專利名稱：車輛行為控制設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種車輛行為控制設備，其在諸如汽車之類的車輛處于運動時使車輛
的行為穩定，更具體地，本發明涉及一種在車輛的轉向過程中執行減速控制來降低車輛的
速度以避免車輛過度側傾或者防止車輛翻車(overturn)的設備。
背景技術：
如果當車輛轉向時比較大的離心力作用在車輛的重心上，則車輛的橫擺方向行為 容易變得比通常的轉彎更不穩定。在某些情況下，車輛的側傾行為還會變得不穩定，例如在 車輛重心上部朝向轉彎的外側移動的方向上產生過大側傾的時候，這造成車輛翻車可能性 的增大。因而，通過在轉彎過程中降低車輛速度以降低作用在車輛上的離心力、來穩定車輛 的橫擺方向行為并抑制車輛側傾的各種減速控制技術和行為控制技術已經被提出并付諸 實踐。 例如，日本專利申請公報No. 2000-52963 (JP-A-2000-52963)描述了一種用于在 車輛轉彎過程中直接抑制側傾的技術，其中，在轉彎過程中由車輛的狀態推定得到用于防 止車輛翻車的橫向加速度閾值(側翻閾值加速度)，并且考慮翻車側翻閾值加速度來確定 目標減速度(以及目標橫擺力矩)。 在一些情況下，在以較大的轉向角快速地進行往回轉彎的轉向之后穩定車輛 的轉彎行為的控制過程中，當產生的橫擺力矩在極限值的附近變化時(換言之，產生 的橫擺力矩可以變化，使得在某個時間可實現目標橫向力值，在其他時間不能實現目 標橫向力值)，不能抑制車輛的橫擺/側傾變化，其中在所述極限值的情況下能夠在當 前路面的摩擦特性下實現與目標橫擺率(其基于諸如轉向角和車速之類的狀態量來 確定)對應的目標橫向加速度所需的車輪橫向力。響應于此問題，日本專利申請公報 No. 2006-193038 (JP-A-2006-193038)描述了一種用于在轉彎過程中穩定車輛的橫擺/側 傾行為的技術，其中，根據對是否能夠在當前路面的摩擦特性下實現目標橫向加速度的判 定，來修改產生橫擺力矩的致動器(例如，用于各車輪的制動力控制單元)的控制變量(轉 彎外側車輪的控制力)。此外，日本專利申請公報No. 2000-168524(JP-A-2006-168524)描述了一種在緊
急轉向過程中使用的車輛行為穩定控制，其中在緊急轉向過程中控制每個車輪的制動力
(產生橫擺力矩)，使得例如車輛的橫擺方向行為轉換到直接前進的狀態，由此防止當橫擺
率控制響應延遲時車輛的行為由于駕駛員進行的過度轉向操作而變得不穩定。 在轉向或者轉彎過程中為了穩定橫擺行為并抑制過度側傾而使車輛減速的行為
控制(或者減速控制)中，通常將表示車輛實際轉彎狀態的指標值(以下將稱為"實際轉彎
指標值")(即，橫擺率、橫向加速度等)通常與轉彎指標值的目標值(在此情況下，基于諸
如轉向角和車速之類的變量計算得到的、與駕駛員的轉向操作對應的要求值；以下稱為"目
標轉彎指標值")進行比較，并且當目標轉彎指標值的量值大于實際轉彎指標值的量值時，
執行控制以增大車輛的減速度。當目標轉彎值的量值大于實際轉彎指標值的量值時，就車輛的當前速度而言，通過由駕駛員發出的轉彎要求所產生的離心力過大，因而會發生使車 輛的重心的上部朝著轉彎的外側偏置的側傾。 因而，在以上所述的控制中，車輛根據目標轉彎指標值和實際轉彎指標值之間的 偏差而進行減速，由此降低車速，使得作用在車輛上的離心力減小，橫擺行為得到穩定，并 且側翻的可能性降低。換言之，在此減速控制中，通過控制車速使得駕駛員要求的轉彎狀態 與實際可實現的轉彎狀態一致來使車輛行為穩定。 然而，如果如上所述根據目標轉彎指標值和實際轉彎指標值之間的偏差對實際車 輛執行減速控制，則當駕駛員的轉向操作速度相對較高、轉向角較大或者轉向方向相對較 快速地切換時(例如，在急轉彎過程中、在為了避免前方障礙物而緊急轉向改變車道過程 中等)，目標轉彎指標值和實際轉彎指標值之間的偏差會由于車輛的實際轉向角(或者實 際轉彎指標值)相對于駕駛員執行的轉向操作的響應延遲而暫時減小，結果，車輛會不能 實現充分的減速。 例如，當如圖5A所示駕駛員通過操縱轉向角來在實際車輛中執行車道改變使得 目標轉彎指標值如圖5B中的實線所示變化并且此變化較快速時，車輛的實際轉彎指標值 如附圖中的虛線所示相對于目標轉彎指標值延遲地移位。因而，在此情況下，當在第一轉向 操作(附圖中的a0至b0)過程中執行往回轉彎(turn back)時(附圖中的al至b0)在實 際轉彎指標值中發生響應延遲，這減小了目標轉彎指標值和實際轉彎指標值之間的偏差， 結果，施加到車輛的減速度基于該偏差而減小。當在用于使車輛在相反方向轉彎的第二轉 向操作開始時(b0以后)車速尚未充分降低的情況下，車身來回搖晃，并且比通常轉向操作 更大的離心力作用在車輛上。結果，車輛的橫擺行為很可能變得不穩定，并且很可能發生增 大的車身側傾。
發明內容
本發明提供了一種車輛行為控制設備，其根據目標轉彎指標值和實際轉彎指標值
