專利名稱：在過度轉(zhuǎn)向抑制控制中計算駕駛員的反方向轉(zhuǎn)向操作的車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于抑制諸如汽車的車輛的過度轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向行為控制。
背景技術(shù)：
已經(jīng)公知多種用于抑制汽車這樣的車輛過度轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向行為控制設(shè)備。車輛的過度轉(zhuǎn)向是由于駕駛員過分的轉(zhuǎn)向操作或者車輪在路面打滑時所致，其產(chǎn)生時會造成車輛自旋。通常，進行過度轉(zhuǎn)向抑制控制以在減小轉(zhuǎn)向角的方向上轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)向輪和/或制動位于轉(zhuǎn)向外側(cè)的前輪，從而由此產(chǎn)生使車輛朝轉(zhuǎn)向外側(cè)轉(zhuǎn)動的偏航力矩。
車輛的轉(zhuǎn)向抑制控制中，當(dāng)轉(zhuǎn)向抑制偏航力矩在一個方向上施加到車輛上時，此后立即在另一方向上施加，由于駕駛方向的快速往復(fù)，駕駛員或乘客會產(chǎn)生一種不舒服的感覺，與在換道或障礙行進中形成的感覺一樣。為避免該問題，我們曾在日本專利申請2004-261162中提出，至少在確定的時期中，減小與第一轉(zhuǎn)向抑制偏航力矩的施加方向相反的第二轉(zhuǎn)向抑制偏航力矩的施加速度或大小。

發(fā)明內(nèi)容
在車輛的轉(zhuǎn)向行進中，當(dāng)產(chǎn)生過度轉(zhuǎn)向或由此引起的自旋時，技術(shù)高于某一水平的駕駛員會無意識地做出反方向轉(zhuǎn)向的動作，在與過度轉(zhuǎn)向或自旋方向相反的方向上轉(zhuǎn)動方向盤。然而，常規(guī)轉(zhuǎn)向行為控制設(shè)備適于在檢測到過度轉(zhuǎn)向狀態(tài)時，將轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角減小一個估算的、要從過度轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向角中減去的角度，在轉(zhuǎn)向行為控制設(shè)備開始工作之后，當(dāng)駕駛員進行反方向轉(zhuǎn)向的動作時，容易使反方向轉(zhuǎn)向作用變得過度，從而帶給駕駛員或乘客一種不舒服的感覺。
鑒于常規(guī)轉(zhuǎn)向行為控制設(shè)備的上述問題，本發(fā)明的目的是解決這種常規(guī)轉(zhuǎn)向行為控制設(shè)備中的問題。
按照本發(fā)明，通過包含適于駕駛員操縱的轉(zhuǎn)向單元以及轉(zhuǎn)向行為控制設(shè)備的車輛實現(xiàn)上述目的，轉(zhuǎn)向行為控制設(shè)備用于當(dāng)檢測到車輛的過度轉(zhuǎn)向狀態(tài)時根據(jù)駕駛員的操作自動地減小由轉(zhuǎn)向單元轉(zhuǎn)向了的車輪的轉(zhuǎn)向角，其中，當(dāng)轉(zhuǎn)向行為控制設(shè)備自動減小轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角的同時駕駛員進行反方向轉(zhuǎn)向操作時，由轉(zhuǎn)向行為控制設(shè)備進行的轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向角的自動減小量根據(jù)駕駛員的反方向轉(zhuǎn)向操作減小。
當(dāng)車輛如上述構(gòu)造時，通過轉(zhuǎn)向行為控制設(shè)備進行的自動過度轉(zhuǎn)向抑制控制和由駕駛員進行的反方向轉(zhuǎn)向動作之間的相互疊加得以避免，不會造成會給駕駛員或乘客帶來不舒服感覺的轉(zhuǎn)向輪的過分反方向轉(zhuǎn)向。
轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角的自動減小量可減小到相應(yīng)于駕駛員的反方向轉(zhuǎn)向角的一個程度。
當(dāng)轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角的自動減小量減小到上述這個程度時，基于駕駛員形成的反方向轉(zhuǎn)向角，從其靜態(tài)大小的方面對駕駛員通過反方向轉(zhuǎn)向抑制過度轉(zhuǎn)向的效果進行評價，使得通過轉(zhuǎn)向行為控制設(shè)備進行的反方向轉(zhuǎn)向自動抑制相對于駕駛員形成的多種反方向轉(zhuǎn)向角得到適當(dāng)?shù)目刂疲云ヅ浞捶较蜣D(zhuǎn)向角。
轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角的自動減小量可減小到相應(yīng)于駕駛員的反方向轉(zhuǎn)向的角速度的一個程度。
