CN111712413B - 车辆的控制装置 - Google Patents
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Abstract
车辆的控制装置具有:转向装置(6),具备被操作以使车辆(1)转弯的方向盘(11)、以及检测方向盘(11)的转向角的转向角传感器(8),并与方向盘(11)的操作相应地使车辆(1)的前轮(转向轮)(2)转向;以及控制器(14),基于由转向角传感器(8)检测出的转向角设定转向角加速度,并且在方向盘(11)被进行了打轮操作时控制车辆运动。特别是,控制器(14)为了控制车辆运动,基于转向角加速度抑制车辆(1)的横加速度的上升。
Description
技术领域
本发明涉及根据方向盘的操作控制车辆运动的车辆的控制装置。
背景技术
以往,提出有在驾驶员操作方向盘(Steering)时,控制在车辆上产生的横摆角速度、横加速度等车辆运动以实现各种目的的技术。例如专利文献1公开了下述技术,即通过基于转向角速度来控制对车辆施加的驱动力或者制动力,从而降低方向盘的打轮时的方向盘反作用力的不适感。另外,上述的“Steering”指方向盘。在本说明书中,将方向盘适当地简称为“Steering”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-190013号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,根据本发明人们进行的研究,得知存在驾驶员为了使车辆转弯而对方向盘打轮时,在车辆上产生的横加速度的变化会导致驾驶员的操舵变得不稳定的情况。对此参照图16具体地进行说明。
图16示出在方向盘被进行打轮操作时在车辆产生的横加速度的一个例子。在图16中,横轴表示时间,纵轴表示横加速度。此外,附图标记101表示在方向盘被进行打轮操作时应在车辆产生的目标横加速度,附图标记102表示在方向盘被进行打轮操作时实际上在车辆产生的横加速度(实横加速度)。首先,在驾驶员刚开始方向盘的打轮操作之后,比该打轮操作的开始稍稍延迟地,实横加速度102急剧地上升(参照附图标记104)。这是因为在打轮操作刚开始之后,转向角加速度(转向角的变化速度(转向角速度)的变化率)大幅上升。如此若实横加速度102急剧地上升,则驾驶员受惊而暂时停止方向盘的打轮操作,从而实横加速度102的上升停止(参照附图标记105)。这之后,驾驶员通过进行方向盘的追加的打轮操作(补打轮),实横加速度102再次大幅上升(参照附图标记106)。此时,实横加速度102超过目标横加速度101。而且,这之后,实横加速度102相对于目标横加速度101,交替地重复产生过量与不足,不稳定的操舵持续(参照附图标记107)。
在车辆转弯时,为了给驾驶员带来驾驶员进行的方向盘操作和与之相应的车辆举动的一体感,希望抑制产生上述那样的不稳定的操舵。因此,考虑到希望以在车辆上产生与驾驶员进行的方向盘操作相符的横加速度的方式来控制车辆运动。
本发明为了解决上述现有技术的问题点而做出,其目的在于提供车辆的控制装置,其能够适当控制车辆运动,以抑制由方向盘被打轮操作时的车辆横加速度的变化而引起的不稳定的操舵。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的,本发明为车辆的控制装置,其特征在于,具有:转向装置,具备为了使车辆转弯而被操作的方向盘、以及检测方向盘的转向角的转向角传感器,转向装置根据方向盘的操作而使车辆的转向轮转向;设定机构,基于由转向角传感器检测出的转向角,设定转向角加速度;以及车辆运动控制机构,在方向盘被进行了打轮操作时控制车辆运动,车辆运动控制机构以基于转向角加速度抑制车辆的横加速度的上升的方式控制车辆运动。
如上述那样,在方向盘的打轮操作刚开始之后,转向角加速度大幅上升。因此,在本发明中,在方向盘被进行了打轮操作时,进行用于基于该转向角加速度抑制车辆的横加速度的上升的控制。由此,特别是能够抑制在方向盘的打轮操作刚开始之后的横加速度的急剧上升。由此,能够抑制方向盘被打轮操作时的横加速度的变化所引起的不稳定的操舵。例如能够适当地抑制驾驶员受惊于打轮操作刚开始之后产生的急剧的横加速度而降低方向盘的操作速度(操舵的停止等)。
另外,“方向盘被进行了打轮操作时”是指对方向盘施行了规定的转向角以上的操作时。换言之,意思是指施行了不是所谓修正转向(correction steering)的操舵(用于转弯的操舵)时。
此外,在本发明中,优选的是设定机构还基于由转向角传感器检测出的转向角,设定转向角速度,车辆运动控制机构基于转向角加速度抑制车辆的横加速度的上升,另一方面,基于转向角速度增大车辆的横加速度的上升。
根据这样构成的本发明,还进行用于基于转向角速度增大车辆的横加速度的上升的控制,因此能够确保车辆对于驾驶员进行的方向盘的打轮操作的响应性(转弯时的横摆角速度、横加速度的响应性)。
此外,在本发明中,优选的是设定机构还基于由转向角传感器检测出的转向角,设定转向角速度,转向装置构成为能够与方向盘的操作独立地变更转向轮的车轮角,车辆运动控制机构以基于转向角、转向角速度以及转向角加速度,与方向盘的操作独立地变更车轮角的方式,控制转向装置,从而基于转向角加速度抑制车辆的横加速度的上升。
根据这样构成的本发明,通过以与方向盘的操作独立地适当变更车轮角的方式控制转向装置,从而能够适当地实现抑制基于转向角加速度所实施的横加速度的上升。
此外,在本发明中,优选的是车辆运动控制机构基于转向角加速度控制车辆的横摆力矩,从而基于转向角加速度抑制车辆的横加速度的上升。
根据这样构成的本发明,通过控制对车辆施加的横摆力矩,从而能够适当地实现抑制基于转向角加速度所实施的横加速度的上升。
在优选的例中,车辆运动控制机构通过控制对车辆施加的制动力以及驱动力中的至少某一方,来控制横摆力矩为佳。
此外,在优选的例中,还具备能够对左右的车轮施加不同的制动力的制动器装置,
所述设定机构还基于由转向角传感器检测出的转向角,设定转向角速度,车辆运动控制机构以基于转向角加速度增加对车辆的转弯外轮施加的制动力的方式控制制动器装置,并且以基于转向角速度增加对车辆的转弯内轮施加的制动力的方式控制制动器装置,由此来控制横摆力矩。
在其他观点中,为了实现上述目的,本发明为车辆的控制装置,其特征在于,具有:转向装置,具备为了使车辆转弯而被操作的方向盘、以及检测方向盘的转向角的转向角传感器,转向装置根据方向盘的操作而使转向轮转向;设定机构,基于由转向角传感器检测出的转向角,设定转向角加速度;以及车辆运动控制机构,在方向盘被进行了打轮操作时控制车辆运动,车辆运动控制机构基于转向角加速度抑制车辆的横加速度的上升,以便以抑制由于与方向盘的打轮操作相应地上升的车辆的横加速度而导致驾驶员对方向盘的操作速度下降的方式控制车辆运动。
根据这样构成的本发明,也能够抑制方向盘被打轮操作时的横加速度的变化所引起的不稳定的操舵。
此外,在本发明中,优选的是车辆具有能够沿车辆前后方向调整位置的驾驶席,驾驶席的车辆前后位置与车辆的重心位置相比在车辆前后方向上被设定于前侧,车辆运动控制机构在驾驶席的车辆前后位置与车辆的重心位置的距离大时,与该距离不大时相比,更强地抑制车辆的横加速度的上升。
