CN101959746A

CN101959746A - 车辆操纵性控制装置

Info

Publication number: CN101959746A
Application number: CN2009801081041A
Authority: CN
Inventors: 堀内泰
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-03-10
Filing date: 2009-02-16
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2029-02-16
Also published as: US8447471B2; US20110040447A1; EP2210797A1; WO2009113242A1; EP2210797A4; CN101959746B; JP5396269B2; EP2210797B1; JPWO2009113242A1

Abstract

本发明提供一种车辆操纵性控制装置，其基于车辆模型(10)相对于包括前轮转向角的控制输入的响应，来确定需要向车辆施加的控制量，所述车辆操纵性控制装置根据驾驶技能判定机构(14)的输出来改变车辆模型的参数。这样，车辆操纵性控制装置由于能够发挥适应于特定的驾驶员的技能的响应特性，因此能够得到对所有的驾驶员来说都优选的转向特性。尤其是，在驾驶员的技能水平高，能够处理紧急情况时，车辆接受迅速的输入而能够发挥高的响应性。并且，能够适应根据驾驶员技能水平的提高，而逐步地提高车辆的响应性。

Description

车辆操纵性控制装置

技术领域

本发明涉及一种使控制参数能够适应于驾驶员的技能的车辆操纵性控制装置。

背景技术

作为使车辆的举动稳定的控制装置，提出有后轮束角控制装置(以下，简称为RTC)，所述后轮束角控制装置使左右后轮的束角互相对称(反相)或非对称(同相)地转向，使车辆实现所希望的运动特性。作为这样的控制装置，公知有如下的控制装置：作为四轮转向(4WS)，例如专利文献1所示，以使车辆的偏离角为零(或者预先设定的值)作为目标值来使车辆的举动稳定。关于该方法，公开有根据速度更换前轮后轮的转向角比(低速时反向，高速时同向)等各种方法，但是基本上RTC或4WS都将前馈控制作为基本控制，该前馈控制使相对于转向角的实际车辆特性模型的横摆角速度响应相对于理想车辆特性的横摆角速度响应的偏差最小。

专利文献1：日本特许第3179271号

图1表示这样的RTC装置的一例。若向实际车辆特性模型(G_γo(s))11及理想车辆特性模型(G_ideal(s))10输入前轮转向角δf，则两模型的输出之间的偏差输入RTC前馈传递特性(P(S))12。RTC前馈传递特性(P(S))12的输出作为施加横摆力矩作用于车辆13，得到基于前轮转向角的车辆自身的横摆力矩和施加横摆力矩的和的积分量作为车辆的实际横摆角速度。如此，通过使理想车辆特性模型的举动规范的前馈控制作用，能够以高的响应性提高车辆的行驶稳定性。

在该情况下，例如专利文献2中记载所示，赋予δr＝Gr·δf的传递特性时的车辆的运动方程式通过如下式子表示，

[数1]

[\begin{matrix} mVs + (K_{f} + K_{r}) & mV + \frac{l_{f} \cdot K_{f} - l_{r} \cdot K_{r}}{V} \\ l_{f} \cdot K_{f} - l_{r} \cdot K_{r} & l \cdot s + \frac{{l_{f}}^{2} \cdot K_{f} - {l_{r}}^{2} \cdot K_{r}}{V} \end{matrix}] [\begin{matrix} β \\ γ \end{matrix}] [\begin{matrix} K_{f} + Gr \cdot K_{r} \\ l_{f} \cdot K_{f} - Gr \cdot l_{r} \cdot K_{r} \end{matrix}] δ_{f}

后轮的转向角δr通过如下式子表示。

[数2]

δ_{r} = \frac{\frac{m \cdot l_{f}}{k_{r} \cdot l} V \cdot s + 1}{\frac{m \cdot l_{r}}{k_{f} \cdot l} V \cdot s + 1} \cdot \frac{1}{G_{γ 0}} (G_{ideal} - G_{γ 0}) \cdot δ_{f}

------式(1)

在此，m：车辆质量，I：轴距，lf、lr：前后车轴与重心间的距离，δf：前轮转向角，kr、kf：前后轮的侧抗刚度，V：车速。另外，G_ideal为图1中的理想车辆特性模型，G_γo为δr＝0时的实际车辆特性模型。

专利文献2：WO08/047481

在此，通常，由于横摆角速度相对于转向不存在延迟，且反应速度更快时容易驾驶，因此相对于不进行控制时的响应G_γo，G_ideal在降低共振增益的同时提高了衰减的频率(将高的随动性维持到高频)，从而优选。

然而，由于经验丰富的驾驶员能够将车相对于转向盘操作的反应与作为经验中的基准的车辆进行比较，因而能够很快地获得操作量与响应的关系，因此能够进行与响应良好的车一样的转向盘操作，其结果是倾向于喜欢反应快的车。另一方面，不常驾驶的驾驶员很难预先预测转向盘操作与车的反应，需要在操作转向盘而观察车的反应的同时决定下面的转向盘操作，因此若驾驶反应快的车，则存在如下情况：初始操作过于大，尽管在转弯中，也进行返回过于扭转的转向盘的操作。