之間的偏差執行減速控制，抑制由于在急轉彎過程中或者當轉向速度或者轉向角相對較大 時發生的實際轉彎指標值相對于目標轉彎指標值的響應延遲引起的車輛減速度的減小，結 果，提高了車輛的穩定性。 此外，本發明構造成使得在以上所述的車輛行為控制設備中，當作用在車輛上的
離心力、轉彎過程中的車速或者車輛的側傾運動過大時抑制車輛的減速度的減小，結果，提 高了車輛的穩定性。 本發明的第一方面涉及一種車輛行為控制設備，其包括減速控制裝置，所述減速 控制裝置用于使所述車輛減速以減小目標轉彎指標值和所述車輛的實際轉彎指標值之間 的偏差，所述目標轉彎指標值是基于所述車輛的轉向角確定的。在根據此方面的所述車輛 行為控制設備中，當所述車輛的橫搖運動指標值超過閾值側傾運動指標值時的所述減速度 的減小梯度小于當所述側傾運動指標值不超過所述閾值側傾運動指標值時的所述減小梯 度。 因而，根據第一方面，"轉彎指標值"類似于現有技術可以是表示車輛的轉彎狀態
的任意量，其由車輛的橫擺率、車輪角和橫向加速度中的一個或者其組合構成。 本說明書中的"目標轉彎指標值"是可以基于車輛的轉向角、車速或者其他適合的參數確定的值，并表示當轉向角輸入到車輛中時要在車輛的當前狀態下產生的轉彎指標 值。"實際轉彎指標值"是車輛的實際檢測得到或者推定得到的轉彎指標值(對應于目 標轉彎指標值)。因而，在根據本實施例的控制設備的基本操作中，如在背景技術部分中所 描述的，當在目標轉彎指標值和實際轉彎指標值之間存在偏差時使車輛減速，由此降低車 速，使得所期望的與輸入到車輛的轉向相關的轉彎狀態與車輛的實際轉彎狀態一致，或者 換言之，使得對車輛的輸入不是不可管理的。 然而，如上所述，在以上基于目標轉彎指標值和實際轉彎指標值之間的偏差的減 速控制中，沒有考慮到實際轉彎指標值相對于目標轉彎指標值的變化的響應延遲，因而，即 使當車輛速度尚未充分地降低時，也可以由于實際轉彎指標值的響應延遲來減小減速度， 使得過大的離心力會作用在車輛上。因而，在根據以上所述的方面的控制設備中，當車輛 的側傾運動指標值較大時，或者換言之當車輛的側傾運動指標值超過可以設定為適合值的 閾值側傾運動指標值時，與其中側傾運動指標值不超過閾值側傾運動指標值的情況相比， 減速度的減小梯度的量值減小(即，使減速度的量值不太可能減小)。結果，校正了減速控 制，使得車輛的減速持續比通常的情況(即，當側傾運動指標值不超過閾值側傾運動指標 值時)更長的時間段。 在以上所述的方面，應理解的是，側傾運動指標值基本上是被參照來確定作用在 車輛重心上的離心力大小的值。換言之，側傾運動指標值是被參照來判定在轉彎過程中車 輛側翻危險性的任意值。因而，側傾運動指標值可以是在車輛中實際檢測到或者推定得到 的車輛的橫向加速度、車輛的左右車輪之間的豎直載荷差或豎直載荷比、車輛的側傾角、側 傾率、(由駕駛員產生的)轉向角、和轉向角速度中的至少一者，或者側傾運動指標值可以 是從由目標轉彎指標值、實際轉彎指標值和兩者之間的偏差組成的組中選擇的值。轉向角、 轉向角速度和目標轉彎指標值具體而言是與向車輛發出的轉彎要求有關的量，因而這些值 可以用于基于駕駛員的轉向輸入來推定離心力是否將在實際產生對轉向輸入的離心力響 應之前變得過大。 此外，側傾運動指標值基本上是瞬時值，并因而可以暫時地減小。在此情況下，可 能忽視作用在車身上的過大離心力的可能性。因而，被參照來確定離心力大小的側傾運動 指標值可以是被確定成使得與從表示側傾運動的值組成的前述組中選擇的至少一個值的 大小一起增大和減小的側傾運動判定值，并且相對于所選擇的值的變化率的、側傾運動判 定值的變化率可以取的值在從該組中選擇的值減小時比在從該組中選擇的值增大時更小， 或者換言之，與從該組中選擇的值一起增大但是難以減小。在此情況下，即使當直接或者間 接表示側傾運動的值暫時地減小時，側傾運動判定值也不容易地減小，因而，能預期到作用 在車身上的離心力過大的危險性被忽視的可能性得到降低(當從該組中選擇的值暫時地 增大時，側傾運動判定值也增大，但是此后不太容易減小，因而，可以維持車輛的過大的減 速度。然而，這在車輛的行駛穩定性方面不是問題)。 確定側傾運動指標值或側傾運動判定值的一個目的是判定是否抑制車輛的減速 度的減小以防止車輛翻車，因而，可以將側傾運動指標值或側傾運動判定值的閾值側傾運 動指標值設定成使得基于被轉換成從以上所列的各種側傾運動指標值中選擇的值的單位 的值、來確定車輛的靜態側翻閾值加速度。更具體地，閾值側傾運動指標值優選地被設定為
