車輛用加速度控制裝置的制作方法

專利名稱：車輛用加速度控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于獲得在車輛行駛方向上的加速度的車輛用加速度控制裝置，
需要該裝置來進行前饋控制和反饋控制。
背景技術：
本領域中公知車輛用加速度控制裝置，如例如在日本公布的國際專利申請專利公 報No. 2006-506270 (國際公布號W02004/045898A2)中所公開。根據此類現有技術，通過控 制在車輛行駛方向上的加速度來自動調節期望的車輛加速度。通過在車輛加速度控制部執 行前饋控制和反饋控制來獲得上述希望的車輛加速度，該車輛加速度控制部還執行制動器 控制和發動機控制。 然而，在現有技術中，在ECU的計算極限的情形中，或者當出現諸如溫度變化之類 的干擾時，在車輛行駛方向上的加速度控制的性能可能在例如緊接著點火開關接通后下 降。例如，當動力傳動系控制部(例如，發動機ECU等)估算的動力傳動系扭矩被用于前饋 控制并且對于此類估算的動力傳動系扭矩的估算精度下降時，可能在對車軸扭矩的請求值 中產生誤差，計算出該車軸扭矩作為前饋分量。結果，在車輛行駛方向上的加速度控制的性 能下降。

發明內容
因此，本發明考慮到上述問題作出，并且本發明的目的是提供一種車輛用加速度 控制裝置，根據該加速度控制裝置，對前饋控制的干擾造成的可能的精度下降被補償并且 在車輛行駛方向上的加速度控制的性能得到改善。 根據本發明的一個特征，車輛用加速度控制裝置具有用于輸出前饋扭矩的前饋控 制部(3b)和用于輸出反饋扭矩的反饋控制部(3f，3g)，其中加速度控制裝置(3)基于前 饋扭矩和反饋扭矩輸出請求扭矩，以控制車輛在車輛行駛方向上的加速度。加速度控制裝 置(3)還具有用于計算到前饋控制部(3b)的輸入扭矩的可靠度的計算部(3ha，3hb，3ia， 3ib)，以及用于以如下方式校正反饋扭矩的校正部(3hc，3ic):按照在計算部(3ha，3hb， 3ia，3ib)計算出的輸入扭矩的可靠度的下降增加反饋控制部(3f，3g)的增益。
由于輸入扭矩的可靠度被干擾因素降低并且從而前饋扭矩的可靠性相應降低，所 以增加反饋控制的增益以校正反饋扭矩。結果，前饋控制的精度的降低被補償，從而改善了 車輛在車輛行駛方向上的加速度控制的性能。 根據本發明的另一個特征，輸入扭矩為估算的制動扭矩，其為對實際產生的制動 扭矩的估算，并且反饋控制部為用于輸出動力傳動系反饋扭矩的動力傳動系反饋控制部 (3f)。在這種情形中，前饋控制部(3b)基于請求車軸扭矩并基于估算的制動扭矩計算動 力傳動系前饋扭矩，該請求車軸扭矩是為執行車輛在車輛行駛方向上的加速度控制而請求 的。此外，計算部(3ha，3hb)計算制動狀態的可靠度。然后，校正部(3hc)以如下方式校正 動力傳動系反饋扭矩按照制動狀態的可靠度的下降增加動力傳動系反饋控制部(3f)的增益。 根據本發明的又一個特征，計算部(3ha，3hb)包括用于根據制動狀態選擇可靠度 的選擇部(3ha)，并基于選定的制動狀態的可靠度計算用于動力傳動系反饋控制的校正系 數。然后，校正部(3hc)以如下方式校正從動力傳動系反饋控制部(3f)輸出的動力傳動系 反饋扭矩已校正的動力傳動系反饋扭矩隨著制動狀態的可靠度變得更低而變得更大。
根據本發明的再又一個特征，計算部(3ha，3hb)具有用于指示制動狀態的可靠度 與用于動力傳動系反饋控制的校正系數之間的關系的映射圖或函數式，使得計算部(3ha， 3hb)基于該映射圖或函數式獲得與制動狀態的可靠度相對應的用于動力傳動系反饋控制 的校正系數。然后，校正部(3hc)基于用于動力傳動系反饋控制的校正系數校正動力傳動 系反饋扭矩。 根據本發明的再又一個特征，輸入扭矩為估算的動力傳動系扭矩，其為對實際產 生的動力傳動系扭矩的估算，并且反饋控制部為用于輸出制動器反饋扭矩的制動器反饋控 制部(3g)。在此類情形中，前饋控制部(3b)基于請求車軸扭矩并基于估算的動力傳動系扭 矩計算制動器前饋扭矩，該請求車軸扭矩是為執行車輛在車輛行駛方向上的加速度控制而 請求的。此外，計算部(3ia，3ib)計算動力傳動系狀態的可靠度。然后，校正部(3ic)以如 下方式校正制動器反饋扭矩按照動力傳動系狀態的可靠度的降低增加制動器反饋控制部 (3g)的增益。 根據本發明的再又一個特征，計算部(3ia，3ib)包括用于根據動力傳動系狀態選 擇可靠度的選擇部(3ia)，并且基于的選定的動力傳動系狀態的可靠度計算用于制動器反 饋控制的校正系數。然后，校正部(3ic)以如下方式校正從制動器反饋控制部(3g)輸出的 制動器反饋扭矩已校正的制動器反饋扭矩隨著動力傳動系狀態的可靠度變得更低而變得 更大。 根據本發明的再又一個特征，計算部(3ia，3ib)具有用于指示動力傳動系狀態 的可靠度與用于制動器反饋控制的校正系數之間的關系的映射圖或函數式，使得計算部 (3ia，3ib)基于該映射圖或函數式獲得與動力傳動系狀態的可靠度相對應的用于制動器反 饋控制的校正系數。然后，校正部(3ic)基于用于制動器反饋控制的校正系數校正制動器 反饋扭矩。


本發明的上述和其他的目的、特征和優點將從以下參照附圖的詳細描述變得更加 明顯。在附圖中 圖1是示出了根據本發明的第一實施方式的車輛驅動-制動控制系統的框圖；
