CN102548824B - 车辆的转弯特性估计装置 - Google Patents
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Abstract
根据本发明的车辆的转弯特性估计装置估计表示车辆的转弯特性的稳定系数。转弯特性估计装置计算相对于车辆的稳态参考横摆率存在一阶滞后的关系的车辆的过渡横摆率,并计算车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率的偏差。通过以使车辆的过渡横摆率接近真实的横摆率的方式并基于横摆率的偏差与车辆的横向加速度的关系来修正供车辆的参考横摆率的计算之用的稳定系数的初始值,由此修正稳定系数的估计值以使其接近真实的稳定系数。
Description
技术领域
本发明涉及车辆的转弯特性估计装置,更详细地说涉及基于车辆转弯时的参考横摆率与过渡横摆率的关系来估计表示车辆转弯特性的车辆的稳定系数的车辆的转弯特性估计装置。
背景技术
车辆的实际横摆率相对于车辆的参考横摆率存在一阶滞后的关系,如果将一阶滞后的时间常数的与车速有关的系数设为转向响应时间常数系数,则车辆的稳定系数及转向响应时间常数系数表示车辆的转弯特性。使用ARX(auto-regressive exogenous model,外源自回归模型)估计从参考横摆率向实际横摆率的离散时间传递函数的参数a及b,由此能够估计车辆的稳定系数及转向响应时间常数系数。
例如在日本专利文献特开2004-26074号公报中记载了以下的车辆的转弯特性估计装置:基于车辆转弯时的行驶数据来估计参考横摆率,并估计从参考横摆率向实际横摆率的离散时间传递函数的参数a及b,基于参数a、b及车速V来计算车辆的稳定系数的估计误差ΔKh,并将稳定系数的初始值与估计误差ΔKh之和作为车辆的稳定系数的估计值。
用于计算参考横摆率的车辆的状态量和实际横摆率由传感器检测,但这些检测值有时如传感器的零点偏移那样包含检测误差。因此,如上述公开公报记载的那样,在现有的转弯特性估计装置中,稳定系数的估计易受检测误差的不良影响,因此难以提高稳定系数的估计精度。
发明内容
发明要解决的问题
鉴于现有的转弯特性估计装置中的上述问题,本发明的主要目的在于,基于相对于车辆的稳态参考横摆率存在一阶滞后的关系的车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率之间的偏差以及车辆的横向加速度来学习修正稳定系数的估计值,以在抑制检测误差的影响的同时使得稳定系数的估计值接近真的稳定系数,从而以比以往高的精度估计稳定系数。
根据本发明,提供一种车辆的转弯特性估计装置,所述转弯特性估计装置将相对于车辆的稳态参考横摆率存在一阶滞后的关系的车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率之间的偏差的指标值作为横摆率偏差指标值,并基于去除了第一预定频率以下的分量的车辆的横向加速度与去除了第二预定频率以下的分量的横摆率偏差指标值之间的关系来估计车辆的稳定系数。
通过从车辆的横向加速度的检测值中去除预定频率以下的分量,能够去除如由检测车辆的横向加速度的检测单元的零点偏移引起的误差那样的稳态检测误差。同样地,通过从用于计算横摆率偏差指标值的值中去除预定频率以下的分量,能够去除如由检测车辆的状态量的检测单元的零点偏移引起的误差那样的稳态检测误差。
另外,如后面详细说明的那样,通过计算相对于车辆的稳态参考横摆率存在一阶滞后的关系的车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率之间的偏差的指标值,能够基于车辆的横向加速度与横摆率偏差指标值之间的关系来估计车辆的稳定系数。
根据上述本发明的构成,可基于去除了第一预定频率以下的分量的车辆的横向加速度与去除了第二预定频率以下的分量的横摆率偏差指标值之间的关系来估计车辆的稳定系数。从而,能够基于降低了如由零点偏移引起的误差那样的稳态检测误差的车辆的横向加速度和横摆率偏差指标值来估计稳定系数,由此能够以比以往高的精度估计稳定系数。
另外,不需要估计从参考横摆率向实际横摆率的离散时间传递函数的参数,与以往相比能够以短时间估计稳定系数。
在上述构成中,也可以采用以下方式:多次获取车辆的横向加速度以及横摆率偏差指标值,并基于去除了第一预定频率以下的分量的车辆的横向加速度的累积值与去除了第二预定频率以下的分量的横摆率偏差指标值的累积值之间的关系来估计车辆的稳定系数。
根据该构成,能够与车辆的横向加速度和横摆率偏差指标值的相位差如何无关地求出车辆的横向加速度与横摆率偏差指标值之间的关系。由此,与基于车辆的横向加速度和横摆率偏差指标值之间的关系来估计车辆的稳定系数的情况相比,能够与车辆的横向加速度和横摆率偏差指标值的相位差如何无关地高精度地估计车辆的稳定系数。
另外,在上述构成中,也可以采用以下的方式:计算与稳定系数的估计值的变化程度相应的第一调整增益,将对车辆的横向加速度的上次的累积值乘以第一调整增益而得的值与本次所获取的车辆的横向加速度之和作为本次的车辆的横向加速度的累积值,将对横摆率偏差指标值的上次的累积值乘以第一调整增益而得的值与本次所获取的横摆率偏差指标值之和作为本次的横摆率偏差指标值的累积值,并基于本次的车辆的横向加速度的累积值和本次的横摆率偏差指标值的累积值之间的关系来估计车辆的稳定系数。
根据该构成,能够根据稳定系数的估计值的变化程度来恰当地计算车辆的横向加速度的累积值和横摆率偏差指标值的累积值。由此,与不计算与稳定系数的估计值的变化程度相应的第一调整增益的情况相比,在稳定系数的估计值的变化程度高的情况下也能够高精度地估计车辆的稳定系数。
另外,在上述构成中,也可以采用以下方式:将一阶滞后的时间常数的与车速相关的系数作为转向响应时间常数系数,基于车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率之间的关系并以使车辆的过渡横摆率接近车辆的实际横摆率的方式估计转向响应时间常数系数,计算与转向响应时间常数系数的估计值的变化程度相应的第二调整增益,将对车辆的横向加速度的上次的累积值乘以第二调整增益而得的值与本次所获取的车辆的横向加速度之和作为本次的车辆的横向加速度的累积值,将对横摆率偏差指标值的上次的累积值乘以第二调整增益而得的值与本次所获取的横摆率偏差指标值之和作为本次的横摆率偏差指标值的累积值,并基于本次的车辆的横向加速度的累积值和本次的横摆率偏差指标值的累积值之间的关系来估计车辆的稳定系数。
根据该构成,基于车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率之间的关系并以使车辆的过渡横摆率接近车辆的实际横摆率的方式估计转向响应时间常数系数。由此,与转向响应时间常数系数被设定为恒定值的情况相比,在车辆的装载状况等发生变化的情况下也能够准确地计算车辆的过渡横摆率。
另外,计算与转向响应时间常数系数的估计值的变化程度相应的第二调整增益,并将对车辆的横向加速度的上次的累积值乘以第二调整增益而得的值与本次所获取的车辆的横向加速度之和作为本次的车辆的横向加速度的累积值。并且,将对横摆率偏差指标值的上次的累积值乘以第二调整增益而得的值与本次所获取的横摆率偏差指标值之和作为本次的横摆率偏差指标值的累积值。由此,与不计算与转向响应时间常数系数的估计值的变化程度相应的第二调整增益的情况相比,在转向响应时间常数系数的估计值的变化程度高的情况下也能够高精度地估计车辆的稳定系数。
另外,在上述构成中,也可以采用以下方式:计算与车辆的稳定系数的估计值的变化程度相应的第一调整增益,将一阶滞后的时间常数的与车速相关的系数作为转向响应时间常数系数,基于车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率之间的关系并以使车辆的过渡横摆率接近车辆的实际横摆率的方式估计转向响应时间常数系数,计算与转向响应时间常数系数的估计值的变化程度相应的第二调整增益,基于第一和第二调整增益来确定最终的调整增益,将对车辆的横向加速度的上次的累积值乘以最终的调整增益而得的值与本次所获取的车辆的横向加速度之和作为本次的车辆的横向加速度的累积值,将对横摆率偏差指标值的上次的累积值乘以最终的调整增益而得的值与本次所获取的横摆率偏差指标值之和作为本次的横摆率偏差指标值的累积值,并基于本次的车辆的横向加速度的累积值与本次的横摆率偏差指标值的累积值之间的关系来估计车辆的稳定系数。
根据该构成,基于车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率之间的关系并以使车辆的过渡横摆率接近车辆的实际横摆率的方式估计转向响应时间常数系数。由此,与转向响应时间常数系数被设定为恒定值的情况相比,在车辆的装载状况等发生变化的情况下也能够准确地计算车辆的过渡横摆率。
另外,根据该构成,与不基于第一和第二调整增益来确定最终的调整增益的情况相比,在稳定系数的估计值的变化程度和/或转向响应时间常数系数的估计值的变化程度高的情况下也能够高精度地估计车辆的稳定系数。
另外,在上述构成中,也可以采用以下方式:横摆率偏差指标值是将车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率的偏差换算成前轮转角的偏差的值。
如后面详细说明的那样,车辆的过渡横摆率和车辆的实际横摆率的偏差依赖于车速,但将车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率的偏差换算成前轮转角的偏差的值不依赖于车速。前轮转角的偏差是指用于达到车辆的过渡横摆率的前轮转角与前轮实际转角之差。
从而,根据上述构成,能够基于不依赖于车速的横摆率偏差指标值来求出稳定系数的估计值,由此能够不受车速的影响而估计车辆的稳定系数。另外,能够排除在每个车速下估计车辆的稳定系数的必要性。
在上述构成中,也可以采用以下方式:根据每单位时间由驾驶者进行往复转向的多少的指标值来改变第一预定频率或第二预定频率。
如检测车辆状态量或车辆实际横摆率的检测单元的零点偏移那样的稳态检测误差给稳定系数的估计精度造成的影响根据每单位时间由驾驶者进行往复转向的多少而变化。根据上述构成,能够根据每单位时间由驾驶者进行往复转向的多少来恰当地排除稳态检测误差。
另外,在上述构成中,也可以采用以下方式:根据车辆的前后加速度的大小来改变第一预定频率或第二预定频率。
如检测车辆的状态量或车辆的实际横摆率的检测手段的零点偏移那样的稳态检测误差还根据车速变化的大小、即车辆的前后加速度的大小而变化。根据上述构成,能够根据车辆的前后加速度的大小适当地排除稳态检测误差。
另外,在上述构成中,也可以采用以下方式:针对车辆的右转弯和左转弯分别估计车辆的稳定系数。
根据该构成,例如在如车辆的重心不在车辆横方向上的中心的情况或在车辆横方向上变动的情况那样,车辆的转弯特性根据车辆的转弯方向而不同的情况下,也能够针对车辆的右转弯和左转弯分别估计车辆的稳定系数。
另外,在上述构成中,也可以采用以下方式:针对车辆的横向加速度的大小的每个区域,估计车辆的稳定系数。