因此，即使根据某设计基准，设计RTC等车辆操纵性控制装置，也不能够满足所有的用户。因此，G_ideal不得不成为无可非议的特性，然而，若考虑例如避免危险的行为，则优选车相对于转向盘操作的反应快。另外，即使同一驾驶员，随着习惯于驾驶，也倾向于喜欢反应快的车。

发明内容

鉴于这样现有技术的问题点，本发明的主要目的在于提供一种能够适应于各种技能水平的驾驶员的车辆操纵性控制装置。

本发明的第二目的在于提供一种能够最大限度地充分利用车辆的高的响应性的车辆操纵性控制装置。

根据本发明，通过提供车辆操纵性控制装置而完成上述课题，所述车辆操纵性控制装置基于车辆模型(10)相对于包括前轮转向角的控制输入的响应，来确定需要向车辆施加的控制量，所述车辆操纵性控制装置的特征在于，具备：驾驶技能判定机构(14)；用于根据所述驾驶技能判定机构的输出来改变所述车辆模型的参数的机构。

这样，车辆操纵性控制装置由于能够发挥适应于的特定的驾驶员的技能水平的响应特性，因此能够得到对于所有的驾驶员来说都优选的转向特性。尤其是，在驾驶员的技能水平高，能够处理紧急情况时，车辆接受迅速的输入而能够发挥高的响应性。并且，能够适应根据驾驶员技能水平的提高，而逐步地提高车辆的响应性。

根据本发明优选的实施例，该装置具有：理想车辆模型(10)、实际车辆模型(11)以及前馈控制机构(12)，其中，前馈控制机构(12)以所述两车辆模型的输出偏差作为输入，并基于所述偏差输入对所述车辆施加控制量，所述车辆操纵性控制装置基于所述驾驶技能判定机构的输出，改变所述理想车辆模型的参数。

驾驶员的技能水平可以通过各种方法进行测定。例如，所述驾驶技能判定机构可以包括修正转向判断部，该修正转向判断部对横摆运动的极性固定期间的转向速度极性变化的次数进行合计。

通常对所述车辆施加的控制量可以包括横摆力矩。例如，所述车辆可以包括后束角控制装置，该后束角控制装置对所述车辆施加横摆力矩来作为所述控制量。

附图说明

图1是表示公知的RTC系统的框图。

图2是表示基于本发明的RTC系统的框图。

图3是表示基于本发明的RTC系统的修正转向判断部的处理流程的流程图。

图4是将车辆相对于转向阶越输入的五阶段响应特性图像化的图。

图5是将理想车辆特性模型的五阶段的响应速度与驾驶的技能建立关联的图。

具体实施方式

图2是本发明的RTC系统的框图。对于与图1所示的部分对应的部分，标注同样的名称或符号，并省略其详细说明。在图示的实施例中，附加修正转向判断部14。作为输入向修正转向判断部14赋予前轮转向角δf及实际车辆的横摆角速度γ，根据该输出，理想车辆特性模型10的参数改变。另外，还设置有用于根据要求接通/断开修正转向判断部14的功能的手动开关15。

图3表示修正转向判断部14的处理流程。首先，在车辆直线前进时不进行驾驶员的技能的判定。是由于在车辆直线前进时不特别需要驾驶员的技能。即，使γ的绝对值与第一阈值γ_th1比较，只要不是|γ|＞γ_th1，就不进行技能的判定(步骤ST1：否)，处理流程返回ST1。在由于车辆转弯或车道变更而车辆的横摆角速度γ超过规定值时，即|γ|＞γ_th1时(步骤ST1：是)，为了进行技能的判定而进入步骤ST2。在步骤ST2中，使γ与前次值进行比较，并使γ的绝对值与第二阈值γ_th2进行比较。在该情况下，第二阈值γ_th2与第一阈值γ_th1相等或比其小即可。

在步骤ST2中，当γ的极性变化或γ的绝对值比第二阈值γ_th2小时(步骤ST2：否)，进入步骤ST3。在步骤ST3中，将前轮转向角δf的时间微分(dδf/dt)的极性与前次值进行比较，来判定本次的运算循环中其变化的有无。由于最初进入步骤ST2时没有前次值，因此看作γ与前次值符号相同。由于最初进入步骤ST3时也没有前次值，因此看作前轮转向角δf的时间微分(dδf/dt)的极性与前次值符号相同。

在步骤ST3中，在前轮转向角δf的时间微分(dδf/dt)的极性发生变化时(步骤ST3：是)，计数器计数值增加(步骤ST4)，并返回步骤ST2。在转向角δf的时间微分(dδf/dt)的极性没变化时(步骤ST3：否)，则绕过计数器。通过反复进行该程序，能够求出例如沿一条曲线转弯时的转向方向的切换次数来作为计数值。