圖2是示意性地示出了用于車輛行駛方向的控制部的內部結構的框圖；
圖3是示意性地示出了用于動力傳動系扭矩的可靠性校正部3h的內部結構的框 圖； 圖4是示出了用于反饋控制的校正系數相對于扭矩狀態的可靠度的關系的一個 示例的映射圖； 圖5是示出了用于基于扭矩狀態的可靠度計算(通過四則運算法)用于反饋控制 的校正系數的方法的框 圖6是示意性地示出了用于制動扭矩的可靠性校正部3i的內部結構的框圖；以及
圖7是示出了結合在根據本發明的第二實施方式的車輛驅動-制動控制系統中的 動力傳動系控制部3f和用于動力傳動系扭矩的可靠性校正部3h的結構的框圖。
具體實施例方式
下文將參照

本發明的實施方式。在全部以下實施方式中對彼此一樣或者 等同的這些部分使用相同的參考標號。
(第一實施方式) 將說明本發明的第一實施方式。在第一實施方式中，將說明應用于車輛驅動_制 動控制系統的車輛用加速度控制裝置。 圖1是示出了車輛驅動-制動控制系統(下文也稱為"車輛控制系統")的框圖。 如圖1中所示，車輛控制系統具有加速度請求部1、調節部2、用于車輛行駛方向的控制部3、 動力傳動系控制部4和制動器控制部5。上述各部分中的控制部3與在車輛行駛方向上的 加速度控制裝置相對應。 加速度請求部1按照來自用于在車輛行駛方向上執行車輛加速度控制的相應的 應用(相應的控制部)的請求根據車輛狀態輸出加速度請求信號。根據本實施方式，用于 執行相應的應用的加速度請求部1由巡航控制部la、車距控制部lb和防撞控制部lc組成。 巡航控制部la輸出將車輛行駛速度控制在恒定值所需的加速度請求信號。車距控制部lb 輸出將與前車距離控制在預定值所需的加速度請求信號。防撞控制部lc輸出避免與前車 碰撞所需的加速度請求信號。 調節部2調節由來自加速度請求部1的相應的請求信號指示的加速度，以輸出用 于各控制循環的加速度請求值的變化。即，調節部2輸出與在車輛行駛方向上的加速度請 求值的微分值相對應的加加速度(jerk)作為對應用的加速度的請求。此外，調節部2根據 車輛狀態計算用于加加速度的極限值并將其輸出作為用于請求加加速度的極限值。
用于車輛行駛方向的控制部3不僅從調節部2接收上述加速度請求值(即，對應 用的加速度的請求)的微分值和用于請求加加速度的極限值，而且接收對于在動力傳動系 控制部4實際產生的動力傳動系扭矩的估算值(估算的動力傳動系扭矩)以及對于在制 動器控制部5實際產生的制動扭矩的估算值(估算的制動扭矩)。此外，控制部3從計量 ECU(未示出)接收車速信號。然后，控制部3計算請求動力傳動系扭矩以及請求制動扭矩。 更精確地，控制部3基于上述對應用的加速度的請求、用于請求加加速度的極限值、估算的 動力傳動系扭矩、估算的制動扭矩和車速信號指示的實際車速執行前饋控制和反饋控制。 然后，控制部3計算請求動力傳動系扭矩和請求制動扭矩。圖2是示意性地示出了用于車 輛行駛方向的控制部3的內部結構的框圖。 如圖2所示，用于車輛行駛方向的控制部3由加加速度控制部3a、扭矩轉換部3z、 前饋控制部3b、用于動力傳動系標準模型的存儲部3c、用于制動器標準模型的存儲部3d、 微分部3e、動力傳動系反饋控制部3f、制動器反饋控制部3g、用于動力傳動系扭矩的校正 部3h、用于制動扭矩的校正部3i、用于驅動-制動力的分配設定部3j以及輸入切換部3k 和3m組成。 加加速度控制部3a計算與從調節部2輸出的用于應用的應用場合的請求相對應的請求加速度。在上述計算中，加加速度控制部3a計算請求加速度，同時加速度的變化由 也從調節部2輸出的用于請求加加速度的極限值限制。例如，在對應用的加速度的請求為 對使車輛加速的請求的情況下，請求加速度變成正值。另一方面，在對應用的加速度的請求 為對使車輛減速的請求的情況下，請求加速度變成負值。 扭矩轉換部3z計算以將加加速度控制部3a計算出的請求加速度轉換為扭矩，使
得請求加速度被轉換為請求車軸扭矩。基于運動和車輛規格的方程式預先獲得加速度與車
軸扭矩之間的關系。基于此類關系執行從請求加速度到請求車軸扭矩的扭矩轉換。 前饋控制部3b執行前饋控制以使實際車輛加速度變成與對應用的加速度的請求
接近的值。更精確地，前饋控制部3b基于從扭矩轉換部3z輸出的請求車軸扭矩以及估算
的制動扭矩或估算的動力傳動系扭矩計算前饋扭矩。選擇估算的制動扭矩或估算的動力傳
動系扭矩中哪一者作為用于前饋控制部3b的輸入扭矩取決于輸入切換部3k的切換位置。 前饋控制部3b通過將輸入的請求車軸扭矩減去輸入的估算的制動扭矩或輸入的
估算的動力傳動系扭矩來分別計算動力傳動系前饋扭矩和制動器前饋扭矩。這通過以下公
式(1)或(2)來表示〈公式1>"動力傳動系前饋扭矩"="請求車軸扭矩"_ "估算的制動扭矩"
〈公式2>"制動器前饋扭矩"="請求車軸扭矩"_ "估算的動力傳動系扭矩" 在計算動力傳動系前饋扭矩的情形中，將請求車軸扭矩減去估算的制動扭矩。由
于估算的制動扭矩為負值，所以以請求車軸扭矩由于減去負值而增加的方式計算出動力傳
動系前饋扭矩。相應地，執行前饋控制，其中考慮了估算的制動扭矩，從而實現此類控制以
