CN103003120A

CN103003120A - 车辆控制装置

Info

Publication number: CN103003120A
Application number: CN2011800047055A
Authority: CN
Inventors: 竹内启祐; 兼原洋治; 棚桥敏雄; 安形义满; 川崎智秀
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-07-20
Filing date: 2011-07-20
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2031-07-20
Also published as: DE112011105457T5; WO2013011571A1; JPWO2013011571A1; JP5234224B1; CN103003120B; US20140222296A1

Abstract

在设定车辆的控制特性以使其适合于驾驶员的驾驶意向的车辆的控制装置中，基于由所述驾驶员进行的操作的操作速度的变化模式来检测所述驾驶员有意图的操作，所述操作改变所述车辆的行驶状态，并且，基于操作意向相关关系、所述有意图的操作的操作量以及所述有意图的操作的操作时间来判定所述驾驶意向，所述操作意向相关关系预先确定了操作量和操作时间与操作意向的相互关系。因此，当驾驶员进行改变行驶状态的操作时，能够基于该操作的时间或操作量立即判定驾驶意向，并且能够将驾驶意向迅速地反映到车辆的控制特性中。

Description

车辆控制装置

技术领域

本发明涉及进行改变驱动力和转向等控制特性使其适合于驾驶员的意向(偏好或意图)的控制的装置，特别地涉及高精度地检测或判定驾驶员的驾驶意向的控制装置。

背景技术

众所周知，车辆通过驾驶员的加减速操作改变车速，并且通过转向改变行驶方向。如果该驾驶员的操作与车辆的行为的变化一致，则能够进行驾驶员有意图的行驶，由此能够进行所谓的舒适的行驶，并且驾驶性能良好。然而，驾驶员有意图的行驶根据每个驾驶员而不同，或者根据道路的拥挤程度、行驶道路的宽度、弯曲的程度等行驶环境而不同。与此相对，由于在设计或制造阶段能够设定的控制特性是预先确定的控制特性，因此，在这种状态下，有时不能进行驾驶员有意图的行驶。

以往，鉴于能够以电气方式改变车辆中的各种控制特性，尝试在行驶过程中检测或判定驾驶员的驾驶意向并改变控制特性使其适合于所检测或判定出的驾驶意向。作为这种控制的前提的驾驶意向的检测或判定可通过各种方法进行，作为其中的一例，在日本专利文献特开2007-132465号公报中记载了被构成为基于节流阀开度的变化向运动方向改变控制特性的装置。该装置被构成为：基于加速器开度及其操作速度来计算操作潜力，在该操作潜力超过预先确定的阈值的次数大于对每个模式确定的某一阈值时，在运动方向上学习驾驶意思等级。

另外，加速器操作不一定是有意图地进行，有时也会无意识地进行。如果将无意识地进行的加速器操作引入到驾驶意向的检测或判定中，则会导致驾驶意向的检测或判定的精度下降。在日本专利文献特开平6-26377号公报中记载了检测这样的无意识地进行的加速器操作的装置。该日本专利文献特开平6-26377号公报中记载的装置被构成为：在加速器操作速度慢并且加速器开度接近恒定行驶状态的开度时，判定为该加速器操作是无意识地进行的加速器操作。

在上述的日本专利文献特开2007-132465号公报或日本专利文献特开平6-26377号公报等中记载的装置是基于加速器开度或其变化速度来判定该操作的意图或者有无意图的装置。因此，能够检测或判定被进行了加速器操作时的驾驶员的意图，但是在进行了与车辆的行驶特性有关的其他操作时，无法检测或判定驾驶员对车辆的行驶或行为的意图。并且，在上述的日本专利文献特开2007-132465号公报中记载的装置中，由于需要对基于以前执行的加速器操作的速度和加速器开度求出的操作潜力进行多次累计，因此，即使在单一的操作中明确地体现了驾驶员的意图，在该单一的操作前后被进行多次加速器操作之前，也无法检测或判定驾驶员的意图。即，不得不等待多次加速器操作被进行使得所述操作潜力超过阈值，因此驾驶员的意图与直至该意图被反映到行驶特性之间产生时间差或延迟，由此可能感到不适。