车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率的偏差大小也根据车辆的横向加速度的大小而变化。根据上述构成,针对车辆的横向加速度大小的每个区域估计车辆的稳定系数,由此能够排除车辆的横向加速度大小的影响来估计车辆的稳定系数。
另外,在上述构成中,也可以采用以下方式:将稳定系数的修正量与供车辆的过渡横摆率的计算之用的稳定系数的初始值之和作为稳定系数的估计值,所述稳定系数的修正量是基于车辆的横向加速度的累积值与横摆率偏差指标值的累积值之间的关系的修正量。
基于车辆的横向加速度的累积值与横摆率偏差指标值的累积值之间的关系的稳定系数的修正量是用于通过修正供车辆的过渡横摆率的计算之用的稳定系数的值来使稳定系数的估计值接近真实的稳定系数的修正值。因此,根据上述构成,通过稳定系数的修正量修正供车辆的过渡横摆率的计算之用的稳定系数的值,能够使稳定系数的估计值接近真实的稳定系数。
另外,根据本发明,提供一种车辆的运动控制装置,其特征在于,使用通过上述构成的车辆的转弯特性估计装置估计的车辆的稳定系数来进行车辆的运动控制,并且根据车辆的稳定系数的估计值的收敛程度来改变车辆的运动控制的不灵敏区。
根据该构成,车辆的稳定系数的估计值的收敛程度、即每次估计的估计值的变动幅度的大小对应于稳定系数的估计精度。由此能够根据稳定系数的估计精度来改变车辆的运动控制的不灵敏区。
在图18所示的车辆的二轮模型中,将车辆的质量和横摆惯性矩分别设为M和I,将车辆的重心102与前轮车轴之间的距离以及车辆的重心102与后轮车轴之间的距离分别设为Lf和Lr,并将车辆的轴距设为L(=Lf+Lr)。另外,将前轮100f和后轮100r的侧抗力分别设为Ff和Fr,将前轮和后轮的侧抗刚度分别设为Kf和Kr。另外,将前轮100f的实际转角设为δ,将前轮和后轮的滑移角分别设为βf和βr,并将车身的滑移角设为β。而且,将车辆的横向加速度设为Gy,将车辆的横摆率设为γ,将车速设为V,将车辆的横摆加角速度(横摆率γ的微分值)设为γd。根据车辆的力和力矩的平衡等,有下述的式1~6成立。
MGy=Ff+Fr ……(1)
Iγd=LfFf-LrFr ……(2)
Ff=-Kfβf ……(3)
Fr=-Krβr ……(4)
βf=β+(Lf/V)γ-δ ……(5)
βr=β-(Lr/V)γ ……(6)
根据上式1~6,有下述的式7成立。
假定车速V实质上恒定,将拉普拉斯算子设为s来对上式7进行拉普拉斯变换,对横摆率γ进行整理,由此下述的式8~10成立,因此根据这些式子求出参考横摆率γ(s)。
上式9的Kh是稳定系数,上式10的Tp是带依赖车速的时间常数的一阶滞后***的与车速V相关的系数、即在本说明书中称为“转向响应时间常数系数”的系数。这些值是描述与车辆的横摆运动有关的转向响应的参数,表示车辆的转弯特性。另外,上式8是基于前轮的实际转角δ、车速V、横向加速度Gy来计算车辆的横摆率γ的式子。如果将基于该线性化模型计算的横摆率设为过渡横摆率γtr,则过渡横摆率γtr是相对于由下式11表示的稳态参考横摆率γt的一阶滞后的值。
由此在上述构成中,过渡横摆率γtr可以按照与上式8对应的下式12来计算。
车辆稳态转弯时的稳态参考横摆率γt与检测横摆率γ的偏差Δγt在将稳定系数的设计值和真实的值分别设为Khde及Khre的情况下可由下式13表示。
如果对上式13的两边乘以L/V来将横摆率偏差Δγt换算成前轮转角的偏差Δδt,则前轮转角的偏差Δδt可由下式14表示。该前轮转角的偏差Δδt是稳态参考横摆率γt与检测横摆率γ的偏差的指标值之一,不依赖于车速。
Δδt=(Khre-Khde)GyL ……(14)
由此,能够通过式14来计算前轮转角的偏差Δδt作为稳态参考横摆率与实际横摆率γ的偏差的指标值。
根据式14可知,通过利用最小二乘法等求出前轮转角的偏差Δδt相对于横向加速度Gy的关系、换言之横向加速度Gy和前轮转角的偏差Δδt在直角座标系中的两者的关系的斜率(Khre-Khde)L,能够通过下式15求出稳定系数的估计值Khp。
Khp=Khde+斜率/L ……(15)
另外,如果对于车辆的横摆率γ、横向加速度Gy、前轮转角δ分别将传感器的零点偏移的误差设为γ0、Gy0、δ0,则车辆的横摆率、横向加速度、前轮转角的检测值分别是γ+γ0、Gy+Gy0、δ+δ0。由此,车辆稳态转弯时的稳态参考横摆率γt与检测横摆率的偏差Δγt可由下式16表示。
如果对上式16的两边乘以L/V来将横摆率偏差Δγt换算成前轮转角的偏差Δδt,则前轮转角的偏差Δδt可由下式17表示。由下式17表示的车辆的横向加速度Gy与前轮转角的偏差Δδt的关系如图19所示。
上式17中的δ0-KhdeGy0L是常数,γ0L/V根据车速V而变化。因此,图19所示的曲线图的纵轴截距根据车速V而变化。因此,在车辆的横摆率γ的检测值中包含传感器的零点偏移的误差的情况下,前轮转角的偏差Δδt相对于横向加速度Gy的关系根据车速而变化,因此无法高精度地估计稳定系数。
另外,为了提高稳定系数的估计精度,需要采取在每个车速下估计稳定系数等的措施。从而,存在估计稳定系数所需的横摆率γ等数据庞大、转弯特性估计装置的计算负荷过大、并且稳定系数的估计需要长时间的问题。
这里,将去除了第一预定频率以下的分量的车辆的横向加速度设为Gyft,将去除了第二预定频率以下的分量的前轮转角的偏差设为Δδtft。如果第一和第二预定频率是比随着车速V变化而变化的γ0L/V的变化速度充分高的值,则Gyft中不包含误差Gy0,Δδtft中也不包含由误差γ0、δ0引起的误差。从而与上式14对应的下式18成立。由下式18表示的车辆的横向加速度Gyft与前轮转角的偏差Δδtft的关系如图20所示,式18的直线与车速V无关而经过原点。
Δδtft=(Khre-Khde)GyftL ……(18)
由此,通过求出前轮转角的偏差Δδtft相对于横向加速度Gyft的关系、换言之横向加速度Gyft和前轮转角的偏差Δδtft在直角座标系中的两者的关系的斜率(Khre-Khde)L,并通过上式15求出稳定系数的估计值Khp,能够在不受传感器的零点偏移的误差的影响下求出稳定系数的估计值Khp。
由此在上述构成中,可以将前轮转角的偏差Δδtft相对于横向加速度Gyft之比作为斜率来通过上式15计算稳定系数的估计值。
图21至图23是示出时序波形X、时序波形Y、以及X和Y的利萨如(LISSAJOUS)波形的曲线图。尤其是,图21示出了两个时序波形X和Y没有相位差的情况,图22示出了时序波形Y的相位比时序波形X的相位滞后的情况,图23示出了时序波形Y的相位比时序波形X的相位超前的情况。尤其是,在图22和23中,粗点划线表示X的累积值和Y的累积值的利萨如波形。
由图21至图23可知,根据Y的累积值相对于X的累积值的比,在两个时序波形X与Y有相位差的情况下也能够降低其影响而求出比Y/X。
因此在上述构成中,可以将前轮转角的偏差Δδtft的累积值Δδtfta相对于横向加速度Gyft的累积值Gyfta的比作为斜率而按照上式15计算稳定系数的估计值。
以上,对车辆稳态转弯的时候进行了说明,对于车辆过渡转弯的时候,可对前轮转角的偏差Δδtft及其累积值Δδtfta进行一阶滞后的滤波处理,并且对横向加速度Gyft及其累积值Gyfta进行一阶滞后的滤波处理。在此情况下,通过将一阶滞后的滤波处理的时间常数设为相同,能够基于经一阶滞后滤波处理的值来与车辆稳态转弯时的情况同样地计算斜率,并按照上式15计算稳定系数的估计值。
另外,在上述构成中,可以通过高通滤波处理从车辆的横向加速度中去除第一预定频率以下的分量,通过高通滤波处理从横摆率偏差指标值中去除第二预定频率以下的分量。
另外,在上述构成中,第一及第二预定频率可以是相同的频率。
另外,在上述构成中,可以通过在将车速设为V、将车辆的轴距设为L的情况下对车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率的偏差乘以L/V,来计算将车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率的偏差换算成前轮转角的偏差的值。
另外,在上述构成中,当稳定系数的估计值的收敛程度高时,与稳定系数的估计值的收敛程度低时相比,可以改变车辆的运动控制的不灵敏区以使其变小。
附图说明
图1是表示应用于车辆的运动控制装置的根据本发明的转弯特性估计装置的第一实施方式的简要构成图;
图2是表示第一实施方式中的稳定系数Kh的估计计算例程的流程图;
图3是表示稳定系数的估计值的收敛程度Ckh与基准值γ0的关系的曲线图;
图4是表示作为第一实施方式的修正例而构成的根据本发明的转弯特性估计装置的第二实施方式中的稳定系数Kh的估计计算例程的主要部分的流程图;
图5是表示转向频率fs与高通滤波处理的截止频率fhc之间的关系的曲线图;
图6是表示作为第一实施方式的修正例而构成的根据本发明的转弯特性估计装置的第三实施方式中的稳定系数Kh的估计计算例程的主要部分的流程图;
图7是表示转向频率fs、高通滤波处理的截止频率fhc以及车辆的前后加速度Gx的绝对值之间的关系的曲线图;
图8是表示作为第一实施方式的修正例而构成的根据本发明的转弯特性估计装置的第四实施方式中的稳定系数Kh的估计计算例程的主要部分的流程图;
图9是表示作为第一实施方式的修正例而构成的根据本发明的转弯特性估计装置的第五实施方式中的稳定系数Kh的估计计算例程的前半部分的主要部分的流程图;
图10是表示作为第一实施方式的修正例而构成的根据本发明的转弯特性估计装置的第五实施方式中的稳定系数Kh的估计计算例程的后半部分的流程图;
图11是表示作为第一实施方式的修正例而构成的根据本发明的转弯特性估计装置的第六实施方式中的稳定系数Kh的估计计算例程的前半部分的主要部分的流程图;
图12是表示作为第一实施方式的修正例而构成的根据本发明的转弯特性估计装置的第六实施方式中的稳定系数Kh的估计计算例程的后半部分的流程图;
图13是表示根据本发明的转弯特性估计装置的第七实施方式中的稳定系数Kh的估计计算例程的主要部分的流程图;
图14是表示稳定系数的偏差ΔKh的绝对值与累积值的下限值Δδamink之间的关系的曲线图;
图15是表示稳定系数的偏差ΔKh的绝对值与累积值的下限值ΔGyamink之间的关系的曲线图;
图16是表示转向响应时间常数系数的偏差ΔTp的绝对值与累积值的下限值Δδamint之间的关系的曲线图;
图17是表示转向响应时间常数系数的偏差ΔTp的绝对值与累积值的下限值ΔGyamint之间的关系的曲线图;
图18是表示用于估计稳定系数的车辆的二轮模型的说明图;
图19是表示车辆的横向加速度Gy与前轮转角的偏差Δδt之间的关系的曲线图;
图20是表示去除了第一预定频率以下的分量的车辆的横向加速度Gyft与去除了第二预定频率以下的分量的前轮转角的偏差Δδtft之间的关系的曲线图;
图21是表示在两个时序波形X和Y没有相位差的情况下的两个时序波形X、Y、以及X和Y之间的利萨如波形的曲线图;
图22是表示在时序波形Y的相位比时序波形X的相位延迟的情况下的两个时序波形X、Y、以及X和Y之间的利萨如波形的曲线图;
图23是表示在时序波形Y的相位比时序波形X的相位超前的情况下的两个时序波形X、Y、以及X和Y之间的利萨如波形的曲线图。
具体实施方式
以下,参照附图来详细说明本发明优选的实施方式。