驾驶员对于横加速度的敏感度根据驾驶席的车辆前后位置与车辆的重心位置的距离而变化。具体而言,在该距离较大的情况下,驾驶员容易感受到横加速度,在该距离较小的情况下,驾驶员不易感受到横加速度。因此,根据本发明,能够根据因距离而变化的驾驶员对于横加速度的敏感度,适当改变基于转向角加速度所实施的横加速度的上升的抑制程度。
此外,在本发明中,优选的是还具有检测驾驶席以外的落座状态的落座传感器,车辆运动控制机构基于由落座传感器检测出的落座状态,变更车辆的重心位置。
根据这样构成的本发明,通过将车厢内的乘员(驾驶员以外)的落座状态考虑在内,能够准确地求出车辆的重心位置。
此外,在本发明中,优选的是落座传感器检测车辆的副驾驶席以及后席的落座状态。
根据这样构成的本发明,使用落座传感器,能够适当地判断车厢内的乘员的落座状态。
此外,在本发明中,优选的是还具有检测车辆的燃料箱内的燃料余量的燃料余量传感器,车辆运动控制机构基于由燃料余量传感器检测出的燃料余量,变更车辆的重心位置。
根据这样构成的本发明,通过将燃料箱内的燃料余量考虑在内,能够准确地求出车辆的重心位置。
此外,在本发明中,优选的是还具有判定车辆是否处于牵引状态的牵引状态判定机构,车辆运动控制机构基于牵引状态判定机构的判定结果,变更车辆的重心位置。
根据这样构成的本发明,通过将车辆的牵引状态考虑在内,能够准确地求出车辆的重心位置。
此外,在本发明中,优选的是车辆具有能够沿车辆前后方向调整位置的驾驶席,车辆运动控制机构在驾驶席的车辆前后位置位于前侧时,与非前侧时相比,更强地抑制车辆的横加速度的上升。
根据这样构成的本发明,也能够根据因驾驶席的车辆前后位置而变化的驾驶员对于横加速度的敏感度(在驾驶席位置为前侧的情况下,驾驶员容易感受到横加速度,在驾驶席位置为后侧的情况下,驾驶员不易感受到横加速度),适当地改变基于转向角加速度所实施的横加速度的上升的抑制程度。
发明效果
根据本发明的车辆的控制装置,能够抑制方向盘被进行了打轮操作时的车辆横加速度的变化所引起的不稳定的操舵。
附图说明
图1是应用了本发明的实施方式的车辆的控制装置的车辆的概略构成图。
图2是本发明的实施方式的车辆的控制装置所具备的转向装置的概略构成图。
图3是表示发明的实施方式的车辆的控制装置的电构成的框图。
图4是关于方向盘被进行打轮操作时的转向角、转向角速度、以及转向角加速度的关系的说明图。
图5是与本发明的实施方式的驾驶席位置相应的车辆运动控制的说明图。
图6是本发明的第一实施方式的车辆运动控制处理的流程图。
图7是本发明的第一实施方式的第一以及第二车轮角的映射图。
图8是表示执行本发明的第一实施方式所涉及的车辆运动控制的情况下的各种参数的时间变化的时序图。
图9是将图8放大表示的时序图。
图10是执行本发明的第一实施方式所涉及的车辆运动控制的情况下产生的横加速度的概略图。
图11是本发明的第二实施方式的车辆运动控制处理的流程图。
图12是本发明的第二实施方式的第一以及第二横摆力矩的映射图。
图13是表示执行本发明的第二实施方式所涉及的车辆运动控制的情况下的各种参数的时间变化的时序图。
图14是将图13放大表示的时序图。
图15是本发明的第二实施方式的变形例的制动力的映射图。
图16是方向盘被进行打轮操作时在车辆产生的横加速度的说明图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式的车辆的控制装置进行说明。
<装置构成>
首先,参照图1至图3对本发明的实施方式的车辆的控制装置的构成进行说明。图1是应用了本发明的实施方式的车辆的控制装置的车辆的概略构成图,图2是本发明的实施方式的车辆的控制装置所具备的转向装置的概略构成图,图3是表示本发明的实施方式的车辆的控制装置的电构成的框图。
在图1中,附图标记1表示搭载有本实施方式的车辆的控制装置的车辆。车辆1搭载有电动发电机4,该电动发电机4具有驱动前轮2的功能(即作为电动机的功能)、以及由前轮2驱动来进行再生发电的功能(即作为发电机的功能)。电动发电机4经由减速机5在与前轮2之间传递力,此外,经由逆变器3受控制器14控制。而且,电动发电机4连接于电池25,在产生驱动力时由电池25供电,在再生时对电池25供电来将电池25充电。
此外,车辆1具备对设于各车轮的制动器装置(制动装置)19的制动钳供给制动液压的制动器控制系统20。制动器控制系统20具备液压泵21、阀单元22(具体而言是电磁阀)、以及液压传感器24,该液压泵21生成为了在设置于各车轮的制动器装置19中产生制动力而必要的制动液压,该阀单元22设置于向各车轮的制动器装置19供给液压的液压供给线,用于控制从液压泵21向各车轮的制动器装置19供给的液压,该液压传感器24检测从液压泵21向各车轮的制动器装置19供给的液压。液压传感器24例如配置于各阀单元22与其下游侧的液压供给线的连接部,检测各阀单元22的下游侧的液压,并向控制器14输出检测值。
制动器控制系统20基于从控制器14输入的制动力指令值、液压传感器24的检测值,计算分别对各车轮的轮缸、制动钳独立地供给的液压,并根据这些液压控制液压泵21的转速、阀单元22的开度。
此外,车辆1具备与驾驶员进行的方向盘11的操作相应地使作为转向轮的前轮2转向的转向装置6。如图2所示,转向装置6构成为,用于传递方向盘11的旋转的机构、和用于与方向盘11的旋转相应地使前轮2转向的机构在机械上分离的线控转向式。
具体而言,转向装置6具备:由驾驶员操作的方向盘11;与该方向盘11一同旋转的转向轴12;设于该转向轴12、产生扭矩(典型的是反力矩)并向转向轴12附加该扭矩的电动机13;检测转向轴12的转向角(旋转角)的转向角传感器8;以及检测经由方向盘11由驾驶员施加的转向扭矩的扭矩传感器15。此外,转向装置6具备产生用于使前轮2转向的扭矩的电磁转向电机16、通过该电磁转向电机16的扭矩进行动作的齿条轴17、以及通过该齿条轴17的动作使前轮2转向的转向横拉杆18。
接下来,如图3所示,除了上述的转向角传感器8之外,还从检测在车辆1产生的加速度的加速度传感器31、检测至少驾驶席以外的座席、具体而言是副驾驶席以及后席的落座状态的落座传感器32、检测设于车辆1的后部的燃料箱内的燃料余量的燃料余量传感器33、以及检测车辆1的牵引状态的牵引传感器34,向控制器14输入检测信号。落座传感器32分别设于副驾驶席以及后席。设于副驾驶席的落座传感器32在乘员落座于副驾驶席时输出开启信号,设于后席的落座传感器32在乘员坐在后席时输出开启信号。牵引传感器34在车辆1处于牵引状态时输出开启信号。
本实施方式的控制器14基于上述那样的各种传感器输出的检测信号,进行针对电动发电机4、转向装置6以及制动器控制系统20等的控制。具体而言,控制器14在驱动车辆1时,对逆变器3输出控制信号,以从电动发电机4产生应当对车辆1施加的驱动力(驱动扭矩)。另一方面,控制器14在使车辆1制动时,对逆变器3输出控制信号,以从电动发电机4产生应当对车辆1施加的制动力(换句话说是电动发电机4再生而产生该制动力)。此外,控制器14在使车辆1制动时,也可以对制动器控制系统20输出控制信号,以便从制动器装置19产生制动力来取代如上述那样使电动发电机4再生,或者如上述那样使电动发电机4再生且从制动器装置19产生制动力。在该情况下,控制器14通过控制制动器控制系统20的液压泵21以及阀单元22,由制动器装置19产生希望的制动力。
