CN102421655A - 规格信息推定装置及车辆 - Google Patents

Abstract

一种推定车辆的转向齿轮比n的规格信息推定装置，构成为具备在车辆行驶时取得车辆的方向盘转向角St及横摆率Yr的转向角传感器(26)及横摆率传感器(51)、及基于通过转向角传感器(26)及横摆率传感器(51)取得的方向盘转向角St及横摆率Yr而推定转向齿轮比n的ECU(4)，从而能够不使用稳定系数K_H而按照车辆来推定转向齿轮比n。

Description

规格信息推定装置及车辆

技术领域

本发明涉及对车辆的规格信息进行推定的装置及车辆。

背景技术

以往，已知有使用车辆固有的函数值即稳定系数来控制本车的运动的方法(例如，参照专利文献1)。在专利文献1所记载的方法中，基于出厂时等的行驶结果、及试制车辆等模型车辆的特性，而设定对车辆运动进行控制的稳定系数。即，在该方法中，使用模型车辆的转向机构箱的齿轮比(转向齿轮比)、轴距长度等规格信息而算出稳定系数。

【专利文献1】日本特开2006-131052号公报

发明内容

然而，即便与模型车辆为同种的车辆，对于各车辆有时存在转向齿轮比或轴距长度等规格信息不同的情况。这种情况下，在专利文献1记载的方法中，难以准确地算出稳定系数，因此结果是有时无法高精度地进行车辆运动的控制。

另一方面，为了推定转向齿轮比或轴距长度，可以使用车辆模型的运动方程式来算出，但由于车辆模型的运动方程式中包含稳定系数，因此若稳定系数不是已知，则无法推定转向齿轮比及轴距长度。

因此，本发明为了解决此种技术课题而作出，其目的在于提供一种能够不使用稳定系数而推定规格信息的规格信息推定装置及车辆。

即，本发明的一形态的规格信息推定装置推定车辆的转向齿轮比，其特征在于，具备：行驶数据取得部，在所述车辆行驶时取得所述车辆的转向角及横摆率；转向齿轮比推定部，基于通过所述行驶数据取得部取得的所述转向角及所述横摆率，而推定所述转向齿轮比。

在本发明的一形态的规格信息推定装置中，通过行驶数据取得部来取得行驶时的转向角及横摆率，通过转向齿轮比推定部，使用转向角及横摆率而推定转向齿轮比。因此，即使在对于每一辆车辆而言转向齿轮比不同的情况下，也可以不使用稳定系数而按照车辆来推定转向齿轮比，因此结果是，能够高精度地进行车辆运动的控制。

在此，优选，所述转向齿轮比推定部基于所述转向角与规定的阈值的大小关系，而变更推定所述转向齿轮比的处理。实际轮胎转向角的转向角依赖性基于转向角的大小进行变化。因此，通过基于转向角的大小来变更推定处理，而例如能够在小转向角和大转向角中变更推定处理而推定转向齿轮比，因此能够高精度地推定转向齿轮比。

另外，也可以是，所述行驶数据取得部在所述车辆行驶时还取得所述车辆的横向加速度，所述转向齿轮比推定部使用在所述横向加速度处于规定的范围内的行驶条件下的行驶时由所述行驶数据取得部取得的所述转向角及所述横摆率而推定所述转向齿轮比。

另外，优选，所述行驶数据取得部在所述车辆行驶时还取得所述车辆的车速，所述转向齿轮比推定部，将所述车速处于规定的范围内且从所述横向加速度减去对所述横摆率及所述车速进行求积后的值得到的运算值处于规定的范围内包含在所述行驶条件中，并使用在满足所述行驶条件的行驶时由所述行驶数据取得部取得的所述转向角及所述横摆率而推定所述转向齿轮比。通过如此构成，可以使用例如车辆模型的运动方程式，排除稳定系数的影响而推定转向齿轮比。

另外，本发明的一形态的车辆基于转向齿轮比而进行车辆控制，其特征在于，具备车辆控制部，该车辆控制部基于转向角及横摆率而推定所述转向齿轮比，并视为转向齿轮比发生了变化而变更所述车辆的控制。

在本发明的一形态的车辆中，通过车辆控制部，基于转向角及横摆率而推定转向齿轮比，视为转向齿轮比发生了变化而变更车辆的控制。因此，即使在对于每辆车辆而言存在转向齿轮比不同的情况下，也可以不使用稳定系数而高精度地进行车辆的控制。