便響應對加速度的請求而使車輛更快地加速。 在計算制動器前饋扭矩的情形中，將請求車軸扭矩減去估算的動力傳動系扭矩。 由于估算的動力傳動系扭矩為正值，所以以請求車軸扭矩由于減去正值而減小的方式計算 出制動器前饋扭矩。相應地，執行前饋控制，其中考慮了估算的動力傳動系扭矩，從而實現 此類控制以便響應對減速的請求而使車輛更快地減速。 如上所述，估算的制動扭矩用于執行動力傳動系扭矩的前饋控制，而估算的動力 傳動系扭矩用于執行制動扭矩的前饋控制。因此，例如，當對應用的加速度的請求為正值 時，前饋控制部3b用于動力傳動系扭矩的前饋控制。為此，輸入切換部3k切換到一個位置， 使得估算的制動扭矩被輸入到前饋控制部3b以計算動力傳動系前饋扭矩。另一方面，當對 應用的加速度的請求為負值時，前饋控制部3b用于制動扭矩的前饋控制。在此情形中，輸 入切換部3k切換到另一個位置，使得估算的動力傳動系扭矩被輸入到前饋控制部3b以計 算制動器前饋扭矩。 用于動力傳動系標準模型的存儲部3c儲存用于執行動力傳動系扭矩的反饋控制 的標準模型，根據該標準模型與請求加速度相對應地設定請求動力傳動系加速度。這里使 用的標準模型是根據單獨的車輛特性預先設定的。 用于制動器標準模型的存儲部3d儲存用于執行制動扭矩的反饋控制的標準模 型，根據該標準模型與請求加速度相對應地設定請求制動加速度。這里使用的標準模型同 樣是根據單獨的車輛特性預先設定的。
微分部3e通過求出車速信號指示的實際車速的微分來計算實際產生的加速度 (下文稱為"實際加速度")。車速信號可借助于車輛LAN獲得，例如，從計量ECU(未示出) 獲得。在本實施方式中，實際加速度由微分部3e計算。然而，如果實際加速度已由另一個 ECU(未示出)計算出來，則可將此計算出的值(實際加速度)輸入到控制部3。
動力傳動系反饋部3f和制動器反饋控制部3g中的每個執行反饋控制以使實際加 速度變成接近對應用的加速度的請求的值。更精確地，動力傳動系反饋部3f計算動力傳動 系反饋扭矩使得加速度的偏差(其通過將用于動力傳動系標準模型的存儲部3c設定的請 求動力傳動系加速度減去實際加速度來獲得)可變成更接近零。以類似的方式，制動器反 饋部3g計算制動器反饋扭矩使得加速度的偏差(其通過將用于制動器標準模型的存儲部 3d設定的請求制動加速度減去實際加速度來獲得)可變成更接近零。在上述動力傳動系反 饋扭矩和制動器反饋扭矩的計算中，可使用在對一般反饋控制的計算中使用的眾所周知的 控制(例如PID控制等)。 用于動力傳動系扭矩的校正部3h和用于制動扭矩的校正部3i中的每個按照可靠 度校正動力傳動系反饋扭矩和制動器反饋扭矩。下面將說明動力傳動系反饋扭矩和制動器 反饋扭矩的可靠度以及用于校正它們的方法。 用于驅動-制動力的分配設定部3j基于在用于動力傳動系扭矩的校正部3h計算 出的(校正后的)動力傳動系反饋扭矩的附加值(或在用于制動扭矩的校正部3i計算出 的(校正后的)制動器反饋扭矩)以及在前饋控制部3b計算出的動力傳動系前饋扭矩(或 在前饋控制部3b計算出的制動器前饋扭矩)設定對實際輸出的驅動-制動力的分配。對 驅動_制動力的分配分別被傳輸到動力傳動系控制部4和制動器控制部5作為請求動力傳 動系扭矩和請求制動扭矩。選擇動力傳動系反饋扭矩或制動器反饋扭矩中哪一者作為對分 配設定部3j的輸入取決于輸入切換部3m的切換位置。輸入切換部3m的切換狀態與輸入 切換部3k的切換狀態類似。例如，當對應用的加速度的請求為正值時，動力傳動系反饋扭 矩被輸入，而當對應用的加速度的請求為負值時，制動器反饋扭矩被輸入到分配設定部3j。
動力傳動系控制部4由例如動力傳動系ECU等組成，并且根據請求動力傳動系扭 矩輸出對扭矩的請求值到發動機(請求發動機扭矩)并且輸出對傳動比的請求值到自動變 速器裝置(請求傳動比)。制動器控制部5同樣由例如制動器ECU等組成，并且根據請求制 動扭矩輸出對由液壓制動致動器產生的輪缸壓力的請求值(請求制動壓力)。結果，產生驅 動力和制動力，各力取決于對驅動_制動力的分配，從而可實現期望的車輛加速度。
在動力傳動系控制部4和制動器控制部5中的每個中，通過估算或基于通過傳感 器測量的值計算出估算的動力傳動系扭矩和估算的制動扭矩。估算的動力傳動系扭矩和估 算的制動扭矩，其分別由動力傳動系控制部4和制動器控制部5計算，被輸入到控制部3，從 而那些估算的扭矩用于計算動力傳動系前饋扭矩或制動器前饋扭矩。 將說明分別在校正部3h和3i中計算出的動力傳動系反饋扭矩和制動器反饋扭矩 的可靠度以及校正方法。 如上所述，通過將請求車軸扭矩減去估算的制動扭矩計算出動力傳動系前饋扭 矩。因此，當估算的制動扭矩的可靠度例如對估算的制動扭矩的估算精度降低時，動力傳動 系前饋扭矩的可靠度可相應地降低。然而，根據本實施方式，動力傳動系前饋扭矩的可能的 精度降低通過根據動力傳動系前饋扭矩的可靠度在用于動力傳動系扭矩的校正部3h校正動力傳動系反饋扭矩來補償。相應地，完全防止了動力傳動系扭矩的精度的降低。
圖3是示意性地示出了用于動力傳動系扭矩的校正部3h的內部結構的框圖。如圖 中所示，用于動力傳動系扭矩的校正部3h由用于根據制動狀態選擇可靠度的選擇部3ha、 用于計算可靠性系數的計算部3hb、以及乘積部3hc組成。 選擇部3ha檢查制動狀態的可靠性(下文稱為"制動可靠性")，其為影響動力傳 動系前饋扭矩的可靠性的干擾因素之一，并且選擇與制動狀態相對應的可靠度。根據本實 施方式，選擇部3ha具有用于各種操作狀態、初始狀態和可靠度的映射圖，用于分別檢查與 制動可靠性相關的項目，從而選擇部3ha選擇和輸出相對應的相應檢查項目的可靠度。
