專利名稱：特定駕駛者的車輛子系統控制方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及控制車輛底盤中至少一個活動子系統的方法和實施該方法 的設備。
背景技術：
傳統上，機動車具有許多底盤子系統，諸如減震器、制動器、懸架、轉 向系統、傳動鏈等，它們的特征由制造過程決定，而且將這些子系統彼此適 應以換取和諧的駕駛感覺、良好的方向穩定性等是一項煩人的工作，所以通 常導致只能在相沖突的要求之間達到 一種或多活少的滿意度取舍。在當代車輛中，許多子系統受到電氣控制，以使它們的特性可以在操作中進行改動，例如，參見EP1355209A1，公開了一種機動車，其中的子系統 諸如引擎控制器、變速器控制器、轉向控制器、制動控制器和空氣懸架控制 器在主控制器的控制下可以處于不同的操作狀態。主控制器可以接收使用者 例如經由開關進行輸入，該開關允許使用者指定車輛所行駛的道路類型以及 操作模式，諸如普通、運動和牽引模式。具體地說，在該文件中說明了第三 實施例，其中駕駛者可以使用第一旋鈕輸入車輛所行駛的地域類型；和利用 第二旋鈕在運動、普通和牽引模式之間進行選擇，即在該實施例中，駕駛者 可以通過在普通和運動模式之間進行選擇而將車輛行為方式契合個人偏好。 但是，在這些模式當中，子系統的設置必須能讓它們各自符合直行、轉彎、 加速和制動等，即所述設置仍然是一種妥協，其可能對于一種駕駛狀態來說， 可能更適合另 一種駕駛狀態。在該文件的第四實施例中，主控制器使用來自各個子系統的、有關車輛 駕駛方式以及使用方式的信息，來自動地選擇適當的模式，并且使用傳動鏈 控制器和轉向輪傳感器將駕駛方式分為普通方式和運動方式。通過自動適配 駕駛狀態，減少了對妥協的需求，因為可以使用專門適合每種駕駛狀態的設 置。但是，駕駛者不可能將底盤特性適配其個人喜好。發明內容本發明的目標是提供一種控制車輛底盤中至少一個活動子系統的方法， 以及實施該方法的裝置，該裝置將盡可能使用所述活動子系統所提供的靈活 性。上述目標借助控制車輛底盤中至少一個活動子系統的至少一個操作參數的方法來實現，包括步驟識別駕駛者；從一組預定決策函數中選擇與識 別出的駕駛者關聯的決策函數；確定車輛的一個或多個操作狀態參數；評估 所選的決策函數，產生與所確定的操作參數對應的所述設置參數值；和將所 述值設置在所述子系統中。理論上，每個設置參數值可能為操作狀態參數的連續函數。在這種情況 下，很難論證設置參數的全部組合在技術上可行。因此，優選決策函數為數 量適當的離散值。根據第一實施例，通過為所述操作狀態參數中的至少第一 個限定閾值，可以滿足該要求，如果該第一操作狀態參數低于所述閾值，則 該決策函數就產生第一個所述離散值；而如果第一操作狀態參數高于所述閱 值，則產生第二個所述離散值，并且所述閾值可以取決于識別出的駕駛者。根據第二實施例，決策函數的離散值通過為至少第一個所述操作狀態參數限定閾值來實現，如果第一操作狀態參數低于所述閾值，則所述決策函數 產生第一個所述離散值，而如果所述第一操作狀態參數高于所述閾值，則產 生第二個所述離散值，并且所述第一個和第二個離散值至少其中之一取決于識別出的駕駛者。與每個子系統關聯的決策函數優選具有相同的閾值，以使無論何時穿越 閾值，若干設置參數都會改變。優選所述操作參數包括以下一項或多項-車輛縱向速度；-車輛橫向速度；-車輛偏航角；-車輛俯仰角；-轉向輪轉速；-加速器踏板位置； -制動器踏板位置； -以上任一項的時間導數。所述至少 一個活動子系統可以為以下一項或多項-全輪驅動控制器，其至少一個設置參數對應于全輪驅動模式開或關； -減震器控制器，其設置參數對應于不同的振動衰減程度； -動力轉向控制器，其設置參數對應于動力轉向控制器向駕駛者提供的 不同協助程度；-轉向控制器，其設置參數對應于轉向輪(1)和前輪(2)轉向角之間 的不同關系；-傳動鏈控制器(7),其狀態具有不同的換檔特性； -載荷控制器(6),用于根據加速器踏板(4)位置控制馬達(5)載荷， 其設置參數對應于不同的踏板位置/載荷特性； -制動器控制器(10)。