第一实施方式
图1是表示应用于车辆的运动控制装置的根据本发明的转弯特性估计装置的第一实施方式的简要构成图。
在图1中,附图标记50示出了车辆10的整个运动控制装置,根据本发明的转弯特性估计装置构成了运动控制装置50的一部分。车辆10具有左右的前轮12FL和12FR以及左右的后轮12RL和12RR。作为转向轮的左右的前轮12FL和12FR通过响应于驾驶者对转向盘14进行的转向而被驱动的齿条小齿轮式动力转向装置16经由转向横拉杆18L和18R而被转向。
通过制动装置20的油压回路22来控制轮缸24FR、24FL、24RR、24RL的制动压,由此控制各车轮的制动力。图中没有示出,但油压回路22包括储油器、油泵、各种阀装置等,各轮缸的制动压通常时被主缸28控制,并且根据需要如后面所述被电子控制装置30控制,该主缸28根据驾驶者对制动踏板26进行的踩踏操作而被驱动。
车轮12FR~12RL的轮缸分别设置有检测对应的轮缸的压力Pi(i=fr、fl、rr、rl)的压力传感器32FR~32RL,与转向盘14连结的转向管柱设置有检测转向角θ的转向角传感器34。
另外,车辆10分别设置有检测车辆的实际横摆率γ的横摆率传感器36、检测车辆的前后加速度Gx的前后加速度传感器38、检测车辆的横向加速度Gy的横向加速度传感器40、以及检测各车轮的车轮速度Vwi(i=fr、fl、rr、rl)的车轮速度传感器42FR~42RL。转向角传感器34、横摆率传感器36以及横向加速度传感器40以车辆的左转弯方向为正而分别检测转向角、实际横摆率以及横向加速度。
如图所示,表示由压力传感器32FR~32RL检测出的压力Pi的信号、表示由转向角传感器34检测出的转向角θ的信号、表示由横摆率传感器36检测出的实际横摆率γ的信号、表示由前后加速度传感器38检测出的前后加速度Gx的信号、表示由横向加速度传感器40检测出的横向加速度Gy的信号、表示由车轮速度传感器42FR~42RL检测出的车轮速度Vwi的信号被输入至电子控制装置30。
虽图中未详细示出,但电子控制装置30包括一般构成的微型计算机,该微型计算机例如具有CPU、ROM、EEPROM、RAM、缓冲存储器以及输入输出口装置,并且这些各部分通过双向公共总线彼此相连。ROM存储有被用于计算参考横摆率γt的稳定系数Kh以及转向响应时间常数系数Tp的默认值。这些默认值在车辆出厂时针对每个车辆设定。另外,EEPROM存储稳定系数Kh的估计值等,稳定系数Kh的估计值等如后面详细说明的那样基于车辆处于转弯状态时的车辆的行驶数据而被计算并由此被酌情更新。
电子控制装置30如后面所述按照图2所示的流程图,一旦车辆开始转弯,则基于诸如转向角等的转弯行驶数据来计算稳态参考横摆率γt,通过对稳态参考横摆率γt进行基于转向响应时间常数系数Tp的一阶滞后滤波计算来计算一阶滞后的过渡横摆率γtr。另外,电子控制装置30计算将过渡横摆率γtr与车辆的实际横摆率γ的偏差置换为前轮转角的偏差的横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδ。
另外,电子控制装置30通过对车辆的横向加速度Gy进行基于转向响应时间常数系数Tp的一阶滞后滤波计算来计算经一阶滞后滤波处理后的车辆的横向加速度Gyft。并且,电子控制装置30基于车辆的横向加速度Gyft和横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδ,来计算经带通滤波处理后的车辆的横向加速度Gyftbpf和横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδbpf。
另外,电子控制装置30计算横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδbpf的累积值Δδa和车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya,并计算累积值的比Δδa/ΔGya。并且,电子控制装置30计算供稳态参考横摆率γt的计算之用的稳定系数Kh的初始值与基于累积值的比Δδa/ΔGya的修正量之和作为稳定系数Kh的估计值。另外,当预先设定的条件成立时,电子控制装置30将稳定系数Kh的估计值存储在EEPROM中。
另外,电子控制装置30使用被存储在EEPROM中的稳定系数Kh的估计值来计算与过渡横摆率γtr对应的目标横摆率γtt,并计算横摆率检测值γ与目标横摆率γtt的偏差作为横摆率偏差Δγ。并且,电子控制装置30通过判断横摆率偏差Δγ的大小是否超过了上述基准值γo(正值)来判定车辆的转弯行为是否恶化,当车辆的转弯行为恶化了时,控制车辆的运动,以使车辆的转弯行为稳定。电子控制装置30所进行的车辆的运动控制可以是基于使用稳定系数Kh的估计值计算的目标横摆率γtt来控制车辆的运动的任意的控制。
并且,电子控制装置30计算稳定系数Kh的估计值的收敛程度Ckh。并且,电子控制装置30基于收敛程度Ckh可变地设定基准值γo,由此可变地设定车辆的运动控制的不灵敏区。
接着,参照图2所示的流程图,对第一实施方式中的稳定系数Kh的估计计算例程进行说明。基于图2所示的流程图的控制通过图中没有示出的点火开关的闭合而开始,并且每隔预定时间反复被执行。这对于后述的其他实施方式也是一样的。
首先,控制从步骤10开始,在步骤10中,通过将在上次行驶时在步骤190中被更新的最新的值设为稳定系数Kh的初始值Kh0,来进行稳定系数Kh的初始化。另外,当EEPROM中没有稳定系数Kh的存储值时,将在车辆出厂时预先设定的默认值设为稳定系数Kh的初始值Kh0。
在步骤20中,进行表示由各传感器检测出的转向角0的信号等的读取,在步骤30中,对在步骤20中读取的转向角θ等进行用于去除高频噪声的低通滤波处理。此时的低通滤波处理例如可以是将3.4Hz作为截止频率的一阶低通滤波处理。
在步骤40中,基于车轮速度Vwi计算车速V,基于转向角θ计算前轮转角δ,并且按照上式11计算稳态参考横摆率γt。
在步骤50中,转向响应时间常数系数Tp被设定为在车辆出厂时预先设定的默认值。另外,当基于车辆的行驶数据来估计转向响应时间常数系数Tp时,转向响应时间常数系数Tp也可以被设定为该估计出的值。
在步骤60中,按照上式12进行基于转向响应时间常数系数Tp的一阶滞后滤波计算,由此计算基于在步骤40中算出的参考横摆率γt的过渡横摆率γtr。
在步骤70中,对车辆的横向加速度Gy按照下式19进行基于转向响应时间常数系数Tp的一阶滞后滤波计算,由此计算经一阶滞后的滤波处理后的车辆的横向加速度Gyft。
在步骤80中,按照下式20计算将过渡横摆率γtr与实际横摆率γ的偏差置换为前轮转角的偏差的横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδ。
在步骤90中,对在步骤70中算出的经一阶滞后的滤波处理后的车辆的横向加速度Gyft以及在步骤80中算出的横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδ进行用于去除传感器零点偏移的影响的高通滤波处理。此时的高通滤波处理例如可以是将0.2Hz作为截止频率的一阶高通滤波处理。
由于如上述在步骤30中进行低通滤波处理,因此通过进行上述高通滤波处理,可得到与对经一阶滞后的滤波处理后的车辆的横向加速度Gyft和横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδ进行带通滤波处理相同的结果。由此,将在步骤90中经高通滤波处理的车辆的横向加速度Gyft及横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδ分别记为经带通滤波处理后的车辆的横向加速度Gyftbpf及横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδbpf。
在步骤100中进行车辆是否处于转弯行驶状态的判断,当作出否定判断时,控制返回到步骤20,当作出肯定判断时,控制前进到步骤110。此时,车辆是否处于转弯行驶状态的判断可以在车辆以基准值以上的车速行驶的情况下通过车辆的横向加速度Gy的绝对值是否大于等于基准值、车辆的实际横摆率γ的绝对值是否大于等于基准值、车辆的横摆率γ与车速V之积的绝对值是否大于等于基准值中的任一判断来进行。
在步骤110中,判断是否需要调整在前一周期的步骤130中算出的当前的带通滤波处理后的横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδbpf的累积值Δδa以及车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya。当作出否定判断时,控制前进到步骤130,当作出肯定判断时,控制前进到步骤120。
此时,可以在下述的(A1)或(A2)成立时,判定为需要调整累积值Δδa及ΔGya。(A2)是估计出转向响应时间常数系数Tp、并在步骤50中转向响应时间常数系数Tp被设定为估计出的值的情况下的判定条件。
(A1)累积值Δδa及ΔGya上次被调整时的稳定系数Kh与在前一周期的步骤150中被估计出的当前的稳定系数Kh之间的偏差ΔKh的绝对值超过了关于稳定系数的偏差的基准值。
(A2)累积值Δδa及ΔGya上次被调整时的转向响应时间常数系数Tp与在当前周期的步骤50中被设定的当前的转向响应时间常数系数Tp之间的偏差ΔTp的绝对值超过了关于转向响应时间常数系数的偏差的基准值。
在步骤120中,将经带通滤波处理后的横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδbpf的累积值Δδa的被预先设定的下限值设为Δδamin(正的常数),将经带通滤波处理后的车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya的被预先设定的下限值设为ΔGyamin(正的常数),并按照下式21来计算调整增益Gaj。另外,下式21的MIN表示选择括弧内的值的最小值,MAX表示选择括弧内的值的最大值。这对于相同的其他式子也是一样的。
另外,在步骤120中按照下式22和23计算调整后的横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδbpf的累积值Δδa及车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya。
Δδa=当前的Δδa×Gaj ……(22)
ΔGya=当前的ΔGya×Gaj ……(23)
在步骤130中,当车辆的横向加速度Gyftbpf为正值时,横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδbpf的累积值Δδa及车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya分别按照下式24和25计算。
Δδa=当前的Δδa+Δδbpf ……(24)
ΔGya=当前的ΔGya+Gyftbpf ……(25)
