CN100493968C - 车辆转弯运动的控制装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种车辆转弯运动控制装置，包括：检测车辆转弯条件的转弯条件传感器；以及控制器，其当所述转弯条件超过减速开始阈值时，开始进行减速控制，以利用制动执行器来产生制动力。进一步设置加速操作量传感器，其检测驾驶员的加速操作量。当所述加速操作量增大时，所述控制器将所述减速开始阈值向转弯性能极限调节，并当所述转弯条件超过预负荷开始阈值时，在所述减速控制之前开始进行预负荷或预压控制，以产生预负荷。

Description

车辆转弯运动的控制装置和方法

技术领域

本发明涉及一种根据车辆转弯条件来执行自动减速控制，以确

保车辆进行稳定转弯运动的装置和/或方法。

背景技术

日本专利2600876(JP-A-H02-171373)公开了一种车辆控制系统，该控制系统用于在车辆转弯条件接近于稳定转弯性能范围的极限时自动产生制动力。已出版的日本专利申请2001-63541也公开了一种制动控制系统，该系统被设置为当目标轮缸压超过第一阈值时执行自动制动操作，并产生预负荷压力以提高控制响应。

发明内容

当驾驶员以接近于车辆转弯性能极限的强度踩下加速踏板时，具有这种类型功能的制动控制系统会通过开始进行自动减速控制，来禁止车辆的进一步加速。因此，该控制系统可以被设置为根据驾驶员的加速意图，使减速控制开始阈值向转弯性能极限改变，从而能允许驾驶员接近该极限。然而，在这种情况下，如果驾驶员突然释放加速踏板，则减速控制开始阈值会急剧减小，车辆转弯速度会超过该阈值且偏差突然增大，使得该控制系统不能响应地开始进行减速控制。因此，本发明的目的在于：提供一种允许接近转弯性能极限且利用预负荷控制来提高控制响应的车辆控制装置和/或方法。

根据本发明的一个方案，一种车辆转弯运动控制装置，包括：制动执行器，其被配置为产生制动力；转弯条件传感器，其被配置为检测车辆的转弯条件；加速操作量传感器，其被配置为检测驾驶员的加速操作量；以及控制器，其被配置为：当转弯条件超过减速开始阈值时，开始进行减速控制，以便利用制动执行器产生制动力，该减速开始阈值被设定为在达到车辆转弯性能极限之前开始进行减速控制；当加速操作量增大时，将减速开始阈值从正常值向转弯性能极限改变；以及当转弯条件超过预负荷开始阈值时，在减速控制之前开始进行预负荷控制，以便产生预负荷，即使加速操作量增大，该预负荷开始阈值也被设定为正常值。

根据本发明的另一个方案，一种车辆转弯运动控制方法包括：检测所述车辆的转弯条件；当转弯条件从减速开始阈值的第一侧越过减速开始阈值到其第二侧时，通过开始进行减速控制来对车辆进行减速，该减速开始阈值被设定为具有在达到车辆的转弯性能极限之前开始进行减速控制的余量；当驾驶员的加速操作量增大时，将减速开始阈值从正常值向转弯性能极限改变；以及当转弯条件从预负荷开始阈值的第一侧越过预负荷开始阈值到其第二侧时，在减速控制之前开始进行预负荷控制，以产生预负荷，即使驾驶员的加速操作量增大，该预负荷开始阈值也被设定为正常值。

根据本发明的另一个方案，一种车辆转弯运动控制装置包括：转弯条件检测装置，其检测车辆的转弯条件；减速控制装置，其当转弯条件从减速开始阈值的第一侧越过减速开始阈值到其第二侧时，通过开始进行减速控制来对车辆进行减速，该减速开始阈值被设定为具有在达到车辆的转弯性能极限之前开始进行减速控制的余量；加速输入检测装置，其检测驾驶员的加速操作量；阈值调节装置，其当驾驶员的加速操作量增大时，将减速开始阈值从正常值向转弯性能极限改变；以及预负荷控制装置，其当转弯条件从预负荷开始阈值的第一侧越过预负荷开始阈值到其第二侧时，在减速控制之前开始进行预负荷控制，以产生预负荷，即使驾驶员的加速操作量增大，该预负荷开始阈值也被设定为正常值。

附图说明

图1为示出根据本发明一个实施例中的车辆转弯运动控制系统或装置的框图。

图2为示出图1中的控制系统的制动力控制执行器的液压回路图。

图3为示出在图1与2所示的控制系统中采用的盘式制动器中的制动钳的透视图。

图4为示出由图1所示的控制系统的控制器执行的车辆转弯运动控制处理流程图。

图5为示出用于计算图4的控制处理中校正系数Ka的控制图的曲线图。

图6为示出图3中步骤S11的预负荷(预压)控制处理的流程图。

图7为示出图3中步骤S12的减速控制处理的流程图。

图8为示出用于计算图6的处理中的目标横摆率的控制图的曲线图。

图9为说明根据本发明实施例的控制系统的效果的时序图。

图10为说明取消图6的预负荷控制的曲线图。

图11为说明在图6的控制处理中监控的制动盘的倾斜的视图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明一个实施例中的车辆转弯(即转向)运动控制系统或装置的框图。车轮旋转传感器(或轮速传感器)1为检测装置组，其分别检测车辆前轮与后轮的各个轮速V_WFL～V_WRR。加速度传感器2包括一个或多个检测装置，其检测车辆的纵向加速度Xg与横向加速度Yg。横摆率传感器3，其检测车身的横摆率ψ。加速踏板传感器4，其检测车辆的加速踏板开度或加速踏板的位置Acc。转向角传感器5，其检测车辆方向盘的转向角θ。在该实例中，包括这些传感器的传感器部分与控制器6连接，控制器6包括微型计算机。由传感器部分采集的输入信息被提供给控制器6。

