具体实施方式

下文中，将参考示例性附图详细描述本发明的一些示例性实施方案。应当注意的是，在将附图标记添加到每个附图的组成元件时，即使在不同的附图上指示相同的构成元件，它们也具有相同的附图标记。另外，在描述本发明的示例性实施方案时，当确定相关的公知配置或功能的详细描述妨碍对本发明的示例性实施方案的理解时，将省略其详细描述。

在描述根据本发明的示例性实施方案的组成元件时，可以使用诸如第一、第二、A、B、(a)和(b)等的术语。这些术语仅用于区分构成元件与其他构成元件，并且构成元件的性质、顺序或次序不受这些术语的限制。另外，本文中使用的包括技术和科学术语的所有术语，都具有与本发明所属技术领域的技术人员(本领域技术人员)通常理解的含义相同的含义，除非对其进行不同地定义。通用词典中定义的术语应当被解释为具有与相关技术上下文中的术语相匹配的含义，除非在本说明书中明确定义，否则不应当被解释为具有理想化或过于正式的含义。

下文中，将参考图1至图12详细描述本发明的示例性实施方案。

图1示出表示包括根据本发明的示例性实施方案的车辆的综合控制装置的车辆系统的配置的框图。

参考图1，根据本发明的示例性实施方案，车辆的综合控制装置100可以在车辆内部实现。在这种情况下，综合控制装置100可以与车辆的内部控制单元一体地形成，或者可以实现为单独的装置，以通过单独的连接装置连接到车辆的控制单元。

参考图1，车辆系统可以包括综合控制装置100、感测装置200、电控悬架系统以及制动控制装置400。

综合控制装置100基于从感测装置200接收到的感测信号(例如，驾驶员的转向角、加速踏板信号等)来确定转向意图，估算车辆状态(例如，车速和侧倾角)，计算车辆的横摆行为和侧倾行为的目标值，并且计算并输出用于控制电控悬架系统300和制动控制装置400的控制值。

综合控制装置100可以包括通信装置110、存储装置120以及处理器130。

通信装置110是利用各种电路实现以通过无线或有线连接发送和接收信号的硬件装置，在本发明中，通信装置110可以通过利用车载网络通信技术或无线互联网接入或短距离通信技术与服务器、基础设施以及车辆外部的其他车辆进行V2I通信。本文中，可以通过作为车载网络通信技术的控制器局域网(CAN)通信、本地互连网络(LIN)通信或flex-ray通信来进行车载通信。另外，无线通信技术可以包括无线LAN(WLAN)、无线宽带(WiBro)、Wi-Fi、全球微波接入互操作性(WiMAX)等。另外，短距离通信技术可以包括蓝牙、ZigBee、超宽带(UWB)、射频识别(RFID)、红外数据协会(IrDA)等。

作为示例，通信装置110可以接收感测装置200的感测结果，并且可以从车载装置接收车辆信息(例如，车速、转向角、转向角速度等)。

存储装置120可以存储感测装置200的感测结果、由通信装置110从车辆中的装置接收到的车辆信息(例如，横向滑移等)、由处理器130获得的数据、车辆的综合控制装置100进行操作所需的数据和/或算法等。

作为示例，存储装置120可以存储由处理器130计算出的目标横摆率、目标侧倾角、目标横摆力矩、目标侧倾力矩等，以及处理器130计算目标横摆率、目标侧倾角、目标横摆力矩、目标侧倾力矩等所需的数据。存储装置120可以包括诸如闪存、硬盘、微型、卡型(例如，安全数字(SD)卡或极限数字(XD)卡)、随机存取存储器(RAM)、静态RAM(SRAM)、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、磁性存储器(MRAM)、磁盘或光盘的各种类型的存储器中的至少一种类型的存储介质。

处理器130可以电连接到通信装置110、存储装置120等，可以电控制每个组件，并且可以是执行软件指令的电路，从而执行下面描述的各种数据处理和计算。例如，处理器130可以是电子控制单元(ECU)、微控制器单元(MCU)或在车辆中安装的其他子控制器。

例如，根据本发明的示例性实施方案的处理器130可以是计算机、微处理器、CPU、ASIC、电路、逻辑电路等。

处理器130可以在驾驶员的转向控制的初期阶段执行制动控制，可以较弱地控制电控悬架的阻尼力，可以在驾驶员的转向控制的后期阶段解除制动控制，并且可以较强地控制电控悬架的阻尼力。例如，在转向控制的后期阶段中进行控制的阻尼力(即，较强地控制的阻尼力)可以大于在转向控制的初期阶段中进行控制的阻尼力(即，较弱地控制的阻尼力)。即，阻尼力可以在转向控制的后期阶段从转向控制的初期阶段的阻尼力的量开始增大。