而且,控制器14基于由转向角传感器8检测出的转向角,控制电磁转向电机16,以与方向盘11的旋转相应地使前轮2转向。基本上,前轮2的车轮角被设定为与方向盘11的转向角对应的角度,但在线控转向式的转向装置6中,能够使前轮2的车轮角与方向盘11的转向角独立地由电磁转向电机16变更。此外,控制器14为了通过电动机13向方向盘11施加用于向驾驶员传递路面状态的扭矩,基于由扭矩传感器15检测出的转向扭矩等,控制电动机13产生的扭矩。
这种控制器14由具备一个以上的处理器、在该处理器上编译执行的各种程序(包括OS等基本控制程序、在OS上启动并实现特定功能的应用程序)、以及用于存储程序和各种数据的ROM、RAM等内部存储器的计算机构成。之后详细进行叙述,控制器14相当于本发明中的车辆的控制装置。此外,控制器14作为本发明中的设定机构以及车辆运动控制机构发挥功能。
另外,在图1中,示出了由电动发电机4驱动的车辆1(相当于电动汽车(EV车辆)),但本发明不限于在EV车辆中的应用,也能够应用于由发动机驱动的通常的车辆、由发动机以及电动发电机驱动的车辆(混合动力车辆(HEV车辆))。
此外,在图2中,示出了将连结于方向盘11的转向轴12的旋转角(由转向角传感器8检测的角度)用作转向角的例子,但也可以取代转向轴12的旋转角或者与转向轴12的旋转角一同将转向系统中的各种状态量(电动机13或者电磁转向电机16的旋转角、齿条轴17的位移等)用作转向角。
此外,在图3所示的例中,牵引传感器34作为本发明中的牵引状态判定机构发挥功能,但在其他例中,也可以不使用牵引传感器34,由控制器14来判定牵引状态。具体而言,控制器14也可以基于根据加速器开度等决定的目标加速度、与由加速度传感器31检测出的实际的加速度之差,来判定车辆1是否为牵引状态。在该情况下,控制器14作为本发明中的牵引状态判定机构发挥功能。
<车辆运动控制>
接下来,对本发明的实施方式的车辆运动控制进行说明。首先,简单说明本实施方式的车辆运动控制的概要。在本实施方式中,如参照图16说明那样,控制器14为了抑制由方向盘11被进行打轮操作时的车辆1的横加速度(典型的是刚开始打轮操作后的横加速度的急剧上升)所引起的不稳定的操舵,控制车辆运动。
这里,参照图4,说明方向盘11的打轮操作时的转向角、转向角速度(转向角的变化速度)、以及转向角加速度(转向角的变化速度(转向角速度)的变化率)的关系。在图4中,附图标记61表示转向角,附图标记62表示转向角速度,附图标记63表示转向角加速度。如图4所示,在方向盘11的打轮操作开始时,转向角加速度大幅上升,换言之转向角加速度呈阶梯状上升。其结果,如参照图16说明那样,认为在刚开始打轮操作后,产生横加速度的急剧上升。
因此,在本实施方式中,控制器14基于转向角加速度进行抑制横加速度的上升的控制,换句话说是进行降低横加速度的上升程度的控制。这样,抑制刚开始打轮操作后的横加速度的急剧上升,使打轮操作时的操舵稳定化。特别是,抑制驾驶员受惊于急剧的横加速度的产生而降低方向盘11的操作速度(操舵的停止等)。
而且,在本实施方式中,控制器14如上述那样对于转向角加速度以抑制横加速度的上升的方式进行控制,但对于转向角速度以基于该转向角速度增大横加速度的上升的方式进行控制。如此,通过基于转向角速度增大横加速度的上升,从而确保车辆1对于驾驶员的打轮操作的响应性(转弯时的横摆角速度、横加速度的响应性)。
而且,在本实施方式中,控制器14在如上述那样基于转向角加速度抑制横加速度的上升的情况下,在驾驶席的车辆前后位置(以下仅称作“驾驶席位置”)位于前侧时与非前侧时相比,更强地抑制横加速度的上升。这是因为在驾驶席位置位于前侧时,由于处于驾驶席从车辆重心位置远离的趋势,因此驾驶员容易感受到横加速度。从上述观点出发,在本实施方式中,控制器14求出驾驶席位置与车辆重心位置的距离,并根据该距离,改变基于转向角加速度所实施的横加速度的上升的抑制程度。
图5是关于本发明的实施方式的与驾驶席位置相应的车辆运动控制的内容的说明图。在图5中,附图标记DS表示驾驶席,附图标记G表示车辆重心,附图标记P1表示驾驶席位置,附图标记P2表示车辆重心位置。如图5所示,在车辆1中,驾驶席位置P1设定为与车辆重心位置P2相比在前后方向上靠前侧。在本实施方式中,控制器14在驾驶席位置P1与车辆重心位置P2的距离D1相对较大时,增大基于转向角加速度所实施的横加速度的上升的抑制程度。换言之,控制器14在驾驶席位置P1与车辆重心位置P2的距离D1相对较小时,减小基于转向角加速度所实施的横加速度的上升的抑制程度。由此,能够与根据驾驶席位置P1和车辆重心位置P2的距离D1而变化的驾驶员对于横加速度的敏感度相应地,使基于转向角加速度所实施的横加速度的上升的抑制程度适当地变化。
此外,在本实施方式中,如图5所示,控制器14基于驾驶席DS以外(具体而言是副驾驶席FPS以及后席RPS)的落座状态、燃料箱FT内的燃料余量、以及车辆1的牵引状态(换句话说是车辆1是否正牵引被牵引车1x),求出上述的车辆重心位置P2。这是因为与副驾驶席FPS以及后席RPS中的乘员的有无、燃料箱FT内的燃料余量的程度、以及被牵引车1x的有无相应地,车辆1的重心位置P2在前后方向上变动。
以下,说明为了实现上述那样的基于转向角加速度以及转向角速度所实施的横加速度的控制而执行的、具体的车辆运动控制的实施方式(第一以及第二实施方式)。
(第一实施方式)
首先,说明本发明的第一实施方式所涉及的车辆运动控制。在第一实施方式中,控制器14通过以与驾驶员进行的方向盘11的操作独立地变更前轮2的车轮角的方式控制转向装置6,由此实现基于转向角加速度以及转向角速度所实施的横加速度的控制。具体而言,控制器14在方向盘11被进行打轮操作时,设定与转向角加速度相应的车轮角(以下称作“第一车轮角”),并且设定与转向角速度相应的车轮角(以下称作“第二车轮角”),基于这些第一以及第二车轮角与方向盘11的实际的转向角,设定对前轮2适用的目标车轮角。
详细而言,控制器14为了基于转向角加速度抑制横加速度的上升,以基于转向角加速度降低与转向角对应的车轮角(与方向盘11的打轮操作对应的车轮角)的方式,换句话说以将车轮角向与打轮方向相反一侧返回的方式,设定第一车轮角。另一方面,控制器14为了基于转向角速度增大横加速度的上升,以基于转向角速度增大与转向角对应的车轮角的方式,换句话说以将车轮角向打轮方向侧进一步增进的方式,设定第二车轮角。而且,控制器14通过对于与转向角对应的车轮角(正值),将第一车轮角(负值)与第二车轮角(正值)相加,来设定目标车轮角。即,控制器14使与方向盘11被进行打轮后的结果的转向角对应的车轮角,向打轮方向的相反一侧返回第一车轮角量,且向打轮方向侧增进第二车轮角量。
接下来,参照图6以及图7,具体地说明本发明的第一实施方式的车辆运动控制。图6是本发明的第一实施方式的车辆运动控制处理的流程图,图7是本发明的第一实施方式的第一以及第二车轮角的映射图。
图6的车辆运动控制处理在车辆1被点火且对控制器14接入电源的情况下启动,并以规定周期(例如50ms)反复执行。
该车辆运动控制处理开始后,首先,在步骤S11中,控制器14取得与车辆1的运转状态相关的各种传感器信息。这里特别是,控制器14取得转向角传感器8检测到的转向角。除此以外,控制器14也从落座传感器32、燃料余量传感器33以及牵引传感器34等取得检测信号。