此外，本发明的一形态的规格信息推定装置推定车辆的轴距，其特征在于，具备：行驶数据取得部，在所述车辆行驶时取得所述车辆的转向角及横摆率；轴距推定部，基于通过所述行驶数据取得部取得的所述转向角及所述横摆率，而推定所述轴距。

在本发明的一形态的规格信息推定装置中，通过行驶数据取得部来取得行驶时的转向角及横摆率，通过轴距推定部，使用转向角及横摆率而推定轴距。因此，即使在对于每辆车辆而言存在轴距不同的情况下，也可以不使用稳定系数而按照车辆来推定轴距，因此结果是，能够高精度地进行车辆运动的控制。

本发明的一形态的车辆基于轴距而进行车辆控制，其特征在于，具备车辆控制部，该车辆控制部基于转向角及横摆率而推定所述轴距，并视为轴距发生了变化而变更所述车辆的控制。

在本发明的一形态的车辆中，通过车辆控制部，基于转向角及横摆率而推定轴距，视为轴距发生了变化而变更车辆的控制。因此，即使在对于每辆车辆而言轴距存在不同的情况下，也可以不使用稳定系数而高精度地进行车辆的控制。

【发明效果】

根据本发明，能够不使用稳定系数而推定规格信息。

附图说明

图1是具备实施方式的规格信息推定装置的车辆的结构简图。

图2是具备实施方式的规格信息推定装置的车辆的框图。

图3是表示实施方式的规格信息推定装置的动作的流程图。

图4是说明实施方式的规格信息推定装置的动作的简图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的实施方式。需要说明的是，在各图中，对相同或相当部分标注相同标号，省略重复说明。

本实施方式的规格信息推定装置是对车辆的规格信息进行推定的装置，例如适用于车辆的出厂时、修理检查时等车辆调整时。车辆的规格信息例如是转向齿轮比或轴距长度等。需要说明的是，在本实施方式中，作为规格信息推定装置的一例，对转向齿轮比推定装置进行说明。转向齿轮比推定装置是推定车辆的转向齿轮比的装置。

首先，说明具备本实施方式的转向齿轮比推定装置的车辆的结构。图1是表示具备本实施方式的转向齿轮比推定装置的车辆的结构的结构简图，图2是具备本实施方式的转向齿轮比推定装置的车辆的控制部分的框图。

如图1所示，车辆的前轮10FL、10FR是转向轮，与转向系统连接。转向系统具备：在车室内配置成以其旋转轴为中心旋转自如并接受驾驶员的转向输入的转向轮20；与该转向轮20连结并传递其旋转力的转向轴21；将转向轴21的旋转变换成直线运动的齿轮齿条型的齿轮机构即转向齿轮箱22；及将变换后的直线运动向前轮10FL、10FR传递的随动杆23、转向横拉杆24L、24R。

并且，在转向轴21上配置有检测驾驶员所产生的方向盘转向角St的转向角传感器26、检测转向扭矩T的转向扭矩传感器25；及通过电动施加转向扭矩的转向电动机27。

车辆具有能够使通过在四轮10FL～10RR分别配置的制动装置3FL～3RR附加的制动力独立而进行调整的结构。在各车轮10FL～10RR上，除了制动装置3FL～3RR之外，还配置有用于检测车轮速度的车轮速度传感器12FL～12RR。

在四轮10FL～10RR上分别配置的制动装置3FL～3RR例如是液压式的制动装置，分别配置有制动轮缸31FL～31RR，该制动装置3FL～3RR与制动促动器30连接，通过控制对各自的附加液压而控制制动力分配。

控制装置即ECU(Electric Control Unit：电子控制单元)4具备CPU、ROM、RAM及输入输出接口等。在ECU4中，除了车轮速度传感器12FL～12RR、转向扭矩传感器25、转向角传感器26的输出之外，还输入有横摆率传感器51、横向加速度传感器52的输出，除了转向电动机27、制动促动器30之外，还进行包含发动机在内的驱动系统6的控制。该驱动系统6的控制既可以由ECU4直接进行，也可以通过对驱动系统6专用的控制装置发出控制指令来进行。

ECU4具有使用控制参数来控制车辆的行动的功能。在控制参数中包含有例如转向齿轮比、轴距、依赖于车速的车辆固有的函数值即稳定系数等。作为ECU4进行的车辆控制的一例，说明VSC(VehicleStability Control＝车辆稳定性控制)。ECU4例如具有如下的功能，即，为了提高车辆的行驶稳定性而将车辆的横摆率控制成与预先求出的目标横摆率一致的功能。ECU4例如具有如下的功能，即，基于转向角St、车速V、横向加速度G_y和预先设定的转向齿轮比、轴距、稳定系数，而进行目标横摆率的计算，并进行控制以使目标横摆率不达到上限值。