控制器6通过使用从这些传感器提供的信号来执行车辆转弯运动控制处理(如图4所示)，并进而根据车辆的转弯条件对执行部分进行控制，以执行自动减速控制，在本实例中，执行部分包括制动力控制执行器7与发动机输出控制执行器8。本实例中的发动机输出控制执行器8被设置为：通过调节节气门的开度、喷油量与点火正时中的一个或多个来控制发动机输出(发动机转速与转矩)。

本实例的制动力控制执行器7为利用液压制动液压控制回路的执行系统，该液压控制回路能够用于防抱死制动控制(ABS)、牵引力控制(TCS)与稳定性控制(VDC：车辆动态控制)。如图2所示，本实例的压力控制回路连接在主缸10与轮缸组11FL～11RR之间，并且其被设置为以增压模式、稳压模式与减压模式控制每个轮缸的制动液压，而不管驾驶员的制动操作如何。

在图2中所示的实例中，主缸10为双腔式主缸，其被设置为根据驾驶员的踩踏板力，分别为两个系统产生两种制动液压。图2的系统采用对角分开式，其中主侧连接到左前与右后轮缸11FL与11RR上，以及副侧连接到右前与左后轮缸11FR与11RL上。不过，可选择采用前后分开式来代替对角分开式，以将前部左右轮副与后部左右轮副分开。

在本实例中，每个轮缸11FL～11RR为盘式制动器中的缸执行器。如图3所示，每个轮缸均安装在单活塞式制动钳14上，制动钳14被这样设置：即，用一对制动衬块13来夹紧通风式制动盘(ventilated type disc rotor)12。可选择采用整体式制动盘而不是通风式制动盘，并且也可选择采用对置活塞式或双活塞式而不是单活塞式的制动钳。

如图2所示，在主侧的液压回路部分包括：常开型第一闸阀15A，其能够关闭从主缸10到轮缸11FL与11RR的液体通道；设置常开型输入阀16FL与16RR，以分别关闭从第一闸阀15A到轮缸11FL与11RR的液体通道；蓄压器17，其连接在轮缸11FL与输入阀16FL之间的点和轮缸11RR与输入阀16RR之间的点上；设置常闭型输出阀18FL与18RR，以分别打开从轮缸11FL与11RR到蓄压器17的液体通道；以及常闭型第二闸阀19A，其能够打开下述两点之间的液体通道，即，主缸10与第一闸阀15A之间的点和蓄压器17与输出阀18FL、18RR之间的点。泵20包括吸入侧与排出侧，吸入侧连接在蓄压器17与输出阀18FL和18RR之间的点上，排出侧连接在第一闸阀15A与输入阀16FL和16RR之间的点上。在泵20的排出侧设置有缓冲室21，用以抑制排出的制动液压的脉动以及减弱踏板的振动。

与主侧类似，在副侧的液压回路部分包括：第一闸阀15B；输入阀16FR与16RL；蓄压器17；输出阀18FR与18RL；以及第二闸阀19B，和缓冲室21。泵20按与在主侧的回路相同的方式，与在副侧的回路连接。

第一闸阀15A和15B、输入阀16FL～16RR、输出阀18FL～18RR，以及第二闸阀19A和19B中的每一个均为二通、二位、单线圈、弹簧偏置式电磁控制阀。第一闸阀15A和15B、输入阀16FL～16RR中的每一个均被这样设置：即，处在失励的正常位置时通常打开对应的液体通道。输出阀18FL～18RR以及第二闸阀19A和19B中的每一个均被这样设置：即，处在失励的正常位置时通常关闭对应的液体通道。不过，可以采用这样的设置，其中，第一闸阀15A和15B和输入阀16FL～16RR被设置为在励磁偏置位置被打开，并且输出阀18FL～18RR以及第二闸阀19A和19B被设置为在励磁偏置位置被关闭。

每个蓄压器17均为弹簧式蓄压器，其中压缩弹簧与压缸中的活塞相对。由于蓄压器临时存储从每个轮缸流出的制动液，因此利于减压操作。可以采用除弹簧式之外的各种不同的蓄压器。例如，可以采用铅锤式、气体压缩直接压力式、活塞式、金属波纹管式、膜片式、皮囊式与直列式。在本实例中，泵20为诸如齿轮泵、叶轮泵与活塞泵等的容积式泵，其无论负荷压力如何均能够提供近似恒定的排出量。不过，也可以采用动力活塞来代替泵。

以下列方式操作这样构成的制动系统。在下列实例中，将主侧作为示例进行说明。当第一闸阀15A、输入阀16FL(16RR)、输出阀18FL(18RR)以及第二闸阀19A全部处在失励的正常位置时，制动液压直接从主缸10提供给轮缸11FL(11RR)，并且以正常制动模式操作制动系统。

即使制动踏板处于释放状态，控制系统也能够通过使输入阀16FL(16RR)与输出阀18FL(18RR)保持在失励的状态、通过激励来关闭第一闸阀15A、通过激励来打开第二闸阀19A，并驱动泵20以使主缸10中的液压流过第二闸阀19A，并且将排出的液压通过输入阀16FL(16RR)提供给轮缸11FL(11RR)，以便增大轮缸11FL(11RR)中的轮缸压。

在第一闸阀15A、输出阀18FL(18RR)与第二闸阀19A处在失励的状态的同时，通过激励来关闭输入阀16FL(16RR)，控制系统能够在从轮缸11FL(11RR)到主缸10与蓄压器17的通道被切断的状态下，保持轮缸11FL(11RR)中的液压。

在第一闸阀15A与第二闸阀19A处在失励的状态的同时，通过激励来关闭输入阀16FL(16RR)且通过激励来打开输出阀18FL(18RR)，控制系统能够在允许轮缸11FL(11RR)中的液压流入蓄压器17的状态下，减小轮缸11FL(11RR)中的液压。蓄压器17中的液压通过泵20返回到主缸10。

在副侧上，控制系统也能够按与上述在主侧的相同的方式提供正常制动模式、增压模式、稳压模式以及减压模式。这样，控制器6能够通过控制第一闸阀15A与15B、输入阀16FL～16RR、输出阀18FL～18RR、第二闸阀19A、19B以及泵20，来增大、保持和减小每个轮缸中的液压。