另外，日本专利文献特开平6-26377号公报中记载的装置是检测无意识的加速器操作的装置，因此该装置不能将驾驶员的意图或行驶特性反映到行驶特性中。

本发明是着眼于上述的技术问题而作出的，其目的是提供能够更迅速地并且更准确地判定应反映到车辆的控制特性中的驾驶员的驾驶意向。

为了实现上述的目的，本发明是一种车辆控制装置，所述车辆控制装置设定车辆的控制特性以使该控制特性适合于驾驶员的驾驶意向，所述车辆控制装置的特征在于，被构成为基于由所述驾驶员进行的操作的操作速度的变化模式来检测所述驾驶员有意图的操作，所述操作改变所述车辆的行驶状态，并且，基于操作意向相关关系、所述有意图的操作的操作量以及所述有意图的操作的操作时间来判定所述驾驶意向，所述操作意向相关关系预先确定了操作量和操作时间与操作意向的相互关系。

也可以是：本发明中的所述操作意向相关关系是根据费兹法则将所述操作量和所述操作时间与所述操作意向进行算式化而得的关系。

并且，本发明中的所述控制特性包括：运动特性，在所述运动特性中，基于所述操作的车辆行为敏捷变化；以及和缓特性，与所述运动特性中的基于所述操作的车辆行为相比，和缓特性中的基于所述操作的车辆行为缓慢变化，本发明涉及的车辆控制装置还包括：设定指标的单元，在合成加速度的绝对值大时，与该合成加速度的绝对值小时相比，所述指标指示所述运动特性的倾向强的控制特性，并且在所述合成加速度的绝对值增大时所述指标以指示所述运动特性的倾向强的控制特性的方式变化，并在所述合成加速度的绝对值下降时所述指标保持以前的值直到预定的变更条件成立，所述合成加速度是所述车辆的至少前后方向和横向的加速度合成的加速度；以及基于所述驾驶意向来变更所述预定的变更条件的单元，其中，基于所述有意图的操作的操作速度的变化模式来判定所述驾驶意向。

另外，本发明中的所述预定的变更条件的变更包括如下的控制：在基于所述有意图的操作的操作速度判定出的所述驾驶意向是与所述运动特性中的车辆行为相符的驾驶意向时，使所述变更条件难以成立，并且在基于所述有意图的操作的操作速度的变化模式判定出的所述驾驶意向是与所述和缓特性中的车辆行为相符的驾驶意向时，使所述变更条件容易成立。

并且，本发明中的所述控制特性包括基于所述车辆的加减速操作来改变驱动力的驱动力特性以及基于转向操作来改变转弯量的转向特性中的至少一者。

在驾驶员持有目的或目标进行某些操作时，该操作速度的变化示出特定的模式，因此本发明涉及的控制装置根据驾驶员进行了改变车辆的行驶状态的操作时的操作速度的变化模式来检测驾驶员的有意图的操作。另一方面，进行了有意图的操作时的操作时间和操作量的关系根据操作者的操作意向而不同。作为一例，这样的关系可通过费兹法则把握，因此，在本发明中，预先求出这种关系，并根据基于上述的操作速度的变化模式检测到的驾驶员的有意图的操作中的操作时间和操作量来求出操作意向即驾驶意向。因此，根据本发明的控制装置，一旦驾驶员进行有意图的操作，立即基于该操作检测或判定驾驶意向，并且设定控制特性使其适合于所述驾驶意向。其结果是，根据本发明，能够在不产生延迟的情况下高精度地将驾驶员的驾驶意向反映到车辆的控制特性中。

并且，在本发明中，在设定控制特性使其变为车辆的行为敏捷的运动特性或者设定控制特性使其变为与运动特性相反的和缓特性时，可利用以上述方式检测或判定出的驾驶意向。特别地，可根据上述的驾驶意向，改变在基于所谓的合成加速度的指标变更为指示和缓特性的值时的变更条件，因此能够高精度地将驾驶意向反映到控制特性中。