接着,在步骤S12中,控制器14判定方向盘11是否在打轮操作中。具体而言,控制器14在步骤S11取得的转向角(绝对值)为增大中的情况下,判断为方向盘11在打轮操作中。作为上述步骤S12的判定的结果,在判定为方向盘11在打轮操作中的情况下(步骤S12:是),控制器14前进至步骤S13,在判定为方向盘11非打轮操作中的情况下(步骤S12:否),结束车辆运动控制处理。
接着,在步骤S13中,控制器14根据在步骤S11中取得的转向角求出转向角速度以及转向角加速度。在一例中,控制器14求出转向角的每单位时间的变化量(换言之对转向角进行微分),将该变化量设定为转向角速度,此外,求出该转向角速度的每单位时间的变化量(换言之对转向角速度进行微分),将该变化量设定为转向角加速度。
接着,在步骤S14中,控制器14求出驾驶席位置。在一例中,在驾驶席构成为能够通过电机调整位置的情况下,(换句话说驾驶席为电动座椅的情况下),控制器14基于对该电机供给的控制信号求出驾驶席位置。在其他例中,在驾驶席未构成为能够通过电机调整位置的情况下,将能够检测驾驶席位置的位置传感器设于驾驶席,控制器14基于该位置传感器的检测信号求出驾驶席位置。
接着,在步骤S15中,控制器14求出车辆重心位置。具体而言,控制器14首先取得与车辆规格等相应的成为基准的车辆重心位置(以下称作“基准重心位置”)。该基准重心位置被预先求出并存储于存储器中,控制器14从该存储器中读出基准重心位置。而且,控制器14基于乘员的落座状态、燃料箱FT内的燃料余量、以及车辆1的牵引状态,对该基准重心位置进行修正。具体而言,控制器14按照以下那样的顺序对基准重心位置进行修正。
首先,控制器14根据由落座传感器32检测出的车辆1内的乘员的落座状态,修正基准重心位置。例如,控制器14在乘员落座于副驾驶席FPS的情况下,与乘员未落座于副驾驶席FPS的情况相比,将基准重心位置向前侧修正,此外,在乘员落座于后席RPS的情况下,与乘员未落座于后席RPS的情况相比,将基准重心位置向后侧修正。此外,控制器14根据由燃料余量传感器33检测出的燃料箱FT内的燃料余量,对基准重心位置进行修正。具体而言,燃料余量越多则车辆1的后部侧的重量越变大,因此控制器14将基准重心位置向后侧修正。此外,控制器14根据由牵引传感器34检测出的车辆1的牵引状态,对基准重心位置进行修正。具体而言,控制器14在车辆1正牵引被牵引车1x的情况下,与车辆1未牵引被牵引车1x的情况相比,将基准重心位置向后侧修正。
接着,在步骤S16中,控制器14基于在步骤S11中取得的转向角、以及在步骤S13中求出的转向角速度以及转向角加速度,设定对前轮2适用的目标车轮角。具体而言,控制器14基于转向角加速度设定第一车轮角,并且基于转向角速度设定第二车轮角,并基于该第一以及第二车轮角与转向角设定目标车轮角。在该情况下,控制器14基于在步骤S14中求出的驾驶席位置与在步骤S15中求出的车辆重心位置的距离,修正与转向角加速度相应的第一车轮角,并且修正与转向角速度相应的第二车轮角,根据这样修正后的第一以及第二车轮角设定目标车轮角。
详细而言,控制器14使用图7的映射图,基于转向角加速度设定第一车轮角,并且基于转向角速度设定第二车轮角。图7的(a)中的实线表示规定了与转向角加速度(横轴)相应而应当设定的第一车轮角(纵轴)的映射图。该映射图规定为,在转向角加速度为规定值以上时(转向角加速度小于规定值时,第一车轮角为0),转向角加速度越变大,则第一车轮角越设定为回轮侧(负的方向)的较大的角度。通过如此设置,特别是,与方向盘11的打轮操作刚开始后的、转向角加速度的上升相应的横加速度的急剧上升得以抑制。
此外,控制器14基于驾驶席位置与车辆重心位置的距离修正上述那样基于转向角加速度设定的第一车轮角。具体而言,控制器14在驾驶席位置与车辆重心位置的距离较大的情况下,将第一车轮角向回轮侧的角度修正(参照图7的(a)中的虚线)。在该距离较大的情况下,驾驶员容易感受到横加速度,因此通过将第一车轮角向回轮侧修正,从而增大基于转向角加速度所实施的横加速度的上升的抑制程度。另一方面,控制器14在驾驶席位置与车辆重心位置的距离较小的情况下,将第一车轮角向打轮侧的角度修正(参照图7的(a)中的单点划线)。在该距离较小的情况下,驾驶员不易感受到横加速度,因此通过将第一车轮角向打轮侧修正,从而减小基于转向角加速度所实施的横加速度的上升的抑制程度。
另一方面,图7的(b)中的实线表示规定了与转向角速度(横轴)相应而应当设定的第二车轮角(纵轴)的映射图。该映射图规定为,在转向角速度为规定值以上时(转向角速度小于规定值时,第二车轮角为0),转向角速度越变大,则第二车轮角越设定为打轮侧(正的方向)的较大的角度。通过如此设置,确保了车辆1对于驾驶员的打轮操作的响应性(转弯时的横摆角速度、横加速度的响应性)。换言之,上述那样的基于转向角加速度所实施的横加速度上升的抑制(特别是横加速度上升的过度抑制)所引起的响应性恶化得以抑制。
此外,控制器14基于驾驶席位置与车辆重心位置的距离修正上述那样基于转向角速度设定的第二车轮角。具体而言,控制器14在驾驶席位置与车辆重心位置的距离较大的情况下,将第二车轮角向回轮侧的角度修正(参照图7的(b)中的虚线)。这是因为在该距离较大的情况下,驾驶员容易感受到横加速度,因此上述那样的与横加速度相关的响应性恶化难以产生,所以将第二车轮角向回轮侧修正。另一方面,控制器14在驾驶席位置与车辆重心位置的距离较小的情况下,将第二车轮角向打轮侧的角度修正(参照图7的(b)中的单点划线)。这是因为在该距离较小的情况下,驾驶员不易感受到横加速度,因此上述那样的与横加速度相关的响应性恶化容易产生,所以将第二车轮角向打轮侧修正。
另外,图7的(a)的映射图中的与转向角加速度相应的第一车轮角的变化率(绝对值)比图7的(b)的映射图中的与转向角速度相应的第二车轮角的变化率(绝对值)小为佳。这是为了防止基于转向角加速度所实施的横加速度上升的抑制过度,对驾驶员带来不适感。
此外,不限于使第一以及第二车轮角分别与转向角加速度以及转向角速度相应地呈线性变化。例如也可以使第一以及第二车轮角分别与转向角加速度以及转向角速度相应地呈二次函数或者指数函数变化。
返回图6,控制器14在步骤S16中,将如上述那样设定的第一车轮角(负值)与第二车轮角(正值),与转向角所对应的车轮角(正值)相加,由此设定对前轮2适用的目标车轮角。在第一车轮角的绝对值比第二车轮角的绝对值大的情况下,比与转向角对应的车轮角小的角度被设定为目标车轮角,与此相对,在第一车轮角的绝对值比第二车轮角的绝对值小的情况下,比与转向角对应的车轮角大的角度被设定为目标车轮角。
另外,例如预先规定有根据车速等、对于方向盘11的转向角应当设定的前轮2的车轮角被建立了对应的映射图,控制器14参照这样的映射图,作为与转向角对应的车轮角,设定与由转向角传感器8检测出的转向角相应的车轮角。
接着,在步骤S17中,控制器14设定转向装置6的电磁转向电机16的指令值(控制信号),以使前轮2的实际的车轮角成为在步骤S16中设定的目标车轮角。而且,控制器14向电磁转向电机16输出该指令值。该步骤S17之后,控制器14结束车辆运动控制处理。
接下来,参照图8以及图9,说明本发明的第一实施方式所涉及的车辆运动控制的作用。图8以及图9是表示方向盘11被进行打轮操作时执行了第一实施方式所涉及的车辆运动控制的情况下的各种参数的时间变化的时序图的一个例子。