图4示出以预定时间的固定时间间隔(在本实例中为10毫秒)，由控制器6执行的作为定时中断过程的转弯运动控制处理。

在步骤S1，控制器6读取来自传感器的信号的输入信息。在本实例中，输入信息包括：来自轮速传感器1的轮速V_WFL～V_WRR；来自加速度传感器2的纵向加速度Xg与横向加速度Yg；来自横摆率传感器3的横摆率ψ、来自加速踏板传感器4的加速踏板开度Acc，以及来自转向角传感器5的转向角θ。然后，在下一步骤S2，控制器6计算车身速度V。可以根据轮速V_WFL～V_WRR与纵向加速度Xg计算车身速度V。在紧接S2的步骤S3，控制器6依照下列等式(1)，根据车身速度(或车辆转弯速度)V与横向加速度Yg来计算当前车辆转弯半径R。

R＝V²/Yg                   …(1)

在本实例中，车辆转弯半径R是根据转弯速度V与横向加速度Yg来计算的。不过，计算转弯半径R的方法并不局限于此。可选择通过将转向角θ或横摆率ψ考虑在内来计算车辆转弯半径R，以提高计算的精度。

在步骤S4，控制器6通过使用图5所示的控制图，根据加速踏板开度Acc来计算校正量Ka。校正量Ka为用于计算Rs与Vs的量，Rs与Vs将在后面描述。在本实例中，校正量Ka为校正系数。如图5所示，当加速踏板开度Acc为0％时，校正系数Ka等于0。随着加速踏板开度Acc从0％递增到100％，校正系数Ka也从0单调地递增为1。在步骤S5，控制器6依照下列等式(2)，根据转弯速度V与校正系数Ka来计算减速开始转弯半径阈值Rs，该阈值Rs用作开始进行自动减速控制的转弯半径R的阈值。

$\mathrm{Rs}=\frac{V^2}{Y{g}_L(1-\mathrm{Ka})+(Y{g}_{L-\mathrm{real}}\·\mathrm{Ka})}\·\·\·\left(2\right)$

在该等式中，Yg_L-real为能够进行稳定转弯运动的实际极限横向加速度，其由车辆规格数据项来确定。YgL为虚拟极限横向加速度，其由极限横向加速度Yg_L-real乘以小于1(例如0.9)的预定系数确定，以便设置Rs与转弯性能极限之间的余量。

当加速踏板开度Acc为0％且校正系数Ka等于0时，依照等式(2)Rs＝V²/Yg_L。当加速踏板开度Acc为100％且校正系数Ka等于1时，Rs＝V²/Yg_L-real。随着加速踏板开度Acc的增大，该控制系统使减速开始转弯半径阈值Rs向转弯性能极限减小，从而减小阈值Rs与该极限之间的余量，这样便难以触发自动减速控制。

在接下来的步骤S6中，控制器6依照下列等式(3)，根据转弯半径R与校正系数Ka来计算减速开始转弯速度阈值Vs，该阈值Vs用作开始自动减速控制的转弯速度V的阈值。

$\mathrm{Vs}=\sqrt{R\{Y{g}_L(1-\mathrm{Ka})+Y{g}_{L-\mathrm{real}}\·\mathrm{Ka}\}}\·\·\·\left(3\right)$

当加速踏板开度Acc为0％且校正系数Ka等于0时，依照等式(3) $\mathrm{Vs}=\sqrt{(R\·Y{g}_L)}.$ 当加速踏板开度Acc为100％且校正系数Ka等于1时， $\mathrm{Vs}=\sqrt{(R\·Y{g}_{L-\mathrm{real}})}.$ 随着加速踏板开度Acc的增大，该控制系统使减速开始转弯速度阈值Vs向转弯性能极限增大，从而减小阈值Vs与该极限之间的余量，这样便难以触发自动减速控制。

接下来，在步骤S7，控制器6计算预压或预负荷开始转弯半径阈值Rp。在本实例中，依照下列等式(4)，将预压或预负荷开始转弯半径阈值Rp设定为等于不存在加速操作且加速踏板开度Acc为0％以及校正量Ka为0的情况下的减速开始转弯半径阈值Rs的(正常)数值。

Rp＝V²/Yg_L                   …(4)

接着，在步骤S8，控制器6计算预压或预负荷开始转弯速度阈值Vp。在本实例中，依照下列等式(5)，将预压或预负荷开始转弯速度阈值Vp设定为等于不存在加速操作且加速踏板开度Acc为0％以及校正量Ka为0的情况下的减速开始转弯速度阈值Vs的(正常)数值。

$\mathrm{Vp}=\sqrt{(R\·Y{g}_L)}\·\·\·\left(5\right)$

在接下来的步骤S9，控制器6检查当前转弯半径R是否小于在S7确定的预压或预负荷开始转弯半径阈值Rp、或当前转弯速度V是否大于在S8确定的预压或预负荷开始转弯速度阈值Vp。在当前转弯半径R大于或等于Rp(R≥Rp)且同时当前转弯速度V小于或等于Vp(V≤Vp)时，假定在即使驾驶员突然将加速踏板开度Acc返回到0％，由于转弯半径R大于或等于阈值Rs，且转弯速度V小于或等于阈值Vs，因此也不需要进行自动制动的情况下，控制器6在S9之后直接结束图4中的处理，然后返回主程序。

另一方面，当满足第一条件(R<Rp)与第二条件(V>Vp)中的至少一个条件时，假定如果驾驶员突然将加速踏板开度Acc返回到0％，因为转弯半径R变得小于阈值Rs或转弯速度V变得大于阈值Vs，所以进行自动制动变得充分或必要，控制器6进入到步骤S10。