附图说明

图1是用于说明通过本发明涉及的控制装置执行的控制的一例的流程图。

图2是用于说明通过本发明涉及的控制装置执行的控制的其他例的流程图。

图3是用于说明通过本发明涉及的控制装置执行的控制的其他例的流程图。

图4是将前后加速度和横向加速度的检测值绘制在轮胎摩擦圆上而示出的图。

图5是示出基于瞬时SPI的指示SPI的变化的一例的图。

图6是用于说明瞬时SPI和指示SPI的偏差的时间积分以及该积分值的重置的状况的图。

图7是用于说明在将本发明应用于使用合成加速度对控制特性进行控制的装置时所执行的控制的一例的流程图。

图8是说明用于指示SPI的减少控制的控制例的流程图。

图9是示意性示出可作为本发明的控制装置的控制对象的车辆的图。

图10是示意性示出操作预定的操作设备使其沿左右方向移动时的操作速度的变化的图。

图11是用于说明从操作速度波形中提取所谓的钟型速度波形的数据的控制的一例的流程图。

图12是用于说明用于判定钟型速度模式的条件之一的示意图。

图13是用于说明用于判定钟型速度模式的其他的条件的示意图。

图14是用于说明用于判定钟型速度模式的其他条件的示意图。

图15是用于说明用于判定钟型速度模式的其他条件的示意图。

图16是用于说明用于判定钟型速度模式的第五条件的示意图。

图17是示出操作时间与操作量和操作意向的相关关系的映射图的一例。

具体实施方式

接下来参照具体例对本发明进行说明。可应用本发明的控制装置的车辆是通过由驾驶员操作预定的操作设备进行加减速并且转弯的车辆，其典型的例子是将内燃机或马达作为驱动力源的汽车。在图9中使用框图示出了该车辆的一例。在此所示的车辆1是包括作为转向轮的左右的前轮2和作为驱动轮的左右的后轮3这四个车轮的车辆，所述四个车轮2、3分别经由悬架装置4支承车身(未图示)。该悬架装置4与以往已知的悬架装置相同，被构成为将弹簧和减震器(阻尼器)作为主体，图9中示出了该减震器5。该减震器5被构成为利用气体或液体等流体的流动阻力来产生缓冲作用，并且被构成为可通过马达6等致动器改变该流动阻力的大小。即，在增大流动阻力时，车身难以下沉，而形成所谓的坚硬感，因此，在车辆的行为中，舒适感减小，而运动感增大。此外，也可以通过向这些减震器5供应或从减震器5排出加压气体来进行车高的调整(高度控制)。

上述的前后轮2、3分别设置有未图示的制动装置，通过踏下配置于驾驶座席的制动踏板7，各制动装置进行动作，从而对前后轮2、3施加制动力。

另一方面，车辆1的驱动力源是内燃机、马达或者内燃机和马达组合后的机构等以往已知的构成的驱动力源。图9中示出了安装有内燃机(发动机)8的车辆，该发动机8的进气管9中设置有用于控制进气量的节流阀10。该节流阀10是称作电子节流阀的构成的节流阀，并且被构成为通过马达等以电气方式控制的致动器11进行开闭动作，并且调整开度。并且，该致动器11根据配置于驾驶座席的加速踏板12的踏下量即加速器开度进行动作，从而将节流阀10调整到预定的开度(节流阀开度)。

作为加速踏板12的踏下量的加速器开度、与节流阀10的开度之间的关系可以适当地设定，两者的关系越接近一对一，所谓的直接感越强，因此车辆的行为越有运动感。与此相反，如果设定控制特性使得节流阀开度相对于加速器开度相对地小，则车辆的行为或加速特性成为所谓的和缓感。另外，在使用马达作为驱动力源时，设置逆变器或变换器等电流控制器替换节流阀10，根据加速器开度调整其电流，并且适当地改变电流值相对于加速器开度的关系、即行为特性或加速特性。

在图9所示的例子中，变速器13与发动机8的输出侧连结。该变速器13被构成为适当地改变输入转速和输出转速的比率即变速比，例如，该变速器13可以是以往已知的有级式自动变速器、带式无级变速器或者环型无级变速器等中的任一者。因此，变速器13包括未图示的致动器，并且被构成为通过适当地控制该致动器来阶段性地(有级地)改变或者连续地改变变速比。另外，该变速控制基本上以设定变速比使得燃油经济性变好的方式进行。具体地，预先准备对应于车速和加速器开度等车辆的状态确定变速比的变速映射图，按照该变速映射图执行变速控制，或者基于车速和加速器开度等车辆的状态计算出目标输出，根据该目标输出和最优耗油率线求出目标发动机转速，并执行变速控制，以成为该目标发动机转速。