6比與靜態翻車側翻閾值加速度對應的值低的值，使得實際橫向加速度不會達到靜態翻車側 翻閾值加速度。 通常當對于車輛的當前行駛狀況而言離心力過大時，S卩，當目標轉彎指標值的量 值大于實際轉彎指標值的量值時，或者當基于目標轉彎指標值和實際轉彎指標值之間的偏 差判定為車輛正處于轉向不足狀態時，根據目標轉彎指標值和實際轉彎指標值之間的偏差 執行車輛的減速。然而，應該理解的是，當車輛處于轉向過度狀況時，也可以執行車輛的減 速以安全地穩定橫擺行為。 此外，根據以上所述方面的控制設備的車輛減速控制可以與用于通過產生橫擺力 矩來校正車輛行為的行為控制一起執行。因而，還可以設置用于基于被確定為使車輛的橫 擺行為穩定的目標橫擺力矩來控制車輛的橫擺力矩的橫擺力矩控制裝置。在此情況下，減 速控制裝置可以在以減小目標轉彎指標值和實際轉彎指標值之間的偏差的方式產生的減 速度、與用于實現目標橫擺力矩的減速度(橫擺力矩產生減速度)之間選擇具有更大量值 的減速度作為要在車輛中產生的減速度(最終目標減速度)，或者從以減小在目標轉彎指 標值和實際轉彎指標值之間的偏差的方式產生的減速度、橫擺力矩產生減速度、和車輛駕 駛員要求的減速度當中選擇具有最大量值的減速度作為要在車輛中產生的減速度(最終 目標減速度)。應理解的是，同樣在此情況下，對以減小目標轉彎指標值和實際轉彎指標值 之間的偏差的方式產生的減速度的值進行調節，使得其在側傾運動指標值超過閾值側傾運 動指標值的時侯并且僅在這樣的時候與橫擺力矩產生減速度和/或者駕駛員要求減速度 相比更難以減小。 在根據以上所述方面的車輛行為控制設備中，當在根據目標轉彎指標值和實際轉 彎指標值之間的偏差使車輛減速的過程中出現其中可能施加過大離心力的狀態時，控制車 輛的減速度使其變得不太可能減小。因而，尤其當快速地切換轉向方向時，可以避免由于實 際轉彎指標值相對于目標轉彎指標值的響應延遲引起的車輛減速度不足所造成的橫擺行 為不穩定或者過大的車身側傾。如在背景技術中所描述的，在快速轉向過程中采用的傳統 行為控制技術中，采取措施來確保在轉彎過程中的橫向加速度不會超過極限值或者通過橫 擺力矩對切換轉向方向之后的橫擺行為進行抑制。換言之，采用這些技術來控制車輛自身 的行為。另一方面，根據本發明的控制的目的是當可能在車輛上存在過大離心力時充分地 降低車速，由此確保與車輛的轉彎狀態相關的要求在橫擺和側傾行為控制過程中可管理。 因而，本發明的控制思想與所描述的背景技術的思想不同。 此外，雖然傳統的車輛加速根據駕駛員要求來執行，而本發明的減速控制與來自 的駕駛員的控制的加速要求無關地執行，以通過使車輛減速來在車輛中實現行駛的穩定 性。因而，不必執行或者延長減速控制。關于這一點，在本發明的控制過程中，當判定為已 經出現其中可能施加過大離心力的狀態時優選地延遲車輛減速度的減小；但是當側傾運動 指標值沒有超過閾值側傾運動指標，或者換言之，當判定為未出現其中可能施加過大離心 力的狀態時，根據目標轉彎指標值和實際轉彎指標值之間的偏差來減小車輛的減速度。因 而，可以避免其中不必要延長車輛的減速的情況。 此外，在以上所述的方面，當側傾運動指標值的絕對值超過閾值側傾運動指標值 時的減速度的減小梯度可以小于當側傾運動指標值的絕對值沒有超過閾值側傾運動指標 值時的減小梯度。
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側傾運動指標值可以是側傾運動判定值。側傾運動判定值優選地設定為當側傾運 動指標值增大時增大但是當側傾運動指標值減小時難以減小。 本發明的第二方面涉及一種車輛行為控制設備，其包括減速控制裝置，所述減速 控制裝置用于使所述車輛減速以減小目標轉彎指標值和所述車輛的實際轉彎指標值之間 的偏差，所述目標轉彎指標值是基于所述車輛的轉向角確定的。在所述車輛行為控制設備 中，當所述車輛的側傾運動指標值和閾值基準側傾指標值之間存在偏差時的所述減速度的 減小梯度小于當在所述車輛的所述側傾運動指標值和所述閾值基準側傾指標值之間不存 在偏差時的減小梯度。 本發明的第三方面涉及一種車輛行為控制方法，其中，對所述車輛進行減速以減 小目標轉彎指標值和所述車輛的實際轉彎指標值之間的偏差，所述目標轉彎指標值是基于 所述車輛的轉向角確定的。在所述車輛行為控制方法中，當所述車輛的側傾運動指標值超 過閾值側傾運動指標值時的所述減速度的減小梯度小于當所述側傾運動指標值不超過所 述閾值側傾運動指標值時的所述減小梯度。 簡言之，本發明提供了一種車輛行為控制設備，其根據目標轉彎指標值和實際轉 彎指標值之間的偏差執行對車輛的減速控制，并且其中基于車輛的側傾運動指標值(表示 車輛的側傾運動的任意指標值)來校正減速控制，使得抑制由實際轉彎指標值相對于目標 轉彎指標值的響應延遲所引起的減速度的減小。
參照附圖，從以下示例實施例的描述，本發明的前述和其他特征和優點將變得清 楚，其中，類似的附圖標記用來表示類似的元件，其中 圖1A是配備有根據本發明的行為控制設備的一個實施例的車輛的示意圖；
圖IB是實施根據本發明的行為控制設備的電子控制單元的控制框圖；
圖2A是用于在根據本發明的實施例的行為控制設備中使用橫擺率偏差作為參數 確定目標減速度(A Y減速度)的對照圖； 圖2B是描述用于使A Y減速度的減小梯度減小的減小量安全部的內部處理的流 程圖； 圖3A是描述車輛的縱向視圖的示意圖，其圖示了靜態翻車側翻閾值加速度的計 算； 圖3B示出了通過減小側傾運動指標值的減小梯度(即，使減小梯度更容易增大而 更難以減小)獲得的側傾運動指標值和側傾運動判定值隨時間變化的示例；
