用于降低设置有可控悬架系统的机动车辆的翻覆风险的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于主动管理机动车辆的使用安全以防止机动车辆在使用中发生翻 覆的方法和系统。
[0002] 在本申请中，机动车辆指的是包括在使用中存在横向倾斜风险的推进装置的任意 车辆。该推进装置例如可以位于在坡地上使用的农用车辆中，并且该农用车辆的负载可以 显著变化，该农用车辆的重心高度可以通过驾驶员启动针对主动式悬架的控制装置来修 改。
[0003] 本发明更加具体地涉及用于配备有可控悬架系统的机动车辆的方法和系统。
【背景技术】
[0004] 在本申请中，可控悬架系统是可以在恒定的总质量下修改车辆的重心位置的任意 系统。该可控悬架系统可以例如包含用于校正主动式悬架的姿态使得可以将车轮连接到车 辆的底盘上的系统。这样的主动式悬架可以为液压的、气压的、电的等等。
[0005] 对于可控悬架系统的适当的传感器（例如，液压主动式悬架情况下的一对压力传 感器）所完成的测量，已知的是，确定可控悬架系统的瞬时状态并由此得出表示倾斜风险 的测定量。根据该测定量的瞬时值，实施安全策略以向驾驶员或位于该机动车辆附近的人 员告警和/或向该机动车辆的具体执行人发出指令以避免该机动车辆倾斜（例如，通过修 改速度、转向角、重心的高度等）。
[0006] 然而，使用可控悬架系统的传感器完成的测量无法在任何时候都能确定该可控悬 架系统的瞬时状态。例如，在主动式悬架处于完全收缩状态或驾驶员改变机动车辆的重心 的高度的情况。该测定量不可用。这种情况可以持续数秒，这足以使倾斜风险不再受到控 制并使车辆翻覆。
[0007] 于是本发明人寻求替代方法来计算表示倾斜风险的测定量。
[0008] 随后他们将在全地形车辆的情况下所获得的结果应用到机动车辆上，这些结果被 记录在文南犬"Rollover prevention system dedicated to ATVs on natural ground(专 用于自然地面上的ATV的防翻覆系统）"中。该文献公开了一种能够对表示ATV的倾斜风 险的估计量进行计算的方法。配备有包括处理链的系统的ATV可以获取相对于ATV的运动 测量值，并随后经由ATV的动态模块对这些运动测量值进行处理，以估计出该估计量的瞬 时值。
[0009] 将这样的处理链实施在葡萄收割机（作为机动车辆的具体示例）上的结果被 描述在文南犬"Preserving stability of huge agricultural machines with internal mobilities:application to a grape harvester(利用内部的机动性来保持大型农用机的 稳定性：葡萄收割机的应用）"中。该文献在下文中被称为文献II。
[0010] 然而，本发明人观察到，仅仅转录用于ATV情况下的算法不足以应用在机动车辆 的情况。实际上，在这种情况下，处理链所用的动态模型取决于诸如重心的高度和车辆的总 质量之类的参数。
[0011] 这两个参数在机动车辆的使用中显著变化（例如，使用空的或装满的储料器、桶 等），该动态模型随时间演化。因此，在活动（session)开始时设置参数的动态模型导致该 估计量的瞬时值背离真实值。因此，估计量的瞬时值不能被当作操作安全装置以寻求避免 机动车辆翻覆所基于的变量来进行使用。
【发明内容】
[0012] 因此，本发明的目的在于解决该问题。
[0013] 为此，本发明涉及一种用于降低包括可控悬架系统的机动车辆的翻覆风险的方 法，其特征在于，该方法包括：
[0014] 第一计算步骤，根据所述可控悬架系统的传感器所传送的多个信号来计算测定量 TCm作为负载转移的有效值TC ;
[0015] 第二计算步骤，根据放置在所述车辆上的运动传感器所传送的信号和所述车辆的 动态模型来计算估计量TCe，当所述测定量不可用时，所述估计量被视为所述负载转移的有 效值；
[0016] 根据所述负载转移的有效值TC来评估所述翻覆风险的步骤；以及，在翻覆风险增 加的情况下，
[0017] 发出安全信号的步骤。
[0018] 根据具体实施例，按照单独考虑或根据所有技术上的可能组合，该方法包括以下 特征中的一个或更多个：
[0019] 当所述测定量可用时，所述方法包括：对第二计算步骤中所用的所述车辆的动态 模型的至少一个参数进行重新校准的步骤，所述重新校准步骤包括：