处理器130对从感测装置200和车辆中的装置接收到的各种信号进行信号处理。在这种情况下，各种信号可以包括转向角、横摆率、车速、横向加速度、APS(驾驶员加速踏板踩踏程度)、转向角速度等，并且信号处理可以包括噪声去除。

处理器130基于车速、APS、转向角和转向角速度来确定驾驶员意图。在这种情况下，驾驶员意图可以包括进行转向的意愿和进行加速的意愿。

当车速超过特定速度并且APS(驾驶员加速踏板踩踏程度)超过特定值时，处理器130可以确定出驾驶员愿意进行加速，并且在转向角超过特定值并且转向角速度超过特定值时，处理器130可以确定出驾驶员愿意进行转向。

如下面的等式1所示，处理器130可以估算侧倾角。

(等式1)

在等式1中，m_s表示簧载质量，h_s表示从路面到簧载质量的中心的垂直距离，K_j表示车辆的侧倾刚度系数，并且a_y表示车辆的横向加速度。这些值可以通过经由通信装置110从感测装置200或从车载装置接收而获得。

处理器130可以利用三自由度模型等式来计算目标横摆率和目标侧倾角作为控制目标。图2示出在根据本发明的示例性实施方案的车辆综合控制期间的运动方向，图3A和图3B示出用于设置目标值的车辆模型，所述目标值用于控制根据本发明的示例性实施方案的车辆的综合控制装置的侧倾和横摆。图3A示出车辆的俯视图，图3B示出其正视图。

参考图2，综合控制装置100可以通过电控悬架系统(ECS)300的控制来控制车辆的侧倾，并且可以通过制动控制装置(例如，ESC)400的控制来控制车辆的横摆。

如下面的等式2中所示，处理器130可以将车辆模型表达为三自由度车辆模型。

(等式2)

1)横向方向：

2)横摆方向：

3)侧倾方向：

参考图3A和图3B，Fy,ij表示施加到每个轮胎FL、FR、RL和RR的横向力，m_ur表示后轮的非簧载质量，m_uf表示前轮的非簧载质量，m_s表示簧载质量，g表示重力加速度，h_s表示从路面到簧载质量的中心的垂直距离，l_r表示从后轴的中心到车辆的C.G(重心)点的距离，l_f表示从前轴的中心到车辆的C.G(重心)点的距离。另外，I_xz表示由侧倾方向运动引起的横摆惯性矩，表示车辆的侧倾角，r表示车辆的横摆率，V_x表示车辆的纵向速度，M_z表示基于Z轴的横摆力矩，β表示车辆的滑移角，表示车辆的侧倾刚度系数，表示车辆的侧倾阻尼系数。

如下面的等式3所示，处理器130可以通过利用稳态变量Xss来计算目标横摆率和目标侧倾角。

(等式3)

x_ss＝[β r φ]^T

u＝[δ_f δ_r]^T

δ_f表示车辆的前轮转向角(轮胎角)，δ_r表示车辆的后轮转向角(轮胎角)，并且u表示车辆的前转向角和后转向角的矩阵。通过利用下面等式4的A矩阵、B矩阵和u矩阵来计算稳态变量Xss，r表示目标横摆率，表示目标侧倾角。等式5和等式6定义了等式4中的每个矩阵值。

(等式4)

(等式5)

(等式6)

C_f表示前轮转弯刚度系数，并且C_r表示后轮转弯刚度系数。

处理器130可以将计算出的目标横摆率和计算出的目标侧倾角存储在存储装置120中。

在本发明中，转向控制可以分为初期阶段和后期阶段，并且控制的前半部分和后半部分可以进行划分并不同地控制。因此，处理器130可以确定其是否处于初期转向阶段(转向控制的初期阶段)。即，处理器130可以基于车速、道路摩擦系数、APS、转向角速度等来确定其是否处于初期转向阶段，并且可以将用于计算目标横摆力矩和目标侧倾力矩的PD控制器的增益设置为适合于初期转向阶段或后期转向阶段。稍后将参考图4详细描述PD控制器的配置。

如下面的等式7和等式8，处理器130可以基于目标横摆率和目标侧倾角来计算横摆率误差和侧倾角误差。即，如等式7，处理器130可以通过从目标横摆率减去传感器横摆率来计算横摆率误差。在这种情况下，目标横摆率可以是通过等式2获得的值，并且传感器横摆率可以是从感测装置200接收到的值。