在接下来的步骤S10，控制器6检查当前转弯半径R是否等于或大于在S5确定的减速开始半径阈值Rs，并且同时当前转弯速度V是否小于或等于在S6确定的减速开始速度阈值Vs。在当前转弯半径R大于或等于Rs(R≥Rs)且同时当前转弯速度V小于或等于Vs(V≤Vs)时，假定车辆能够依然保持稳定转弯操作，则控制器6进入到步骤S11，以执行如图6所示的预压或预负荷控制，然后返回主程序。当满足第一条件(R<Rs)与第二条件(V>Vs)中的至少一个条件时，假定车辆转弯状态接近于转弯能力极限且进行自动减速是适当的，则控制器6进入到步骤S12。在这种情况下，控制器6执行如图7所示的减速控制，并在此之后返回主程序。

图6示出了在步骤S11执行的预压或预负荷控制处理。

在图6的步骤S20，控制器6计算减速开始转弯半径阈值Rs的变化速度(或时间变化率)dRs/dt和减速开始转弯速度阈值Vs的变化速度(或时间变化率)dVs/dt。在本实例中，每个变化速度均根据当前取样值与先前取样值之间的差来确定。不过，也可选择采用最新先前值之前的次新先前值，并进行加权操作，或者采用低通筛选(low-pass filtering)操作。在步骤S21，控制器6以与S20相同的方式，计算转弯半径R的变化速度(或时间变化率)dR/dt与转弯速度V的变化速度(或时间变化率)dV/dt。

在步骤S22，控制器6检查预压或预负荷开始标志Fp是否等于0。预负荷开始标志Fp为表示预负荷控制开始的条件信号或代码，该预负荷控制用于向每个轮缸施加预压。当Fp＝0时，预负荷开始标志Fp表示预负荷控制还未开始。当Fp＝1时，标志Fp表示开始了预负荷控制。当Fp＝1时，控制器6从S22进入到步骤S35；当Fp＝0时，控制器6从S22进入到步骤S23。

在步骤S23，控制器6以与S20相同的方式，计算预负荷开始转弯半径阈值Rp的变化速度(或时间变化率)dRp/dt和预负荷开始转弯速度阈值Vp的变化速度(或时间变化率)dVp/dt。在下一步骤S24，控制器6检查Rp的变化速度dRp/dt的绝对值是否大于预定值αr，并且同时Vp的变化速度dVp/dt的绝对值是否大于预定值αv，以防止不希望的摆动。当|dRp/dt|>αr且|dVp/dt|>αv时，假定不发生摆动，则控制器6进入到步骤S27。当|dRp/dt|≤αr或|dVp/dt|≤α???v时，假定存在摆动的可能性，则控制器6进入到步骤S25。

在步骤S25，控制器6将预负荷开始标志Fp复位为0(Fp＝0)。在下一步骤S26，控制器6将预负荷延迟时间计数Np复位为0，Np为对应于直到预压被施加到轮缸为止的延迟时间Δtp的计数。在步骤S26之后，控制器6结束图6中的预负荷控制处理。在步骤S27，为了避免预负荷控制的不适当操作，控制器6检查转向角θ的绝对值是否大于预定值θ1。当|θ|≤θ1时，由于驾驶员的转向操作还没有达到在减速控制之前需要进行预负荷控制的程度，并且存在不必进行预负荷控制的可能性，因此控制器6从S27进入到S25。另一方面，当|θ|>θ1时，假定存在减速控制之前可能需要进行预压控制的转向操作，控制器6进入到下一步骤S28。

在步骤S28，控制器6设定对应于直到预压被施加到轮缸为止的预压控制操作的延迟时间Tp的计数Np。延迟时间Tp为从驾驶员控制制动力控制执行器7开始，到轮缸中实际产生液压且制动盘12与制动衬块13之间的间隙(或游隙)被实际减小的瞬时为止的时间。延迟时间Tp预先通过实验来确定。计数Np的换算是通过将延迟时间Δtp除以计算周期T来进行的。例如，当Δtp＝250毫秒且T＝10毫秒时，那么Np＝25。

在步骤S29，控制器6依照下列等式(6)，根据当前减速开始阈值Rs与Vs以及它们的变化速度dRs/dt和dVs/dt，来计算经过Δtp之后的预测的减速开始半径阈值Rs′与减速开始速度阈值Vs′。

Rs′＝Rs+(dRs/dt)×Δtp

Vs′＝Vs+(dVs/dt)×Δtp                            …(6)

在步骤S30，控制器6依照下列等式(7)，根据当前转弯半径R与速度V以及它们的变化速度dR/dt和dV/dt，来计算经过Δtp之后的预测的转弯半径R′与转弯速度V′。

R′＝R+(dR/dt)×Δtp

V′＝V+(dV/dt)×Δtp                               …(7)

在步骤S31，控制器6判断在Δtp最后时刻的转弯半径R′是否小于减速开始半径阈值Rs′，或在Δtp最后时刻的转弯速度V′是否大于减速开始速度阈值Vs′。当R′≥Rs′且同时V′≤Vs′时，假定在减速控制开始之前将完成预压产生操作，则控制器6从步骤S31进入到步骤S25。当R′<Rs′或V′>Vs′时，假定与完成产生预压的预负荷控制操作同步开始进行减速控制，则控制器6进入到步骤S32。

在步骤S32，控制器6将预负荷开始标志Fp设定为1。在下一步骤S33，控制器6将目标减速度Xg^*设定为预定的微小减速度值Xg_PRE，该预定的微小减速度值Xg_PRE用于减小制动盘12与制动衬块13之间的间隙(游隙)，以便通过驱动泵20来产生预压。

Xg^*＝Xg_PRE                               …(8)

在紧接S33的步骤S34，控制器6为每个需要达到算出的目标减速度Xg^*的轮缸计算目标轮缸压，并且控制制动力控制执行器7以执行预负荷控制，以便减小每个实际轮缸压与目标压力的偏差。在此之后，控制器6结束图6的预负荷控制处理。