另外，根据需要，可在发动机8和变速器13之间设置带锁止离合器的变矩器等传动机构。并且，变速器13的输出轴经由作为最终减速器的差速齿轮14与后轮3连结。

另外，对使前轮2转向的转向机构15进行说明，转向机构15设置有将转向盘16的旋转动作传递到左右的前轮2的转向传动机构17，并且设置有辅助转向盘16的转向角度或转向力的辅助机构18。该辅助机构18被构成为能够调整基于未图示的致动器的辅助量，因此通过减小辅助量，转向角和前轮2的实际的转向角接近一对一的关系，由此所谓的转向的直接感增加，使得车辆的行为特性变为所谓的运动感。

另外，未特别地图示，但在上述的车辆1中，作为用于使行为或姿势稳定化的***，设置有防抱死制动***(ABS)、牵引力控制***、综合地控制这些***的车辆稳定控制***(VSC)等。这些***是以往已知的***，并且被构成为基于车身速度和车轮速度的偏差来减小作用于车轮2、3的制动力，或者施加制动力，并且同时控制发动机转矩，由此防止或抑制车轮2、3的锁定和滑移，从而使车辆的行为稳定。并且，也可以设置能够获得与行驶道路或预定行驶道路相关的数据(即，行驶环境)的导航***、用于以手动操作选择运动模式(运动D)和正常模式(正常D)以及低耗油率模式(经济模式)等行驶模式的开关，并且还可以包括能够改变上坡性能和加速性能或者掉头性等行为特性的四轮驱动机构(4WD)。

设置有获得用于控制上述的发动机8、变速器13或悬架装置4的减震器5、所述辅助机构18、上述的未图示的各***等的数据的各种传感器。举例来说，设置有检测前后轮2、3的旋转速度的车轮速度传感器19、加速器开度传感器20、节流阀开度传感器21、发动机转速传感器22、检测变速器13的输出转速的输出转速传感器23、转向角传感器24、检测前后加速度(Gx)的前后加速度传感器25、检测横向(左右方向)的加速度(横向加速度Gy)的横向加速度传感器26、横摆率传感器27等。另外，加速度传感器Gx、Gy可与在上述防抱死制动***(ABS)、车辆稳定控制***(VSC)等车辆行为控制中使用的加速度传感器共用，或者在安装有气囊的车辆中可与为了气囊的展开控制而设置的加速度传感器共用。这些传感器19～27被构成为向电子控制装置(ECU)28传送检测信号(数据)，并且电子控制装置28被构成为按照所述数据、预先存储的数据以及程序进行运算，并将该运算结果作为控制指令信号输出到上述的各***或这些致动器中。

本发明涉及的控制装置设定预定的控制特性以使车辆的行为适合于驾驶员的驾驶意向。所述驾驶意向是进行车辆的行为变得敏捷的所谓运动式行驶的驾驶意向、与此相反进行车辆的行为变得缓慢或平缓的所谓和缓式行驶的驾驶意向、或者进行车辆的行为成为运动式行驶和和缓式行驶中间的车辆的行为的正常行驶的驾驶意向等。另外，控制特性是：作为驱动力相对于加速器操作的关系的驱动力特性、作为针对转向角的横摆率或转弯量的转向特性、或者作为由悬架机构执行的车身支承的所谓坚硬度或柔软度的悬架特性等。通过适当地设定这些控制特性，车辆的行驶特性或者变为所谓的运动特性或者变为和缓特性。

本发明被构成为基于驾驶员操作了预定的操作设备时的操作速度、操作量或操作时间来检测或判定(以下，简称为判定)驾驶意向。首先对该判定控制进行说明。

在驾驶员持有预定的目的或目标对某些操作设备进行操作时，该操作从开始至结束的操作速度以描绘特定的模式的方式变化。该模式的典型的形状是在以波形表示操作速度的变化的情况下从波峰向左右扩展到末端的所谓的钟型。图10中示出了该模式的一例，图10所示的例子是从预定的中立位置向中立位置的左右方向的任意选择的目标部位操作时的每单位时间的操作速度的例子，纵轴表示操作速度，横轴表示经过时间。该操作例如是移动鼠标使得光标在计算机的监视器上向左右方向移动的操作。另外，由于检测操作量或操作速度的传感器所获得的信号中包含由操作的干扰或操作设备的振动等引起的所谓的外扰信号，因此通过进行滤波处理能够如图10所示获得波形。