在图8的(a)中,曲线G11表示转向角(deg),曲线G12表示转向角速度(deg/s),曲线G13表示转向角加速度(deg/s2)。在图8的(b)中,曲线G14表示基于曲线G12的转向角速度设定的第二车轮角(deg),曲线G15表示基于曲线G13的转向角加速度设定的第一车轮角(deg),曲线G16表示基于曲线G14以及G15的第二车轮角及第一车轮角、和曲线G11的转向角所对应的车轮角设定的第一实施方式的目标车轮角(deg),曲线G17表示与曲线G11的转向角对应的车轮角(deg)其本身。在图8的(c)中,曲线G14a表示将图8的(b)的曲线G14沿纵向放大示出的第二车轮角(deg),曲线G15a表示将图8的(b)的曲线G15沿纵向放大示出的第一车轮角(deg)。在图8的(d)中,曲线G18表示适用了曲线G16的目标车轮角时在车辆1产生的横加速度(g),曲线G19表示适用了曲线G17的车轮角时在车辆1产生的横加速度(g)。即,曲线G18表示在进行第一实施方式所涉及的车辆运动控制的情况下产生的横加速度,曲线G19表示在未进行第一实施方式所涉及的车辆运动控制的情况下产生的横加速度。
另一方面,图9示出提取图8中的附图标记A1所示期间(0~0.4秒),并仅将该期间放大(主要沿横向放大)表示的图。具体而言,在图9的(a)中,曲线G21表示将曲线G11放大表示的转向角(deg),曲线G22表示将曲线G12放大表示的转向角速度(deg/s),曲线G23表示将曲线G13放大表示的转向角加速度(deg/s2)。在图9的(b)中,曲线G24表示将曲线G14放大表示的第二车轮角(deg),曲线G25表示将曲线G15放大表示的第一车轮角(deg),曲线G26表示将曲线G16放大表示的目标车轮角(deg),曲线G27表示与将曲线G17放大表示的转向角对应的车轮角(deg)。在图9的(c)中,曲线G24a表示将曲线G14a放大表示的第二车轮角(deg),曲线G25a表示将曲线G15a放大表示的第一车轮角(deg)。在图9的(d)中,曲线G28表示将曲线G18放大表示的横加速度(g),曲线G29表示将曲线G19放大表示的横加速度(g)。
在方向盘11的打轮操作刚开始之后,如曲线G13、G23所示,转向角加速度大幅上升。此时,在第一实施方式中,如曲线G25a所示,控制器14与转向角加速度的上升相应地设定第一车轮角。具体而言,控制器14设定在方向盘11的回轮方向侧具有相对较大的角度的第一车轮角。另一方面,在打轮操作刚开始之后,如曲线G22所示,转向角速度并未如此大幅上升,因此如曲线G24a所示,控制器14将第二车轮角几乎设定为0。根据上述那样的第一以及第二车轮角,在打轮操作刚开始之后,适用了该第一以及第二车轮角的目标车轮角(曲线G26)比转向角所对应的车轮角(曲线G27)小。其结果,根据第一实施方式,如曲线G28所示,打轮操作刚开始之后的横加速度的急剧上升得以抑制。在该情况下,如图9的(d)的虚线区域R21所示,进行了第一实施方式所涉及的车辆运动控制的情况下的横加速度(曲线G28)比未进行第一实施方式所涉及的车辆运动控制的情况下的横加速度(曲线G29)小。
而且,从打轮操作开始起经过某种程度的时间后,如曲线G24a所示,控制器14与转向角速度的上升相应地增大第二车轮角。另一方面,如曲线G25a所示,控制器14随着转向角加速度的降低而减小第一车轮角(绝对值),更具体而言使第一车轮角接近0。根据上述这样的第一以及第二车轮角,从打轮操作开始起经过某种程度的时间后,适用了该第一以及第二车轮角的目标车轮角(曲线G26)比转向角所对应的车轮角(曲线G27)大。其结果,如图9的(d)的虚线区域R22所示,进行了第一实施方式所涉及的车辆运动控制的情况下的横加速度(曲线G28)比未进行第一实施方式所涉及的车辆运动控制的情况下的横加速度(曲线G29)大。由此,与驾驶员的操舵相应的横加速度的响应性得以确保。在该情况下,与驾驶员的操舵相应的横摆角速度的响应性也得以确保。
接下来,图10是关于在方向盘11被进行打轮操作时执行了第一实施方式所涉及的车辆运动控制的情况下产生的横加速度的概略图。在图10中,横轴表示时间,纵轴表示横加速度。另外,与图16标注相同的附图标记的要素(特别是附图标记101、102),设为具有与图16相同的意思,并省略其说明。
在图10中,附图标记110表示在适用了仅根据与转向角加速度相应的第一车轮角(参照图7的(a))设定的目标车轮角的情况下,在车辆1实际产生的横加速度(实横加速度)。根据该实横加速度110,与未执行本实施方式所涉及的车辆运动控制的实横加速度102相比,可知打轮操作刚开始之后的横加速度的急剧上升得以抑制。此外,此后也是,在实横加速度110中,与实横加速度102相比,可知改善了对于目标横加速度101的过量以及不足。
另一方面,在图10中,附图标记112表示在适用了根据与转向角加速度相应的第一车轮角(参照图7的(a))以及与转向角速度相应的第二车轮角(参照图7的(b))双方设定的目标车轮角的情况下,在车辆1实际产生的横加速度(实横加速度)。根据该实横加速度112,与上述的实横加速度110相比,某种程度上允许打轮操作刚开始之后的横加速度的上升,其结果,可知实横加速度112接近目标横加速度101。此外,此后也是,可知实现了与目标横加速度101非常接近的实横加速度112。具体而言,可知对于目标横加速度101的过量以及不足被大幅改善。
如以上所述,根据第一实施方式,基于转向角加速度设定第一车轮角,并将该第一车轮角适用于目标车轮角,因此基于转向角加速度使转向角所对应的车轮角降低,能够适当地抑制方向盘11的打轮操作刚开始之后的横加速度的急剧上升。由此,能够抑制方向盘11的打轮操作时的横加速度的变化所引起的不稳定的操舵。特别是,能够适当地抑制驾驶员受惊于打轮操作刚开始之后产生急剧的横加速度而降低方向盘11的操作速度(操舵的停止等)。
此外,根据第一实施方式,基于转向角速度设定第二车轮角,并将该第二车轮角适用于目标车轮角,因此基于转向角速度使转向角所对应的车轮角增大,能够确保车辆1对于驾驶员对方向盘11进行的打轮操作的响应性(转弯时的横摆角速度、横加速度的响应性)。特别是,能够抑制上述的第一车轮角对横加速度上升的抑制所引起的响应性恶化。
此外,根据第一实施方式,驾驶席位置与车辆重心位置的距离较大时与并非较大时相比,更强地抑制横加速度的上升。由此,能够与根据驾驶席位置和车辆重心位置的距离变化的驾驶员对于横加速度的敏感度相应地,使基于转向角加速度所实施的横加速度的上升的抑制程度适当地变化。此外,根据第一实施方式,基于车厢内的乘员的落座状态、燃料箱内的燃料余量、车辆的牵引状态变更车辆重心位置,因此在使横加速度的上升的抑制程度变化之际能够适用准确的车辆重心位置。
另外,在上述的第一实施方式中,示出了将本发明适用于线控转向式的转向装置6的例子,但除了线控转向式的转向装置6以外,本发明也能够适用于构成为能够与方向盘11的操作独立地变更前轮2(转向轮)的车轮角的各种转向装置。
此外,不限于对打轮侧以及回轮侧双方实施第一实施方式所涉及的车辆运动控制,也可以仅对打轮侧实施车辆运动控制。例如如图8的(a)所示,从方向盘11的打轮操作开始经过1.8秒左右后,转向角加速度小于0(换句话说成为回轮侧的值),也可以不对车辆运动控制使用这样的回轮侧的转向角加速度。具体而言,在转向角加速度小于0的情况下,将第一车轮角设定为0即可。对于转向角速度也同样。