ECU4使用的控制参数由于构成车辆的各个部件的交叉或对准的偏差等而有时按照车辆成为不同的值。因此，ECU4具有推定由于构成车辆的各个部件的交叉或对准的偏差等而按照车辆成为不同的值的控制参数的功能。例如，ECU4具有使用在出厂时或检查时取得的实测数据而推定转向齿轮比或轴距的功能。例如，ECU4具有在以稳定系数的影响减小的行驶条件下行驶并使用车辆模型的运动方程式而推定转向齿轮比或轴距的功能。对该功能进行详细说明。车辆以抓地状态进行行驶时的目标横摆率成为以下的式1。

【数学式1】

$\mathrm{YrStd}=\frac{V\·\mathrm{St}}{n\·L}-K_H\·G_y\·V\·\·\·\left(1\right)$

在式1中，YrStd是目标横摆率，V是车速，St是方向盘转向角(转向角)，n是转向齿轮比，L是轴距，K_H是稳定系数，G_y是横向加速度。

在行驶条件为低速且低横向加速度的情况下，式1的第二项的影响减小。即，在该行驶条件下，成为排除了稳定系数的影响的式子。这种情况下，目标横摆率YrStd成为以下的式2。

【数学式2】

$\mathrm{YrStd}=\frac{V\·\mathrm{St}}{n\·L}\·\·\·\left(2\right)$

在车辆以抓地状态进行行驶时，目标横摆率YrStd与实际横摆率Yr一致。因此，ECU4通过将实测到的实际横摆率Yr、车速V、方向盘转向角St代入式2，而能够算出转向齿轮比n与轴距L的关系式。ECU4使用算出的关系式，若转向齿轮比n为已知则能够推定轴距L，或者若轴距L为已知则能够推定转向齿轮比n。需要说明的是，式2可以使用与其他的控制值的关系式进行变形，可以使用变形后的式2或乘以常数等使用。

具备上述的车轮速度传感器12FL～12RR、转向扭矩传感器25、转向角传感器26、横摆率传感器51、横向加速度传感器52及ECU4而构成转向齿轮比推定装置1。即，车轮速度传感器12FL～12RR、转向扭矩传感器25、转向角传感器26、横摆率传感器51及横向加速度传感器52作为行驶数据取得部发挥功能，ECU4作为车辆控制部及转向齿轮比推定部发挥功能。

接下来，说明本实施方式的转向齿轮比推定装置1的动作。以下，使用图3，说明转向齿轮比n的推定处理。图3是用于说明本实施方式的转向齿轮比推定装置的动作的流程图。图3所示的控制处理例如在出厂前的工厂中的学习工序、检查工序中由ECU4执行。需要说明的是，轴距L作为车辆规格信息已知。

如图3所示，ECU4开始转弯行驶实施处理(S10)。例如，ECU4使车辆沿着半径R的圆以一定车速V进行转弯(常规转弯行驶)。然后，ECU4中，输入行驶时的转向角传感器26的输出即方向盘转向角St、横摆率传感器51的输出即实际横摆率Yr、横向加速度传感器52的输出即横向加速度G_y。当S10的处理结束时，向学习许可判定处理转移(S12)。

S12的处理由ECU4执行，是判定是否能够以S10的行驶数据进行学习的处理。ECU4例如若规定期间(例如3秒)满足规定的行驶条件，则许可学习。规定的行驶条件例如是方向盘转向角St的绝对值大于规定的阈值(例如90deg)的情况。这是因为若不大于规定的阈值，则无法在充分的测定范围内得到行驶数据。进而，作为规定的条件，包含车速V大于第一阈值(例如7km/h)且小于第二阈值(例如13km/h)的情况。这是因为对车速V设定的上限值需要满足式2的前提即低速行驶。另外，作为规定的条件，包含横向加速度G_y的绝对值小于规定的阈值(例如6m/s²)的情况。这是因为对横向加速度G_y设定的上限值需要满足式2的前提即低加速度行驶。另外，作为规定的条件，包含车辆未进行驱动滑动的情况。这是因为需要满足式1、2的前提即抓地行驶。进而，包含从横向加速度G_y减去对横摆率Yr与车速V求积后的值Yr·V而得到的值的绝对值小于规定的阈值(例如0.2m/s²)的情况。这是因为需要满足式1、2的前提即抓地行驶。在ECU4判定为不满足上述的行驶条件之一时，再次向转弯行驶实施处理转移，在判定为规定期间满足上述的行驶条件之前，反复执行S10及S12的处理。另一方面，在ECU4判定为满足上述的行驶条件的全部时，向学习处理转移(S14)。