具體地說，全輪驅動控制器的開關狀態可以根據車輛縱向速度或加速度 而自動選擇，在這種情況下，不同的駕駛者可能傾向于不同的速度或加速度 閾值，超過該閾值時，所述控制器自動從全輪驅動模式切換為兩輪驅動模式。 減震器控制器中的振動衰減程度可以根據車輛縱向或橫向速度、偏航角或俯 仰角來設定，高速或大偏航角或小俯仰角時傾向于選擇更高的剛性，并且希 望的衰減程度根據駕駛者的偏好可能不同。轉向控制器的不同狀態也可以根 據車速或偏航角來選擇， 一些駕駛者傾向于一般較高程度的協助，而另一些 駕駛者傾向于感受來自轉向齒輪的直接反饋。轉向輪和前輪轉向角之間的不 同關系可以根據車速設定。這里，駕駛者可能傾向于不同的閾值來在兩個角 度比率之間進行切換，或者在給定閾值時在不同比率之間進行切換，或者駕優選，根據駕駛者本人在使用者接口上輸入的信息或者根據生物統計學 識別技術來識別駕駛者。所述 一 組決策函數優選根據駕駛者的輸入來確定。實施本發明的機動車包括底盤，該底盤具有至少一個活動子系統和控 制所述至少一個活動子系統中的至少一個設置參數的控制器，所述控制器適 配成確定車輛的一個或多個操作狀態參數，以評估決策函數，該決策函數產 生與所確定的^t喿作參數對應的所述設置參數值，并將所述值設置到所述子系 統中；辨別車輛駕駛者的裝置；和從一組預定決策函數中選擇與識別出的駕 駛者關聯的決策函數的裝置。本發明可以進一步實施為計算機程序產品，包括程序代碼裝置，所述代 碼在計算機上執行時，所述計算機能實施上述方法。
參照附圖，本發明進一步的特征和優勢從實施方式的說明中變得更為明曰圖1是根據本發明的機動車的方塊圖；圖2是由圖1所示控制器執行的控制算法的流程圖；和圖3是圖示了編輯決策函數的效果的曲線。
具體實施方式
圖l是機動車示意圖，以方塊圖形式圖示了與本發明有關的一些部件。 應該理解，這些部件對于本發明而言并非必不可少的，并且本發明也可以適 用于所示部件之外的部件。轉向輪1借助動力轉向控制器3控制前輪2的轉向角。動力轉向控制器 3具有與轉向輪的傾角位置成比例地轉動前輪2的促動器；和在轉向輪1 上施加反扭矩以抵抗駕駛者施加的扭矩的促動器。動力轉向控制器3支持多 種工作狀態，它們在提供給駕駛者的協助程度方面彼此不同，即促動器向前 輪施加的扭矩和駕駛者承受的反扭矩之間的比例不同。動力轉向控制器3進 一步具有所謂的主動前轉向功能，即支持許多狀態，這些狀態在駕駛者轉動 轉向輪1的角度和前輪相應的偏航角之間存在不同比率。加速器踏板4經由電子引擎控制器6控制引擎5上的載荷。引擎控制器 6支持多種狀態，這些狀態使用不同的特征，根據加速踏板位置來控制馬達 的載荷并根據輸入其中的設置參數來選擇這些特征其中之一。可以存在"平 靜"狀態，此時載荷隨著踏板位置變化較小，和"動態，，狀態，此時載荷隨 著踏板位置強烈變化。變速器控制器7主要根據引擎載荷以及引擎5內未示出的傳感器所4全測 的速度來控制齒輪箱8。變速桿9連接到變速器控制器7，從而使得駕駛者 可以在變速器控制器7的不同狀態之間進行選擇，根據引擎速度和載荷使用 不同算法來選擇齒輪箱8中的齒比，或者超控由變速器控制器7選擇的齒比。變速器控制器7還可以適配成根據駕駛者的輸入在兩輪驅動狀態和四輪驅動狀態之間進行切換，或者例如根據駕駛速度自動切換。電子制動器控制器10控制制動器對駕駛者按壓制動踏板13所作的反 應，制動器設置在車輪上，但未示出。制動器控制器IO可以實施傳統制動器控制機制，諸如防抱死系統或電子穩定程序ESP,且制動器控制器10的 不同狀態可以在防抱死系統或ESP激活之前，改變車輪的允許側滑量。懸架控制器，未示出，用來控制車輪懸架的剛性，懸架控制器的不同狀 態對應于其施加在輪子減震器上的不同剛性程度。全部所述控制器3、 6、 7、 IO作為子控制器或附屬控制器經由總線系統 12連接到主控制器11。