(第二实施方式)
接下来,说明本发明的第二实施方式所涉及的车辆运动控制。另外,以下,对于与第一实施方式相同的控制以及处理适当省略其说明。因此,这里未进行特别说明的控制以及处理与第一实施方式相同。
在第二实施方式中,控制器14取代如第一实施方式那样以变更车轮角的方式控制转向装置6,而是通过控制对车辆1施加的横摆力矩,来实现基于转向角加速度以及转向角速度的横加速度的控制。具体而言,控制器14在方向盘11被进行了打轮操作时,设定与转向角加速度相应的横摆力矩(以下称作“第一横摆力矩”),并且设定与转向角速度相应的横摆力矩(以下称作“第二横摆力矩”),并基于该第一以及第二横摆力矩,设定应当对车辆1施加的目标横摆力矩。
详细而言,控制器14为了基于转向角加速度抑制横加速度的上升,以抑制车辆向与方向盘11的打轮操作相应的方向转弯的运动的方式设定第一横摆力矩,换句话说是设定与打轮操作所对应的方向相反的方向的第一横摆力矩。另一方面,控制器14为了基于转向角速度增大横加速度的上升,以增进车辆向与方向盘11的打轮操作相应的方向转弯的运动的方式设定第二横摆力矩,换句话说是设定与打轮操作相应的方向的第二横摆力矩。而且,控制器14通过将第一横摆力矩(负值)与第二横摆力矩(正值)相加,来设定目标横摆力矩。
而且,控制器14通过控制对车辆1施加的制动力(基于制动器装置19的制动力)来实现如上述那样设定的目标横摆力矩。典型地,控制器14在实现与方向盘11的打轮操作所对应的转弯方向相反的方向的目标横摆力矩的情况下(换句话说是基于转向角加速度应当抑制横加速度的上升的情况下),以基于转向角加速度增加对车辆1的转弯外轮施加的制动力的方式,经由制动器控制系统20控制制动器装置19。另一方面,控制器14在实现与方向盘11的打轮操作相应的转弯方向的目标横摆力矩的情况下(换句话说是基于转向角速度应当增大横加速度的上升的情况下),以基于转向角速度增加对车辆1的转弯内轮施加的制动力的方式,经由制动器控制系统20控制制动器装置19。
接下来,参照图11以及图12,具体说明本发明的第二实施方式的车辆运动控制。图11是本发明的第二实施方式的车辆运动控制处理的流程图,图12是本发明的第二实施方式的第一以及第二横摆力矩的映射图。
在图11的车辆运动控制处理中,步骤S21~S25的处理分别与图6的车辆运动控制处理的步骤S11~S15的处理相同,因此省略其说明。这里说明步骤S26以后的处理。
在步骤S26中,控制器14基于在步骤S21中取得的转向角、在步骤S23中求出的转向角速度以及转向角加速度,设定应当对车辆1施加的目标横摆力矩。具体而言,控制器14基于转向角加速度设定第一横摆力矩,并且基于转向角速度设定第二横摆力矩,并基于该第一以及第二横摆力矩设定目标横摆力矩。在该情况下,控制器14基于在步骤S24中求出的驾驶席位置与在步骤S25中求出的车辆重心位置的距离,修正与转向角加速度相应的第一横摆力矩,并且修正与转向角速度相应的第二横摆力矩,根据上述这样修正后的第一以及第二横摆力矩设定目标横摆力矩。
详细而言,控制器14使用图12的映射图,基于转向角加速度设定第一横摆力矩,并且基于转向角速度设定第二横摆力矩。图12的(a)中的实线表示规定了与转向角加速度(横轴)相应而应当设定的第一横摆力矩(纵轴)的映射图。该映射图规定为,在转向角加速度为规定值以上时(转向角加速度小于规定值时,第一横摆力矩为0),转向角加速度越变大,则第一横摆力矩越向与方向盘11的打轮操作所对应的方向相反的方向侧(回轮侧)变大。通过这样设置,特别是,与方向盘11的打轮操作刚开始之后的、转向角加速度的上升相应的横加速度的急剧上升得以抑制。
此外,控制器14基于驾驶席位置与车辆重心位置的距离修正上述这样基于转向角加速度设定的第一横摆力矩。具体而言,控制器14在驾驶席位置与车辆重心位置的距离较大的情况下,将第一横摆力矩向回轮侧的横摆力矩修正(参照图12的(a)中的虚线)。在该距离较大的情况下,驾驶员容易感受到横加速度,因此通过将第一横摆力矩向回轮侧修正,来增大基于转向角加速度所实施的横加速度的上升的抑制程度。另一方面,控制器14在驾驶席位置与车辆重心位置的距离较小的情况下,将第一横摆力矩向打轮侧的横摆力矩修正(参照图12的(a)中的单点划线)。在该距离较小的情况下,驾驶员不易感受到横加速度,因此通过将第一横摆力矩向打轮侧修正,来减小基于转向角加速度所实施的横加速度的上升的抑制程度。
另一方面,图12的(b)中的实线表示规定了与转向角速度(横轴)相应而应当设定的第二横摆力矩(纵轴)的映射图。该映射图规定为,在转向角速度为规定值以上时(转向角速度小于规定值时,第二横摆力矩为0),转向角速度越变大,则第二横摆力矩越向与方向盘11的打轮操作相应的方向侧(打轮侧)变大。这样,车辆1对于驾驶员的打轮操作的响应性(转弯时的横摆角速度、横加速度的响应性)得以确保。换言之,上述那样的基于转向角加速度所实施的横加速度上升的抑制(特别是横加速度上升的过度抑制)所引起的响应性恶化得以抑制。
此外,控制器14基于驾驶席位置与车辆重心位置的距离修正像上述那样基于转向角速度设定的第二横摆力矩。具体而言,控制器14在驾驶席位置与车辆重心位置的距离较大的情况下,将第二横摆力矩向回轮侧的横摆力矩修正(参照图12的(b)中的虚线)。这是因为在该距离较大的情况下,驾驶员容易感受到横加速度,因此不易产生与上述那样的横加速度相关的响应性恶化,所以将第二横摆力矩向回轮侧修正。另一方面,控制器14在驾驶席位置与车辆重心位置的距离较小的情况下,将第二横摆力矩向打轮侧的横摆力矩修正(参照图12的(b)中的单点划线)。这是因为在该距离较小的情况下,驾驶员不易感受到横加速度,因此容易产生与上述那样的横加速度相关的响应性恶化,所以将第二横摆力矩向打轮侧修正。
另外,图12的(a)的映射图中的与转向角加速度相应的第一横摆力矩的变化率(绝对值)比与图12的(b)的映射图中的转向角速度相应的第二横摆力矩的变化率(绝对值)小为佳。这是为了防止基于转向角加速度的横加速度上升的抑制过度,对驾驶员带来不适感。
此外,不限于与转向角加速度以及转向角速度相应地使第一以及第二横摆力矩分别呈线性变化。例如也可以与转向角加速度以及转向角速度相应地使第一以及第二横摆力矩分别呈二次函数或者指数函数变化。
返回图11,控制器14在步骤S26中,通过将如上述那样设定的第一横摆力矩(负值)与第二横摆力矩(正值)相加,来设定对车辆1施加的目标横摆力矩。在第一横摆力矩的绝对值比第二横摆力矩的绝对值大的情况下,设定与打轮操作所对应的方向相反的方向侧(回轮侧)的目标横摆力矩,与此相对,在第一横摆力矩的绝对值比第二横摆力矩的绝对值小的情况下,设定与打轮操作相应的方向侧(打轮侧)的目标横摆力矩。
接着,在步骤S27中,控制器14经由制动器控制系统20控制制动器装置19,以对车辆1施加在步骤S26中设定的目标横摆力矩。典型地,控制器14在目标横摆力矩为负值的情况下(换句话说是该力矩的方向为与打轮操作所对应的方向相反的方向侧(回轮侧)的情况下),以对车辆1的转弯外轮施加制动力的方式控制制动器装置19,另一方面,在目标横摆力矩为正值的情况下(换句话说是该力矩的方向为与打轮操作相应的方向侧(打轮侧)的情况下),以对车辆1的转弯内轮施加制动力的方式控制制动器装置19。