在步骤S22的判断结果为否的情况下进入到步骤S35，在步骤S35，控制器6检查计数Np是否大于O。当Np＝0时，控制器6认为完成了预负荷控制操作，并且进入到步骤S36。在步骤S36，与在步骤S33中一样，控制器6将目标减速度Xg^*设定为预定的微小减速度值Xg_PRE，然后进入到步骤S46。另一方面，当Np>0时，控制器6认为预负荷控制操作没有完成，然后进入到步骤S37。

在步骤S37，控制器6将计数Np减1。

Np＝Np-1                                      …(9)

在步骤S38，控制器6估算直到减速控制开始的时间Δtc，并计算对应于Δtc的计数Nc。从现在起到减速控制开始为止的估算时间(或时间间隔)Δtc是按下列方式确定的。首先，控制器6通过使用下列等式(10)和(11)来确定直到转弯半径R变得小于或等于减速开始阈值Rs的时间Δtcr，以及确定直到转弯速度V变得大于或等于减速开始阈值Vs的时间Δtcv。

$\mathrm{Rs}+\frac{\mathrm{dRs}}{\mathrm{dt}}\&times;\mathrm{\&Delta;tcr}=R+\frac{\mathrm{dR}}{\mathrm{dt}}\&times;\mathrm{\&Delta;tcr}$

$\mathrm{\&Delta;tcr}=\frac{R-\mathrm{Rs}}{\frac{\mathrm{dRs}}{\mathrm{dt}}-\frac{\mathrm{dR}}{\mathrm{dt}}}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(10\right)$

$\mathrm{Vs}+\frac{\mathrm{dVs}}{\mathrm{dt}}\&times;\mathrm{\&Delta;tcv}=V+\frac{\mathrm{dV}}{\mathrm{dt}}\&times;\mathrm{\&Delta;tcv}$

$\mathrm{\&Delta;tcv}=\frac{V-\mathrm{Vs}}{\frac{\mathrm{dVs}}{\mathrm{dt}}-\frac{\mathrm{dV}}{\mathrm{dt}}}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(11\right)$

然后，控制器6通过如由下列等式(12)表示的Δtcr与Δtcv之间的选低(select-low)操作，来确定直到减速控制开始的时间Δtc。

$\mathrm{\&Delta;tc}=\min [\frac{R-\mathrm{Rs}}{\frac{\mathrm{dRs}}{\mathrm{dt}}-\frac{\mathrm{dR}}{\mathrm{dt}}},\frac{V-\mathrm{Vs}}{\frac{\mathrm{dVs}}{\mathrm{dt}}-\frac{\mathrm{dV}}{\mathrm{dt}}}]\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(12\right)$

接下来，控制器6在步骤S38通过将时间Δtc除以计算周期T来确定计数Nc。例如，当Δtc＝40毫秒且T＝10毫秒，则Nc＝4。在步骤S39，控制器6检查表示在减速控制开始之前的剩余时间的计数Nc是否小于表示在预负荷控制完成之前的剩余时间的计数Np。当Nc≥Np时，控制器6认为在减速控制操作开始之前可以完成预负荷控制操作，然后进入到步骤S40。在步骤S40，与在步骤S33中一样，控制器6将目标减速度Xg^*设定为预定的微小减速度Xg_PRE，然后进入到步骤S45。当Nc<Np时，控制器6认为在减速控制操作开始之前不可能完成预负荷控制操作，然后从S39进入到步骤S41。

在步骤S41，控制器6检查轮缸压Pw是否小于预定压力值Pw_MAX。当Pw≥Pw_MAX时，控制器6认为预压太大，然后进入到步骤S40。当Pw<PW_MAX时，控制器6认为预负荷压力在允许范围之内，然后进入到步骤S42。在步骤S42，控制器6依照下列等式(13)，根据Nc和Np计算目标减速度Xg^*，以使目标减速度Xg^*大于正常的微小减速度Xg_PRE。在该等式中，k为预定系数。

Xg^*＝Xg_PRE+k(Np—Nc)/Nc              …(13)

在步骤S43，控制器6检查目标减速度Xg^*是否大于预负荷控制的最大值Xg_MAX。当Xg^*>Xg_MAX时，控制器6进入到步骤S44，将目标减速度Xg^*限制为最大值Xg_MAX(Xg^*←Xg_MAX)，然后进入到S45。当Xg^*≤Xg_MAX时，控制器6直接从步骤S43进入到步骤S45。

在步骤S45，控制器6检查表示直到产生预负荷压力的时间的计数Np是否被复位为0。当Np>0时，控制器6认为预负荷压力的产生没有完成，然后进入到步骤S34。当Np＝0时，控制器6认为完成了预负荷压力的产生，然后进入到步骤S46。

在步骤S46，控制器6检查车辆是否处于没有过多转向趋势的状态且驾驶员的转向操作指向中立位置。对关于过多转向趋势的判定，控制器6依照图8所示的控制图，根据转弯速度V与转向角e来计算目标横摆率Ψ^*，并将目标横摆率ψ^*的绝对值和实际横摆率ψ的绝对值之间的差与预定值Δψ进行比较。如图8所示，目标横摆率ψ^*随着转向角θ的增大而增大，并且目标横摆率ψ^*的递增率随着转弯速度V的增大而减小。预定值Δψ为在与转弯方向相反的方向上不需要进行反向转向的过多转向极限的横摆率偏差。当|ψ^*|—|ψ|≥Δψ时，控制器6判断车辆处于过多转向趋势的状态。当|ψ^*|—|ψ|<Δψ时，控制器6判断车辆没有处于过多转向趋势的状态。

至于驾驶员的转向操作朝向中立位置的判定，控制器6计算转向角θ的绝对值的变化速度d|θ|/dt，并且检查转向角θ的绝对值的变化速度是否小于0(即为负值)。在本实施中，控制器6将转向角θ的绝对值的变化速度与用微小的余量预先确定的负值β进行比较，以防止错误判断。当d|θ|/dt≥β时，控制器6认为方向盘并不朝向中立位置旋转。当d|θ|/dt<β时，控制器6认为方向盘朝向中立位置旋转。