圖4A示出了在根據本發明實施例的行為控制設備中在其中側傾運動指標值沒有 超過基準值的常規轉彎過程中施加的目標減速度隨時間變化的示例； 圖4B示出了在根據本發明的實施例的行為控制設備中當其中側傾運動指標值超 過基準值使得會發生過大側傾時目標減速度隨時間變化的示例； 圖5A示出了在根據本發明實施例的行為控制設備的控制的執行過程中車輛的行 駛路線；并且 圖5B示出了當試圖通過緊急轉向執行圖5A所示的行駛時的轉彎指標值的目標值 (要求值)和實際值的變化的示例。
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具體實施例方式
圖1A是配備有根據本發明的行為控制設備的實施例的車輛10的構造的示意圖。 車輛10具有左右前輪12FL、12FR和左右后輪12RL和12RR，并配備有用于根據加速踏板的 下壓而在各車輪中產生制動/驅動力的驅動系統裝置(僅僅示出其一部分)、用于控制前輪 的轉向角的轉向裝置30(也可以設置后輪裝置)、以及用于在各車輪中產生制動力的制動 系統裝置40。在附圖中所示的示例中，車輛是后輪驅動式車輛，因而，僅在后輪中產生制動 /驅動力。通常，驅動系統裝置(僅示出其一部分)將來自發動機和/或發電機(未示出) 的驅動轉矩或者旋轉力經由變速器(未示出)、差動齒輪裝置28等傳遞到后輪12RL、 12RR。 此外，轉向裝置是通過將方向盤32的旋轉傳遞到拉桿36L、36R同時使用助力裝置34使其 旋轉力增大來使前輪12FL、12FR轉彎的動力轉向裝置。 制動系統裝置40是電控液壓制動裝置，其通過與響應于制動踏板44的下壓而工 作的主缸45連通的液壓回路46來調節設置在各車輪中的輪缸42i (i = FL、 FR、 RL、 RR，下 同)中的制動壓力(換言之，各車輪的制動力)6。液壓回路46設置有選擇性地將各車輪的 輪缸與主缸、油泵和儲油器(未示出)連接的各個閥(主缸截止閥、油壓保持閥和減壓閥)。 在常規操作過程中，響應于制動踏板44的下壓而將主缸45的壓力供應到各個輪缸42i。
然而，當為了執行根據此實施例的行為控制或者其它任意制動力分配控制而個別 地或者獨立地調節每個車輪的制動力時，前述各種閥基于來自電子控制單元60的命令而 進行動作，由此基于由設置在各車輪處的壓力傳感器檢測到的制動壓力來將每個車輪的輪 缸中的制動壓力控制為與目標壓力一致。注意，制動系統裝置40可以將制動力作為氣動 力、電磁力或者本領域的技術人員知道的任何其它形式的力施加到車輪。
通過電子控制單元60來控制制動系統裝置40的工作。電子控制單 元60包括微 計算機和驅動電路，微計算機包括通過雙向總線而彼此連接的中央處理單元(CPU)、只讀存 儲器(ROM)、隨機訪問存儲器(RAM)、和輸入/輸出端口裝置。在此實施例中，諸如制動踏板 下壓量9b、轉向角S 、車輪速度Vwi、各車輪的輪缸內的壓力Pbi以及橫向加速度Gy之類 的檢測值從設置在車輛的各個部分中的傳感器輸入到電子控制單元60中，但是也可以輸 入在要執行的各種類型的控制中所需的各種其它參數，例如，諸如前后G傳感器值和橫擺 率傳感器值之類的各種檢測信號。 現在將描述控制操作的概要。為了抑制在轉彎過程中由作用在車輛10上的離心 力引起的車輛的橫擺行為的不穩定和過大側傾(在用于使車輛的上部朝向轉彎的外側移 位的方向上)，基于表示與輸入到車輛的轉向輸入或者轉彎要求輸入對應的轉彎狀態的指 標值(轉彎指標值，例如橫擺率、橫向加速度和車輪角)的目標值與車輛的相應的實際轉彎 指標值之間的偏差來使車輛減速。結果，車速降低，使得車輛io所要求的狀態與在車輛中 實際實現的狀態一致(如本技術領域的技術人員能理解的是，在當施加特定轉向角時轉彎 指標值的目標值(要求值)超過實際值的情況下，車輛10的速度降低，造成離心力的減小， 由此可以預期轉彎指標值的目標值減小為與實際值一致)。如圖1A所示，輸入到車輛10的 轉向輸入對應于方向盤32的轉向量(轉向角S)。然而，當車輪10配備有任何自動轉向裝 置時，轉向輸入可以對應于由自動轉向裝置產生的轉向命令輸入。 然而，當在以上所述的減速控制中對于車輛的轉向輸入快速變化時，尤其是當快速切換輸入的轉向方向時，目標轉彎指標值和實際轉彎指標值之間的偏差的量值由于實際
轉彎指標值相對于目標轉彎指標值的響應延遲而減小，結果，車速未得到充分降低。 例如，當在沿著例如圖5A所示的行駛路線行駛時在車輛10中執行緊急轉向以回
避前方障礙物時，駕駛員通常在一個方向上改變轉向角(第一轉向操作)，然后在相反方向 上改變轉向角(第二轉向操作)。在此情況下，與對于車輛的轉向輸入(轉向角)對應的諸 如橫擺率、橫向加速度或者車輪角之類的轉彎指標值的目標值如圖5B中的實線所示在時 刻aO到時刻al之間增大(在第一轉向操作過程中的轉向角增大)，然后為了使車輛的轉彎 方向反向而在時刻al到時刻bO之間減小(在第一轉向操作過程中的轉向角折返)，然后從 時刻bO起在與第一轉向操作相反的方向上增大。同時，橫擺率、橫向加速度、車輪角等的實 際值如附圖中的點劃線所示相對于目標值延遲而變化。當車輛沿著圖5A所示的路線實際 行駛時的車輛狀態根據橫擺率、橫向加速度、車輪角等的實際值(圖5B中的點劃線)而變 化，因而，嚴格而言，在第一轉向操作過程中在時刻al執行的車輛的轉向輸入的折返和在 第二轉向操作的時刻bO執行的增大早于圖5A中的相應時刻執行。換言之，在緊急回避轉 向過程中，為了盡可能快地使車輛轉彎，以比通常更大的幅度執行轉向。