當(dāng)轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角的自動減小量減小到上述這個程度時，基于駕駛員形成的反方向轉(zhuǎn)向的角速度，從其動態(tài)大小的方面對駕駛員通過反方向轉(zhuǎn)向抑制過度轉(zhuǎn)向的效果進行評價，使得通過轉(zhuǎn)向行為控制設(shè)備進行的反方向轉(zhuǎn)向自動抑制相對于駕駛員形成的多種反方向轉(zhuǎn)向的速度得到適當(dāng)?shù)目刂疲耘c駕駛員的反方向轉(zhuǎn)向操作保持適時。


附圖中圖1是按照本發(fā)明的車輛的簡圖，顯示與本發(fā)明相關(guān)的結(jié)構(gòu)；圖2是顯示按照本發(fā)明在車輛中執(zhí)行的過度轉(zhuǎn)向抑制控制的一個
具體實施例方式
下面，將以一些優(yōu)選實施例的形式并參考附圖更詳細地說明本發(fā)明。
圖1中圖示的車輛包含適于駕駛員操縱的轉(zhuǎn)向單元，以及當(dāng)檢測到車輛的過度轉(zhuǎn)向狀態(tài)時，用于根據(jù)駕駛員的轉(zhuǎn)向操作自動地減小由轉(zhuǎn)向單元形成的轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)向行為控制設(shè)備。并且，當(dāng)轉(zhuǎn)向行為控制設(shè)備自動減小轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角的同時，駕駛員進行反方向轉(zhuǎn)向操作時，轉(zhuǎn)向行為控制設(shè)備對轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向角的自動減小量會根據(jù)駕駛員的反方向轉(zhuǎn)向操作而減小。然而，本發(fā)明是一種結(jié)合在本領(lǐng)域中已公知硬件結(jié)構(gòu)的計算機中的軟件。
圖1中，車輛具有左前輪、右前輪、左后輪和右后輪，以及由這些車輪支撐的車身(但圖中未顯示)，所述車輛結(jié)合有以多種形式公知的轉(zhuǎn)向單元和電子控制單元(ECU)。
轉(zhuǎn)向單元包括方向盤、動力致動器和轉(zhuǎn)向角修正設(shè)備，其根據(jù)駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤的操作，通過動力致動器對左前輪和右前輪進行轉(zhuǎn)向，其中，由轉(zhuǎn)向角修正設(shè)備自動修正來自方向盤的轉(zhuǎn)向角的角度，而得到對左前輪和右前輪進行轉(zhuǎn)向的角度。
電子控制單元基本上由微型計算機構(gòu)成，作為微型計算機控制計算功能的一部分，其包括與本發(fā)明相關(guān)的轉(zhuǎn)向行為控制部分和轉(zhuǎn)向角修正計算部分。
向電子控制單元提供來自車速傳感器的指示車速的信號、來自偏航速率(yaw rate)傳感器的指示車身偏航速率的信號、來自橫向加速度傳感器的指示車身橫向加速度的信號、來自轉(zhuǎn)向角傳感器的指示方向盤轉(zhuǎn)向角的信號以及指示其它各種所需信息的其它信號。電子控制單元根據(jù)這些輸入信號以及預(yù)先存儲在微型計算機中的控制程序進行各種控制計算，并執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的控制以及與車輛操作有關(guān)的其它控制。
圖2是顯示按照本發(fā)明的在車輛中執(zhí)行的過度轉(zhuǎn)向抑制控制的實施例的流程圖。在車輛的驅(qū)動運行期間，可以以幾十到幾百毫秒為周期重復(fù)執(zhí)行該流程圖的控制。
當(dāng)控制開始時，在步驟10判斷由轉(zhuǎn)向角傳感器檢測的轉(zhuǎn)向角θ是否大于確定的下限θ0。在此，當(dāng)車輛從中間位置向左轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)向角設(shè)為正，當(dāng)從中間位置向右轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)向角設(shè)為負。下限θ0是轉(zhuǎn)向角的絕對值，當(dāng)車輛轉(zhuǎn)向超過該值時，車輛易于進入將由本發(fā)明控制的過度轉(zhuǎn)向狀態(tài)。當(dāng)回答為是(Y)時，控制進行到步驟20，并且將指標(biāo)D的值置為1。當(dāng)回答為否(N)時，控制進行到步驟30，并且判斷θ是否小于-θ0。當(dāng)回答為是時，控制進行到步驟40，并且將D的值置為-1。當(dāng)步驟30的回答為否時，這就意味著沒有過度地向左或者向右轉(zhuǎn)向，因此在這種情況下就結(jié)束按照該流程圖的控制。
