CN100439178C - 在过度转向抑制控制中计算驾驶员的反方向转向操作的车辆 - Google Patents

Abstract

在转向行为控制设备执行自动的过度转向抑制控制期间，当驾驶员做出反方向转向操作转回方向盘时，自动减小转向轮的转向角的反方向转向和驾驶员的反方向转向相互重叠，造成过度的反方向转向。为避免该问题，在转向行为控制设备执行转向角的自动减小的同时驾驶员做出反方向转向操作时，转向角的自动减小量根据驾驶员的反方向转向操作进行减小。

Description

在过度转向抑制控制中计算驾驶员的反方向转向操作的车辆

技术领域

本发明涉及用于抑制诸如汽车的车辆的过度转向的转向行为控制。

背景技术

已经公知多种用于抑制汽车这样的车辆过度转向的转向行为控制设备。车辆的过度转向是由于驾驶员过分的转向操作或者车轮在路面打滑时所致，其产生时会造成车辆自旋。通常，进行过度转向抑制控制以在减小转向角的方向上转回转向轮和/或制动位于转向外侧的前轮，从而由此产生使车辆朝转向外侧转动的偏航力矩。

车辆的转向抑制控制中，当转向抑制偏航力矩在一个方向上施加到车辆上时，此后立即在另一方向上施加，由于驾驶方向的快速往复，驾驶员或乘客会产生一种不舒服的感觉，与在换道或障碍行进中形成的感觉一样。为避免该问题，我们曾在日本专利申请2004-261162中提出，至少在确定的时期中，减小与第一转向抑制偏航力矩的施加方向相反的第二转向抑制偏航力矩的施加速度或大小。

发明内容

在车辆的转向行进中，当产生过度转向或由此引起的自旋时，技术高于某一水平的驾驶员会无意识地做出反方向转向的动作，在与过度转向或自旋方向相反的方向上转动方向盘。然而，常规转向行为控制设备适于在检测到过度转向状态时，将转向轮的转向角减小一个估算的、要从过度转向的转向角中减去的角度，在转向行为控制设备开始工作之后，当驾驶员进行反方向转向的动作时，容易使反方向转向作用变得过度，从而带给驾驶员或乘客一种不舒服的感觉。

鉴于常规转向行为控制设备的上述问题，本发明的目的是解决这种常规转向行为控制设备中的问题。

按照本发明，通过包含适于驾驶员操纵的转向单元以及转向行为控制设备的车辆实现上述目的，转向行为控制设备用于当检测到车辆的过度转向状态时根据驾驶员的操作自动地减小由转向单元转向了的车轮的转向角，其中，当转向行为控制设备自动减小转向轮的转向角的同时驾驶员进行反方向转向操作时，由转向行为控制设备进行的转向轮转向角的自动减小量根据驾驶员的反方向转向操作减小。

当车辆如上述构造时，通过转向行为控制设备进行的自动过度转向抑制控制和由驾驶员进行的反方向转向动作之间的相互叠加得以避免，不会造成会给驾驶员或乘客带来不舒服感觉的转向轮的过分反方向转向。

转向轮的转向角的自动减小量可减小到相应于驾驶员的反方向转向角的一个程度。

当转向轮的转向角的自动减小量减小到上述这个程度时，基于驾驶员形成的反方向转向角，从其静态大小的方面对驾驶员通过反方向转向抑制过度转向的效果进行评价，使得通过转向行为控制设备进行的反方向转向自动抑制相对于驾驶员形成的多种反方向转向角得到适当的控制，以匹配反方向转向角。

转向轮的转向角的自动减小量可减小到相应于驾驶员的反方向转向的角速度的一个程度。

当转向轮的转向角的自动减小量减小到上述这个程度时，基于驾驶员形成的反方向转向的角速度，从其动态大小的方面对驾驶员通过反方向转向抑制过度转向的效果进行评价，使得通过转向行为控制设备进行的反方向转向自动抑制相对于驾驶员形成的多种反方向转向的速度得到适当的控制，以与驾驶员的反方向转向操作保持适时。

附图说明

附图中：

图1是按照本发明的车辆的简图，显示与本发明相关的结构；

图2是显示按照本发明在车辆中执行的过度转向抑制控制的一个实施例的流程图；

图3的对应关系显示在步骤70中根据过度转向程度Δγ以函数Fs的形式计算用于抑制过度转向的转向轮的转向角减小量Δρ的一种方式的示例；以及

图4的对应关系显示在步骤100中根据转向角θ的大小以及驾驶员造成的反方向转向的速度的大小，以函数Fc的形式计算用于抑制过度转向的转向轮的转向角减小量Δρ的一种方式的示例。