如上所述，對于計算動力傳動系前饋扭矩考慮了估算的制動扭矩。然而，如果映射 圖(圖3)中所示的檢查項目中的每個或一部分將在制動器控制部5對估算的制動扭矩的 計算產生不利影響而作為干擾因素，則估算的制動扭矩的可靠度可能降低。因此，這里設置 選擇部3ha以利用制動狀態的可靠性來執對動力傳動系反饋扭矩的校正。
例如，如圖3中所示，對制動狀態的可靠性的檢查項目包括制動裝置的使用頻率、 制動塊的溫度、輪缸(W/C)的油壓的精度、供電電壓的降低、車軸扭矩的精度、對車軸扭矩 的零點的學習、對車軸扭矩的增益的學習，等等。 關于制動裝置的使用頻率，當使用頻率變得更高時估算的制動扭矩的可靠度將降 低。因此，將使用頻率的初始狀態設定在"低"，并且根據使用頻率的狀態將可靠度設定在例 如在100%_70%之間的范圍內的值。例如，當使用頻率低于預定值時(即，當使用頻率低 時)，可將可靠度設定在100%，而當使用頻率高于預定值時(S卩，當使用頻率高時)，可將 可靠度設定在70%。任選地，隨著使用頻率變得更高，可靠度可從100%逐漸(例如，線性 地)下降到70%。 關于制動塊的溫度，當溫度變得過高時估算的制動扭矩的可靠度將同樣降低。因 此，將制動塊的溫度的初始狀態設定在"正常"，并且根據制動塊的溫度是否正常或異常的 狀態將可靠度設定在例如在100% _70%之間的范圍內的值。例如，當制動塊的溫度低于預 定值時(即，當制動塊的溫度正常時)可將可靠度設定在100%，而當制動塊的溫度高于預 定值時(即，當制動塊的溫度異常時)可將可靠度設定在70%。任選地，隨著制動塊的溫度 變得更高，可靠度可從100%逐漸(例如，線性地)下降到70%。 關于輪缸(W/C)的油壓的精度，估算的制動扭矩的可靠度也將隨著油壓的精度變 得更低而降低。因此，將油壓的精度的初始狀態設定在"低"，并且根據油壓的精度的狀態 將可靠度設定在例如在100% _50%之間的范圍內的值。例如，當油壓的精度高于預定值時 (即，當油壓的精度高時)可將可靠度設定在100%，而當油壓的精度低于預定值時(S卩，當 油壓的精度低時)可將可靠度設定在50%。任選地，隨著油壓的精度變得更高，可靠度可逐 漸(例如，線性地)增加到100% 。 可在制動器控制部5計算出制動裝置的使用頻率作為在單位時間的使用次數或 作為進行使用的時間段。也可基于使用制動裝置的時間段在制動器控制部5計算出制動塊 的溫度。此外，可在制動器控制部5計算出輪缸的油壓(也稱為"輪缸壓力")精度作為與 請求制動扭矩相對應的請求油壓與實際輸出的輪缸壓力之間的差值。相應地，可從制動器 控制部5獲得與對制動狀態的可靠性的檢查項目相關的信息。可另外列出其他與制動狀態 的可靠性相關的干擾因素(未在圖3中示出)，從而可進一步選擇和輸出與此類增加的干擾因素相對應的可靠度。 關于供電電壓，當供電電壓降低時估算的制動扭矩的可靠度將降低。因此，將供電 電壓的初始狀態設定在"正常"，并且根據供電電壓是否為正常或降低的狀態將可靠度設定 在例如在100% _50%之間的范圍內的值。例如，當供電電壓高于預定值時(即，當供電電壓 正常時)可將可靠度設定在100%，而當供電電壓低于預定值時(即，當供電電壓降低時) 可將可靠度設定在50%。任選地，隨著供電電壓變得更低，可靠度可從100%逐漸(例如， 線性地)下降到50%。 關于車軸扭矩的精度，當車軸扭矩的精度降低時估算的制動扭矩的可靠度將降 低。因此，將車軸扭矩的精度的初始狀態設定在"低"，并且根據車軸扭矩的精度的狀態將可 靠度設定在例如在100%_50%之間的范圍內的值。例如，當車軸扭矩的精度高于預定值時 (即，當車軸扭矩的精度高時)可將可靠度設定在100%，而當車軸扭矩的精度低于預定值 時(即，當車軸扭矩的精度低時)可將可靠度設定在50%。任選地，隨著車軸扭矩的精度變 得更高，可靠度可逐漸(例如，線性地)增加到100%。 關于對車軸扭矩的零點的學習和對車軸扭矩的增益的學習，當學習控制尚未執行 時(圖3中表示為"未進行")估算的制動扭矩的可靠度將降低。因此，分別將(對車軸扭矩 的零點和增益的)學習的初始狀態設定在"未進行"，并且根據學習控制是否執行(圖3中 表示為"已進行")的狀態將可靠度設定在例如在100%_60%之間的范圍內的值。例如，當 學習控制已執行時("已進行")可將可靠度設定在100%，而當學習控制尚未執行時("未 進行")可將可靠度設定在60% 。 可通過檢測電池電壓在動力傳動系控制部4檢測供電電壓的降低。可在動力傳動 系控制部4計算出車軸扭矩的精度作為從請求動力傳動系扭矩計算出的車軸扭矩與從實 際輸出的請求發動機扭矩計算出的車軸扭矩之間的差值以及請求傳動比。關于對車軸扭矩 的零點和增益的學習，可儲存其記錄。相應地，可從動力傳動系控制部4獲得與對車輛狀態 的可靠性的檢查項目相關的信息。盡管在圖3中未示出，但可另外列出緊接著點火開關接 通后的狀態或環境溫度作為其他與車輛狀態的可靠性相關的干擾因素，并且可選擇和輸出 相應干擾因素的可靠度。 用于可靠性系數的計算部3hb基于制動狀態的可靠度計算用于動力傳動系反饋 控制的校正系數。用于動力傳動系反饋控制的校正系數與用于按照制動狀態的可靠度校正 動力傳動系反饋扭矩的加權量相對應。