更具体而言,控制器14预先存储规定了横摆力矩指令值与液压泵21的转速的关系的映射图,通过参照该映射图,以与在步骤S26中设定的目标横摆力矩对应的转速使液压泵21工作(例如通过使向液压泵21供给的电力上升,从而使液压泵21的转速上升至与制动力指令值对应的转速)。此外,控制器14例如预先存储规定了横摆力矩指令值与阀单元22的开度的关系的映射图,通过参照该映射图,以成为与目标横摆力矩对应的开度的方式分别控制阀单元22(例如通过使向电磁阀供给的电力上升,从而使电磁阀的开度增大至与制动力指令值对应的开度),由此调整各车轮的制动力。以上的步骤S27之后,控制器14结束车辆运动控制处理。
接下来,参照图13以及图14,说明本发明的第二实施方式的车辆运动控制的作用。图13以及图14是表示在方向盘11被进行了打轮操作时执行了第二实施方式的车辆运动控制的情况下的各种参数的时间变化的时序图的一个例子。
在图13的(a)中,曲线G31表示转向角(deg),曲线G32表示转向角速度(deg/s),曲线G33表示转向角加速度(deg/s2)。在图13的(b)中,曲线G34表示基于曲线G32的转向角速度设定的第二横摆力矩(Nm),曲线G35表示基于曲线G33的转向角加速度设定的第一横摆力矩(Nm),曲线G36表示基于曲线G34以及G35的第二横摆力矩以及第一横摆力矩设定的第二实施方式的目标横摆力矩(Nm)。在图13的(c)中,曲线G37表示适用了曲线G36的目标横摆力矩时在车辆1产生的横加速度(g),换句话说是表示在进行了第二实施方式所涉及的车辆运动控制的情况下产生的横加速度,曲线G38表示在未进行第二实施方式所涉及的车辆运动控制的情况下产生的横加速度。
另一方面,图14示出提取图13中的附图标记A2所示的期间(0~0.4秒),并仅将该期间放大(主要沿横向放大)表示的图。具体而言,在图14的(a)中,曲线G41表示将曲线G31放大表示的转向角(deg),曲线G42表示将曲线G32放大表示的转向角速度(deg/s),曲线G43表示将曲线G33放大表示的转向角加速度(deg/s2)。在图14的(b)中,曲线G44表示将曲线G34放大表示的第二横摆力矩(Nm),曲线G45表示将曲线G35放大表示的第一横摆力矩(Nm),曲线G46表示将曲线G36放大表示的目标横摆力矩(Nm)。在图14的(c)中,曲线G47表示将曲线G37放大表示的横加速度(g),曲线G48表示将曲线G38放大表示的横加速度(g)。
在方向盘11的打轮操作刚开始之后,如曲线G33、G43所示,转向角加速度大幅上升。此时,在第二实施方式中,如曲线G45所示,控制器14与转向角加速度的上升相应地设定第一横摆力矩。具体而言,控制器14设定在方向盘11的回轮方向侧具有相对较大的值的第一横摆力矩。另一方面,在打轮操作刚开始之后,如曲线G42所示,转向角速度并未如此大幅上升,因此如曲线G44所示,控制器14将第二横摆力矩几乎设定为0。根据上述这样的第一以及第二横摆力矩,在打轮操作刚开始之后,第一横摆力矩被直接设定为目标横摆力矩(曲线G46)。其结果,根据第二实施方式,如曲线G47所示,打轮操作刚开始之后的横加速度的急剧上升得以抑制。在该情况下,如图14的(c)的虚线区域R41所示,进行了第二实施方式所涉及的车辆运动控制的情况下的横加速度(曲线G47)比未进行第二实施方式所涉及的车辆运动控制的情况下的横加速度(曲线G48)小。
而且,从打轮操作开始起经过某种程度的时间后,如曲线G44所示,控制器14与转向角速度的上升相应地增大第二横摆力矩。另一方面,如曲线G45所示,控制器14随着转向角加速度的降低减小第一横摆力矩(绝对值),更具体而言使第一横摆力矩接近0。根据上述这样的第一以及第二横摆力矩,从打轮操作开始起经过某种程度的时间后,目标横摆力矩与第二横摆力矩相应地变大(曲线G46)。其结果,如图14的(c)的虚线区域R42所示,进行了第二实施方式所涉及的车辆运动控制的情况下的横加速度(曲线G47)比未进行第二实施方式所涉及的车辆运动控制的情况下的横加速度(曲线G48)大。由此,与驾驶员的操舵相应的横加速度的响应性得以确保。在该情况下,与驾驶员的操舵相应的横摆角速度的响应性也得以确保。
如以上所述,根据第二实施方式,基于转向角加速度设定第一横摆力矩,并将该第一横摆力矩适用于目标横摆力矩,因此基于转向角加速度增大向与方向盘11的打轮操作所对应的方向相反的方向侧(回轮侧)施加的横摆力矩,能够适当地抑制打轮操作刚开始之后的横加速度的急剧上升。由此,能够抑制方向盘11的打轮操作时的横加速度的变化所引起的不稳定的操舵。特别是,能够适当地抑制驾驶员受惊于打轮操作刚开始之后产生急剧的横加速度而降低方向盘11的操作速度(操舵的停止等)。
此外,根据第二实施方式,基于转向角速度设定第二横摆力矩,并将该第二横摆力矩适用于目标横摆力矩,因此基于转向角速度增大向与方向盘11的打轮操作相应的方向侧(打轮侧)施加的横摆力矩,能够确保车辆1对于驾驶员的打轮操作的响应性(转弯时的横摆角速度、横加速度的响应性)。特别是,能够抑制上述的第一横摆力矩对横加速度上升的抑制所引起的响应性恶化。
以下,说明第二实施方式的变形例。
不限于将上述的第二实施方式的车辆运动控制对打轮侧以及回轮侧双方实施,也可以仅对打轮侧实施车辆运动控制。例如如图13的(a)所示,从方向盘11的打轮操作开始经过1.8秒左右,转向角加速度小于0(换句话说是成为回轮侧的值),也可以不对车辆运动控制使用这样的回轮侧的转向角加速度。具体而言,在转向角加速度小于0的情况下,将第一横摆力矩设定为0即可。对于转向角速度也同样。
此外,在上述的第二实施方式中,基于转向角加速度以及转向角速度设定目标横摆力矩,并控制对车辆1施加的制动力,以实现该目标横摆力矩,但在其他例中,也可以不设定目标横摆力矩,而是基于转向角加速度以及转向角速度直接设定应当对车辆1施加的制动力,并控制制动力。在该例中,基于转向角加速度设定应当对车辆1的转弯外轮施加的制动力,并且基于转向角速度设定应当对车辆1的转弯内轮施加的制动力即可。即,通过基于转向角加速度对车辆1的转弯外轮施加制动力,来附加与打轮操作所对应的转弯方向相反的方向的横摆力矩即可,此外,通过基于转向角速度对车辆1的转弯内轮施加制动力,来附加与打轮操作相应的转弯方向的横摆力矩即可。
图15是本发明的第二实施方式的变形例的制动力的映射图。图15的(a)中的实线表示规定了与转向角加速度(横轴)相应而应当设定的转弯外轮侧制动力(纵轴),换句话说是应当对车辆1的转弯外轮施加的制动力的映射图。该映射图规定为在转向角加速度为规定值以上时(转向角加速度小于规定值时,转弯外轮侧制动力为0),转向角加速度越变大,则转弯外轮侧制动力(绝对值)越变大。这样,特别是,与方向盘11的打轮操作刚开始之后的、转向角加速度的上升相应的横加速度的急剧上升得以抑制。此外,控制器14基于驾驶席位置与车辆重心位置的距离修正上述那样与转向角加速度相应的转弯外轮侧制动力。具体而言,控制器14在驾驶席位置与车辆重心位置的距离较大的情况下,进行增大转弯外轮侧制动力(绝对值)的修正(参照图15的(a)中的虚线)。另一方面,控制器14在驾驶席位置与车辆重心位置的距离较小的情况下,进行减小转弯外轮侧制动力(绝对值)的修正(参照图15的(a)中的单点划线)。