在用于基于轉彎指標值的目標值和實際值之間的偏差將減速力施加到車輛的行 為控制設備中，在其中車輛的轉向輸入經歷轉向角增大的第一轉向操作期間目標轉彎指標 值和實際轉彎指標值之間的偏差增大，因而對車輛執行減速。然而，從轉向切換到折返的時 間點al到第二轉向操作的輸入的開始，轉彎指標值的目標值和實際值之間的偏差減小，使 得在實際值的量值超過目標值的量值的時段，減速力大致為零(即，當實際值超過目標值 時，不執行根據此控制的減速)。 因而，當如附圖所示執行緊急回避轉向，并且無論車輛當前是否處于可能施加過 度離心力的行駛狀態，目標轉彎指標值和實際轉彎指標值之間的偏差的量值表現為由于實 際轉彎指標值的響應延遲而在第一轉向操作中減小，使得僅僅基于此偏差來確定目標減速 度時，會出現車輛的速度未充分降低的情況。當轉向角接著在時刻bO切換到相反方向時， 與未充分降低的車速和該轉向角對應的離心力與反向搖擺(reverse jolt)(該反向搖擺與 在第一轉向操作過程中產生的朝向轉彎的外側的側傾量對應)協同地作用在車輛的重心 上，結果，在第二轉向操作過程中會朝向轉彎的外側發生增大的側傾。 換言之，如果例如在緊急回避轉向過程中實際轉彎指標值相對于目標轉彎指標值
的響應延遲顯著地增大，則實際和目標轉彎指標值之間的偏差會不再用作用于判定車輛是
否處于其中過大的離心力正施加到車輛的狀況的指標。因而，由于此實際轉彎指標值中的
響應延遲，不能抑制車輛的過大側傾，或者換言之，行為控制的效果不大。 因而，為了即使在實際轉向指標值中存在響應延遲時也能抑制車輛的過大側傾，
本實施例的控制設備通過參照表示車輛的側傾狀態的指標值來判定是否正在施加過大的
離心力。當判定為正在施加過大的離心力時，通過使目標減速度(該目標減速度減小梯度
是基于目標轉彎指標值和實際轉彎指標值之間的偏差確定的)的減小梯度的量值減小來
向減速控制施加校正，由此延長車輛的減速，使得車速得到充分地降低。 圖1B示出了該設備的操作和控制的構成。圖1B圖示了控制功能框圖形式的此實
施例。由控制設備執行的控制通過存儲在如圖1A所示的電子控制單元60中的程序而實現。
在車輛處于運動時，定常地執行控制設備的工作。
參照圖1B，本實施例包括以下控制區域(l)用于確定與目標轉彎指標值和實際 轉彎指標值之間的偏差對應的目標減速度(A Y減速度aD_A Y)的區域(60a至60g); (2)用于確定與制動踏板的下壓量9b對應的目標減速度(駕駛員要求減速度aD_eb)的 區域(60i) ;(3)用于確定通過在車輛中產生橫擺力矩來控制車輛的橫擺行為所用的目標 橫擺力矩Mt的區域(60j) ;(4)用于確定在目標橫擺力矩的實現過程中的目標減速度(YM 減速度aD—YM)的區域(60k) ;(5)用于比較前述三個目標減速度值并選擇最大的目標減 速度作為最終目標減速度的目標減速度選擇區域(601);以及(6)用于基于在目標減速度 選擇區域601中確定的最終目標減速度a Dt和在目標橫擺力距確定區域60j中確定的目 標橫擺力矩來確定對各車輪的制動力分配的區域(60m)。換言之，在附圖所示的控制設備 中，基于從A y減速度a D_A y 、駕駛員要求減速度a D_ e b以及YM減速度a D_YM中選 擇的最終目標減速度aDt，并基于目標橫擺力矩Mt，以任何適當的傳統方式來確定對各車 輪的制動力分配。然后根據這樣確定的各車輪的制動力分配，將控制命令傳輸到液壓回路 46，由此啟動每個車輪的制動裝置以產生制動力。盡管在附圖中未示出，但是，制動力的一 部分可以通過由車輛的驅動系統裝置產生的發動機制動、再生制動等來施加。可以任意布 置減小量安全部(reduction amount guard) 60h。 在以上描述的構造中，可以使用本領域的技術人員知道的任何傳統的方法來確定 目標橫擺力矩Mt、預減速度aD—YM、以及駕駛員要求減速度aD_eb。例如，可以基于例 如轉向角、橫擺率偏差(可以與下文所描述的相似)、橫擺加速度、車輛的滑移角、橫向加速 度、車速、每個車輪的車輪速度、和車輛的規格，根據在現有的VSC(車輛穩定性控制)系統 或者VDIM(車輛動態集成管理)系統中采用的適合的計算，來計算目標橫擺力矩Mt。然后 使用方程式aDJM = Mt/(Tr/2)... (1)，根據計算得到的目標橫擺力矩Mt來獲得YM減速 度aD_BL注意，Tr是輪距長度(參見圖3A)。此外，駕駛員要求減速度aD—9b可以是 根據方程式aD_eb = KBX 9b通過將可以以任何適當的傳統形式設定的轉換因子Ke乘以 制動踏板下壓量9b獲得的值。 接著，將描述A Y減速度的確定和對其減小梯度執行的限制處理。在附圖所 示的示例中，橫擺率在確定A Y減速度aD_A Y的過程中用作轉彎指標值(注意，可 以代替地使用車輪角或橫向加速度)。