控制從步驟20或者40進行到步驟50，由轉(zhuǎn)向角傳感器檢測到的轉(zhuǎn)向角表示為θ，由車速傳感器檢測到的車速表示為V，由橫向加速度傳感器檢測到的車身的橫向加速度表示為Gy，轉(zhuǎn)向單元的傳動比表示為N，軸距表示為L，穩(wěn)定系數(shù)表示為Kh，在這些參數(shù)值的條件下，車身的偏航速率，亦即目標(biāo)偏航速率γt，計算如下γt＝{1/(1+Kh·V2)}V·θ/(N·L)Gy＝γt·V從以上兩個方程可得，γt＝V·θ/(N·L)-Kh·Gy·V接下來在步驟60中，判斷由偏航速率傳感器檢測的偏航速率γd和以上計算得到的目標(biāo)偏航速率γt之間的差是否大于確定的差值Δγ0。按照上述規(guī)定，左轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向角設(shè)為正，而右轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向角設(shè)為負，偏航速率也是左轉(zhuǎn)設(shè)為正，而右轉(zhuǎn)為負。由于指標(biāo)D在向左的轉(zhuǎn)向中設(shè)為1，而在向右的轉(zhuǎn)向中設(shè)為-1，將Δγ0設(shè)成適當(dāng)?shù)恼担谧筠D(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)中通過判斷(γd-γt)D是否大于Δγ0，可判斷出真實偏航速率的絕對值比目標(biāo)偏航速率的絕對值大出的值是否超出了確定的極限值，或者換言之，車輛是否處于超出確定范圍的過度轉(zhuǎn)向狀態(tài)。當(dāng)回答為是時，控制進行到步驟70，而當(dāng)回答為否時，意味著沒有發(fā)生過度轉(zhuǎn)向的狀況，因此在這種情況下就結(jié)束按照該流程圖的控制。
步驟70中，在左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)兩種情況下，根據(jù)基于變量Δγ的合適的函數(shù)Fs(Δγ)，計算相對于真實偏航速率γd與目標(biāo)偏航速率γt的差Δγ＝(γd-γt)D的絕對值的、用于抑制過度轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向角減小量Δρ。可參考如圖3以Δγ值示出的對應(yīng)關(guān)系完成該計算。
接下來在步驟80中，計算當(dāng)前程序循環(huán)中的轉(zhuǎn)向角的值θ與前一程序循環(huán)中的轉(zhuǎn)向角θ’的差。為在左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)中均可檢測是否正進行了反方向轉(zhuǎn)向，以Δθ＝-(θ-θ’)D檢測θ和θ’之間的差，當(dāng)正進行反方向轉(zhuǎn)向時，Δθ為正。
接下來在步驟90中，判斷Δθ是否為正。當(dāng)回答為是時，控制直接進行到步驟100，而當(dāng)回答為否時，控制進行到步驟110，其中Δθ被重置為0，然后控制進行到步驟100。
步驟100中，基于Δθ的值，根據(jù)駕駛員的反方向轉(zhuǎn)向，計算用于減小自動過度轉(zhuǎn)向抑制控制的轉(zhuǎn)向角大小的減小率。這就是去獲得基于Δθ的函數(shù)的減小率Fc(Δθ)，并去修正步驟70中計算的轉(zhuǎn)向角減小量Δρ，例如使其變?yōu)棣う褅1-Fc(Δθ)}。Fc(Δθ)的值可基于Δθ的值、參考如圖4所示的對應(yīng)關(guān)系獲得。在圖4的對應(yīng)關(guān)系中，線a、b和c以所述順序?qū)Ⅰ{駛員的反方向轉(zhuǎn)向速度的影響，逐漸多地結(jié)合到用于減小自動過度轉(zhuǎn)向抑制控制的轉(zhuǎn)向角的減小率中。Δθ是圖2的流程圖的每一個循環(huán)中，駕駛員進行的反方向轉(zhuǎn)向的量。
根據(jù)隨著每個循環(huán)的推移而改變Δθ的轉(zhuǎn)向角θ，在每個循環(huán)中，由自動過度轉(zhuǎn)向抑制控制得到的原始轉(zhuǎn)向角減小量Δρ減小Δρ·Fc(Δθ)，使得自動的轉(zhuǎn)向角減小量的減小到與駕駛員的反方向轉(zhuǎn)向角相應(yīng)的程度。
此外，Δθ的大小表示圖2流程圖的每一循環(huán)中反方向轉(zhuǎn)向角的增加量，因此也表示反方向轉(zhuǎn)向中轉(zhuǎn)回速度的大小。因此，線a、b和c的向上彎曲量表示反方向轉(zhuǎn)向中的轉(zhuǎn)回速度有多少反映在自動轉(zhuǎn)向角減小的減小量上。
換言之，相互比較線a、b和c，線b較之線a更多地將駕駛員的反方向轉(zhuǎn)向中的反方向轉(zhuǎn)向速度反映在減小自動轉(zhuǎn)向角減小量上，而線c較之線b更多地將駕駛員的反方向轉(zhuǎn)向中的反方向轉(zhuǎn)向速度反映在減小自動轉(zhuǎn)向角減小量上。