另一方面,图15的(b)中的实线表示规定了与转向角速度(横轴)相应而应当设定的转弯内轮侧制动力(纵轴),换句话说是应当对车辆1的转弯内轮施加的制动力的映射图。该映射图规定为在转向角速度为规定值以上时(转向角速度小于规定值时,转弯内轮侧制动力为0),转向角速度越变大,则转弯内轮侧制动力(绝对值)越变大。这样,车辆1对于驾驶员的打轮操作的响应性(转弯时的横摆角速度、横加速度的响应性)得以确保。换言之,基于上述那样的转向角加速度所实施的横加速度上升的抑制(特别是横加速度上升的过度抑制)所引起的响应性恶化得以抑制。此外,控制器14基于驾驶席位置与车辆重心位置的距离修正上述那样与转向角速度相应的转弯内轮侧制动力。具体而言,控制器14在驾驶席位置与车辆重心位置的距离较大的情况下,进行减小转弯内轮侧制动力(绝对值)的修正(参照图15的(b)中的虚线)。另一方面,控制器14在驾驶席位置与车辆重心位置的距离较小的情况下,进行增大转弯内轮侧制动力(绝对值)的修正(参照图15的(b)中的单点划线)。
此外,在上述的第二实施方式中,为了实现目标横摆力矩,通过制动器装置19对车辆1施加制动力,但在其他例中,也可以取代通过制动器装置19施加制动力,而通过电动发电机4的再生发电对车辆1施加制动力,来实现目标横摆力矩,或者通过制动器装置19施加制动力、且通过电动发电机4的再生发电对车辆1施加制动力,来实现目标横摆力矩。在该情况下,改变通过电动发电机4的再生发电对各轮施加的制动力即可。
此外,在上述的第二实施方式中,通过控制对车辆1施加的制动力来实现目标横摆力矩,但在其他例中,也可以取代控制制动力,而是控制对车辆1施加的驱动力来实现目标横摆力矩,或者通过控制制动力且控制对车辆1施加的驱动力来实现目标横摆力矩。在一例中,也可以通过改变对左右轮施加的驱动力,来实现目标横摆力矩。在另一例中,也可以通过对左右轮的一方施加驱动力,对左右轮的另一方施加制动力,来实现目标横摆力矩。在该例中,在对车辆1附加与打轮操作所对应的转弯方向相反的方向的横摆力矩的情况下,对转弯外轮施加制动力,另一方面对转弯内轮施加驱动力即可,此外,在对车辆1附加与打轮操作相应的转弯方向的横摆力矩的情况下,对转弯外轮施加驱动力,另一方面对转弯内轮施加制动力即可。
此外,上述的第二实施方式也可以与第一实施方式组合实施。即,为了基于转向角加速度以及转向角速度控制车辆1的横加速度,也可以实施用于变更车轮角的转向装置6的控制、以及对车辆1施加的横摆力矩的控制(对车辆1施加的制动力以及/驱动力的控制)双方。
附图标记说明
1 车辆
2 前轮
3 逆变器
4 电动发电机
6 转向装置
8 转向角传感器
11 方向盘
14 控制器
16 电磁转向电机
19 制动器装置
20 制动器控制系统
Claims (11)
1.一种车辆的控制装置,其特征在于,具有:
转向装置,具备为了使车辆转弯而被操作的方向盘、以及检测所述方向盘的转向角的转向角传感器,所述转向装置根据所述方向盘的操作而使车辆的转向轮转向;
设定机构,基于由所述转向角传感器检测出的转向角,设定转向角加速度;以及
车辆运动控制机构,在所述方向盘被进行了打轮操作时控制车辆运动,
所述车辆运动控制机构以基于所述转向角加速度抑制车辆的横加速度的上升的方式控制所述车辆运动,
所述车辆运动控制机构基于所述转向角加速度控制车辆的横摆力矩,从而基于所述转向角加速度抑制车辆的横加速度的上升,
所述车辆的控制装置还具备能够对左右的车轮施加不同的制动力的制动器装置,
所述设定机构还基于由所述转向角传感器检测出的转向角,设定转向角速度,
所述车辆运动控制机构以基于所述转向角加速度增加对车辆的转弯外轮施加的制动力的方式控制所述制动器装置,并且以基于所述转向角速度增加对车辆的转弯内轮施加的制动力的方式控制所述制动器装置,由此来控制所述横摆力矩。
2.如权利要求1所述的车辆的控制装置,其特征在于,
所述设定机构还基于由所述转向角传感器检测出的转向角,设定转向角速度,
所述车辆运动控制机构基于所述转向角加速度抑制车辆的横加速度的上升,另一方面,基于所述转向角速度增大车辆的横加速度的上升。
3.如权利要求1所述的车辆的控制装置,其特征在于,
所述设定机构还基于由所述转向角传感器检测出的转向角,设定转向角速度,
所述转向装置构成为能够与所述方向盘的操作独立地变更所述转向轮的车轮角,
所述车辆运动控制机构以基于所述转向角、所述转向角速度以及所述转向角加速度,与所述方向盘的操作独立地变更所述车轮角的方式,控制所述转向装置,从而基于所述转向角加速度抑制车辆的横加速度的上升。
4.如权利要求1所述的车辆的控制装置,其特征在于,
所述车辆运动控制机构通过控制对车辆施加的制动力以及驱动力中的至少某一方,来控制所述横摆力矩。
5.一种车辆的控制装置,其特征在于,具有:
转向装置,具备为了使车辆转弯而被操作的方向盘、以及检测所述方向盘的转向角的转向角传感器,所述转向装置根据所述方向盘的操作而使转向轮转向;
设定机构,基于由所述转向角传感器检测出的转向角,设定转向角加速度;以及
车辆运动控制机构,在所述方向盘被进行了打轮操作时控制车辆运动,
所述车辆运动控制机构基于所述转向角加速度抑制车辆的横加速度的上升,以便以抑制由于与所述方向盘的打轮操作相应地上升的车辆的横加速度而导致驾驶员对所述方向盘的操作速度下降的方式控制所述车辆运动,
所述车辆运动控制机构基于所述转向角加速度控制车辆的横摆力矩,从而基于所述转向角加速度抑制车辆的横加速度的上升,
所述车辆的控制装置还具备能够对左右的车轮施加不同的制动力的制动器装置,
所述设定机构还基于由所述转向角传感器检测出的转向角,设定转向角速度,
所述车辆运动控制机构以基于所述转向角加速度增加对车辆的转弯外轮施加的制动力的方式控制所述制动器装置,并且以基于所述转向角速度增加对车辆的转弯内轮施加的制动力的方式控制所述制动器装置,由此来控制所述横摆力矩。
6.如权利要求1~5中任一项所述的车辆的控制装置,其特征在于,
所述车辆具有能够沿车辆前后方向调整位置的驾驶席,
所述驾驶席的车辆前后位置与所述车辆的重心位置相比在车辆前后方向上被设定于前侧,
所述车辆运动控制机构在所述驾驶席的车辆前后位置与所述车辆的重心位置的距离大时,与该距离不大时相比,更强地抑制所述车辆的横加速度的上升。
7.如权利要求6所述的车辆的控制装置,其特征在于,
还具有检测所述驾驶席以外的落座状态的落座传感器,
所述车辆运动控制机构基于由所述落座传感器检测出的落座状态,变更所述车辆的重心位置。
8.如权利要求7所述的车辆的控制装置,其特征在于,
所述落座传感器检测所述车辆的副驾驶席以及后席的落座状态。
9.如权利要求6所述的车辆的控制装置,其特征在于,
还具有检测所述车辆的燃料箱内的燃料余量的燃料余量传感器,
所述车辆运动控制机构基于由所述燃料余量传感器检测出的燃料余量,变更所述车辆的重心位置。
10.如权利要求6所述的车辆的控制装置,其特征在于,
还具有判定所述车辆是否处于牵引状态的牵引状态判定机构,
所述车辆运动控制机构基于所述牵引状态判定机构的判定结果,变更所述车辆的重心位置。
11.如权利要求1~5中任一项所述的车辆的控制装置,其特征在于,
所述车辆具有能够沿车辆前后方向调整位置的驾驶席,
所述车辆运动控制机构在所述驾驶席的车辆前后位置位于前侧时,与非前侧时相比,更强地抑制所述车辆的横加速度的上升。
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