(等式7)

横摆率误差(e_r)＝目标横摆率(r)－传感器横摆率

如等式8，处理器130通过从目标侧倾角减去估算出的侧倾角来计算侧倾角误差。在这种情况下，目标侧倾角可以是通过等式2获得的值，并且估算出的侧倾角可以是从等式1获得的值。

(等式8)

侧倾角误差(e_Φ)＝目标侧倾角(Φ)－估算出的侧倾角(Φ_e)

处理器130可以通过利用在等式7和等式8中获得的横摆率误差和侧倾角误差来计算目标横摆力矩Mz和目标侧倾力矩Mx。

图4示出作为处理器130的具体配置的一部分的用于计算目标横摆力矩Mz和目标侧倾力矩Mx的PD控制器131、增益设置器132和致动器分配器133的配置。

当接收到横摆率误差e_r和侧倾角误差时，PD控制器131可以根据预设增益分别计算目标横摆力矩Mz和目标侧倾力矩Mx。PD控制器131是比例微分控制器，并且通过利用横摆率误差e_r和侧倾角误差来计算目标横摆力矩Mz和目标侧倾力矩Mx的配置可以由常规技术使用。

增益设置器132考虑车速、道路摩擦系数、驾驶员加速踏板踩踏程度(APS)和转向角速度来设置PD控制器131的增益。

致动器分配器133对通过PD控制器131计算出的目标横摆力矩Mz和目标侧倾力矩Mx进行转换并分配。

如等式10所示，致动器分配器133将目标横摆力矩Mz转换为轮胎力值F_b,rear，并且，如等式11所示，将轮胎力转换为目标制动压力P_br。

(等式10)

在这种情况下，T_r表示轮胎滚动半径。

(等式11)

在这种情况下，r_eff表示有效制动直径(effective brake diameter)，K_br表示利用制动系数将制动液压压力转换成车轮扭矩的系数。

图5示出用于描述根据本发明的示例性实施方案的用于计算制动控制装置的控制量的方法的示意图。参考图5，可以看出目标横摆力矩Mz转换为轮胎力值F_b,rear。

因此，处理器130输出目标制动压力P_br作为制动控制装置(ESC)400的制动指令，并且施加转向内轮的制动。

另外，致动器分配器133可以将如等式12中计算出的目标侧倾力矩M_x转换为阻尼力。即，如图6所示，致动器分配器133可以将目标侧倾力矩转换为阻尼力，该阻尼力是每个车轮所需的竖直力(压缩力或拉力)F_FL、F_FR、F_RL和F_RR。图6示出用于描述根据本发明的示例性实施方案的用于计算电控悬架系统的控制量的方法的示意图。

(等式12)

在这种情况下，Tread表示车轮的中心之间的距离，并且表示左车轮与右车轮之间的距离。在这种情况下，可以考虑致动器的限制来设置前轮分配比和左右分配比。

在对制动控制和电控悬架进行控制时，处理器130可以控制横摆率与侧倾角之间的相位差。另外，处理器130可以执行制动控制以在车辆的转向控制的初期阶段中横摆率产生并增大的时间段内执行，并且可以控制制动控制以在转向控制的后期阶段中终止。

处理器130可以控制第一阶段的阻尼力以在车辆的转向控制的初期阶段中出现侧倾角之前输出，可以控制大于第一阶段的第二阶段的阻尼力以在侧倾角增大之后侧倾角的变化量减小的时间点输出，并且可以在侧倾率消失时解除阻尼控制。

处理器130可以通过在车辆的转向控制的初期阶段对转向内后轮执行偏制动来控制横摆率，可以软(softly)控制用于阻尼控制的阻尼力，并且可以在车辆的转向控制的后期阶段解除偏制动，以硬(hardly)控制阻尼力。

感测装置200可以包括用于感测车轮滑移、车速、横摆率、侧倾角、转向角、转向角速度等的多个传感器，并且为此，感测装置200可以包括加速度传感器、横摆率传感器、扭矩测量传感器和/或车轮速度传感器、转向角传感器等。

电控悬架系统(ECS)300用于通过根据路面状况和驾驶情况改变车身高度来确保驾驶安全性和乘坐舒适性。可以根据从综合控制装置100接收到的阻尼控制量来控制电控悬架系统300。