另外,当车辆的横向加速度Gyftbpf不是正值时,横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδbpf的累积值Δδa及车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya分别按照下式26和27计算。
Δδa=当前的Δδa-Δδbpf ……(26)
ΔGya=当前的ΔGya-Gyftbpf ……(27)
在步骤140中,通过横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δbpf的累积值Δδa除以车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya,来计算累积值的比Δa/ΔGya。
在步骤150中,通过将上式15中的稳定系数的设计值Khde设定为稳定系数的初始值Kh0的下式28来计算稳定系数Kh的估计值。
Kh=Kh0+(Δδa/ΔGya)/L ……(28)
在步骤160中,将Tc、例如0.05Hz作为截止频率,按照下式29对稳定系数Kh的估计值进行一阶低通滤波处理,由此计算低通滤波处理后的稳定系数Kh的估计值Khlpf。
另外,在步骤160中,对稳定系数Kh的估计值与低通滤波处理后的稳定系数Kh的估计值Khlpf之间的偏差的绝对值通过下式30进行一阶低通滤波处理,由此计算低通滤波处理后的稳定系数Kh的估计值的偏差ΔKhlpf。并且,计算偏差ΔKhlpf的倒数1/ΔKhlpf来作为稳定系数Kh的估计值的收敛程度Ckh。
在步骤170中,基于横摆率检测值γ与目标横摆率γtt之间的偏差Δγ的车辆的运动控制的基准值γo基于稳定系数的估计值的收敛程度Ckh并基于图3被计算,由此可变地设定车辆的运动控制的不灵敏区。
在步骤180中,通过判断稳定系数的估计值的收敛程度Ckh是否超过了存储判定的基准值(正值),来判断是否为允许将稳定系数Kh的估计值存储到EEPROM的状况。当作出否定判断时,控制返回到步骤20,当作出肯定判断时,在步骤190中将稳定系数Kh的估计值存储到EEPROM中,由此EEPROM中存储的稳定系数Kh的估计值被更新。
在如上述构成的第一实施方式的动作中,在步骤40中计算稳态参考横摆率γt,在步骤60中基于稳态参考横摆率γt来计算过渡横摆率γtr。并且,在步骤70中计算经一阶滞后滤波处理后的车辆的横向加速度Gyft,在步骤80中计算将过渡横摆率γtr与实际横摆率γ的偏差置换为前轮转角的偏差的横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδ。
在步骤90中,对车辆的横向加速度Gyft及横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδ进行高通滤波处理,由此计算将经带通滤波处理后的实际横摆率γbpf与过渡横摆率γtrbpf的偏差的大小置换成前轮转角的偏差的大小的值,作为带通滤波处理后的横摆率偏差指标值的前轮转角偏差换算值Δδbpf。
并且,在步骤130中,计算横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδbpf的累积值Δδa及车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya。并且,在步骤140中,通过横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδbpf的累积值Δδa除以车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya,来计算累积值的比Δδa/ΔGya。
并且,在步骤150中,计算供稳态参考横摆率γt的计算之用的稳定系数Kh的初始值Kh0与基于累积值的比Δδa/ΔGya的修正量之和,作为稳定系数Kh的估计值。
如此,根据第一实施方式,能够计算以使车辆的过渡横摆率γtr接近真实的横摆率的方式并基于横摆率的偏差与车辆的横向加速度的关系来修正供车辆的稳态参考横摆率γt的计算之用的稳定系数的初始值而得的值,作为稳定系数Kh的估计值。由此,修正稳定系数的估计值以使稳定系数的估计值接近真实的稳定系数,由此能够求出接近真实的稳定系数的值的稳定系数的估计值。
尤其是,根据第一实施方式,基于在步骤30中经低通滤波处理的转向角θ等来计算稳态参考横摆率γt。并且,在步骤90中对车辆的横向加速度Gyft及横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδ进行高通滤波处理,由此计算经带通滤波处理后的车辆的横向加速度Gyftbpf及横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδbpf。并且,在步骤130中,计算横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδbpf的累积值Δδa和车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya,并计算它们之比作为累积值的比Δδa/ΔGya。
从而,不但能够去除被检测的转向角θ等中包含的高频噪声,而且还能够去除横摆率传感器36等的零点偏移的影响。由此,能够排除传感器的零点偏移的影响来计算车辆的横向加速度Gyftbpf及横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδbpf,因此与不进行高通滤波处理的情况相比,能够准确地估计稳定系数Kh。另外,与对供稳态参考横摆率γt的计算之用的转向角θ、横向加速度Gy以及实际横摆率γ进行高通滤波处理的情况相比,能够减少高通滤波处理的次数,由此能够减少电子控制装置30的计算负荷。
也可以不对转向角θ等进行低通滤波处理而对车辆的横向加速度Gyft及横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδ进行带通滤波处理。在此情况下,能够在有效地去除高频噪声的同时准确地估计稳定系数Kh,并且与上述第一实施方式的情况相比能够减少滤波处理所需的计算次数,由此能够减少电子控制装置30的计算负荷。
另外,根据第一实施方式,基于经带通滤波处理后的车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya及横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδbpf的累积值Δδa来计算比Δδa/ΔGya,该比Δδa/ΔGya用于计算对供稳态参考横摆率γt的计算之用的稳定系数Kh的初始值Kh0的修正量。
从而,与基于经带通滤波处理后的车辆的横向加速度Gyftbpf及横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδbpf来求出用于计算修正量的比Δδbpf/ΔGyftbpf的情况相比,能够降低由于车辆的横向加速度Gyftbpf或横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδbpf的瞬时变化而稳定系数Kh被不准确地估计的可能性。
另外,根据第一实施方式,累积值Δδa是将过渡横摆率γtr与实际横摆率γ的偏差置换成前轮转角的偏差的横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδ的累积值。从而,能够不受车速V的影响而估计稳定系数Kh。由此,与横摆率偏差指标值的累积值例如为过渡横摆率γtr与实际横摆率γ的偏差的累积值的情况相比,能够准确地估计稳定系数Kh。另外,能够避免针对每个车速V估计稳定系数Kh或者根据车速V改变供目标横摆率γtt的计算之用的稳定系数Kh的繁杂,能够减少必要的计算次数或存储单元的容量。
另外,根据第一实施方式,在步骤110中判断是否需要调整横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδbpf的累积值Δδa及车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya。当作出肯定判断时,在步骤120中计算1以下的调整增益Gaj。并且,计算通过调整增益Gaj调整后的横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δbpf的累积值Δδa及车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya。
从而,在例如由于车辆的装载状况发生很大变化而上次累积值Δδa及ΔGya被调整时的稳定系数Kh与在前一周期的步骤150中估计出的当前的稳定系数Kh之间的偏差ΔKh的大小变大的状况下,能够可靠地防止之前的横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδbpf的累积值Δδa及车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya对稳定系数Kh的估计造成不良影响。
另外,根据第一实施方式,在步骤120中基于横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δbpf的累积值Δδa及车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya并按照式21来计算调整增益Gaj。从而,能够根据横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδbpf的累积值Δδa的大小以及车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya的大小来可变地设定调整增益Gaj。由此,与调整增益Gaj为恒定的情况相比,能够降低由于调整增益Gaj过大而稳定系数的估计误差变大的可能性,而且相反地能够降低由于调整增益Gaj过小而稳定系数的估计的S/N比下降的可能性。
另外,根据第一实施方式,在步骤180中判断是否为允许存储稳定系数Kh的估计值的状况,当作出肯定判断时,在步骤190中将稳定系数Kh的估计值存储到EEPROM中。因此,能够在稳定系数Kh的估计值与实际的稳定系数实质上一致的阶段将稳定系数Kh的估计值存储在EEPROM中。换言之,能够在稳定系数Kh的估计值实质上与实际的稳定系数一致之前不会没必要地向EEPROM中存储稳定系数Kh的估计值的情况下反复进行稳定系数Kh的估计来使稳定系数Kh的估计值逐渐接近实际的稳定系数。
另外,根据第一实施方式,在步骤100中判断车辆是否处于转弯行驶状态,当作出肯定判断时,执行步骤110及以后的步骤。从而,能够防止在车辆不处于转弯行驶状态、从而无法准确估计稳定系数Kh的情况下不必要地执行步骤110及以后的步骤以及不准确地估计稳定系数Kh。
另外,根据第一实施方式,在步骤160中计算低通滤波处理后的稳定系数Kh的估计值的偏差ΔKhlpf,并计算偏差ΔKhlpf的倒数1/ΔKhlpf来作为稳定系数Kh的估计值的收敛程度Ckh。并且,在步骤170中,以收敛程度Ckh越高、基于横摆率偏差Δγ的车辆的运动控制的基准值γo就越小的方式基于收敛程度Ckh计算基准值γo,由此可变地设定车辆的运动控制的不灵敏区。