[0020] 评估所述测定量与所述估计量之间的偏差；以及，当所述偏差超过阈值时，
[0021] 找出所述参数随时间演化的规律，所述规律有助于降低所述偏差；以及，当所述测 定量可用时，
[0022] 在所述第二计算步骤的每次迭代中，利用所述变化规律来修改所述车辆的动态模 型的参数。
[0023] 所述车辆的动态模型Μ的参数为质量G或重心的高度H。
[0024] 针对所述重心的高度Η的时间演化规律通过以下类型的关系式给出：
[0025] 并且针对质量G的时间演化规律通过以下类型的关系式给出
[0026] 其中，e⑴是当前时刻下测量的负载转移TCm与估计的负载转移TCe之间的偏差，
是所述质量与所述负载转移之间的已知关系式TC (G)随质量G的变化率
是所述高度与所述负载转移之间的已知关系式TC(H)随高度Η的变化率，以及γ是预先确 定或动态评估的权值。
[0027] 所述车辆的动态模型包括两个参数，即质量和重心的高度，所述方法包括：使用一 系数对这两个参数中的每个参数的时间演化规律进行加权的步骤，所述系数通过对需要重 新校准的原因进行可能性计算而得到。
[0028] 所述可控悬架系统包括主动式悬架，根据表示每个主动式悬架所产生的力的信号 来计算所述测定量。
[0029] 根据以下信号来计算所述估计量：
[0030] 由多普勒雷达传送的纵向速度；
[0031] 由两个倾斜仪传送的所述车辆的纵向倾斜角和横向倾斜角；
[0032] 由惯性单元传送的相对于垂直轴的瞬时旋转速度；以及
[0033] 由车轮角度传感器传送的每个车轮的转向角。
[0034] 所述重新校准步骤可以间接地估计所述车辆的瞬时质量。
[0035] 在可控姿态校正系统的启动步骤中将所述安全信号考虑在内，以避免所述车辆翻 覆。
[0036] 在用于调节所述车辆的推进装置和/或转向装置的步骤中将所述安全信号考虑 在内，以防止所述车辆翻覆。
[0037] 本发明还涉及一种信息记录介质，其特征在于，所述信息记录介质包括指令，当所 述指令由电子计算机执行时，所述指令用于实施根据上述方法所述的用于降低包括可控悬 架系统的机动车辆的翻覆风险的方法。
[0038] 本发明还涉及一种用于降低包括可控悬架系统的机动车辆的翻覆风险的系统，包 括车载计算机，其特征在于，所述车载计算机被编程为执行根据上述方法所述的方法。
[0039] 优选地，所述系统包括：
[0040] 多普勒雷达，能够传送纵向速度；
[0041] 两个倾斜仪，能够传送所述车辆的纵向倾斜角和横向倾斜角；
[0042] 惯性单元，能够传送相对于垂直轴的瞬时旋转速度；以及
[0043] 车轮传感器，能够传送每个车轮的转向角。
[0044] 本发明还涉及一种包括可控悬架系统的机动车辆，其特征在于，所述车辆具有根 据上述系统所述的用于降低翻覆风险的车载系统。
[0045] 优选地，在所述系统的输出端处生成的所述安全信号被所述车辆的可控悬架系统 的启动模块和/或推进装置和/或转向装置的调节模块所考虑，以避免车辆翻覆。
[0046] 因此，有利地，在机动车辆配备有可控悬架系统的情况下，本发明源自用来计算测 定量的第一链和用来计算估计量的第二链的使用，当计算量不可用时，第二链被用于安全 目的；并且，当测定量可用时，第二链不仅用于安全目的，而且还用于重新校准在计算估计 量中的动态模型的参数。因此，当测定量不再可用时，估计量是精确的。
【附图说明】
[0047] 阅读以下仅作为示例提供并参照附图进行的描述将更好地理解本发明及其优点， 在附图中：
[0048] 图1为葡萄收割机的示意图，该葡萄收割机配备有主动式悬架和用于实施降低该 收割机的翻覆风险的方法的系统；
[0049] 图2为图1系统的框图形式的示意图；以及
[0050] 图3为一曲线图，该曲线图示出了在根据图1的收割机的使用期中对动态模型的 参数重新校准和不重新校准的情况下，在图2的系统输出端处所获得的测定量和估计量。
【具体实施方式】
[0051] 参照图1，作为机动车辆的示例的葡萄收割机10在基板水平的平面P上移动。
[0052] 收割机10包括箱体12和四个车轮14至17。
[0053] 对于任意车辆，参照XYZ与箱体12的几何中心相关：轴X为朝箱体的前方定向的 纵轴；轴Y为从左向右对箱体进行定向的横轴；以及，轴Z为向上定向的与轴X和轴Y垂直 的轴。
[0054] 重心C在收割机10的使用期间随着该收割机的姿态和/或该收割机的负载状态 (即该车辆的总质量G)移动。在图1中，重心C被显示为静止于平面XZ中。
[0055] 每个车