图10中的第一操作a是从中立位置朝向中立位置的右方向上任意选择的部位的操作，在到达该目标部位的中间位置附近处操作速度最大(峰值)，并在该中间位置附近的前后平缓地变化。并且，第二操作b是朝向与第一操作a相反的方向的操作，在操作速度急剧增大后，操作速度暂时下降，其后操作速度再次增大，随后停止。这可认为：在操作中存在停滞，极有可能是在目标部位未确定的状态下的操作，而不是具有明确的意图的操作。第二操作b之后的第三至第六操作c、d、e、f是表示与基于前述的第一操作a的操作速度的变化模式同样的操作速度的变化模式的操作，因此可视作确定了目标部位的意图明确的操作。与此相对，在第七操作g中，操作速度急剧增大后至停止的时间变长。作为操作速度波形，波峰向操作开始点侧大幅偏移。通常，在向以目标部位为中心的允许范围内进行操作时，以迅速地到达该目标部位的方式进行操作，因此速度波形如第一操作a中的波形那样为所谓的钟型或接近所谓的钟型的形状。对于第七操作g，操作速度波形为与上述的钟型有很大差异的形状，因此不能视作持有目标或目的的具有明确的意图的操作。同样地，在第八操作h中，操作速度示出极大值，但该值很小而且其后的操作速度的下降非常小。因此，该第八操作h不是朝向目标部位的操作，而可视作其后接着进行的其他的操作的预备操作。并且，第九操作i是其操作速度波形示出上述的所谓的钟型的操作，因此可视作朝向目标部位的有意图的操作。另外，在图10中，对于有意图的操作并且可作为独立的单一的操作把握的操作的操作速度波形标记“○”符号，对于***作但不能作为有意图的操作把握的操作的操作速度波形标记“×”符号。

本发明涉及的控制装置被构成为基于上述的操作速度的变化(换言之，操作速度的变化模式)检测驾驶员有意图的操作，并根据该操作检测或判定作为驾驶员的意图的驾驶意向。因此，在本发明中，检测加速器操作、转向操作或制动操作等的操作速度，判定独立于该操作速度的变化的操作(以下，也称作单位操作)，并进行该单位操作是否是有意图的操作的判定。对于驾驶员有意图进行的操作，根据该操作量和操作时间来判定驾驶员的意图。

图11是用于说明根据操作速度的变化模式来检测基于驾驶员的意图的单位操作的控制的流程图，首先，速度的值被读入(步骤S1)。这里读入的操作速度是加速器操作的速度、转向操作的速度、制动操作的速度等、驾驶员用于控制或改变车辆的行驶状态的操作设备的操作速度。该操作速度可通过在各个操作设备上安装速度传感器来检测，并且也可以对加速器开度传感器、转角传感器等位置传感器或操作量传感器的检测值进行微分处理来求解速度。另外，优选如前所述为了去除外扰信号进行滤波处理，更具体地，应用低通滤波来去除外扰信号。

接下来，对操作速度的变化模式的分界点进行识别(判定)(步骤S2)。由于持有目的的操作或朝向目标的操作通常持续至实现其目的或者到达目标为止，因此操作速度在此期间持续变化。并且，在下一操作开始之前的期间，操作速度示出与以前不同的值，并且该操作速度的变化模式示出与操作过程中不同的模式。在步骤S2中，利用这样的操作速度的变化方式来判定操作的分界点。另外，图10中用粗线示出了分界点。

在步骤S2中判断结果为否定时，当前波形的形状信息被更新(步骤S3)。即，上述的步骤S1中读入的速度的值继续保持为已读入并保持的速度值，并被添加到示出操作速度的变化的波形的信息中。其后，时间信息被增加(t＝t+Δt)(步骤S4)，并返回。另外，t是当前时间，Δt是反复执行图11所示的例程的周期。