具体实施方式

下面，将以一些优选实施例的形式并参考附图更详细地说明本发明。

图1中图示的车辆包含适于驾驶员操纵的转向单元，以及当检测到车辆的过度转向状态时，用于根据驾驶员的转向操作自动地减小由转向单元形成的转向轮的转向角的转向行为控制设备。并且，当转向行为控制设备自动减小转向轮的转向角的同时，驾驶员进行反方向转向操作时，转向行为控制设备对转向轮转向角的自动减小量会根据驾驶员的反方向转向操作而减小。然而，本发明是一种结合在本领域中已公知硬件结构的计算机中的软件。

图1中，车辆具有左前轮、右前轮、左后轮和右后轮，以及由这些车轮支撑的车身(但图中未显示)，所述车辆结合有以多种形式公知的转向单元和电子控制单元(ECU)。

转向单元包括方向盘、动力致动器和转向角修正设备，其根据驾驶员转动方向盘的操作，通过动力致动器对左前轮和右前轮进行转向，其中，由转向角修正设备自动修正来自方向盘的转向角的角度，而得到对左前轮和右前轮进行转向的角度。

电子控制单元基本上由微型计算机构成，作为微型计算机控制计算功能的一部分，其包括与本发明相关的转向行为控制部分和转向角修正计算部分。

向电子控制单元提供来自车速传感器的指示车速的信号、来自偏航速率(yaw rate)传感器的指示车身偏航速率的信号、来自横向加速度传感器的指示车身横向加速度的信号、来自转向角传感器的指示方向盘转向角的信号以及指示其它各种所需信息的其它信号。电子控制单元根据这些输入信号以及预先存储在微型计算机中的控制程序进行各种控制计算，并执行根据本发明的控制以及与车辆操作有关的其它控制。

图2是显示按照本发明的在车辆中执行的过度转向抑制控制的实施例的流程图。在车辆的驱动运行期间，可以以几十到几百毫秒为周期重复执行该流程图的控制。

当控制开始时，在步骤10判断由转向角传感器检测的转向角θ是否大于确定的下限θ0。在此，当车辆从中间位置向左转时，转向角设为正，当从中间位置向右转时，转向角设为负。下限θ0是转向角的绝对值，当车辆转向超过该值时，车辆易于进入将由本发明控制的过度转向状态。当回答为是(Y)时，控制进行到步骤20，并且将指标D的值置为1。当回答为否(N)时，控制进行到步骤30，并且判断θ是否小于-θ0。当回答为是时，控制进行到步骤40，并且将D的值置为-1。当步骤30的回答为否时，这就意味着没有过度地向左或者向右转向，因此在这种情况下就结束按照该流程图的控制。

控制从步骤20或者40进行到步骤50，由转向角传感器检测到的转向角表示为θ，由车速传感器检测到的车速表示为V，由横向加速度传感器检测到的车身的横向加速度表示为Gy，转向单元的传动比表示为N，轴距表示为L，稳定系数表示为Kh，在这些参数值的条件下，车身的偏航速率，亦即目标偏航速率γt，计算如下：

γt＝{1/(1+Kh·V²)}V·θ/(N·L)

Gy＝γt·V

从以上两个方程可得，

γt＝V·θ/(N·L)-Kh·Gy·V

接下来在步骤60中，判断由偏航速率传感器检测的偏航速率γ_d和以上计算得到的目标偏航速率γt之间的差是否大于确定的差值Δγ0。按照上述规定，左转的转向角设为正，而右转的转向角设为负，偏航速率也是左转设为正，而右转为负。由于指标D在向左的转向中设为1，而在向右的转向中设为-1，将Δγ0设成适当的正值，在左转和右转中通过判断(γd-γt)D是否大于Δγ0，可判断出真实偏航速率的绝对值比目标偏航速率的绝对值大出的值是否超出了确定的极限值，或者换言之，车辆是否处于超出确定范围的过度转向状态。当回答为是时，控制进行到步骤70，而当回答为否时，意味着没有发生过度转向的状况，因此在这种情况下就结束按照该流程图的控制。

