄收割機配備有主動式懸架和用于實施降低該 收割機的翻覆風險的方法的系統(tǒng)；
[0049] 圖2為圖1系統(tǒng)的框圖形式的示意圖；以及
[0050] 圖3為一曲線圖，該曲線圖示出了在根據(jù)圖1的收割機的使用期中對動態(tài)模型的 參數(shù)重新校準和不重新校準的情況下，在圖2的系統(tǒng)輸出端處所獲得的測定量和估計量。
【具體實施方式】
[0051] 參照圖1，作為機動車輛的示例的葡萄收割機10在基板水平的平面P上移動。
[0052] 收割機10包括箱體12和四個車輪14至17。
[0053] 對于任意車輛，參照XYZ與箱體12的幾何中心相關：軸X為朝箱體的前方定向的 縱軸；軸Y為從左向右對箱體進行定向的橫軸；以及，軸Z為向上定向的與軸X和軸Y垂直 的軸。
[0054] 重心C在收割機10的使用期間隨著該收割機的姿態(tài)和/或該收割機的負載狀態(tài) (即該車輛的總質(zhì)量G)移動。在圖1中，重心C被顯示為靜止于平面XZ中。
[0055] 每個車