如此，步骤S3中的形状信息的更新被反复执行，在此期间由驾驶员执行的操作开始并且结束。在该操作中的操作速度信息被累积后，通过这些信息获得预定的波形。其结果是，在步骤S2中分界点的判定成立，并且被判断为肯定。在此情况下，进行之前的操作速度变化波形的形状评价(步骤S5)。该形状评价是判定波形是否是基于有意图进行的单位操作的波形，换言之判定波形是否相当于所谓的钟型波形，该判定通过判断以下所述的条件A、B、C、D、E是否成立来进行。

首先，条件A是：在前述的步骤S2中判定的分界点所划分的操作速度的变化的过程(操作速度变化模式)中，不存在预先确定的速度宽度C_D以上的操作速度的下降(极小值，波形中的“波谷”)。该速度宽度C_D可设定为与分界点所划分的操作速度波形的波峰相应的值，优选地，参照有时在通常的单位操作中产生的操作速度的下降宽度，将比该下降宽度大的速度宽度设定为速度宽度C_D。图12的(a)中示意性示出了操作速度的暂时的下降未超过构成判断基准的速度宽度C_D的例子，即使存在这样的操作速度的暂时下降，条件D也成立。并且，图12的(b)中示意性示出了操作速度的暂时下降超过构成判断基准的速度宽度C_D的例子，当存在这样的操作速度的暂时下降时，条件A不成立。

条件B是：操作量(即，变位)为预先确定的一定值(基准量)C_E以上。该一定值C_E可根据加速器操作、转向操作等操作的种类确定，该值可参照在车辆的通常的行驶中驾驶员改变行驶状态时进行的操作量的最小值来确定，或者可参照通过实验或仿真求出的与无意图的操作的最大操作量近似的值来确定。另外，操作量由操作速度和时间的积表示，因此，如图13所示，如果在分界点之间内对速度波形进行时间积分，可求出操作量。取而代之，也可以直接使用操作变位的数据，作为操作开始点和结束点之间的数据的差求出操作量。

如图14示意性示出的那样，条件C是：与划分与操作相应的波形的分界点的值(边界值)中的大值相对的峰值(分界点之间的波形中的最大值)充分地大，即该比率为构成判断基准的阈值(即，基准量)C_F以上。分界点后的操作速度未充分地增大是由于可认为与以前的操作相关的操作继续进行，并且是由于如果即使操作速度从峰值下降分界点处的值也未充分地减小，则可认为此例的操作还在继续进行。

条件D是：波形中的波峰的形状以可称作所谓的钟型的程度构成凸形，并且其尖锐度适中。图15中示出了三个波形，在左侧的波形中，操作速度的缓急的差过大，因此变为波峰尖锐突出的形状。与此相对，在右侧的波形中，最大操作速度的持续时间过长，因此未清楚地出现可称作波峰的凸形。另一方面，在中央的波形中，操作速度大致均匀地增大和减小，并且最大速度的持续时间未特别长，因此波峰清楚地出现，且未特别地尖锐突出。因此，产生图15的中央的波形的操作可视作由基于驾驶员的意图的单位操作产生的波形，由于成为这样的波形形状，条件D满足。如此进行的条件D的成立的判断具体地可基于在分界点之间进行的操作量、即被分界点之间的波形包围的部分的面积进行。例如，假设将分界点之间的长度作为底边并将峰值作为高度的四边形，并预先确定与该四边形的面积相对的比率的下限值C_G1和上限值C_G2，在被上述的波形包围的部分的面积(即，操作量)落入该下限值C_G1和上限值C_G2之间时，视为条件D成立。因此，图15中，仅中央的例子满足条件D，左右的例子不满足条件D。

条件E是波形的波峰位于左右的分界点之间的中央区域。在进行朝向预定的目标的有意图的操作时，操作速度逐渐地增大而达到最大，之后操作速度以与增大时同样的倾向减小，由此该操作速度的变化波形为所谓的钟型或与之近似的形状。在该钟型中，波峰大致位于中央，该波峰的位置向左右大幅偏移而形成偏离钟型的波形的操作可视作与所谓的通常的操作不同的操作。因此，将波峰的位置位于中央区域作为形状评价的条件。在此，中央区域是指相对于操作的开始点侧的分界点和结束点侧的分界点之间的中心、在该中心的左右截取预定的宽度而得的时间宽度，图16中示意性示出了该例。即，如果示出峰值的时间点落入时间宽度的下限值C_H1和上限值C_H2之间，则条件E成立，如果示出峰值的时间点超出任一限界值C_H1、C_H2，则条件E不成立。图16中示出了条件E成立的例子(○标记)和条件E不成立的例子(×标记)。