当车辆处于过多转向趋势的状态，或者当驾驶员的转向操作并不朝向中立位置进行时(|ψ^*|—|ψ|≥Δψ或d|θ|/dt≥β)，假定转弯条件并不处在趋向于从转弯性能极限偏移的状态，并且进行预负荷控制是适当的，则控制器6从S46进入到步骤S49。另一方向，当车辆没有处于过多转向趋势的状态，并且当驾驶员的转向操作朝向中立位置进行时(|ψ^*|—|ψ|<Δψ且d|θ|/dt<β)，由于弯道的曲率半径增大或接近于弯道的终点，并且在减速控制之前不需要进行预负荷控制，因此假定转弯条件处在趋向于从转弯性能极限偏移的状态，则控制器6从步骤S46进入到步骤S47。

在步骤S47，控制器6将预负荷开始标志Fp复位为0。然后，控制器6在紧接步骤S47的步骤S48中将计数Np复位为0，并结束图6的预负荷压力控制处理。在步骤S46的判断结果为NO的情况下进入到步骤S49，在步骤S49，控制器6检查制动盘12相对于制动衬块13的倾斜程度是否等于车辆直行操作状态的程度。当车辆横向加速度增大时，制动盘12从垂直方向朝车辆转弯运动的外侧偏斜或倾斜。因此，在本实例中，控制器6检查车辆横向加速度Yg是否小于预定值Yg1。当Yg≥Yg1时，控制器6认为制动盘12的倾斜程度没有在直行操作的正常范围之内，然后进入到步骤S34。当Yg<Yg1时，控制器6认为制动盘12的倾斜程度在直行操作的正常范围之内，然后进入到步骤S47。

图7以流程图的形式示出了步骤S12的减速控制处理。在步骤S50，控制器6将预负荷开始标志Fp复位为0。在下一步骤S51，控制器6将计数Np复位为0。在下一步骤S52，控制器6依照下列等式(14)，根据转弯半径R与阈值Rs的偏差和转弯速度V与阈值Vs的偏差，来计算为保持稳定转弯操作所需要的目标减速度Xg^*。在等式(14)中，每个Kc1与Kc2均为预定系数。

$\mathrm{Xg}*=\max [\frac{V-\mathrm{Vs}}{\mathrm{kc}1},\frac{\mathrm{Rs}-R}{R\&CenterDot;\mathrm{Rs}\&CenterDot;\mathrm{Kc}2}]\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(14\right)$

在紧接步骤S52的步骤S53，控制器6为每个轮缸计算达到算出的目标减速度Xg^*所需要的目标轮缸压，并且控制制动力控制执行器7以执行减速控制，以便减小实际轮缸压与目标压力的偏差。在下一步骤S54，控制器6控制发动机输出控制执行器8，以便产生最佳的发动机输出，从而实现目标减速度Xg^*。在此之后，控制器6结束图7的减速控制处理。

以下列方式操作根据已说明的实施例而如此构成的转弯运动控制系统。在下列说明中，将转弯速度V作为车辆转弯条件的示例。例如，当车辆进行转弯运动且加速踏板开度Acc为0％时，那么控制系统将减速开始阈值(就转弯速度V来说，为Vs)设定为正常值(就转弯速度V来说，为

将该正常值设定为比转弯性能极限低预定量或余量，以便在达到转弯极限之前启动自动减速控制。(就转弯半径来说，将减速开始阈值的正常值(V²/Yg_L)设定为比转弯性能极限大预定量或余量，以便在达到转弯极限之前启动自动减速控制。)在Acc＝0％的情况下，减速开始转弯速度阈值Vs等于预负荷开始转弯速度阈值Vp。

当转弯速度V等于或小于减速开始转弯速度阈值Vs(＝预负荷开始转弯速度阈值Vp)且步骤S9的判断结果为NO时，控制系统认为可以保持稳定转弯操作，并且不需要进行自动减速控制，然后将制动力控制执行器7置于非工作状态，用以允许根据驾驶员的制动操作以正常模式将制动液压提供给轮缸11FL～11RR中的每一个。如图9所示，当加速踏板开度Acc增大时，控制系统通过使用校正系数Ka，将减速开始转弯速度阈值Vs从在加速踏板开度为0％时的减速开始转弯速度阈值Vs的正常值起进行增大，这样就使得减速开始转弯速度阈值Vs接近于转弯性能极限，从而限制不必要的自动减速控制的介入，并允许驾驶员接近与驾驶员的加速意图相符的极限。

当车辆转弯速度V变成在Vp与Vs之间的中间值(即，大于Vp但小于或等于Vs)且步骤S9和步骤S10的判断结果均为YES时，则控制系统将目标减速度Xg^*设定为用于产生预负荷压力的微小减速度值Xg_PRE(步骤S33)，并根据目标减速度Xg^*驱动制动力控制执行器7(步骤S34)，以便经过延迟时间Δtp这样的时间长度来减小每个盘式制动器中制动盘12与制动衬块13之间的间隙或游隙。因此，在经过Δtp之后，例如，如果由于道路曲率的增大而使得驾驶员突然将加速踏板开度Acc下降到0％，并因此使得目标减速度Xg^*急剧增大，转弯速度V超过减速开始转弯速度阈值Vs，转弯运动控制系统能够快速开始产生制动力并响应地进行减速控制。尤其是，在如已说明的实施例中泵出式执行器使用泵20作为压源的情况下，显著提高了产生制动力的响应速度。

如果控制系统判断在Δtp的最后时刻车辆转弯速度V将不会超过减速开始转弯半径阈值Vs，则停止预负荷压力的产生(步骤S28～S31)。因此，在减速控制开始之前完成预负荷压力的产生时，控制系统能够避免从完成预负荷压力的产生直到减速控制开始为止的期间继续进行不希望的预负荷控制，以利于制动力控制执行器7的耐用性。另外，如果控制系统通过估出的直到减速控制开始的时间Δtc与Δtp之间的比较，判断出自动减速是在产生预负荷压力的预负荷控制操作完成之前开始的，则控制系统将目标减速度Xg^*从正常值Xg_PRE起进行增大(步骤S38、S39、S42)。这样，控制系统增大泵20的驱动电流并加快预负荷压力的产生，以便及时准备好开始进行减速控制。