S14的处理由ECU4执行，是算出并学习转向齿轮比n的处理。ECU4在S12所判定的学习许可时间中使用S10所输入的行驶数据而算出转向齿轮比n。在此，ECU4在方向盘转向角St为小转向角区域(例如90～180deg的范围)和大转向角区域(例如180deg以上的范围)中变更推定运算。这是因为，例如图4所示，在方向盘转向角St为小转向角区域中，将方向盘转向角St除以转向齿轮比n所得到的值与实际轮胎转向角θ大致相等，但在方向盘转向角St为大转向角区域中不满足该关系。ECU4例如在方向盘转向角St为小转向角区域中，使用以下的式3来算出转向齿轮比n。

【数学式3】

$n=\frac{V\·\mathrm{St}}{L\·\mathrm{Yr}}\·\·\·\left(3\right)$

ECU4将对使用式3而算出的转向齿轮比n进行时间平均而得到的值作为学习值。或者ECU4也可以在设定的转向齿轮比n为已知的情况下，将算出的转向齿轮比n中的最接近设定的转向齿轮比n的值用作学习值。

ECU4在方向盘转向角St成为大转向角区域时，例如将用于对从图4算出的轮胎转向角θ进行校正的校正项作为F(St)。需要说明的是，图4所示的轮胎转向角θ的方向盘转向角依赖性可以通过打转向盘数据来求出。ECU4使用以下的式4来算出转向齿轮比n。

【数学式4】

$n=\frac{V\·\mathrm{St}}{(L+\frac{V}{\mathrm{Yr}}F\left(\mathrm{St}\right))\·\mathrm{Yr}}\·\·\·\left(4\right)$

ECU4与方向盘转向角St为小转向角区域的情况同样地，将对使用式4算出的转向齿轮比n进行时间平均而得到的值作为学习值。或者，ECU4在设定的转向齿轮比n为已知的情况下，将算出的转向齿轮比n中最接近设定的转向齿轮比n的值用作学习值。当S14的处理结束时，结束图3所示的控制处理。

如上所述，结束图3所示的控制处理。通过执行图3所示的控制处理，不使用稳定系数K_H而推定转向齿轮比n。另外，在搭载有使用转向齿轮比n而进行车辆控制的系统的车辆中，当该转向齿轮比n的设定存在多个时，需要按照车辆来变更ECU。因此，成本可能会增大。然而，通过执行图3所示的控制处理，能够对转向齿轮比n进行学习，因此能够抑制ECU变更、组装所引起的成本增大。

另外，ECU4使用通过执行图3所示的控制处理所得到的转向齿轮比n而进行车辆控制，从而能够高精度地进行车辆控制。

以上，根据本实施方式的转向齿轮比推定装置1，通过转向角传感器26及横摆率传感器51来取得行驶时的方向盘转向角St及横摆率Yr，通过ECU4使用方向盘转向角St及横摆率Yr而推定转向齿轮比n。因此，即使在按照车辆而转向齿轮比n不同的情况下，也能够不使用稳定系数K_H而按照车辆来推定转向齿轮比n，因此结果是，能够高精度地进行车辆运动的控制。

另外，根据本实施方式的转向齿轮比推定装置1，由于能够在小转向角区域和大转向角区域中变更推定处理而推定转向齿轮比n，因此能够高精度地推定转向齿轮比n。

另外，根据本实施方式的转向齿轮比推定装置1，能够使用低速且满足低横向加速度的行驶条件的行驶时的运动方程式而排除稳定系数K_H的影响，因此即使稳定系数K_H的值不是已知，也能够推定转向齿轮比n。

此外，在本实施方式的车辆中，通过ECU4，使用方向盘转向角St及横摆率Yr来推定转向齿轮比n，视为转向齿轮比n发生了变化而变更车辆的控制。因此，即使在按照车辆而转向齿轮比n不同的情况下，也可以不使用稳定系数K_H而高精度地进行车辆的控制。

需要说明的是，上述的各实施方式表示本发明的规格信息推定装置及车辆的一例。本发明的规格信息推定装置及车辆并不局限于实施方式的转向齿轮比推定装置1及车辆，在不变更各权利要求所记载的主旨的范围内，也可以对实施方式的转向齿轮比推定装置1及车辆进行变形，或适用于其他的情况。