總線系統12可以為線性結構，其中全部控制器并行連接到相同的總線 上，且其中 一個控制器傳輸到總線上的數據可以被其他控制器并行接收。在圖1中，示出了總線系統12具有環形結構，其總線節段從主控制器 11向引擎控制器6延伸，從引擎控制器6向變速器控制器7延伸，以此類推， 最后，從制動器控制器IO返回主控制器11。在這種總線系統中，主控制ll 可以判斷由其發送的數據是否被全部其他控制器正確接收，如果這些數據在 總線系統12中繞完一整圈之后，再一次在主控制器11處被無損地接收到。主控制器11進一步具有連接于其上的使用者接口或駕駛者接口 16。在 圖l的實施例中，駕駛者接口 16借助專用線路連接到主控制器11,但是除 了控制器3、 6、 7、 10、 ll之外，駕駛者接口 16還可以作為額外的節點沿 著總線系統12安裝。使用者接口 16可以是傳統的輸入和顯示設備，包括例如顯示屏來向使 用者顯示主控制器11的內部狀態信息或者提示其輸入主控制器11所需數 據；鍵盤、滾輪或允許駕駛者輸入所需信息的類似設備。該使用者接口還可 以包括接收駕駛者的語音信息的麥克風、檢測駕駛者的照相機；讀取緊湊數 據載體的讀卡器或類似讀取設備，駕駛者可以將這些緊湊數據載體舒適地放 在口袋或錢包等內。主控制器11的任務是在駕駛者試圖啟動車輛引擎時識別駕駛者，并根 據識別出的駕駛者的個人偏好來控制各子控制器3、 6、 7、 10。圖2是主控 制器11實現這一目標的操作方法流程圖。在檢測到試圖啟動引擎時，主控制器11在步驟S1中識別駕駛者。在最 簡單的情況下，根據駕駛者在接口 16上有意輸入的信息來識別駕駛者。為此，使用者接口例如可以包括旋鈕或一組按鍵，能讓駕駛者通過將旋鈕置于 與其個人相關的位置或者按壓相關的按鍵或按鍵序列來表明其自身。在更為高級的實施例中，駕駛者識別可以依賴駕駛者有意輸入的信息， 但是該信息可以是大量的值，其中只有一些值確實與駕駛者相關。例如可以 要求駕駛者在接口 16的鍵盤上輸入包括若干位數字的個人身份號碼，只有 駕駛者輸入的號碼對應于寄存于主控制器U內的駕駛者號碼，才允許繼續 操作并啟動引擎。這樣，步驟S1中的駕駛者識別還有效地防止車輛被盜。根據更為高級的實施例，駕駛者可以不通過按^建來輸入他的身份號碼信 息，而是攜帶與接口 16通信的便攜式數據載體，諸如磁卡、智能卡、能插入接口 16的插座中的閃存器、能插入接口 16的鎖具中的積4成鑰匙、RFID 發射應答器等等。作為進一步的備選方案，可以利用生物統計學方法來識別駕駛者，諸如 利用上述照相機檢測駕駛者的面部并將檢測到的面部與存儲在主控制器11 內的存儲器中的授權駕駛者的面部模型相比較，或者利用麥克風檢測駕駛者 的聲音并將該聲音與授權駕駛者的預定聲音模式相比較。如果在步驟Sl中成功識別出駕駛者，則主控制器11在步驟S2中檢查 識別出的駕駛者的授權等級。只有識別出的駕駛者擁有資深身份，該方法才 前進到步驟S3，否則，將直接前進到步驟S12,這將在后面一部分進行說明。 這樣，可以防止未授權的駕駛者，例如無經驗的初學者、臨時使用者等，實 施以下參照步驟S4至Sll所述的操作。在步驟S4中，資深駕駛者有機會指定他是否希望編輯駕駛過程中主控 制器的操作所要依賴的決策函數。如果駕駛者的輸入為否，則該方法前進到 步驟S12，如果為是，則前進到步驟S5，此時允許駕駛者選擇他所希望編輯 的任意子控制器3、 6、 7、 IO的設置參數。對于所述設置參數，使用者可以 例如可以選擇齒輪箱8的齒比，該齒比由決策函數根據引擎轉速來指定。這 種決策函數由許多引擎速度(可以為引擎載荷的函數)閾值來限定，變速器 7在所述引擎速度時將升一檔或降一檔。如果在步驟S5中將齒比選為設置 參數，則該方法從步驟S6分支到步驟S7,在步驟S7中將所述閾值的當前 值顯示給駕駛者，且允許駕駛者在預定極限范圍內改動該闊值。在駕駛者完 成閾值編輯時，在步驟S8中接受他的選擇，并且主控制11在步驟S9中根 據內建規則判斷對于其他設置參數而言還存在那些可用的設定范圍。