因此,当收敛程度Ckh低、稳定系数Kh的估计精度低时,通过增大基准值γo来增大车辆的运动控制的不灵敏区,由此能够防止通过基于不准确的稳定系数Kh的估计值的控制量来进行不准确的车辆的运动控制。相反地,当收敛程度Ckh高、稳定系数Kh的估计精度高时,通过减小基准值γo来减小车辆的运动控制的不灵敏区,由此能够通过基于准确的稳定系数Kh的估计值的控制量进行必要的车辆的运动控制。
第二实施方式
图4是表示作为第一实施方式的修正例而构成的根据本发明的转弯特性估计装置的第二实施方式中的稳定系数Kh的估计计算例程的主要部分的流程图。另外,在图4中,对于与图2所示的步骤对应的步骤,标注与在图2中标注的步骤编号相同的步骤编号,这对于后述的其他实施方式的流程图也是一样的。
在该第二实施方式中,在步骤80结束后,在步骤82中计算每单位时间由驾驶者进行往复转向的次数,作为转向频率fs。另外,基于转向频率fs并根据与图5所示的曲线图对应的映射图来计算截止频率fhc,以使得转向频率fs越低,步骤90中高通滤波处理的截止频率fhc就越小。
然后,在步骤90中的车辆的横向加速度Gyft及横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδ的高通滤波处理中,截止频率被设定为在步骤82中被算出的截止频率fhc。
在上述第一实施方式中,步骤90中高通滤波处理的截止频率fhc是恒定的。从而,当将截止频率fhc设定为高值以可靠地去除传感器的零点偏移的影响时,在每单位时间由驾驶者进行往复转向的次数少的状况下有可能无法估计稳定系数Kh。相反地,当将截止频率fhc设定为低值时,在每单位时间由驾驶者进行往复转向的次数多的状况下有可能无法有效地去除传感器的零点偏移的影响。
与此相对,在第二实施方式中,根据转向频率fs可变地设定截止频率fhc,使得转向频率fs越低,截止频率fhc就越小。从而,能够在每单位时间由驾驶者进行往复转向的次数多的状况下有效地去除传感器的零点偏移的影响,并且防止在每单位时间由驾驶者进行往复转向的次数少的状况下无法估计稳定系数Kh。
截止频率fhc基于转向频率fs并根据映射图来计算,但也可以作为转向频率fs的函数来计算。
第三实施方式
图6是表示作为第一实施方式的修正例而构成的根据本发明的转弯特性估计装置的第三实施方式中的稳定系数Kh的估计计算例程的主要部分的流程图。
在该第三实施方式中,在步骤80结束后,在步骤84中计算每单位时间由驾驶者进行往复转向的次数,作为转向频率fs。另外,基于转向频率fs以及车辆的前后加速度Gx的绝对值并根据与图7所示的曲线图对应的映射图来计算截止频率fhc,使得转向频率fs越低,高通滤波处理的截止频率fhc就越小,并且车辆的前后加速度Gx的绝对值越大,高通滤波处理的截止频率fhc就越大。
然后,在步骤90中的实际横摆率γ及过渡横摆率γtrn的高通滤波处理中,截止频率被设定为在步骤84中算出的截止频率fhc。
将由转向角传感器34的零点偏移引起的前轮转角δ的误差设为δ0,并将由横向加速度传感器40的零点偏移引起的车辆的横向加速度Gy的误差设为Gy0。另外,将由于横摆率传感器36的零点偏移引起的车辆的横摆率γ的误差设为γ0。当考虑这些误差时,前轮转角的偏差Δδt由上式17表示。
由此,传感器的零点偏移的影响是上式17的第2项至第4项、即δ0-KhdeGy0L-γ0L/V。从而,车速V的变化、即车辆的前后加速度Gx的大小越大,传感器的零点偏移对稳态参考横摆率γt的变化的影响就越大,相反地,车辆的前后加速度Gx的大小越小,传感器的零点偏移对稳态参考横摆率γt的变化的影响就越小。
根据第三实施方式,还基于车辆的前后加速度Gx的绝对值可变地设定截止频率fhc,使得车辆的前后加速度Gx的绝对值越大,高通滤波处理的截止频率fhc就越大。从而,能够得到与上述第二实施方式相同的作用效果,并且不管车速V的变化如何均能够有效地去除传感器的零点偏移的影响。
截止频率fhc基于转向频率fs及车辆的前后加速度Gx的绝对值并根据映射图来计算,但也可以作为转向频率fs及车辆的前后加速度Gx的绝对值的函数来计算。
第四实施方式
图8是表示作为第一实施方式的修正例而构成的根据本发明的转弯特性估计装置的第四实施方式中的稳定系数Kh的估计计算例程的主要部分的流程图。
在该第四实施方式中,当在步骤100中判定为车辆处于转弯行驶状态时,在步骤110之前执行步骤105。在步骤105中,判断车辆是否处于能够以高可靠性估计稳定系数Kh的状况,当作出否定判断时,控制返回到步骤20,当作出肯定判断时,控制前进到步骤110。
此时,可以在有下述的(B1)和(B2)成立时,判定为车辆处于能够以高可靠性估计稳定系数Kh的状况。
(B1)行驶道路不是不平整道路。
(B2)不处于制动中。
B1的条件是考虑了在不平整道路中噪声叠加到实际横摆率γ上、轮胎相对于路面的滑移状态容易变动的条件。另外,B2的条件是以在利用上式11的稳态参考横摆率γt的计算中没有制动力的影响作为前提的条件。
从而,根据第四实施方式,与不进行车辆是否处于能够以高可靠性估计稳定系数Kh的状况的判断的第一至第三实施方式的情况相比,能够高精度地估计稳定系数Kh。
第五实施方式
图9及图10分别是表示作为第一实施方式的修正例而构成的根据本发明的转弯特性估计装置的第五实施方式中的稳定系数Kh的估计计算例程的前半部分的主要部分及后半部分的流程图。
在该第五实施方式中,在步骤70结束后,在步骤72中判断车辆是否正在进行右转弯。当作出肯定判断时,在步骤80至190中针对车辆的右转弯进行与第一实施方式的步骤80至190相同的控制。与此相对,当作出否定判断时,在步骤85至195中针对车辆的左转弯进行与第一实施方式的步骤80至190相同的控制。
即,在步骤80中,通过与上式20对应的下式31来计算将带通滤波处理后的右转弯时的实际横摆率γrbpf与过渡横摆率γtrrbpf的偏差置换成前轮转角的偏差的横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδr。
在步骤90中,对在步骤70中算出的经一阶滞后滤波处理后的车辆的横向加速度Gyft以及在步骤80中算出的横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδr进行用于去除传感器零点偏移的影响的高通滤波处理。此时的高通滤波处理同样也可以是例如将0.2Hz作为截止频率的一阶高通滤波处理。
与上述的第一实施方式的情况相同,将在步骤90中经高通滤波处理的车辆的横向加速度Gyft及横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδr分别记为经带通滤波处理后的车辆的横向加速度Gyftbpf及横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδrbpf。
另外,在步骤110中,判断是否需要调整在前一周期的步骤130中算出的当前的带通滤波处理后的横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδrbpf的累积值Δδra以及车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya。当作出否定判断时,控制前进到步骤130,当作出肯定判断时,控制前进到步骤120。
此时,可以在下述(A1r)或(A2r)成立时,判定为需要调整累积值Δδra及ΔGya。(A2r)是在估计转向响应时间常数系数、并在步骤50中转向响应时间常数系数Tpr被设定为估计出的值的情况下的判定条件。
(A1r)累积值Δδra及ΔGya上次被调整时的稳定系数Khr与在前一周期的步骤150中被估计出的当前的稳定系数Khr之间的偏差ΔKhr的绝对值大于等于关于稳定系数的偏差的基准值。
(A2r)累积值Δδra及ΔGya上次被调整时的转向响应时间常数系数Tpr与在当前周期的步骤50中被设定的当前的转向响应时间常数系数Tpr之间的偏差ΔTpr的绝对值超过了关于转向响应时间常数系数的偏差的基准值。
在步骤120中,通过与上式21对应的下式32来计算右转弯时的调整增益Gajr。
另外,在步骤120中,通过下式33及34来计算调整后的横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδrbpf的累积值Δra以及车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya。
Δδra=当前的Δra×Gajr ……(33)
ΔGya=当前的ΔGya×Gajr ……(34)
在步骤130中,当车辆的横向加速度Gyftbpf为正值时,横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδrbpf的累积值Δδra以及车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya分别通过下式35及36来计算。
Δδra=当前的Δra+Δδrbpf ……(35)
ΔGya=当前的ΔGya+Gyftbpf ……(36)
另外,当车辆的横向加速度Gyftbpf不是正值时,横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδrbpf的累积值Δδra及车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya分别通过下式37及38来计算。
Δδra=当前的Δδra-Δδrbpf ……(37)
ΔGya=当前的ΔGya-Gyftbpf ……(38)
在步骤140中,通过横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδrbpf的累积值Δδra除以车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya来计算累积值的比Δδra/ΔGya。
在步骤150中,按照与上式28对应的下式39来计算右转弯时的稳定系数Khr的估计值。
Khr=Kh0+(Δδra/ΔGya)/L ……(39)
在步骤160中,通过与上式29对应的下式40对稳定系数Khr的估计值进行一阶低通滤波处理,由此计算经低通滤波处理后的稳定系数Khr的估计值Khrlpf。
另外,在步骤160中,对稳定系数Khr的估计值与经低通滤波处理后的稳定系数Khr的估计值Khrlpf之间的偏差的绝对值,通过下式41进行一阶低通滤波处理,由此计算低通滤波处理后的稳定系数Khr的估计值的偏差ΔKhrlpf。并且,计算偏差ΔKhrlpf的倒数1/ΔKhrlpf来作为右转弯时的稳定系数Khr的估计值的收敛程度Ckhr。即,通过下式42来计算右转弯时的稳定系数Khr的估计值的收敛程度Ckhr。
Ckhr=(1+sTc)/(Khr-Khrlpf) ……(42)