制动控制装置400可以配置为控制车辆的制动，并且可以包括控制其制动器的控制器。制动控制装置400可以根据从综合控制装置100接收到的制动控制量来进行制动。制动控制装置400可以包括电子稳定性控制(ESC)装置。

如上所述，本发明在驾驶员的转向控制的初期阶段中通过转向外后轮的偏制动来改善横摆率的响应性，并软保持电控悬架，从而控制侧倾的响应性与横摆率的响应性相关联。另外，本发明避免了转向控制的后半部分中偏制动终止时横摆率的超调(overshoot)，并且同时，电控悬架保持为硬，从而消除侧倾的超调并稳定车辆的行为。根据本发明，相比于驾驶员的转向控制，通过这种控制减少了车辆的横摆行为与侧倾行为的时间延迟，从而可以改善转向一致性和车辆行为的线性度。

下文中，将参考图7和图8详细描述根据本发明的示例性实施方案的车辆的综合控制方法。下文中，假设图1的综合控制装置100执行图7和图8的过程。另外，在图7和图8的描述中，描述为由装置执行的操作可以理解为由车辆的综合控制装置100的处理器130进行控制。

参考图7，综合控制装置100通过CAN通信从感测装置200接收感测信号，以执行信号处理(S100)。在这种情况下，感测信号可以包括转向角、横摆率、车速、横向加速度、APS、转向角速度等。另外，综合控制装置100可以执行信号处理，以提取感测信号的最大值和最小值，并且通过LPF(第一低通滤波器)去除噪声。

综合控制装置100可以确定驾驶员转向的意图(S200)。

也就是说，综合控制装置100可以基于车速和APS(加速踏板踩踏程度值)来确定驾驶员进行加速的意愿(S210)，并且可以基于转向角和转向角速度来确定进行转向的意愿(S220)。

综合控制装置100可以确定车速是否大于预定车速阈值，并且在车速大于预定车速阈值(S211)时，可以确定出驾驶员具有进行加速的意愿。另外，综合控制装置100可以确定APS是否大于预定APS阈值，并且当APS大于预定APS阈值(S212)时，可以确定出驾驶员具有进行加速的意愿。当车速等于或小于预定车速阈值时，或者当APS等于或小于预定APS阈值时，综合控制装置100确定出驾驶员没有进行加速的意愿，并且等待控制(S105)。

在这种情况下，当车速和APS都满足一定条件时，综合控制装置100可以确定出驾驶员保持车速或进行加速，并且，如上所述，通过设置车速条件，能够避免由低速的制动控制而引起的制动差异感。

综合控制装置100可以确定转向角是否大于预定转向角阈值，并且当转向角大于预定转向角阈值(S221)时，可以确定出驾驶员具有进行转向的意愿。另外，综合控制装置100可以确定转向角速度是否大于预定转向角速度阈值，并且当转向角速度大于预定转向角速度阈值(S222)时，可以确定出驾驶员具有进行转向的意愿。当转向角等于或小于预定转向角阈值时，或者当转向角速度等于或小于预定转向角速度阈值时，综合控制装置100确定出驾驶员没有进行转向的意愿，并且等待控制(S105)。

当转向角和转向角速度都满足预定条件时，综合控制装置100可以确定出驾驶员愿意进行转向。

参考图8，在步骤S200中，当确定出驾驶员意图进行转向时，综合控制装置100基于横向加速度感测信号来执行侧倾角估算(S300)。

综合控制装置100可以设置控制目标(S400)。

综合控制装置100按上述等式1计算三自由度模型等式(S411)，从等式1推导出等式2，以计算稳定状态下的目标横摆率值(S412)，并且计算稳定状态下的目标侧倾角(S413)。

随后，车辆的综合控制装置100确定其是否处于初期转向阶段(S500)。即，综合控制装置100基于车速、道路摩擦系数、APS、转向角速度等来设置PD控制器的增益(S510)。

综合控制装置100可以设置控制量(S600)。

也就是说，综合控制装置100利用传感器横摆率和目标横摆率、基于横摆率误差来计算目标横摆力矩(S610)，并且通过利用估算出的侧倾角和目标侧倾角、基于侧倾角误差来计算目标侧倾力矩(S620)。在这种情况下，可以通过PD控制器来计算目标横摆力矩和目标侧倾力矩。

综合控制装置100可以对控制量进行转换(S700)。

综合控制装置100将计算出的目标横摆力矩转换为目标制动压力(S710)，并且将计算出的目标侧倾力矩转换为目标阻尼量(S720)，以输出最终控制量和最终阻尼控制量(S800)。即，综合控制装置100将转换后的目标制动压力输出为最终制动控制量，并且将目标阻尼量输出为最终阻尼控制量(S810和S820)。