這樣，防止了駕駛者以可能危害車輛操作安全的方式操縱決策函數。在步驟Sll中，主控制器11決定是否還留有尚未被駕駛者編輯的設置 參數，或者對于其他參數而言以前所做的選擇是否已經減小了尚未編輯的參 數的設定范圍并且使其到了沒有更多選擇自由度的地步。在任一種情況下， 該方法將前進到步驟S12。如果存在尚未編輯的設置參數，且它們仍有選擇自由度，則該方法返回到步驟S5，在步驟S5中，駕駛者選"^下一個要編輯 的參數。假設在步驟S5中選擇的下一個設置參數是減震器的剛性或阻尼， 這是由懸架控制器根據車輛橫向速度或偏航角速度來控制的。從這里，可以 允許駕駛者在步驟S6中選擇是否愿意參見顯示內容并編輯操作參數的閾 值，即縱向和橫向速度或者偏航角速度，懸架控制器在所述縱向和橫向速度 或者偏航角速度的情況下將在離散的剛性等級之間進行切換，在這種情況 下，該方法再次分支到步驟S7;或者駕駛者是否愿意參見顯示內容并編輯 所述閾值限定的每個范圍內的減震器剛性程度，在這種情況下，該方法前進 到步驟S8。圖3示出了執行步驟S7或S8來編輯示例決策函數D (O)的效果。以 實線表示的初始決策函數具有設置參數諸如減震器剛性S的3個離散值Sl、 S2、 S3以及操作參數諸如偏航角速度O的兩個閾值Ol、 02。通過編輯閾值 01、02，決策函數的曲線水平扭曲，產生由圖3中的虛線表示的決策函數D，， 而編輯所述設置參數則將決策函數D垂直偏移，產生例如點劃線D"。在駕駛者在步驟S7或S8中實施完希望的變動之后，在步驟S9中接受 這些變動，并且主控制器11在步驟S10中再次判斷是否需要減小任何未編 輯參數的設定范圍。其他設置參數的例子，即其決策函數可以在步驟S4至Sll的進一步循 環中進行編輯的設置參數，是主動前轉向函數的操作模式、動力轉向控制器 3所提供給駕駛者的協助程度、變速器控制器7的操作模式以及制動器控制 器。在主動前轉向函數的操作模式的情況下，駕駛者可以將轉向輪角度和前 輪偏航角之間的一種或多種比率選為設置參數，或者改變操作參數例如車速 的閾值，從而在不同的比率之間進行切換。在駕駛者協助程度的情況下，決策函數可以由施加在前輪上的扭矩和駕 駛者感受到的反扭矩之間的 一種或多種比率來表征，該比率可以由駕駛者選擇，或者根據操作參數例如車速的閾值來選擇，從而在不同比率之間進行切換。涉及變速器控制器操作模式的情況下，可以提供各種算法，如上所述那 樣根據車速和載荷來自動確定變速比，駕駛者可以在所述變速比之間進行選 擇。可以選擇的是，駕駛者可以有機會通過編輯切換閾值來自己創造算法。如果在步驟Sll發現沒有留下可編輯的設置參數，則該方法前進到步驟S12。在步驟S4至S11中改動過的決策函數可以排他地關聯到資深駕駛者，或在額外的步驟sir中，資深駕駛者可以有機會指定將經過編輯的決策函數 與另一個駕駛者關聯。在步驟S12中，該方法進入駕駛模式，即允許引擎啟動，并在步務聚S12 中確定車輛操作參數，諸如縱向速度、橫向速度、偏航角速度、俯仰角速度、 轉向輪轉速、加速器踏板位置、制動器踏板位置或者任何所述參數的時間導 數。主控制器11在步驟S13中選擇其中一個設置參數。在步驟S14中，主 控制器11評估步驟13中選擇的、與步驟Sl中識別出的駕駛者關聯的設置 參數的決策函數。在步驟S15中，方法將返回步驟S13，只要存在其決策函 數尚未進行評估的設置參數。當評估了全部決策函數之后，方法前進到步驟 S16,全部設置參數同時設置在各個子控制器中。通過同時改變全部:&置參 數，避免了子控制器的設置參數彼此適應不良的過渡狀態。
權利要求