更具體地，例如，可以使用諸如圖2A所示的對照 圖根據橫擺率偏差A Y獲得A Y減速度aD_A Y的值(60d)。使用方程式A Y = sgn ( Y t) X ( Y t_ Y a). . . (2)，根據目標橫擺率Y t和實際橫擺率Y a來獲得橫擺率偏差 A Y，其中，sgn(Yt)是表示橫擺率目標值Yt的符號的函數(=±1)。換言之，當將目標 橫擺率值Yt的方向設定為正時，橫擺率偏差A Y取通過從目標橫擺率減去實際橫擺率獲 得的值。因而，如果A Y >0，則目標橫擺率的量值超過實際橫樓率的量值，因而，控制設備 判定為車輛處于轉向不足的狀態中。 用于如上所述確定A Y減速度a D_ A Y的目標橫擺率Y t通常根據Y t = (Vx/ 1) S... (3)獲得(60a)。此處，Vx、l和S是通過將車速、前后車輪車軸間距離和轉向角分 別轉換成車輪角獲得的值。車速Vx可以通過任何適合的方法獲得，例如，通過可以從由車 輪速度傳感器檢測到的每個車輪的車輪速度計算得到的全部車輪或者從動車輪的車輪速 度的平均值來獲得(60b)。此處注意，目標橫擺率Yt表示轉向角和基于車速確定的駕駛員 要求的轉彎量。
同時，根據Ya = Gy/Vx... (4)，來獲得實際橫擺率Ya(60c)。此處，Gy是由橫向 加速度傳感器檢測得到的橫向加速度。注意，如果車輛設置有橫擺率傳感器，則可以使用檢 測得到的橫擺率。 根據以此方式獲得的A Y減速度aD_A Y ，從圖2A所示的對照圖明顯可見，當 橫擺率偏差A Y為正時，或者換言之，當目標橫擺率的量值大于實際橫擺率的量值時，車 輛減速。然而，當轉向方向快速改變時，如上所述，橫擺率偏差A Y會表現為減小。因而， 在此實施例的控制中，設置減小量安全部60g，并且獨立于橫擺率偏差A Y，參照車輛的側 傾狀態，使得當車輛的側傾狀態較大時，校正A Y減速度aD_A Y的值以使A Y減速度 aD_A Y的減小梯度(變化率)減小。 圖2B以流程圖的形式圖示在減小量安全部60g中執行的校正A Y減速度a D_ A Y的處理。在此處理中，首先對表示側傾狀態的指標值(側傾運動指標值)是否已經超 過閾值側傾指標值進行判定(步驟IO)。注意，在附圖中的示例中，橫向加速度Gy被參照作 為側傾運動指標值，但是可以使用能夠推定得到作用在車輛上的離心力的值所依據的任何 其他量。例如，當車輛設置有側傾傳感器時，可以參照車輛的側傾角或者側傾率，并且當每 個車輪設置有豎直載荷傳感器時，可以參照左右車輪之間的豎直載荷差或者豎直載荷比。 還可以參照轉向角、轉向角速度或者橫擺率。當設置橫擺率傳感器時，可以從Gy二 YaXVx 來獲得橫向加速度Gy。 當在步驟10中確定橫向加速度Gy時，如圖IB所示，由比較器60f計算橫向加速度 Gy的絕對值和閾值側傾運動指標值Gth之間的差值A Gy ( = | Gy | -Gth)。考慮到車輛的安 全，閾值側傾運動指標值Gth可以被設定成比靜態側翻閾值加速度小任意預定的寬度。如 圖3A所示，靜態側翻閾值加速度是離心力和重力的合力的方向開始向車輛的外側偏移時 的橫向加速度極限，并根據(Tr/2)/hXg獲得(其中，h和g分別表示重心高度和重力加速 度)。對此的原因是當該合力進一步向車輛的側方偏移時，發生側翻的可能性增大。當將除 了橫向加速度以外的量用作側傾運動指標值時，靜態側翻閾值加速度可以轉換成被用作側 傾運動指標值的值，使得基于轉換后的值來確定閾值側傾運動指標值。 當AGy為負時(步驟10中的"否")時，判定為橫向加速度(側傾運動指標值) 不過大，因而，判定為不太可能發生側翻。因而，不校正A Y減速度aD_A Y，并且在A Y 減速度確定區域60d中計算出的值在后續的處理中用作A Y減速度aD_A Y (步驟20)。
另一方面，當AG為正時(步驟10中的"是")，判定為橫向加速度過大，因而，判 定為車身的側傾運動會過度。因而，當A Y減速度aD_A Y減小時，對其減小梯度施加限 制，使得減小梯度設定成較小(S40)。 更具體地，例如，首先判定aD_A y在每預定時間段S t的時間變化率S ( a D_ △Y)/S t是否小于預定值-A a (步驟30)。此處，A a是正的預定值。因而，當變化 率S (aD_A Y)/S t為正時或換言之當A Y減速度增大時，或者當S (aD_A Y)/S t <0(8卩，當A Y減速度正在減小)但是其變化梯度較小時，在步驟30作出否定的判定。在 此情況下，不校正△ Y減速度aD_A Y ，并且在A Y減速度確定區域60d中計算得到的值 在后續的處理中原樣用作A Y減速度aD_A Y (步驟20)。另一方面，當S (aD_A Y)/ S t < - A a成立時(S30中的"是")，將A Y減速度的減小梯度限制為A a (S40)。