在步骤ST2中，若γ与前次值符号相同，并且γ的绝对值比第二阈值γ_th2大，则在步骤ST5中，将转向方向的切换次数除以γ的极性固定的时间，并存储该数值(合计值)。在步骤ST6中，在此前得到的合计值的平均值上加上此次的合计值，并得到新合计值的平均值。此时，也可以根据需要除去最早的合计值。这样，将驾驶员的技能作为车辆以超过规定值的横摆角速度进行运动的时间的规定时间宽度内的转向方向的切换的平均次数进行评价。接着，在步骤ST7中，根据新的合计值的平均值即驾驶的技能来选择响应特性。在步骤ST8中，将计数器、γ及前轮转向角δf的时间微分(dδf/dt)的前次值等复位。

图4是将车辆相对于转向阶越输入的响应特性图像化的图，与理想车辆特性模型10的五阶段的响应速度建立关联。理想车辆特性模型10在响应慢时，相对于转向输入伴随比较大的延迟而得到车辆的横摆角速度，在响应快时，相对于转向输入不延迟地得到车辆的横摆角速度，但是在响应时伴随产生过调量。图5是将理想车辆特性模型10的五阶段的响应速度与上述那样评价的驾驶的技能形成线形的关系而建立关联的图。

这样，在图示的实施例中，每次发生转弯的现象，在该期间将转向方向的切换次数对时间取平均，并可以判断为，转向方向切换的平均次数多的情况意味着驾驶的技能低，转向方向切换的平均次数少的情况意味着驾驶的技能高。若转向方向的切换的平均次数为中等程度，则选择中间的响应速度。若驾驶的技能低，则转向方向切换的平均次数多，逐步地使响应速度变慢。相反，若驾驶的技能高，则转向方向切换的平均次数少，逐步地使响应速度变快。设定中等水平的技能作为驾驶的技能的初始值。由于响应速度设置有上限及下限，因此能够避免响应速度变得过于高或过于底等不良情况。

以上，结束了具体的实施方式的说明，但是只是为了本领域技术人员能够理解，本发明不局限于上述实施方式和变形例，能够广泛地变形实施。

例如，为了对车量施加附加的横摆力矩而使用RTC装置，但是也可以为了同样的目的而使用其它装置。作为这样的装置来说没有限定，但是包括由左右轮驱动力分配装置、左右轮制动力分配装置、线控转向装置、机械式齿轮机构加合而成的前轮转向装置等。

以本申请的基于巴黎公约的优先权主张的基础申请的全部内容及本申请中引用的现有技术的全部内容中提到的内容为本说明书的一部分。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(修改后)一种车辆操纵性控制装置，其基于车辆模型(10)相对于包括前轮转向角的控制输入的响应来确定需要向车辆施加的控制量，所述车辆操纵性控制装置的特征在于，具备：

驾驶技能判定机构(14)；

用于基于所述驾驶技能判定机构的输出来改变所述车辆模型的参数的机构，

对所述车辆施加的控制量包括横摆力矩。

2.根据权利要求1所述的车辆操纵性控制装置，其特征在于，具有：

理想车辆模型(10)；

实际车辆模型(11)；

前馈控制机构(12)，其以所述两车辆模型的输出偏差作为输入，并基于所述偏差输入对所述车辆施加控制量，

所述车辆操纵性控制装置基于所述驾驶技能判定机构的输出，改变所述理想车辆模型的参数。

3.(修改后)根据权利要求1所述的车辆操纵性控制装置，其特征在于，

所述驾驶技能判定机构包括修正转向判断部，该修正转向判断部对横摆运动的极性固定期间的转向速度极性变化的次数进行合计。

4.(删除)

5.(修改后)根据权利要求1所述的车辆操纵性控制装置，其特征在于，

所述车辆包括后束角控制装置，该后束角控制装置对所述车辆施加横摆力矩作为所述控制量。

Claims

1.一种车辆操纵性控制装置，其基于车辆模型(10)相对于包括前轮转向角的控制输入的响应来确定需要向车辆施加的控制量，所述车辆操纵性控制装置的特征在于，具备：

驾驶技能判定机构(14)；

用于基于所述驾驶技能判定机构的输出来改变所述车辆模型的参数的机构。

理想车辆模型(10)；

实际车辆模型(11)；

3.根据权利要求1所述的车辆操纵性控制装置，其特征在于，

所述驾驶技能判定机构包括修正转向判断部，该修正转向判断部对横摆运动的极性固定期间的转向速度极性变化的次数进行合计

4.根据权利要求1所述的车辆操纵性控制装置，其特征在于，

对所述车辆施加的控制量包括横摆力矩。

5.根据权利要求4所述的车辆操纵性控制装置，其特征在于，