用于動力傳動系反饋控制的校正系數相對于制動狀 態的可靠度的關系被預先儲存為映射圖或函數式(四則運算方程式)，基于該映射圖或函 數式計算出用于動力傳動系反饋控制的校正系數。 圖4是示出了用于反饋控制的校正系數相對于扭矩狀態的可靠度的關系的映射 圖。由于該映射圖中所示的關系不僅可應用于動力傳動系扭矩，而且可應用于制動扭矩，所 以在圖中將水平軸線和豎直軸線簡單地表示(概括)為"扭矩狀態的可靠度"和"用于反饋 控制的校正系數"。 如圖中所示，當扭矩狀態的可靠度為100 %時用于反饋控制的校正系數為"1 "，并 且用于反饋控制的校正系數隨著扭矩狀態的可靠度從100%降低而從"1"逐漸增加。在圖 4的映射圖被應用于用于動力傳動系反饋控制的校正系數相對于制動狀態的可靠度的關系 的情形中，可通過選擇與制動狀態的可靠度相對應的值來獲得用于動力傳動系反饋控制的校正系數。 圖5是示出了用于基于扭矩狀態的可靠度(通過四則運算法)計算用于反饋控制 的校正系數的方法的框圖。由于圖中所示的計算方法(四則運算法)同樣不僅可應用于動 力傳動系扭矩而且可應用于制動扭矩，所以通過"扭矩狀態的可靠度"和"用于反饋控制的 校正系數"簡單地表示(概括)可靠度和校正系數。如圖中所示，當應用四則運算法時，可 通過計算扭矩狀態的可靠度的倒數(=100/扭矩狀態的可靠度(％ ))來獲得用于反饋控 制的校正系數。 如上所述，隨著制動狀態的可靠度(即，估算的制動扭矩的可靠度)變得更低，將 用于動力傳動系反饋控制的校正系數設定在較大的值。 乘積部3hc以將(在動力傳動系反饋控制部3f計算出的)動力傳動系反饋扭矩 乘以(在計算部3hb計算出的)用于動力傳動系反饋控制的校正系數的方式校正動力傳動 系反饋扭矩。由于用于動力傳動系反饋控制的校正系數是與制動狀態的可靠度相對應的加 權量，所以對動力傳動系反饋扭矩的校正率隨著制動狀態的可靠度更低而變大。相反地，對 動力傳動系反饋扭矩的校正率隨著制動狀態的可靠度更高而變得更小。如上所述，可計算 出(校正后的)動力傳動系反饋扭矩。 圖6是示意性地示出了用于制動扭矩的校正部3i的內部結構的框圖。如圖中所 示，用于制動扭矩的校正部3i由用于根據動力傳動系狀態選擇可靠度的選擇部3ia、用于 計算可靠性系數的計算部3ib、以及乘積部3ic組成。 選擇部3ia檢查動力傳動系狀態的可靠性(下文稱為"動力傳動系可靠性")，其 為影響制動器前饋扭矩的可靠性的干擾因素之一，并且選擇與動力傳動狀態相對應的可靠 度。根據本實施方式，對于與動力傳動系可靠性相關的相應檢查項目，選擇部3ia具有用于 各種操作狀態、初始狀態和可靠度的映射圖，從而選擇部3ia選擇并輸出相對應的相應的 檢查項目的可靠度。 如上所述，對于計算制動器前饋扭矩考慮了估算的動力傳動系扭矩。這里設置選
擇部3ia以利用動力傳動狀態的可靠性來執行對制動器反饋扭矩的校正。 例如，如圖6中所示，對動力傳動系狀態的可靠性的檢查項目包括發動機扭矩計
算、發動機系統故障狀態、用于發動機冷卻水的預定溫度范圍、基于變速器信息的扭矩可靠
性，等等。 關于發動機扭矩計算，當對于發動機扭矩計算存在計算極限時估算的動力傳動系 扭矩的可靠度將降低。例如，估算的動力傳動系扭矩的可靠度將由于當對變矩器的渦輪轉 速的計算達到其計算極限時可能出現的過渡扭矩變化的信息而降低。當發動機轉速低或者 當車速低時，對渦輪轉速的計算可達到其計算極限。 因此，將發動機扭矩計算的初始狀態設定在"極限"，并且根據發動機扭矩計算是 否處于可行狀態或極限狀態的狀態將可靠度設定在例如在100% _1%之間的范圍內的值。 例如，當發動機扭矩計算可行時可將可靠度設定在100%，而當發動機扭矩計算處于極限狀 態時可將可靠度設定在1%。任選地，取決于計算極限的狀態，可靠度可從100%逐漸(例 如，線性地)降低到1%。 關于發動機系統故障狀態，當發動機系統變成無序或其操作變成無效時估算的動 力傳動系扭矩的可靠度將降低。因此，將發動機系統故障狀態的初始狀態設定在"正常"，并且根據發動機系統故障狀態是否為正常或異常的狀態將可靠度設定在100%或0%的值。 即，當發動機系統故障狀態為正常時可靠度為100%，而當發動機系統故障狀態為異常時可 靠度為0%。 當發動機冷卻水的溫度超出預定溫度范圍時，用于發動機或變速器裝置的油的粘 滯阻力下降，并且從而估算的動力傳動系扭矩的可靠度將降低。因此，將初始狀態設定在 "在范圍內"，并且根據發動機冷卻水的溫度將可靠度設定在例如在100% -50%的范圍內的 值。例如，當發動機冷卻水的溫度在預定溫度范圍內時可將可靠度設定在100%，而當發動 機冷卻水的溫度超出預定溫度范圍時可將可靠度設定在50%。任選地，隨著發動機冷卻水 的溫度在超出預定范圍的范圍中變得更高，可靠度可從100%逐漸(例如，線性地)下降到 50%。 關于基于變速器信息的扭矩可靠性，例如，當單向離合器在自動變速器裝置換擋 或車速降低期間處于空閑狀態時，或者當離合器在手動變速器裝置中處于半接合狀態時， 估算的動力傳動系扭矩的可靠度將降低。因此，將初始狀態設定在"低"并且根據從來自變 速器裝置的信息獲得的扭矩可靠性的狀態將可靠度設定在例如在100% _1%之間的范圍 內的值。例如，當基于來自變速器裝置的信息的扭矩可靠性高時可將可靠度設定在100%， 而當扭矩可靠性低時可將可靠度設定在1%。