在步骤170中,计算与过渡横摆率γtr对应的右转弯时的目标横摆率γttr,并计算横摆率检测值γ与目标横摆率γttr的偏差作为横摆率偏差Δγr。并且,基于横摆率偏差Δγr的右转弯时的车辆的运动控制的基准值γro基于稳定系数的收敛程度Ckhr并基于与图3的映射图相同的映射图而被计算,由此可变地设定右转弯时的车辆运动控制的不灵敏区。
在步骤180中,通过判断稳定系数的收敛程度Ckhr是否小于存储判定的基准值(正值),来判断是否为允许向EEPROM中存储稳定系数Khr的估计值的状况。当作出否定判断时,控制返回到步骤20,当作出肯定判断时,在步骤190中将稳定系数Khr的估计值存储到EEPROM中,由此存储在EEPROM中的稳定系数Khr的估计值被更新。
另外,在步骤85至195中,通过将表示右转弯的“r”被置换为表示左转弯的“l”,而针对左转弯进行与上述步骤80至190相同的控制。
右转弯时的转弯特性和左转弯时的转弯特性有时会互不相同。例如在由于乘车状况或货物的装载状况而重心不在车辆横方向的中心的情况下或者由于人上下车或者装载货物的装卸而重心位置在横方向上发生了很大变动的情况下,车辆的转弯特性会根据车辆的转弯方向而不同。因此,稳定系数也根据车辆的转弯方向而不同。
根据第五实施方式,能够得到与上述第一实施方式相同的作用效果,并且由于针对车辆的每一转弯方向估计稳定系数,因此即使在车辆的转弯特性根据车辆的转弯方向而不同的情况下,也能够针对车辆的右转弯及左转弯分别高精度地估计稳定系数Khr及Khl。
第六实施方式
图11及图12分别是表示作为第一实施方式的修正例而构成的根据本发明的转弯特性估计装置的第六实施方式中的稳定系数Kh的估计计算例程的前半部分的主要部分及后半部分的流程图。
在该第六实施方式中,在步骤70结束后,在步骤74中判断车辆的横向加速度Gy的绝对值是否大于第一基准值Gy1(正的常数)。当作出否定判断时,控制返回到步骤20,当作出肯定判断时,控制前进到步骤76。
在步骤76中,判断车辆的横向加速度Gy的绝对值是否大于第二基准值Gy2(比Gy1大的正的常数)。当作出否定判断时,在步骤80至190中,针对车辆的横向加速度Gy的绝对值大于第一基准值Gy1且小于等于第二基准值Gy2的情况(横向加速度Gy的第一区域),进行与第一实施方式的步骤80至190相同的控制。与此相对,当作出肯定判断时,在步骤85至195中,针对车辆的横向加速度Gy的绝对值大于第二基准值Gy2的情况(横向加速度Gy的第二区域),进行与第一实施方式的步骤80至190相同的控制。
即,在步骤80中,通过与上式20对应的下式43来计算将经带通滤波处理后的关于横向加速度Gy的第一区域的实际横摆率γ1bpf与过渡横摆率γtr1bpf之间的偏差置换为前轮转角的偏差的横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδ1。
在步骤90中,对在步骤70中算出的经一阶滞后滤波处理后的车辆的横向加速度Gyft以及在步骤80中算出的横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδ1,进行用于去除传感器零点偏移的影响的高通滤波处理。此时的高通滤波处理同样也可以是例如将0.2Hz作为截止频率的一阶高通滤波处理。
与上述第一实施方式的情况相同,将在步骤90中经高通滤波处理的车辆的横向加速度Gyft以及横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδ1分别记为经带通滤波处理后的车辆的横向加速度Gyftbpf以及横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδ1bpf。
另外,在步骤110中,判断是否需要调整在前一周期的步骤130中算出的当前的带通滤波处理后的横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδ1bpf的累积值Δδ1a以及车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya。当作出否定判断时,控制前进到步骤130,当作出肯定判断时,前进到步骤120。
此时,可以在下述的(A11)或(A21)成立时,判定为需要调整累积值Δδ1a及ΔGya。(A2b)是在估计转向响应时间常数系数、并在步骤50中转向响应时间常数系数Tp1被设定为估计出的值的情况下的判定条件。
(A11)累积值Δδ1a及ΔGya上次被调整时的稳定系数Kh1与在前一周期的步骤150中被估计出的当前的稳定系数Kh1之间的偏差ΔKh1的绝对值超过了关于稳定系数的偏差的基准值。
(A21)累积值Δδ1a及ΔGya上次被调整时的转向响应时间常数系数Tp1与在当前周期的步骤50中被设定的当前的转向响应时间常数系数Tp1之间的偏差ΔTp1的绝对值超过了关于转向响应时间常数系数的偏差的基准值。
在步骤120中,通过与上式21对应的下式44来计算针对横向加速度Gy的第一区域的调整增益Gaj1。
另外,在步骤120中通过下式45及46来计算调整后的横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδ1bpf的累积值Δδ1a以及车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya。
Δδ1a=当前的Δδ1a×Gaj1 ……(45)
ΔGya=当前的ΔGya×Gaj1 ……(46)
在步骤130中,当车辆的横向加速度Gyftbpf为正值时,横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδ1bpf的累积值Δδ1a及车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya分别通过下述的式47及48来计算。
Δδ1a=当前的Δ1a+Δδ1bpf ……(47)
ΔGya=当前的ΔGya+Gyftbpf ……(48)
另外,当车辆的横向加速度Gyftbpf不是正值时,横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δ1bpf的累积值Δδ1a及车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya分别通过下式49及50来计算。
Δδ1a=当前的Δδ1a-Δδ1bpf ……(49)
ΔGya=当前的ΔGya-Gyftbpf ……(50)
在步骤140中,通过横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδ1bpf的累积值Δδ1a除以车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya,来计算累积值的比Δδ1a/ΔGya。
在步骤150中,通过与上式28对应的下式51来计算针对横向加速度Gy的第一区域的稳定系数Kh1的估计值。
Kh1=Kh0+(Δδ1a/ΔGya)/L ……(51)
在步骤160中,通过与上式29对应的下式52对稳定系数Kh1的估计值进行一阶低通滤波处理,由此计算经低通滤波处理后的稳定系数Kh1的估计值Kh1lPf。
另外,在步骤160中,通过与上式42对应的下式53来计算针对横向加速度Gy的第一区域的稳定系数Kh1的收敛程度Ckh1。
Ckhr1=(1+sTc)/(Kh1-Kh1lpf) ……(53)
在步骤170中,针对横向加速度Gy的第一区域,计算与过渡横摆率γtr对应的目标横摆率γtt1,并计算横摆率检测值γ与目标横摆率γtt1的偏差作为横摆率偏差Δγ1。并且,基于横摆率偏差Δγ1的车辆的运动控制的基准值γ1o基于稳定系数的收敛程度Ckh1并基于与图3的映射图相同的映射图而被计算,由此可变地设定针对横向加速度Gy的第一区域的车辆运动控制的不灵敏区。
在步骤180中,通过判断稳定系数的收敛程度Ckh1是否小于存储判定的基准值(正值),来判断是否为允许向EEPROM中存储稳定系数Kh1的估计值的状况。当作出否定判断时,控制返回到步骤20,当作出肯定判断时,在步骤190中,将稳定系数Kh1的估计值存储到EEPROM中,由此存储在EEPROM中的稳定系数Kh1的估计值被更新。
另外,在步骤85至195中,通过将表示横向加速度Gy的第一区域的“1”置换为表示横向加速度Gy的第二区域的“2”,来针对横向加速度Gy的第二区域进行与上述步骤80至190相同的控制。
一般来说,车辆的转弯特性根据车辆的横向加速度Gy的大小而不同。根据第六实施方式,由于针对车辆的横向加速度Gy的大小的每个区域估计稳定系数Kh,因此能够得到与上述第一实施方式相同的作用效果,并且即使在车辆的横向加速度Gy的大小变动很大的情况下,也能够针对横向加速度Gy的大小的每个区域高精度地估计稳定系数Kh。
第七实施方式
图13是表示作为第一实施方式的修正例而构成的根据本发明的转弯特性估计装置的第七实施方式中的稳定系数Kh的估计计算例程的主要部分的流程图。
在该第七实施方式中,当在步骤110中作出肯定判断时,执行图13所示的步骤121至126来取代第一实施方式的步骤120。
在步骤121中,基于稳定系数的偏差ΔKh的绝对值并分别根据与图14及图15所示的曲线图对应的映射图,来计算累积值的下限值Δδamink及ΔGyamink。
在步骤122中,基于转向响应时间常数系数的偏差ΔTp的绝对值并分别根据与图16及图17所示的曲线图对应的映射图,来计算累积值的下限值Δδamint及ΔGyamint。
在步骤123中,基于稳定系数的偏差ΔKh的绝对值的累积值的下限值Δδamink以及基于转向响应时间常数系数的偏差ΔTp的绝对值的累积值的下限值Δδamint中更大的那个被设定为累积值的下限值Δδamin。
在步骤124中,基于稳定系数的偏差ΔKh的绝对值的累积值的下限值ΔGyamink以及基于转向响应时间常数系数的偏差ΔTp的绝对值的累积值的下限值ΔGyamint中更大的那个被设定为累积值的下限值ΔGyamin。
在步骤125中,基于累积值的下限值Δδamin及ΔGyamin并通过上式21来计算调整增益Gaj。
在步骤126中,通过上式22及23来计算调整后的横摆率偏差的前轮转角偏差换算值Δδbpf的累积值Δδa以及车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya。
在上述的第一实施方式中,步骤120中的用于调整累积值Δδa及ΔGya的调整增益Gaj是将下限值Δδamin及ΔGyamin作为常数并通过式21来计算的。从而,当为了使累积值Δδa及ΔGya可靠地减小而将下限值Δδamin及ΔGyamin设定为小的值时,在稳定系数的偏差ΔKh或转向响应时间常数系数的偏差ΔTp的大小小的状况下,累积值Δδa及ΔGya有可能过度降低。相反地,当将下限值Δδamin及ΔGyamin设定为大的值时,在稳定系数的偏差ΔKh或转向响应时间常数系数的偏差ΔTp的大小大的情况下,累积值Δδa及ΔGya的降低变得不充分,有可能无法有效地降低之前的累积值Δδa、ΔGya的影响。