步骤70中，在左转和右转两种情况下，根据基于变量Δγ的合适的函数Fs(Δγ)，计算相对于真实偏航速率γd与目标偏航速率γt的差Δγ＝(γd-γt)D的绝对值的、用于抑制过度转向的转向角减小量Δρ。可参考如图3以Δγ值示出的对应关系完成该计算。

接下来在步骤80中，计算当前程序循环中的转向角的值θ与前一程序循环中的转向角θ’的差。为在左转和右转中均可检测是否正进行了反方向转向，以Δθ＝-(θ-θ’)D检测θ和θ’之间的差，当正进行反方向转向时，Δθ为正。

接下来在步骤90中，判断Δθ是否为正。当回答为是时，控制直接进行到步骤100，而当回答为否时，控制进行到步骤110，其中Δθ被重置为0，然后控制进行到步骤100。

步骤100中，基于Δθ的值，根据驾驶员的反方向转向，计算用于减小自动过度转向抑制控制的转向角大小的减小率。这就是去获得基于Δθ的函数的减小率Fc(Δθ)，并去修正步骤70中计算的转向角减小量Δρ，例如使其变为Δρ{1-Fc(Δθ)}。Fc(Δθ)的值可基于Δθ的值、参考如图4所示的对应关系获得。在图4的对应关系中，线a、b和c以所述顺序将驾驶员的反方向转向速度的影响，逐渐多地结合到用于减小自动过度转向抑制控制的转向角的减小率中。Δθ是图2的流程图的每一个循环中，驾驶员进行的反方向转向的量。

根据随着每个循环的推移而改变Δθ的转向角θ，在每个循环中，由自动过度转向抑制控制得到的原始转向角减小量Δρ减小Δρ·Fc(Δθ)，使得自动的转向角减小量的减小到与驾驶员的反方向转向角相应的程度。

此外，Δθ的大小表示图2流程图的每一循环中反方向转向角的增加量，因此也表示反方向转向中转回速度的大小。因此，线a、b和c的向上弯曲量表示反方向转向中的转回速度有多少反映在自动转向角减小的减小量上。

换言之，相互比较线a、b和c，线b较之线a更多地将驾驶员的反方向转向中的反方向转向速度反映在减小自动转向角减小量上，而线c较之线b更多地将驾驶员的反方向转向中的反方向转向速度反映在减小自动转向角减小量上。

反方向转向中的反方向转向速度在自动转向角减小的减小量上的反映，可以叠加到根据反方向转向角而进行的自动转向角减小的减小量上，使得线b从线a的中部向上弯曲，线c从线b的中部向上弯曲，如点线示意性显示的那样。在任何情况下，除了将转向轮的转向角的自动减小量减小到相应于驾驶员的反方向转向角的程度之外，转向轮的转向角的自动减小量也减小到相应于驾驶员反方向转向的角速度的程度。

接下来在步骤120中，判断D是否为1。在左转的情况下，回答为是，而在右转的情况下，回答为否。当回答为是时，控制进行到步骤130，通过将该时刻的转向操作角θ除以转向单元的传动比N而得到的转向轮的转向角中减去Δρ那么小的量，计算转向轮的转向角ρ。当回答为否时，控制进行到步骤140，通过将该时刻的负的转向操作角θ除以转向单元的传动比N而得到的转向轮的转向角加上Δρ那么大的量，以在算术上增大转向轮的负的转向角，计算得到转向轮的转向角ρ。

接下来在步骤150中，运行动力致动器，以使得转向轮的转向角达到ρ。

尽管本发明已根据其中的一个优选实施例进行了详细说明，但是显然，本领域技术人员有可能根据所示实施例进行各种本发明范围之内的修改。

Claims (3)

1.一种车辆，包括：适于驾驶员操纵的转向单元，和转向行为控制设备，该转向行为控制设备用于当检测到车辆的过度转向状态时，根据驾驶员的操作自动地减小由该转向单元转向了的车轮转向角，其特征在于，当该转向行为控制设备自动减小转向轮的转向角的同时，所述驾驶员进行反方向转向操作时，由该转向行为控制设备进行的转向轮转向角的自动减小量根据驾驶员的反方向转向操作减小。

2.如权利要求1所述的车辆，其特征在于，转向轮的转向角的自动减小量减小到相应于驾驶员的反方向转向角的程度。

3.如权利要求1或2所述的车辆，其特征在于，转向轮的转向角的自动减小量减小到相应于驾驶员的反方向转向的角速度的程度。

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