在此情況下，具有受到限制的減小梯度的A Y減速度的值被校正為aD_Ay — aD_AY-S(aD_AY)-AaXS t.…(5) (S40)。注意，S (aD_A y)是通過從 在A Y減速度確定區域60d中計算得到的最新值減去在時間段S t之前在方程式(5)中 獲得的值而獲得的值。圖2B的控制處理通常以預定的間隔處理，因而S t可以對應于控 制時間段。隨著A Y減速度減小，S (aD_A Y)變為負，因而在方程式(5)中獲得的值從 先前的值減小了 A a X S t 。注意，代替以上述方式限制減小梯度，例如可以通過僅加上減 小時間段期間的△ Y減速度確定區域60d的輸出值的一階延遲(first-order lag)，或執 行緩和處理等，來使減小梯度減小。 此外，當根據以上所述的示例確定AGy時，將側傾運動指標值的瞬時值的絕對值 照原樣使用。然而，橫向加速度等的瞬時值可以暫時地增大或者在閾值側傾運動指標值的 附近變化。在此情況下，在AGy的確定過程中會發生顫動(chattering)。為了避免這種情 況，代替側傾運動指標值的瞬時值的絕對值，可以使用通過對側傾運動指標值實施減小量 安全處理(60h)獲得的值，或者換言之，如圖3B所示與側傾運動指標值一起增大但是當側 傾運動指標值減小時難以減小的值(側傾運動判定值)，來計算AGy。可以通過類似于減 小量安全部60g的處理僅對減小梯度施加限制，或者通過加上側傾運動指標值的一階延遲 值，執行緩和處理等，來獲得側傾運動判定值。 現在將描述最終目標減速度的選擇。如上所述，在本實施例的控制中，在目標減 速度選擇區域601中選擇A Y減速度a D_A Y 、駕駛員要求減速度a D_ e b和預減速度 aD—YM中的最大值并將其用于確定每個車輪的制動力分配。在目標減速度選擇區域601 中，根據aDt — Max{aD_A y ， a D_ e b， a D_YM}. . . (6)，獲得最終目標減速度a Dt。此 處，Max是用于選擇括號內的值中的最大值的算子。 圖4A和圖4B示出了在執行車輛的行為控制的同時a D_ A y 、 a D_YM以及根據方 程式(6)獲得的最終目標減速度隨時間變化的示例。注意，在此附圖中，細實線表示在減小 量安全部60g的處理之前的a D_ a y的值，而粗實線表示在減小量安全部60g的處理之后 的aD_A Y的值(在圖4A和圖4B中示出為aD_A Y *)。此外，附圖中的細線箭頭表示最 終目標減速度的變化方向。附圖中的點劃線表示用于實現目標橫擺力矩的YM減速度。細 實線表示根據橫擺率偏差確定的、其減小梯度尚未受到限制的A Y減速度，而粗實線表示 根據橫擺率偏差確定的、在其減小梯度受到限制之后的△ Y減速度。圖4A示出了其中側 傾運動指標值沒有超過閾值側傾運動指標值的常規轉彎的示例，而圖4B示出了其中側傾 運動指標值超過閾值側傾指標值使得會發生過大的側傾的狀況的示例。最大減速度被選擇 作為最終目標減速度。參照附圖，在常規轉彎過程中，或者換言之當AGy〈0時，如圖4A 所示，在aD—ym超過aD_a y時(tO至tl)選擇aD—ym，此后當aD_a y增大時(tl至 t2)，選擇aD_A Y。隨后當aD_A Y減小時，最終目標減速度根據此減小而減小。
另一方面，當側傾運動指標值或側傾運動判定值超過閾值側傾運動指標值(A Gy >0)使得離心力或者側傾運動會變得過大時，如圖4B所示，當aD_A Y增大時(tl至t2) 選擇aD_a y，然后在a y減速度確定區域60d中計算出的aD_a y減小時，如粗實線所 示，通過減小量安全部減小其減小梯度，由此防止減速度快速減小而并確保減速繼續。
因而，如圖5B中從al延伸到b0的區間所示，即使當橫擺率偏差A Y減小使得離 心力或者側傾運動會變得過大時，也減小車輛的速度。結果，可以預期，即使從時刻bO以后 轉向角切換為相反的方向，也將抑制橫擺行為的不穩定和過大的側傾運動。當側傾運動指標值或側傾運動判定值隨后降低到閾值側傾運動指標值以下時，或換言之當A Gy > 0不再 成立時(t4)，解除對減速度的減小梯度的限制，使得減速度快速減小(以在控制上可管理 的速率)(t4至t5)。 以上詳細描述了本發明的實施例，但是可以對落在本發明范圍內的實施例進行各 種修改。 例如，在以上所述的實施例中，當轉彎指標值的目標值超過實際轉彎指標值時車 輛減速，但是可以只要發生偏差就執行減速。在此情況下，根據轉彎指標值的目標值和實際 值之間的偏差的絕對值(例如，在方程式(2)中定義A Y = I Yt-Yal)來確定減速度，并 且當側傾運動指標值超過判定閾值側傾運動指標值時，校正減速控制，使得即使偏差的絕 對值減小，減速度也不易減小。 此外，在以上所述的實施例中，在第二轉向操作過程中執行基于側傾運動指標值 的判定來校正減速控制，以有效地抑制過大的側傾，但是可以理解的是，減速控制的校正還 在第一轉向操作過程中有效地抑制過大的側傾。此外，基于側傾運動指標值的判定來校正 減速控制還可以應用于實現目標橫擺力矩時的目標減速度。 盡管已經參照其示例性實施例描述本發明，但是應理解的是，本發明不限于所描 述的實施例或者構造。相反，本發明意在覆蓋各種修改和等同布置。此外，盡管所公開的發 明的各種元件以各種示例組合和構造示出，但是包括更多、更少或者僅單個元件的其他組 合也在所附權利要求的范圍內。