如图10所示，在预负荷控制开始之后，当车辆转弯速度V下降为低于预负荷开始转弯速度阈值Vp(步骤S9的判断结果为NO)时，控制系统将制动力控制执行器7恢复为非工作状态，并取消预负荷控制操作，以避免不必要的预负荷压力产生操作。在预负荷压力产生操作完成之后，当判断车辆没有处于过多转向趋势的状态且驾驶员的转向操作指向中立位置时(S46的判断结果为YES的情况下)，控制系统将制动力控制执行器7恢复为非工作状态，并取消预负荷控制操作。在这种情况下，由于弯道曲率半径增大或接近于弯道的终点，转弯条件趋向于远离转弯性能极限，因此并不需要进行预负荷控制。这样，控制系统能够避免不必要的产生预负荷压力的操作，以利于制动力控制执行器7的耐用性。

在预负荷压力产生操作完成之后，当判断制动盘12相对于制动衬块13的倾斜程度在车辆直行操作状态的区域之内时(步骤S49的判断结果为YES)，由于车辆处于能够进行稳定转弯操作的状态且不需要进行预负荷控制，因此控制系统将制动力控制执行器7恢复为非工作状态，并取消预负荷控制。在这种情况下，控制系统也能够提高制动力控制执行器7的耐用性。如图11所示，当横向加速度Yg在车辆转弯操作过程中增大时，制动盘12朝转弯的外侧偏斜，从而推动制动衬块13更加分开。相应地，当制动盘12像在直行操作中一样直立时，会增大制动盘12与每个制动衬块13之间的间隙(反冲(knockback))。因此，在制动盘12恢复为直行操作中的直立状态后，通过取消预负荷压力产生的操作，控制系统能够避免不必要的产生预负荷压力的操作且限制了反冲，以便保持预负荷控制已经产生的效果。

在执行预负荷控制之后，如果车辆转弯速度V超过减速开始转弯速度阈值Vs(步骤S10的判断结果变为YES)，控制系统对目标减速度Xg^*进行计算，以便保持稳定的转弯运动(在步骤S52中)，并根据算出的目标减速度Xg^*，通过驱动制动力控制执行器7与发动机输出控制执行器8，来执行自动减速控制(在步骤S53与S54中)。在此之后，当车辆转弯速度V下降到小于或等于减速开始转弯速度阈值Vs但大于预负荷开始转弯速度阈值Vp的区域时，控制系统认为进行稳定转弯运动是可行的，则结束自动减速控制，并为自动减速的下一操作做准备而重新开始预负荷控制。当转弯速度V进一步下降为低于预负荷开始转弯速度阈值Vp时，控制系统结束预负荷控制。

在本发明中，可选择采用鼓式制动器而不是在已说明的实施例中所采用的盘式制动器。在采用鼓式制动器的情况下，可以省略步骤S49。在预负荷控制中，控制系统将泵的压源与动力缸置于起动状态，并减小制动鼓与制动蹄之间的间隙。此外，可选择采用利用压缩空气作为传输介质的空气制动系统，而不是液压制动系统。可进一步选择采用电动制动器，该电动制动器被这样设置：即，该电动制动器将电动机的旋转运动转换为直线运动，并使制动摩擦部件压向作为整体与车轮一起旋转的旋转部件。因此，本发明可适用于包括除摩擦制动器外的制动系统的各种不同制动系统。

在已说明的实施例中，在步骤S4～S6的处理部分，减速开始阈值Rs与Vs根据加速踏板开度Acc以无级的方式连续变化。不过，可选择根据加速踏板开度Acc，在两个或更多个数值之间逐步或以步进变化的方式来改变每个阈值。此外，也可选择根据加速踏板开度Acc的变化率，来改变每个阈值Rs与Vs的变化率。

各种可能的解释其中之一，车轮旋转传感器1、加速度传感器2与步骤S2和S3中的至少一个能够用作转弯条件检测装置，该检测装置用于检测车辆的转弯条件。步骤S10与S12以及执行器7中的至少一个能够用作减速控制装置，该减速控制装置用于当转弯条件从减速开始阈值的第一侧越过减速开始阈值到其第二侧时，通过开始进行减速控制来对车辆进行减速，该减速开始阈值被设定为具有在达到车辆的转弯性能极限之前开始减速控制的余量。加速踏板传感器4能够用作检测驾驶员的加速操作量的加速输入检测装置。步骤S4～S6中的至少一个能够用作阈值调节装置，该阈值调节装置用于当驾驶员的加速操作量增大时，使减速开始阈值从正常值向转弯性能极限改变。步骤S11能够用作预负荷控制装置，该预负荷控制装置用于当转弯条件从预负荷开始阈值的第一侧越过预负荷开始阈值到其第二侧时，开始预负荷控制以产生预负荷。

本申请是基于2004年7月16日提交的日本在先专利申请，在先专利申请的申请号为2004-210157。在此，将申请号为2004-210157的日本专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。

尽管通过参照本发明的某些实施例，已对本发明进行了上面的描述，但本发明并不局限于上面描述的实施例。本技术领域的普通技术人员根据上述说明，能够对上面描述的实施例做出变形和改动。本发明的范围参照下列权利要求进行限定。

Claims (12)