与此相对,在第七实施方式中,根据稳定系数的偏差ΔKh和转向响应时间常数系数的偏差ΔTp的大小来可变地设定累积值的下限值Δδamin及ΔGyamin,以使得当稳定系数的偏差ΔKh或转向响应时间常数系数的偏差ΔTp的大小大时与它们小时相比累积值的下限值Δδamin及ΔGyamin变小。
从而,在稳定系数的偏差ΔKh或转向响应时间常数系数的偏差ΔTp的大小小的砖块下,能够减少累积值Δδa及ΔGya被过度降低的可能性。相反地,在稳定系数的偏差ΔKh或转向响应时间常数系数的偏差ΔTp的大小大的状况下,能够可靠地减小累积值Δδa及ΔGya,由此能够有效地降低之前的累积值Δδa、ΔGya的影响。
另外,一般来说,如果调整增益Gaj过小,则稳定系数的估计的S/N比容易下降。根据第七实施方式,累积值的下限值Δδamin被设定为累积值的下限值Δδamink和Δδamint中更大的那个,累积值的下限值ΔGyamin被设定为累积值的下限值ΔGyamink和ΔGyamint中更大的那个。从而,与累积值的下限值Δδamin被设定为累积值的下限值Δδamink和Δδamint中更小的那个、累积值的下限值ΔGyamin被设定为累积值的下限值ΔGyamink和ΔGyamint中更小的那个的情况相比,能够提高稳定系数的估计的S/N比。
另外,相反地,如果调整增益Gaj过大,则稳定系数的估计误差容易变大。从而,只要基于累积值的下限值Δδamink和Δδamint来设定累积值的下限值Δδamin,并且基于累积值的下限值ΔGyamink和ΔGyamintt来设定累积值的下限值ΔGyamin即可,累积值的下限值Δδamin和累积值的下限值ΔGyamin也可以被设定为各自对应的两个累积值的下限值中更小的值或平均值。
累积值的下限值Δδamink和ΔGyamink是基于稳定系数的偏差ΔKh的绝对值并根据映射图来计算的,累积值的下限值Δδamint和ΔGyamint是基于转向响应时间常数系数的偏差ΔTp的绝对值并根据映射图来计算的,但也可以分别作为稳定系数的偏差ΔKh的绝对值的函数以及转向响应时间常数系数的偏差ΔTp的绝对值的函数来计算。
以上,基于特定的实施方式详细说明了本发明,但本发明不限定于上述的实施方式,可在本发明的范围内以其他各种实施方式实施对于本领域技术人员来说是显而易见的。
例如,在上述第一至第七实施方式中,在步骤160中计算稳定系数的估计值的收敛程度,在步骤170中基于收敛程度来可变地设定车辆运动控制的不灵敏区。但是,也可以省略基于收敛程度的运动控制的不灵敏区的可变设定。
另外,在上述第一至第七实施方式中,在步骤80中计算了将过渡横摆率γtr与实际横摆率γ的偏差置换成前轮转角的偏差的横摆率偏差的前轮转角偏差换算值。但是,也可以通过对过渡横摆率γtr与实际横摆率γ的偏差进行高通滤波处理来计算带通滤波处理后的横摆率偏差Δγbpf,计算横摆率偏差Δγbpf的累积值Δγa相对于车辆的横向加速度Gyftbpf的累积值ΔGya的比来取代累积值的比Δδa/ΔGya,并且基于累积值的比Δγbpf/ΔGya通过下式54来计算稳定系数Kh的估计值。
Kh=Kh0+(Δγbpf/ΔGya)/V ……(54)
另外,当通过式54来计算稳定系数Kh的估计值时,优选设定多个车速范围,并针对每个车速范围计算稳定系数Kh的估计值。另外,优选稳定系数Kh的估计值的收敛程度也针对每个车速范围计算,由此针对每个车速范围可变设定车辆运动控制的不灵敏区。另外,被提供用于计算车辆的运动控制中的目标横摆率的稳定系数Kh也优选被设定为针对每个车速范围估计出的值。
另外,在上述第一至第七实施方式中,调整增益Gaj在1以下的范围内被设定为第一调整增益(Δδamin/|当前的Δδa|)和第二调整增益(ΔGyamin/|当前的ΔGya|)中更大的那个。但是,也可以修正为:省略第一和第二调整增益中的一者,并将第一和第二调整增益中的另一者设为调整增益Gaj。
另外,在上述的第六实施方式中,针对车辆横向加速度Gy的大小不同的第一及第二区域估计稳定系数Kh,但也可以修正为:针对车辆横向加速度Gy的大小不同的三个以上的区域估计稳定系数Kh。
另外,上述的第五及第六实施方式被构成为上述的第一实施方式的修正例,但第五或第六实施方式的构成也可以被应用于第二至第四实施方式中的任一方式。同样地,上述的第七实施方式被构成为上述第一实施方式的修正例,但第七实施方式的构成也可以被应用于第二至第六实施方式中的任一方式。
Claims (12)
1.一种车辆的转弯特性估计装置,所述转弯特性估计装置将相对于车辆的参考横摆率存在一阶滞后的关系的车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率之间的偏差的指标值作为横摆率偏差指标值,并基于去除了第一预定频率以下的分量的车辆的横向加速度与去除了第二预定频率以下的分量的横摆率偏差指标值之间的关系来估计车辆的稳定系数。
2.如权利要求1所述的车辆的转弯特性估计装置,其特征在于,
多次获取车辆的横向加速度以及横摆率偏差指标值,并基于去除了第一预定频率以下的分量的车辆的横向加速度的累积值与去除了第二预定频率以下的分量的横摆率偏差指标值的累积值之间的关系来估计车辆的稳定系数。
3.如权利要求2所述的车辆的转弯特性估计装置,其特征在于,
计算与稳定系数的估计值的变化程度相应的第一调整增益,将对车辆的横向加速度的上次的累积值乘以第一调整增益而得的值与本次所获取的车辆的横向加速度之和作为本次的车辆的横向加速度的累积值,将对横摆率偏差指标值的上次的累积值乘以第一调整增益而得的值与本次所获取的横摆率偏差指标值之和作为本次的横摆率偏差指标值的累积值,并基于本次的车辆的横向加速度的累积值和本次的横摆率偏差指标值的累积值之间的关系来估计车辆的稳定系数。
4.如权利要求2所述的车辆的转弯特性估计装置,其特征在于,
将一阶滞后的时间常数的与车速相关的系数作为转向响应时间常数系数,基于车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率之间的关系并以使车辆的过渡横摆率接近车辆的实际横摆率的方式估计转向响应时间常数系数,计算与转向响应时间常数系数的估计值的变化程度相应的第二调整增益,将对车辆的横向加速度的上次的累积值乘以第二调整增益而得的值与本次所获取的车辆的横向加速度之和作为本次的车辆的横向加速度的累积值,将对横摆率偏差指标值的上次的累积值乘以第二调整增益而得的值与本次所获取的横摆率偏差指标值之和作为本次的横摆率偏差指标值的累积值,并基于本次的车辆的横向加速度的累积值和本次的横摆率偏差指标值的累积值之间的关系来估计车辆的稳定系数。
5.如权利要求2所述的车辆的转弯特性估计装置,其特征在于,
计算与车辆的稳定系数的估计值的变化程度相应的第一调整增益,将一阶滞后的时间常数的与车速相关的系数作为转向响应时间常数系数,基于车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率之间的关系并以使车辆的过渡横摆率接近车辆的实际横摆率的方式估计转向响应时间常数系数,计算与转向响应时间常数系数的估计值的变化程度相应的第二调整增益,基于第一和第二调整增益来确定最终的调整增益,将对车辆的横向加速度的上次的累积值乘以最终的调整增益而得的值与本次所获取的车辆的横向加速度之和作为本次的车辆的横向加速度的累积值,将对横摆率偏差指标值的上次的累积值乘以最终的调整增益而得的值与本次所获取的横摆率偏差指标值之和作为本次的横摆率偏差指标值的累积值,并基于本次的车辆的横向加速度的累积值与本次的横摆率偏差指标值的累积值之间的关系来估计车辆的稳定系数。
6.如权利要求1至5中任一项所述的车辆的转弯特性估计装置,其特征在于,
横摆率偏差指标值是将车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率的偏差换算成前轮转角的偏差的值。
7.如权利要求1至5中任一项所述的车辆的转弯特性估计装置,其特征在于,
根据每单位时间由驾驶者进行往复转向的多少的指标值来改变所述第一预定频率或所述第二预定频率。
8.如权利要求1至5中任一项所述的车辆的转弯特性估计装置,其特征在于,
根据车辆的前后加速度的大小来改变所述第一预定频率或所述第二预定频率。
9.如权利要求1至5中任一项所述的车辆的转弯特性估计装置,其特征在于,
针对车辆的右转弯和左转弯分别估计车辆的稳定系数。
10.如权利要求1至5中任一项所述的车辆的转弯特性估计装置,其特征在于,
针对车辆的横向加速度的大小的每个区域,估计车辆的稳定系数。
11.如权利要求3至5中任一项所述的车辆的转弯特性估计装置,其特征在于,
将稳定系数的修正量与供车辆的过渡横摆率的计算之用的稳定系数的初始值之和作为稳定系数的估计值,所述稳定系数的修正量是基于车辆的横向加速度的累积值与横摆率偏差指标值的累积值之间的关系的修正量。
12.一种车辆的运动控制装置,其特征在于,
使用通过权利要求1至10中任一项所述的车辆的转弯特性估计装置估计的车辆的稳定系数来进行车辆的运动控制,并且
根据车辆的稳定系数的估计值的收敛程度来改变所述车辆的运动控制的不灵敏区。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2626266A1 (en) * | 2010-10-08 | 2013-08-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle motion control system |
WO2013088580A1 (ja) * | 2011-12-16 | 2013-06-20 | トヨタ自動車株式会社 | 車両のスタビリティファクタ推定装置 |
EP2799822B1 (en) * | 2011-12-27 | 2021-05-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method and device for estimating loading state of vehicle |
JP5533903B2 (ja) * | 2012-01-27 | 2014-06-25 | トヨタ自動車株式会社 | 車両制御装置 |
US9604636B2 (en) | 2012-02-24 | 2017-03-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Turning characteristic estimating device for vehicle |
JP5840112B2 (ja) * | 2012-11-09 | 2016-01-06 | 本田技研工業株式会社 | 車両挙動安定化制御装置 |
JP5644836B2 (ja) * | 2012-11-12 | 2014-12-24 | トヨタ自動車株式会社 | 操舵装置 |
JP6107082B2 (ja) * | 2012-11-22 | 2017-04-05 | 株式会社アドヴィックス | 車両のスタビリティファクタ演算装置 |
FR3001541B1 (fr) * | 2013-01-31 | 2016-02-05 | Michelin & Cie | Procede de caracterisation du comportement d'un vehicule et application au choix des pneumatiques du vehicule |