權利要求
一種車輛行為控制設備，其包括減速控制裝置，所述減速控制裝置用于使所述車輛減速以減小目標轉彎指標值和所述車輛的實際轉彎指標值之間的偏差，所述目標轉彎指標值是基于所述車輛的轉向角確定的，所述車輛行為控制設備的特征在于當所述車輛的側傾運動指標值超過閾值側傾運動指標值時的所述減速度的減小梯度小于當所述側傾運動指標值不超過所述閾值側傾運動指標值時的所述減小梯度。
2. 根據權利要求1所述的車輛行為控制設備，其中所述目標轉彎指標值是從由所述車輛的橫擺率、車輪角和橫向加速度組成的組中選擇 的至少一個值，所述橫擺率是基于所述轉向角和車速確定的；并且所述實際轉彎指標值是與所述車輛的目標轉彎指標值對應的實際檢測得到或推定得 到的轉彎指標值。
3. 根據權利要求1或2所述的車輛行為控制設備，其中，所述側傾運動指標值是從由所 述車輛中實際檢測得到或推定得到的以下值組成的組中選擇的至少一個值所述車輛的橫向加速度、所述車輛的左右車輪之間的豎直載荷差或豎直載荷比、所述車輛的側傾角、側傾 率、所述車輛的所述轉向角、轉向角速度、所述目標轉彎指標值、和所述實際轉彎指標值。
4. 根據權利要求1或2所述的車輛行為控制設備，其中所述側傾運動指標值是隨著從由所述車輛中實際檢測得到或推定得到的以下值組成 的組中選擇的至少一個值的大小而變化的側傾運動判定值所述車輛的橫向加速度、所述 車輛的左右車輪之間的豎直載荷差或豎直載荷比、所述車輛的側傾角、側傾率、所述車輛的 所述轉向角、轉向角速度、所述目標轉彎指標值、和所述實際轉彎指標值；并且相對于從所述組中選擇的值的變化率的、所述側傾運動判定值的變化率在所選擇的所 述值減小時比在所選擇的所述值增大時更小。
5. 根據權利要求1至4中任一項所述的車輛行為控制設備，其中，所述閾值側傾運動指 標值是基于所述車輛的靜態側翻閾值加速度確定的。
6. 根據權利要求1至5中任一項所述的車輛行為控制設備，其中，當所述目標轉彎指標 值大于所述實際轉彎指標值時，所述減速控制裝置使所述車輛減速。
7. 根據權利要求1至6中任一項所述的車輛行為控制設備，其中，當基于所述目標轉彎 指標值和所述實際轉彎指標值之間的偏差判定為所述車輛正處于轉向不足狀態時，所述減 速控制裝置使所述車輛減速。
8. 根據權利要求1至7中任一項所述的車輛行為控制設備，還包括橫擺力矩控制裝置， 所述橫擺力矩控制裝置用于基于為了穩定所述車輛的橫擺行為而計算得到的目標橫擺力 矩來控制所述車輛的橫擺力矩，其中，所述減速控制裝置從為了減小所述目標轉彎指標值和所述實際轉彎指標值之間 的偏差而產生的減速度和用于產生所述目標橫擺力矩的橫擺力矩產生減速度中選擇具有 更大量值的減速度作為要在所述車輛中產生的減速度。
9. 根據權利要求8所述的車輛行為控制設備，其中，所述減速控制裝置從為了減小所 述目標轉彎指標值和所述實際轉彎指標值之間的偏差而產生的減速度、用于產生所述目標 橫擺力矩的橫擺力矩產生減速度、和由所述車輛的駕駛員所要求的駕駛員要求減速度中選 擇具有最大量值的減速度作為要在所述車輛中產生的減速度。
10. 根據權利要求1至9中任一項所述的車輛行為控制設備，其中，當所述側傾運動指標值的絕對值超過所述閾值側傾運動指標值時的所述減速度的減小梯度小于當所述側傾 運動指標值的絕對值沒有超過所述閾值側傾運動指標值時的減小梯度。
11. 根據權利要求1至9中任一項所述的車輛行為控制設備，其中 所述側傾運動指標值是側傾狀態判定值；并且當所述側傾運動指標值增大時，所述側傾判定值增大，但是當所述側傾運動指標值減 小時，所述側傾判定值難以減小。
12. —種車輛行為控制設備，其包括減速控制裝置，所述減速控制裝置用于使所述車輛 減速以減小目標轉彎指標值和所述車輛的實際轉彎指標值之間的偏差，所述目標轉彎指標 值是基于所述車輛的轉向角確定的，所述車輛行為控制設備的特征在于當所述車輛的側傾運動指標值和閾值基準側傾指標值之間存在偏差時的所述減速度 的減小梯度小于當在所述車輛的所述側傾運動指標值和所述閾值基準側傾指標值之間不 存在偏差時的減小梯度。
13. —種車輛行為控制方法，其中，使所述車輛減速以減小目標轉彎指標值和所述車輛 的實際轉彎指標值之間的偏差，所述目標轉彎指標值是基于所述車輛的轉向角確定的，所 述車輛行為控制方法的特征在于當所述車輛的側傾運動指標值超過閾值側傾運動指標值時的所述減速度的減小梯度 小于當所述側傾運動指標值不超過所述閾值側傾運動指標值時的所述減小梯度。
全文摘要
根據本發明的車輛行為控制設備包括減速控制裝置，其用于使車輛減速以減小目標轉彎指標值和車輛的實際轉彎指標值之間的偏差，目標轉彎指標值是基于車輛的轉向角確定的。當車輛的側傾運動指標值超過閾值側傾運動指標值時，減速控制裝置使減速度的減小梯度減小。
文檔編號B60W30/02GK101795908SQ200880105087
公開日2010年8月4日 申請日期2008年8月25日 優先權日2007年8月27日
發明者橫田尚大 申請人:豐田自動車株式會社