这样，本发明将转向控制区分为初期阶段和后期阶段，在转向控制的初期阶段，通过对转向内后轮进行偏制动来控制横摆率，并且将ECS阻尼力控制为第一阶段(软区域)。另一方面，本发明在转向控制的后期阶段解除制动控制，并且将ECS阻尼力控制为第二阶段(硬区域)。

如上所述，由于通过将转向控制分为初期阶段和后期阶段而对制动控制和悬架控制进行综合控制，以改善侧倾和横摆率对驾驶员的转向控制输入的响应性，因此，相比于驾驶员的转向控制，通过减少横摆行为和侧倾行为的时间延迟，可以改善驾驶员的车辆行为的一致性，通过增大横摆率与侧倾之间的线性度，可以改善车辆行为的敏捷性。

图9示出用于描述根据本发明的示例性实施方案的车辆的综合控制方法的曲线图，图10示出用于描述根据本发明的示例性实施方案的初期转向阶段和后期转向阶段中的阻尼量控制的示意图。

参考图9，当根据驾驶员转向角901的横摆率902和侧倾行为903出现时，由电控悬架系统(ECS)300和制动控制装置(ESC)400控制的制动控制量904和阻尼控制量905独立于相应的物理量而显示。

当输入驾驶员转向角901时，车辆行为出现，产生横摆率902，然后产生侧倾行为903。

在这种情况下，对于要计算的最终控制量的形式和控制点，可以看出，在建立横摆率的时间段内执行制动控制904，并且通过在后期转向阶段期间减小制动压力来终止该控制。

在阻尼控制的情况下，如图10中的示意图1001所示，可以看出，从侧倾角出现之前(转向角的出现时刻)开始，将阻尼力设定为第一阶段控制量(软减震)，如图10的示意图1002所示，在侧倾角建立并且侧倾角的变化量开始减小时，以第二阶段控制量(硬减震)进行控制。此后，当侧倾角处于稳定状态，以使侧倾率消失时，解除阻尼控制。这里，第一阶段和第二阶段中的各自控制量可以通过调整来确定。

图11A和图11B示出表示根据本发明的示例性实施方案的改善横摆响应性和侧倾响应性的曲线图。图11A示出横摆响应性得到改善的示例，并且图11B示出侧倾响应性得到改善的示例。

根据本发明，通过利用制动控制装置(ESC)和电控悬架系统(ECS)并且通过根据驾驶员的转向输入来改善横摆率响应性和侧倾响应性，就总体车辆行为而言，能够提高转向、横摆率和侧倾的一致感。

如上所述，改善横摆率和侧倾对驾驶员的转向输入的响应性可以为驾驶员提供改善的车辆行为的一致感，通过增大横摆率和侧倾之间的线性度，从而改善了车辆行为的线性度。

图12示出根据本发明的示例性实施方案的计算系统。

参考图12，计算系统1000包括通过总线1200连接的至少一个处理器1100、存储器1300、用户接口输入装置1400、用户接口输出装置1500、存储装置1600和网络接口1700。

处理器1100可以是中央处理单元(CPU)或对存储在存储器1300和/或存储装置1600中的指令进行处理的半导体器件。存储器1300和存储装置1600可以包括各种类型的易失性或非易失性存储介质。例如，存储器1300可以包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。

因此，结合本文中公开的示例性实施方案所描述的方法或算法的步骤可以直接以硬件、由处理器1100执行的软件模块或两者的组合来实现。所述软件模块可以驻留在存储介质(即，存储器1300和/或存储装置1600)中，例如，RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘和CD-ROM。

示例性存储介质联接到处理器1100，处理器1100可以从所述存储介质读取信息或向该存储介质写入信息。或者，存储介质可以与处理器1100集成在一起。处理器和存储介质可以驻留在专用集成电路(ASIC)内。ASIC可以驻留在用户终端内。或者，处理器和存储介质可以作为单独的组件驻留在用户终端内。

以上描述仅是本发明的技术构思的示例，并且本发明所属领域的技术人员可以在不脱离本发明的本质特征的情况下进行各种修改和改变。

因此，本发明中公开的示例性实施方案并非旨在限制本发明的技术构思，而是为了解释它们，并且，本发明的技术构思的范围不受这些示例性实施方案的限制。本发明的保护范围应由所附权利要求书来解释，并且等效范围内的所有技术构思应当被解释为包括在本发明的范围内。