WO2014136189A1 (ja) * | 2013-03-04 | 2014-09-12 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の走行運動制御装置 |
JP6349942B2 (ja) * | 2014-05-12 | 2018-07-04 | 株式会社デンソー | 運転支援装置 |
CN104859661B (zh) * | 2015-05-14 | 2017-10-13 | 上海理工大学 | 车辆过弯时间优化算法 |
JP6355167B2 (ja) * | 2015-09-28 | 2018-07-11 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の運転支援制御装置 |
CN105799709B (zh) * | 2016-03-10 | 2018-10-26 | 深圳市元征科技股份有限公司 | 车辆急转弯的识别方法及装置 |
US11318950B2 (en) * | 2016-03-29 | 2022-05-03 | Pioneer Corporation | Calculation apparatus, control method, program and storage medium |
US10011284B2 (en) * | 2016-07-13 | 2018-07-03 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | System and method for determining state of stiffness of tires of vehicle |
US11510539B2 (en) * | 2017-06-02 | 2022-11-29 | Pixart Imaging Inc. | Auto clean machine, cliff determining method and surface type determining method |
CN107323457B (zh) * | 2017-07-06 | 2019-08-16 | 吉林大学 | 一种人机协同的共享转向控制方法 |
JP6944125B2 (ja) * | 2017-11-17 | 2021-10-06 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の挙動制御装置 |
CN109080627B (zh) * | 2018-06-05 | 2020-05-05 | 东南大学 | 一种无人驾驶车辆转弯行驶时侧向力控制方法 |
CN109747637B (zh) * | 2019-03-13 | 2020-03-17 | 合肥工业大学 | 一种半挂汽车列车倒车入位的诱导控制方法 |
CN110271534B (zh) * | 2019-06-14 | 2021-05-28 | 百度在线网络技术(北京)有限公司 | 自动驾驶车辆的控制方法、装置、计算机设备和存储介质 |
CN111016882B (zh) * | 2019-12-13 | 2021-12-10 | 苏州智加科技有限公司 | 一种车辆控制信号计算方法、装置、设备及存储介质 |
CN112598748A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-04-02 | 深兰人工智能(深圳)有限公司 | 铰接式车辆转向死区值的标定方法、装置和电子设备 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000095085A (ja) * | 1998-09-22 | 2000-04-04 | Toyota Motor Corp | 車輌の基準ヨーレート演算装置 |
JP2004026073A (ja) * | 2002-06-27 | 2004-01-29 | Toyota Motor Corp | 車輌の旋回特性推定装置 |
JP2004026074A (ja) * | 2002-06-27 | 2004-01-29 | Toyota Motor Corp | 車輌の旋回特性推定装置 |
JP2005008067A (ja) * | 2003-06-19 | 2005-01-13 | Toyota Motor Corp | 車輌の旋回特性推定装置 |
CN1663865A (zh) * | 2004-03-05 | 2005-09-07 | 丰田自动车株式会社 | 车辆稳定性控制设备 |
JP2006168630A (ja) * | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Toyota Motor Corp | 旋回制御装置 |
CN1805871A (zh) * | 2004-03-15 | 2006-07-19 | 丰田自动车株式会社 | 车辆稳定性控制装置 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07215193A (ja) * | 1994-01-31 | 1995-08-15 | Toyota Motor Corp | 車両の挙動異常検出装置 |
JPH08136569A (ja) * | 1994-11-09 | 1996-05-31 | Toyota Motor Corp | 検出装置 |
JPH10258720A (ja) * | 1997-03-19 | 1998-09-29 | Mitsubishi Motors Corp | 車両の旋回制御装置 |
US6804584B2 (en) * | 2002-03-20 | 2004-10-12 | Ford Global Technologies, Llc | Method for determining the roll angle of a vehicle using an estimation of road bank angle |
JP4228792B2 (ja) | 2003-06-19 | 2009-02-25 | トヨタ自動車株式会社 | 車輌の旋回特性推定装置 |
JP4161923B2 (ja) * | 2004-03-09 | 2008-10-08 | 株式会社デンソー | 車両安定化制御システム |
JP4230961B2 (ja) * | 2004-06-04 | 2009-02-25 | 富士重工業株式会社 | 推定装置およびそれを用いた車両運動制御装置 |
JP4501568B2 (ja) | 2004-07-14 | 2010-07-14 | 株式会社アドヴィックス | 車両の姿勢制御装置 |
US8483926B2 (en) * | 2007-04-17 | 2013-07-09 | Nissan Motor Co., Ltd. | Device and method for estimating frictional condition of ground contact surface of wheel |
JP4707703B2 (ja) * | 2007-11-12 | 2011-06-22 | 三菱電機株式会社 | 車両用操舵装置 |
JP4751874B2 (ja) * | 2007-12-10 | 2011-08-17 | 本田技研工業株式会社 | 車両の後輪舵角制御装置および後輪舵角制御方法 |
JP5056576B2 (ja) * | 2008-05-13 | 2012-10-24 | 三菱電機株式会社 | 車両の旋回特性推定装置及び旋回特性推定方法 |
DE112009005281B4 (de) * | 2009-09-24 | 2019-07-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Verfahren und Vorrichtung zum Schätzen einer Drehcharakteristik eines Fahrzeugs |
-
2009
- 2009-09-24 US US13/389,701 patent/US8515591B2/en active Active
- 2009-09-24 JP JP2010541602A patent/JP5024456B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2009-09-24 EP EP09849850.4A patent/EP2481651B1/en not_active Not-in-force
- 2009-09-24 CN CN200980161641.2A patent/CN102548824B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2009-09-24 WO PCT/JP2009/067127 patent/WO2011036820A1/ja active Application Filing
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000095085A (ja) * | 1998-09-22 | 2000-04-04 | Toyota Motor Corp | 車輌の基準ヨーレート演算装置 |
JP2004026073A (ja) * | 2002-06-27 | 2004-01-29 | Toyota Motor Corp | 車輌の旋回特性推定装置 |
JP2004026074A (ja) * | 2002-06-27 | 2004-01-29 | Toyota Motor Corp | 車輌の旋回特性推定装置 |
JP2005008067A (ja) * | 2003-06-19 | 2005-01-13 | Toyota Motor Corp | 車輌の旋回特性推定装置 |
CN1663865A (zh) * | 2004-03-05 | 2005-09-07 | 丰田自动车株式会社 | 车辆稳定性控制设备 |
CN1805871A (zh) * | 2004-03-15 | 2006-07-19 | 丰田自动车株式会社 | 车辆稳定性控制装置 |
JP2006168630A (ja) * | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Toyota Motor Corp | 旋回制御装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2481651B1 (en) | 2018-04-11 |
JP5024456B2 (ja) | 2012-09-12 |
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