任選地，可靠度可根據扭矩可靠性的狀態從 100%逐漸(例如，線性地)下降到1%。 動力傳動系控制部4可判定發動機扭矩計算是否處于可行狀態或處于極限狀態 下。動力傳動系控制部4還可在其相應的故障判定部判定發動機系統故障狀態是否處于正 常狀態或異常狀態。此外，基于來自溫度傳感器的檢測信號，動力傳動系控制部4可判定發 動機冷卻水的溫度是否在預定溫度范圍內。由于用于變速器裝置的信息從變速器ECU(未 示出)傳輸到動力傳動系控制部4，所以動力傳動系控制部4可判定扭矩可靠性是否高或 低。如上所述，可從動力傳動系控制部4獲得與動力傳動系狀態的可靠性相關的相應檢查 項目的可靠度。可另外列出其他與動力傳動系狀態的可靠性相關的干擾因素(在圖6中未 示出)作為檢查項目，從而可選擇和輸出與此類增加的檢查項目相對應的可靠度。由于圖6 中示出的未在上面進行說明的那些檢查項目如供電電壓的降低與在圖3中所示相同，所以 略去其說明。 用于可靠性系數的計算部3ib基于動力傳動系狀態的可靠度計算用于制動器反 饋控制的校正系數。用于制動器反饋控制的校正系數與用于按照動力傳動系狀態的可靠度 校正制動器反饋扭矩的加權量相對應。用于制動器反饋控制的校正系數相對于動力傳動系 狀態的可靠度的關系被預先儲存作為映射圖或函數式(四則運算方程式)，基于該映射圖 或函數式計算出用于制動器反饋扭矩的校正系數。 例如，可采用與相對于制動狀態計算用于動力傳動系反饋控制的校正系數的方式 類似的方式相對于動力傳動系狀態計算出用于制動器反饋控制的校正系數，對該計算使用 圖4中所示的映射圖和圖5中所示的四則運算法。 如上所述，隨著動力傳動系狀態的可靠度(即，估算的動力傳動系扭矩的可靠度) 變得更低，將用于制動器反饋控制的校正系數設定在更大的值。 乘積部3ic采取將(在制動器反饋控制部3g計算出的)制動反饋扭矩乘以(在計 算部3ib計算出的)用于制動器反饋控制的校正系數的方式校正制動器反饋扭矩。由于用于制動器反饋控制的校正系數是與動力傳動系狀態的可靠度相對應的加權量，所以對制動 器反饋扭矩的校正率隨著動力傳動系狀態的可靠度更低而變得更大。相反地，對制動器反 饋扭矩的校正率隨著動力傳動系狀態的可靠度更高而變得更小。如上所述，可計算出(校 正后的)制動器反饋扭矩。 根據該車輛用驅動_制動控制系統，調節部2基于對從加速度請求部1輸出的與 車輛狀態相關的加速度的請求信號產生對應用的加速度的請求和用于請求加加速度的極 限值。用于車輛行駛方向的控制部3不僅執行前饋控制和反饋控制，而且基于對應用的加 速度的請求和用于請求加加速度的極限值計算請求動力傳動系扭矩和請求制動扭矩。動力 傳動系控制部4基于請求動力傳動系扭矩輸出對扭矩的請求值到發動機(請求發動機扭 矩)并輸出對傳動比的請求值到自動變速器裝置(請求傳動比)，以便執行發動機輸出控制 和自動換擋控制。制動器控制部5輸出對輪缸壓力的請求值(請求制動壓力)以便液壓制 動器致動器在輪缸產生液壓壓力。結果，按照驅動-制動力的分配產生驅動力和制動力，從 而可獲得期望的加速度。 根據上述車輛用驅動_制動控制系統，可獲得以下優點。 動力傳動系前饋扭矩的可靠度由于估算的制動扭矩的可靠度被干擾因素降低而 降低。因此，根據上述車輛用驅動_制動力控制系統，按照制動狀態的可靠度校正動力傳動 系反饋扭矩，對該校正考慮了制動狀態的可靠性。更精確地，按照制動狀態的可靠度將用于 動力傳動系反饋控制的校正系數設定在大于"l"的值。然后，將校正系數乘以動力傳動系 反饋扭矩，該反饋扭矩為動力傳動系反饋控制部3f的輸出。相應地，上述乘法對其中在動 力傳動系反饋控制部3f中增加增益這樣的情形具有相同的效果。因此，可通過動力傳動系 反饋扭矩的校正來補償動力傳動系前饋扭矩的可靠性的降低。 根據本實施方式的驅動_制動控制系統，制動器前饋扭矩的可靠度同樣由于估算 的動力傳動系扭矩的可靠度被干擾因素降低而降低。因此，根據上述驅動_制動力控制系 統，按照動力傳動狀態的可靠度校正制動器反饋扭矩，對該校正考慮了動力傳動系狀態的 可靠性。更精確地，按照動力傳動系狀態的可靠度將用于制動器反饋控制的校正系數設定 在大于"l"的值，并且將校正系數乘以制動器反饋扭矩。相應地，上述乘法對其中在制動器 反饋控制部3g中增加增益這樣的情形具有相同的效果。因此，可通過制動器反饋扭矩的校 正來補償制動器前饋扭矩的可靠性的降低。 如上所述，可補償干擾因素造成的前饋控制的精度的降低以便改善在車輛行駛方
向上的加速度控制的性能。(第二實施方式) 將說明根據本發明的第二實施方式。與第一實施方式相比，在第二實施方式中，相 對于來自動力傳動系反饋控制部3f的輸出(動力傳動系反饋扭矩)在校正部3h的校正方 法有所改變。其他部分與第一實施方式的那些部分相同。因此，將說明與第一實施方式不 同的此類部分。 圖7是示出了用于結合在根據本發明的第二實施方式的車輛驅動-制動控制系統 中的動力傳動系控制部3f和用于動力傳動系扭矩的校正部3h的結構的框圖。