1.一种用于车辆的车辆转弯运动控制装置，包括：

制动执行器，其被配置为产生制动力；

转弯条件传感器，其被配置为检测车辆的转弯条件；

加速操作量传感器，其被配置为检测驾驶员的加速操作量；以及

控制器，其被配置为：

当所述转弯条件超过减速开始阈值时，开始进行减速控制，以便利用所述制动执行器产生制动力，所述减速开始阈值被设定为在达到车辆的转弯性能极限之前开始进行所述减速控制，

当所述加速操作量增大时，使所述减速开始阈值从正常值向所述转弯性能极限改变，以及

当所述转弯条件超过预负荷开始阈值时，在所述减速控制之前开始进行预负荷控制以产生预负荷，即使所述加速操作量增大，所述预负荷开始阈值也被设定为正常值。

2.根据权利要求1所述的车辆转弯运动控制装置，其中所述控制器被配置为：

当没有加速操作时，将所述减速开始阈值设定为所述正常值；

随着所述加速操作量增大，将所述减速开始阈值从所述正常值向所述转弯性能极限改变；

即使所述加速操作量增大，也将所述预负荷开始阈值设定为所述减速开始阈值的正常值；以及

当所述转弯条件没有超过所述减速开始阈值但超过所述预负荷开始阈值时，开始进行所述预负荷控制。

3.根据权利要求2所述的车辆转弯运动控制装置，其中所述控制器被配置为当所述转弯条件返回到没有超过所述预负荷开始阈值的状态时，取消所述预负荷控制。

4.根据权利要求1所述的车辆转弯运动控制装置，其中所述控制器被配置为当车辆处于没有过多转向趋势的状态且驾驶员的转向操作方向朝向中立位置时，取消所述预负荷控制。

5.根据权利要求1所述的车辆转弯运动控制装置，其中所述制动执行器包括盘式制动器，所述盘式制动器包括制动衬块，所述制动衬块被设置为夹紧作为整体与车轮一起旋转的制动盘；以及

其中所述控制器被配置为通过执行所述预负荷控制以在所述制动执行器中产生预负荷，从而减小所述制动盘与所述制动衬块之间的间隙，并当由于车辆的横向加速度而引起制动盘相对于制动衬块倾斜减小到车辆直行操作中的状态时，取消所述预负荷控制。

6.根据权利要求1所述的车辆转弯运动控制装置，其中所述控制器被配置为当车辆的横向加速度减小时，取消所述预负荷控制。

7.根据权利要求1所述的车辆转弯运动控制装置，其中所述控制器被配置为当所述转弯条件从预负荷开始阈值的第一侧越过所述预负荷开始阈值到其第二侧、并因此使所述转弯条件从所述预负荷开始阈值第一侧的第一区域转移到其第二侧的第二区域时，开始进行所述预负荷控制，并当所述转弯条件返回到所述预负荷开始阈值第一侧的第一区域时，取消所述预负荷控制。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的车辆转弯运动控制装置，其中所述控制器被配置为如果所述预负荷控制将在所述减速控制开始之前完成，则延迟所述预负荷控制的开始。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的车辆转弯运动控制装置，其中所述控制器被配置为如果在所述预负荷控制完成之前将开始进行所述减速控制，则增大所述预负荷。

10.根据权利要求1所述的车辆转弯运动控制装置，其中所述控制器被配置为：

确定作为表示所述转弯条件的参数的第一转弯运动变量和第二转弯运动变量，所述第一转弯运动变量表示车辆的实际转弯半径，所述第二转弯运动变量表示车辆的实际转弯速度；

当满足第一与第二条件中的至少一个时，开始进行所述减速控制，当表示车辆转弯半径的所述第一转弯运动变量变得小于减速开始半径阈值时，所述第一条件成为被满足的条件；当表示车辆转弯速度的所述第二转弯运动变量变得大于减速开始速度阈值时，所述第二条件成为被满足的条件；

随着所述加速操作量的增大，将所述减速开始半径阈值从最大设定值起进行减小，并将减速开始速度阈值从最小设定值起进行增大；以及

当满足第三与第四条件中的至少一个时，在所述减速控制之前开始进行所述预负荷控制，当表示所述转弯半径的所述第一转弯运动变量变得小于预负荷开始半径阈值时，所述第三条件成为被满足的条件，所述预负荷开始半径阈值被设定为等于所述减速开始半径阈值的最大设定值；当表示所述转弯速度的所述第二转弯运动变量变得大于预负荷开始速度阈值时，所述第四条件成为被满足的条件，所述预负荷开始速度阈值被设定为等于所述减速开始速度阈值的最小设定值。

11.一种用于车辆的车辆转弯运动控制方法，所述车辆转弯运动控制方法包括：

检测车辆的转弯条件；

当所述转弯条件从减速开始阈值的第一侧越过所述减速开始阈值到其第二侧时，通过开始进行减速控制来对车辆进行减速，所述减速开始阈值被设定为具有在达到车辆的转弯性能极限之前开始进行所述减速控制的余量；

当驾驶员的加速操作量增大时，使所述减速开始阈值从正常值向所述转弯性能极限改变；以及

当所述转弯条件从预负荷开始阈值的第一侧越过所述预负荷开始阈值到其第二侧时，在所述减速控制之前开始进行预负荷控制以产生预负荷，即使驾驶员的加速操作量增大，所述预负荷开始阈值也被设定为正常值。

12.一种车辆转弯运动控制装置，包括：

转弯条件检测装置，其用于检测车辆的转弯条件；

减速控制装置，其用于当所述转弯条件从减速开始阈值的第一侧越过所述减速开始阈值到其第二侧时，通过开始进行减速控制来对车辆进行减速，所述减速开始阈值被设定为具有在达到车辆的转弯性能极限之前开始进行所述减速控制的余量；

加速输入检测装置，其检测驾驶员的加速操作量；

阈值调节装置，其当驾驶员的加速操作量增大时，使所述减速开始阈值从正常值向所述转弯性能极限改变；以及

预负荷控制装置，其当所述转弯条件从预负荷开始阈值的第一侧越过所述预负荷开始阈值到其第二侧时，在所述减速控制之前开始进行预负荷控制以产生预负荷，即使驾驶员的加速操作量增大，所述预负荷开始阈值也被设定为正常值。

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