例如，在上述的实施方式中，说明了推定转向齿轮比n的规格信息推定装置及车辆，但本发明的规格信息推定装置及车辆也可以推定轴距L。需要说明的是，在推定轴距L时，上述的车轮速度传感器12FL～12RR、转向扭矩传感器25、转向角传感器26、横摆率传感器51及横向加速度传感器52作为行驶数据取得部发挥作用，ECU4作为车辆控制部及轴距推定部发挥作用。并且，例如，仅通过变更图3所示的学习处理(S14)的处理的一部分，就能够推定轴距L。以下，对于轴距L的推定处理进行简单说明。需要说明的是，转向齿轮比n已知。

ECU4在S12所判定的学习许可时间中使用S10所输入的行驶数据而算出轴距L。在此，ECU4在方向盘转向角St为小转向角区域(例如90～180deg的范围)和大转向角区域(例如180deg以上的范围)中变更推定运算。ECU4例如在方向盘转向角St为小转向角区域中，使用以下的式5来算出轴距L。

【数学式5】

$L=\frac{V\·\mathrm{St}}{n\·\mathrm{Yr}}\·\·\·\left(5\right)$

ECU4将对使用式5算出的轴距L进行时间平均而得到的值作为学习值。或者，ECU4也可以在设定的轴距L为已知时，将算出的轴距L中最接近设定的轴距L的值用作学习值。

ECU4在方向盘转向角St为大转向角区域时，例如将用于对从图4算出的轮胎转向角θ进行校正的校正项作为F(St)。需要说明的是，图4所示的轮胎转向角θ的方向盘转向角依赖性可以根据转向齿轮比n及打转向盘数据来求出。ECU4使用以下的式6来算出轴距L。

【数学式6】

$L=\frac{V}{\mathrm{Yr}}(\frac{\mathrm{St}}{n}-F\left(\mathrm{St}\right))\·\·\·\left(6\right)$

ECU4与方向盘转向角St为小转向角区域的情况同样地，将对使用式6算出的轴距L进行时间平均后的值作为学习值。或者，ECU4也可以在设定的轴距L为已知时，将算出的轴距L中的最接近设定的轴距L的值用作学习值。

如以上所述，结束轴距L的推定处理。如此，不使用稳定系数K_H而推定轴距L。

标号说明

1…转向齿轮比推定装置(规格信息推定装置)、4…ECU(转向齿轮比推定部、车辆控制部)、12FL～12RR…车轮速度传感器、22…转向齿轮箱、25…转向扭矩传感器、26…转向角传感器、51…横摆率传感器、52…横向加速度传感器。

Claims (7)

1.一种规格信息推定装置，推定车辆的转向齿轮比，其特征在于，具备：

行驶数据取得部，在所述车辆行驶时取得所述车辆的转向角及横摆率；

转向齿轮比推定部，基于通过所述行驶数据取得部取得的所述转向角及所述横摆率，而推定所述转向齿轮比。

2.根据权利要求1所述的规格信息推定装置，其中，

所述转向齿轮比推定部基于所述转向角与规定的阈值的大小关系，而变更推定所述转向齿轮比的处理。

3.根据权利要求1所述的规格信息推定装置，其中，

所述行驶数据取得部在所述车辆行驶时还取得所述车辆的横向加速度，

所述转向齿轮比推定部使用在所述横向加速度处于规定的范围内的行驶条件下的行驶时由所述行驶数据取得部取得的所述转向角及所述横摆率而推定所述转向齿轮比。

4.根据权利要求3所述的规格信息推定装置，其中，

所述行驶数据取得部在所述车辆行驶时还取得所述车辆的车速，

所述转向齿轮比推定部，将所述车速处于规定的范围内且从所述横向加速度减去对所述横摆率及所述车速进行求积后的值得到的运算值处于规定的范围内包含在所述行驶条件中，并使用在满足所述行驶条件的行驶时由所述行驶数据取得部取得的所述转向角及所述横摆率而推定所述转向齿轮比。

5.一种车辆，基于转向齿轮比而进行车辆控制，其特征在于，

具备车辆控制部，该车辆控制部基于转向角及横摆率而推定所述转向齿轮比，并视为转向齿轮比发生了变化而变更所述车辆的控制。

6.一种规格信息推定装置，推定车辆的轴距，其特征在于，具备：

行驶数据取得部，在所述车辆行驶时取得所述车辆的转向角及横摆率；

轴距推定部，基于通过所述行驶数据取得部取得的所述转向角及所述横摆率，而推定所述轴距。

7.一种车辆，基于轴距而进行车辆控制，其特征在于，

具备车辆控制部，该车辆控制部基于转向角及横摆率而推定所述轴距，并视为轴距发生了变化而变更所述车辆的控制。

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