如圖中所示，動力傳動系反饋控制部3f通過PID控制執行反饋控制。即，動力傳 動系反饋控制部3f響應加速度偏差在相應的P控制(比例控制)部3fa、 I控制(積分控制)部3fb和D控制(微分控制)部3fc計算動力傳動系反饋扭矩，該加速度偏差通過將 用于動力傳動系標準模型的存儲部3c設定的請求動力傳動系加速度減去實際加速度來獲 得。根據本實施方式，在相應的P控制部3fa、 I控制部3fb和D控制部3fc計算出的各動 力傳動系反饋扭矩由用于動力傳動系扭矩的校正部3h校正。 更精確地，用于動力傳動系扭矩的校正部3h分為三個部分，即用于P控制的校正 部3hd、用于I控制的校正部3he和用于D控制的校正部3hf 。各校正部3hd至3hf按照來 自動力傳動系反饋控制部3f的相應輸入量分別設定可靠度。各校正部3hd至3hf的內部 結構例如與圖3中的相似，其中檢查項目以及可靠度可根據相應的P控制部3fa、 I控制部 3fb和D控制部3fc的特性充分改變。 如上所述，在P控制部3fa、 I控制部3fb和D控制部3fc計算出的各動力傳動系 反饋扭矩通過乘上單獨設定的不同校正系數來校正。然后，將校正后的動力傳動系反饋扭 矩彼此相加以便最終在可靠性校正部3h獲得校正后的動力傳動系反饋扭矩。
如上所述，在P控制部3fa、 I控制部3fb和D控制部3fc計算出的各動力傳動系 反饋扭矩被單獨校正。結果，在P控制部3fa、 I控制部3fb和D控制部3fc的每個中，可根 據P控制部3fa、1控制部3fb和D控制部3fc各自的特性校正各動力傳動系反饋扭矩。例 如，在P控制部3fa、 I控制部3fb和D控制部3fc中的一者中可能著重響應。
在本實施方式中，說明了用于在校正部3h校正(來自動力傳動系反饋控制部3f) 動力傳動系反饋扭矩的方法。類似方法可應用于用于制動扭矩的校正部3i。 S卩，分別在制 動器反饋控制部3g的P控制部、1控制部和D控制部中計算制動器反饋扭矩并且在用于制 動扭矩的校正部3i中單獨校正各制動器反饋扭矩。
(其他實施方式) (1)在上述實施方式中，執行用于制動扭矩的前饋控制和反饋控制以及用于動力
傳動系扭矩的前饋控制和反饋控制。然而，可分開計算反饋制動扭矩和反饋動力傳動系扭
矩。例如，本發明可應用于此類系統其中不僅通過前饋控制基于估算的動力傳動系扭矩計
算動力傳動系反饋扭矩，而且通過反饋控制基于請求車軸扭矩計算動力傳動系反饋扭矩。
以類似的方式，本發明可應用于此類系統其中不僅通過前饋控制基于估算的制動扭矩計
算制動反饋扭矩，而且通過反饋控制基于請求車軸扭矩計算制動反饋扭矩。
(2)在上述第一實施方式中，通過將動力傳動系反饋扭矩(從動力傳動系反饋控
制部3f的輸出)乘以用于動力傳動系反饋控制的校正系數而在可靠性校正部3h獲得(校
正后的)動力傳動系反饋扭矩。根據第二實施方式，通過乘以用于P控制、I控制和D控制
的校正部3hd至3hf單獨設定的各校正系數來校正在相應的P控制部3fa、1控制部3fb和
D控制部3fc計算出的各動力傳動系反饋扭矩，從而最終獲得(校正后的)動力傳動系反饋扭矩。 可將上述兩種方法結合來校正動力傳動系反饋扭矩。例如，單獨校正在相應的P 控制部、I控制部和D控制部計算出的動力傳動系反饋扭矩并且以與第二實施方式類似的 方式將這些已校正的動力傳動系反饋扭矩一起相加，并且然后以與第一實施方式類似的方 式將該相加的扭矩乘以用于動力傳動系反饋控制的校正系數以便最終獲得(校正后的)動 力傳動系反饋扭矩。
(3)在上述實施方式中，使用估算的制動扭矩或估算的動力傳動系扭矩作為用于執行前饋控制的輸入，同時使用加速度作為用于反饋控制的參數。本發明還可應用于車輛 行駛方向的加速度控制裝置，其中同時執行前饋控制和反饋控制，并且其中使用不同于上 述實施方式的輸入和參數。 在上述實施方式中，當估算的制動扭矩或估算的動力傳動系扭矩的可靠性降低時 增加反饋控制的增益。當估算的制動扭矩或估算的動力傳動系扭矩的可靠性由于學習控制 而增加時可降低反饋控制的增益。
權利要求
一種車輛用加速度控制裝置，其中包括前饋控制部(3b)，其用于基于輸入扭矩執行前饋控制以輸出前饋扭矩；以及反饋控制部(3f，3g)，其用于基于預定參數執行反饋控制以輸出反饋扭矩，其中所述加速度控制裝置(3)基于所述前饋扭矩和所述反饋扭矩輸出請求扭矩以控制車輛在車輛行駛方向上的加速度，所述加速度控制裝置(3)進一步包括計算部(3ha，3hb，3ia，3ib)，其用于計算到所述前饋控制部(3b)的輸入扭矩的可靠度；以及校正部(3hc，3ic)，其用于以根據所述計算部(3ha，3hb，3ia，3ib)計算出的輸入扭矩的可靠度的降低而增加所述反饋控制部(3f，3g)的增益的方式來校正所述反饋扭矩。
2. 如權利要求l所述的加速度控制裝置，其中所述輸入扭矩為估算的制動扭矩，其為對實際產生的制動扭矩的估算， 所述反饋控制部是用于輸出動力傳動系反饋扭矩的動力傳動系反饋控制部(3f)， 所述前饋控制部(3b)基于請求車軸扭矩并基于所述估算的制動扭矩計算動力傳動系前饋扭矩，所述請求車軸扭矩是為執行所述車輛在所述車輛行駛方向上的加速度控制而請求的，所述計算部(3ha，3hb)計算制動狀態的可靠度，并且所述校正部(3hc)以根據所述制動狀態的所述可靠度的降低而增加所述動力傳動系 反饋控制部(3f)的所述增益的方式來校正所述動力傳動系反饋扭矩。
3. 如權利要求2所述的加速度控制裝置，其中所述計算部(3ha，3hb)包括選擇部(3ha)，其用于選擇與所述制動狀態相對應的可靠 度，并且基于選定的所述制動狀態的可靠度來計算用于動力傳動系反饋控制的校正系數， 并且所述校正部(3hc)以已校正的動力傳動系反饋扭矩隨著所述制動狀態的所述可靠度 變得更低而變得更大的方式校正從所述動力傳動系反饋控制部(3f)輸出的動力傳動系反 饋扭矩。