反方向轉(zhuǎn)向中的反方向轉(zhuǎn)向速度在自動轉(zhuǎn)向角減小的減小量上的反映，可以疊加到根據(jù)反方向轉(zhuǎn)向角而進行的自動轉(zhuǎn)向角減小的減小量上，使得線b從線a的中部向上彎曲，線c從線b的中部向上彎曲，如點線示意性顯示的那樣。在任何情況下，除了將轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角的自動減小量減小到相應(yīng)于駕駛員的反方向轉(zhuǎn)向角的程度之外，轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角的自動減小量也減小到相應(yīng)于駕駛員反方向轉(zhuǎn)向的角速度的程度。
接下來在步驟120中，判斷D是否為1。在左轉(zhuǎn)的情況下，回答為是，而在右轉(zhuǎn)的情況下，回答為否。當(dāng)回答為是時，控制進行到步驟130，通過將該時刻的轉(zhuǎn)向操作角θ除以轉(zhuǎn)向單元的傳動比N而得到的轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角中減去Δρ那么小的量，計算轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角ρ。當(dāng)回答為否時，控制進行到步驟140，通過將該時刻的負的轉(zhuǎn)向操作角θ除以轉(zhuǎn)向單元的傳動比N而得到的轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角加上Δρ那么大的量，以在算術(shù)上增大轉(zhuǎn)向輪的負的轉(zhuǎn)向角，計算得到轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角ρ。
接下來在步驟150中，運行動力致動器，以使得轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角達到ρ。
盡管本發(fā)明已根據(jù)其中的一個優(yōu)選實施例進行了詳細說明，但是顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員有可能根據(jù)所示實施例進行各種本發(fā)明范圍之內(nèi)的修改。
權(quán)利要求
1.一種車輛，包括適于駕駛員操縱的轉(zhuǎn)向單元，和轉(zhuǎn)向行為控制設(shè)備，該轉(zhuǎn)向行為控制設(shè)備用于當(dāng)檢測到車輛的過度轉(zhuǎn)向狀態(tài)時，根據(jù)駕駛員的操作自動地減小由該轉(zhuǎn)向單元轉(zhuǎn)向了的車輪轉(zhuǎn)向角，其特征在于，當(dāng)該轉(zhuǎn)向行為控制設(shè)備自動減小轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角的同時，所述駕駛員進行反方向轉(zhuǎn)向操作時，由該轉(zhuǎn)向行為控制設(shè)備進行的轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向角的自動減小量根據(jù)駕駛員的反方向轉(zhuǎn)向操作減小。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛，其特征在于，轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角的自動減小量減小到相應(yīng)于駕駛員的反方向轉(zhuǎn)向角的程度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的車輛，其特征在于，轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角的自動減小量減小到相應(yīng)于駕駛員的反方向轉(zhuǎn)向的角速度的程度。
全文摘要
在轉(zhuǎn)向行為控制設(shè)備執(zhí)行自動的過度轉(zhuǎn)向抑制控制期間，當(dāng)駕駛員做出反方向轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)回方向盤時，自動減小轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角的反方向轉(zhuǎn)向和駕駛員的反方向轉(zhuǎn)向相互重疊，造成過度的反方向轉(zhuǎn)向。為避免該問題，在轉(zhuǎn)向行為控制設(shè)備執(zhí)行轉(zhuǎn)向角的自動減小的同時駕駛員做出反方向轉(zhuǎn)向操作時，轉(zhuǎn)向角的自動減小量根據(jù)駕駛員的反方向轉(zhuǎn)向操作進行減小。
文檔編號B62D6/08GK1948073SQ200610140049
公開日2007年4月18日 申請日期2006年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月11日
發(fā)明者鈴村將人 申請人:豐田自動車株式會社