1.一種控制車輛底盤中至少一個活動子系統(3、6、7、10)的至少一個操作參數的方法，包括步驟確定車輛的一個或多個操作狀態參數(S12)；評估所選的決策函數，產生與所確定的操作參數對應的所述設置參數值(S14)；和將所述值設置在所述子系統中(S16)，其特征在于，所述方法包括步驟識別駕駛者(S1)；和從一組預定決策函數中選擇與識別出的駕駛者關聯的決策函數(S14)。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，每個決策函數用于產生多 個離散值，并且至少第一個所述操作狀態參數具有閾值，如果該第一操作狀 態參數低于所述閾值，則該決策函數就產生第一個所述離散值；而如果該第 一操作狀態參數高于所述閾值，則產生第二個所述離散值，并且所述閾值取 決于識別出的駕駛者。
3. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，每個決策函數用于產生多 個離散值，并且至少第一個所述操作狀態參數具有閾值，如果該第一操作狀 態參數低于所述閾值，則該決策函數就產生第一個所述離散值；而如果該第 一操作狀態參數高于所述闞值，則產生第二個所述離散值，所述第一個和第 二個離散值至少其中之 一 取決于識別出的駕駛者。
4. 如權利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述子系統至少有兩 個，且與每個子系統關聯的決策函數具有相同的閾值。
5. 如權利要求1至4任一項所述的方法，其特征在于，所述操作狀態 參數包括以下一項或多項-車輛縱向速度；_車輛橫向速度；-車輛偏航角；-車輛俯仰角；-轉向輪轉速；-加速器踏板位置；-制動器踏板位置；-以上任一項的時間導數。
6. 如前述權利要求任一項所述的方法，所述至少一個活動子系統是以下其中之一-全輪驅動控制器(7),其至少一個狀態對應于全輪驅動模式打開，且至少 一 個狀態對應于全輪驅動模式關閉；-減震器控制器，其狀態對應于不同的振動衰減程度；-動力轉向控制器(3),其狀態對應于向駕駛者提供的不同協助程度；-轉向控制器(3),其狀態對應于轉向輪(1)和前輪(2)轉向角之間的不同關系；-傳動鏈控制器(7),其狀態具有不同的換檔特性； -載荷控制器(6 )，用于根據加速器踏板(4 )位置控制馬達(5 )載荷， 其狀態對應于不同的踏板位置/載荷特性； -制動器控制器(10)。
7. 如前述權利要求任一項所述的方法，其特征在于，根據駕駛者在使 用者接口 (16)上輸入的信息或者根據生物統計學識別技術來識別駕駛者。
8. 如前述權利要求任一項所述的方法，進一步包括步驟根據駕駛者 的輸入來確定所述一組決策函數。
9. 一種機動車，包括底盤，該底盤具有至少一個活動子系統(3、 6、 7、 10)和控制所述至少一個活動子系統(3、 6、 7、 10)中的至少一個設置參 數的控制器，所述控制器(11 )適配成確定車輛的一個或多個操作狀態參數， 以評估決策函數，該決策函數產生與所確定的操作參數對應的所述設置參數 值，并將所述值設置到所述子系統(3、 6、 7、 10)中，其特征在于，辨別 車輛駕駛者的裝置(ll、 16);和從一組預定決策函數中選擇與識別出的駕 駛者關聯的決策函數的裝置(11)。
10. 如權利要求9所述的機動車，進一步包括使用者接口 (16)，用來 協助駕駛者限定所述一組決策函數。
11. 一種計算機程序產品，包括程序代碼裝置，在該程序代碼裝置計算 機上執行時，能使所述計算機執行權利要求1至8任一項所述的方法。
12. —種數據載體，具有以計算機可執行的形式記錄在其上的如權利要 求11所述的計算機程序產品。
全文摘要
一種控制車輛底盤中至少一個活動子系統(3、6、7、10)的至少一個設置參數的方法，包括步驟識別駕駛者(S1)；和從一組預定決策函數中選擇與識別出的駕駛者關聯的決策函數(S14)；確定車輛的一個或多個操作狀態參數(S12)；評估所選的決策函數，產生與所確定的操作參數對應的所述設置參數值(S14)；和將所述值設置在所述子系統中(S16)。
文檔編號B60W40/10GK101405178SQ200780010079
公開日2009年4月8日 申請日期2007年3月21日 優先權日2006年3月22日
發明者尤塞夫·戈尼姆 申請人:Gm全球科技運作股份有限公司