4. 如權利要求3所述的加速度控制裝置，其中所述計算部(3ha，3hb)具有映射圖或函數式，所述映射圖或函數式用于指示所述制動 狀態的所述可靠度與用于所述動力傳動系反饋控制的所述校正系數之間的關系，從而所述 計算部(3ha，3hb)基于所述映射圖或所述函數式而獲得與所述制動狀態的所述可靠度相 對應的用于所述動力傳動系反饋控制的所述校正系數，并且所述校正部(3hc)基于用于所述動力傳動系反饋控制的所述校正系數來校正所述動 力傳動系反饋扭矩。
5. 如權利要求l所述的加速度控制裝置，其中所述輸入扭矩為估算的動力傳動系扭矩，其為對于實際產生的動力傳動系扭矩的估算，所述反饋控制部是用于輸出制動器反饋扭矩的制動器反饋控制部(3g)， 所述前饋控制部(3b)基于請求車軸扭矩并基于所述估算的動力傳動系扭矩計算制動 器前饋扭矩，所述請求車軸扭矩是為執行所述車輛在所述車輛行駛方向上的加速度控制而請求的，所述計算部(3ia，3ib)計算動力傳動系狀態的可靠度，并且所述校正部(3ic)以根據所述動力傳動系狀態的所述可靠度的降低而增加所述制動 器反饋控制部(3g)的所述增益的方式來校正所述制動器反饋扭矩。
6. 如權利要求5所述的加速度控制裝置，其中所述計算部(3ia，3ib)包括選擇部(3ia)，其用于選擇與所述動力傳動系狀態相對應 的可靠度，并且基于選定的所述動力傳動系狀態的可靠度來計算用于制動器反饋控制的校 正系數，并且所述校正部(3ic)以已校正的制動器反饋扭矩隨著所述動力傳動系狀態的所述可靠 度變得更低而變得更大的方式來校正從所述制動器反饋控制部(3g)輸出的制動器反饋扭 矩。
7. 如權利要求6所述的加速度控制裝置，其中所述計算部(3ia，3ib)具有映射圖或函數式，其用于指示所述動力傳動系狀態的所 述可靠度與用于所述制動器反饋控制的所述校正系數之間的關系，從而所述計算部(3ia， 3ib)基于所述映射圖或所述函數式獲得與所述動力傳動系狀態的所述可靠度相對應的用 于所述制動器反饋控制的校正系數，并且所述校正部(3ic)基于用于所述制動器反饋控制的所述校正系數來校正所述制動器 反饋扭矩。
8. 如權利要求2所述的加速度控制裝置，其中所述輸入扭矩為估算的動力傳動系扭矩，其為對實際產生的動力傳動系扭矩的估算， 所述反饋控制部是用于輸出制動器反饋扭矩的制動器反饋控制部(3g)， 所述前饋控制部(3b)基于請求車軸扭矩并基于所述估算的動力傳動系扭矩來計算制動器前饋扭矩，所述請求車軸扭矩是為執行所述車輛在所述車輛行駛方向上的加速度控制而請求的，所述計算部(3ia，3ib)計算動力傳動系狀態的可靠度，并且所述校正部(3ic)以根據所述動力傳動系狀態的所述可靠度的降低而增加所述制動 器反饋控制部(3g)的所述增益的方式來校正所述制動器反饋扭矩。
9. 如權利要求8所述的加速度控制裝置，其中所述計算部(3ia，3ib)包括選擇部(3ia)，其用于選擇與所述動力傳動系狀態相對應 的可靠度，并且基于選定的所述動力傳動系狀態的可靠度來計算用于制動器反饋控制的校 正系數，并且所述校正部(3ic)以已校正的制動器反饋扭矩隨著所述動力傳動系狀態的所述可靠 度變得更低而變得更大的方式來校正從所述制動器反饋控制部(3g)輸出的制動器反饋扭 矩。
10. 如權利要求3所述的加速度控制裝置，其中所述輸入扭矩為估算的動力傳動系扭矩，其為對實際產生的動力傳動系扭矩的估算， 所述反饋控制部是用于輸出制動器反饋扭矩的制動器反饋控制部(3g)， 所述前饋控制部(3b)基于請求車軸扭矩并基于所述估算的動力傳動系扭矩計算制動 器前饋扭矩，所述請求車軸扭矩是為執行所述車輛在所述車輛行駛方向上的加速度控制而請求的，所述計算部(3ia，3ib)計算動力傳動系狀態的可靠度，并且所述校正部(3ic)以根據所述動力傳動系狀態的所述可靠度的降低而增加所述制動 器反饋控制部(3g)的所述增益的方式來校正所述制動器反饋扭矩。
11.如權利要求io所述的加速度控制裝置，其中所述計算部(3ia，3ib)包括選擇部(3ia)，其用于選擇與所述動力傳動系狀態相對應 的可靠度，并且基于選定的所述動力傳動系狀態的可靠度來計算用于制動器反饋控制的校 正系數，并且所述校正部(3ic)以已校正的制動器反饋扭矩隨著所述動力傳動系狀態的所述可靠 度變得更低而變得更大的方式來校正從所述制動器反饋控制部(3g)輸出的制動器反饋扭 矩。
全文摘要
本發明涉及一種車輛用加速度控制裝置。當估算的制動扭矩的可靠度由于干擾因素而降低時動力傳動系前饋扭矩的可靠性可降低。基于動力傳動系扭矩的可靠度校正動力傳動系反饋扭矩，對該校正考慮了制動狀態的可靠性。以類似的方式，基于制動扭矩的可靠度校正制動器反饋扭矩，對該校正考慮了動力傳動系狀態的可靠性。相應地，可通過對動力傳動系反饋扭矩或制動器反饋扭矩的校正來補償動力傳動系前饋扭矩或制動器前饋扭矩的可靠性的降低。
文檔編號F02D29/02GK101780799SQ20101000442
公開日2010年7月21日 申請日期2010年1月15日 優先權日2009年1月19日
發明者兒玉博之, 半澤雅敏, 武田政義, 隈部肇 申請人:株式會社愛德克斯;株式會社電裝