另外，在步骤S5中的形状的评价中，不一定必须判断上述的所有的五个条件A-E，在本发明中，可以判断至少一个条件的成立。另外，为了形状评价所采用的条件越多，基于驾驶员的意图的操作和除此以外的操作之间的区别的精度越高。

如上所述进行之前的波形的形状的评价，在其结果为肯定的结果的情况下，即基于操作速度的波形判定出驾驶员为了改变车辆的行驶状态而持有预定的驾驶意向进行了有意图的操作的情况下，检测结果被输出(步骤S6)。具体地，构成在上述的步骤S5中判定为肯定时的波形的基础的单位操作的操作速度、操作量或操作时间等数据被输出。接下来，波形形状信息被重置(步骤S7)。这是为了重新读取波形形状信息来进行所述形状评价。然后，进行到步骤S4，时间信息被进行增加(t＝t+Δt)，并返回。

在上述的步骤S6中输出的检测结果表示基于驾驶员的意图操作了加速踏板或转向装置等操作设备、以及该操作中体现的驾驶员的意图。因此，在本发明中，根据以上述方式检测出的单位操作的数据来判定驾驶员的驾驶意向。该判定利用进行了单位操作时的操作量和操作时间处于与操作者的意向相应的一定的关系这样的原理或法则进行。这样的操作量和操作时间与操作意向之间的相互关系可作为操作意向相关关系被预先确定，因此，作为可利用的法则，已知费兹(Fitts)法则。基于费兹法则的关系式可由下式表示

T＝a×D^x

其中，T为操作时间，D为操作量(操作距离)，a为与操作的意向相应的常数，x为由实验或仿真求出的常数。

另一方面，检测多个测试驾驶员进行了运动式行驶时的加速器操作的操作时间和操作量，将这些检测值绘制在将操作量(操作距离)设为横轴、将操作时间设为纵轴的图中，并且检测这些测试驾驶员在相同的车辆中进行了和缓式行驶时的加速器操作的操作时间和操作量，将这些检测值绘制在上述的图中，由此得到图17。另外，图17中黒圈表示进行了运动式行驶时的操作量和操作时间，白圈表示进行了和缓式行驶时的操作量和操作时间。运动式行驶时的数据以示出特定的倾向的方式聚集，当求出接近于数据的中间值或平均值的点并用线连结时，得到在图17中由粗实线表示的曲线。同样地，对于和缓行驶时的数据，也进行同样的处理并用线连结这些数据的平均值的点，由此得到图17中由粗实线表示的曲线。这些曲线与将基于上述的费兹法则的关系式中的常数a和x设为适当的值时得到的曲线相同或者极其近似，因此，如果将常数x设为固定并改变常数a的大小来绘制曲线，则得到与上述的运动式行驶时以及和缓式行驶时的曲线相似的曲线。由此可知，操作量和操作时间与操作的意向存在相关关系，该关系被认为构成按照费兹法则的关系。因此，通过预先准备图17所示的图或数据作为控制映射图，并将由实际的操作得到的操作量和操作时间作为因数而根据映射图求出常数a，能够判定进行了该操作的驾驶员的操作意向即驾驶意向。即，常数a表示驾驶意向。

本发明被构成为利用上述的钟型操作速度变化模式与操作量、操作时间以及操作意向的相互关系来检测驾驶员的有意图的操作。图1是用于说明该判定控制的一例的流程图，首先，求出驾驶员进行的操作的速度(包含该速度的绝对值，以下相同)(步骤S11)。该操作速度可以通过对前述的加速器开度传感器20、转向角传感器24等所谓的变位传感器(或者位置传感器)的检测信号进行时间微分来求出，或者也可以使用直接检测这些操作的速度的速度传感器来检测。

接下来，设定钟型速度模式(步骤S12)。该步骤S12的控制是与前述的图11所示的例程中的步骤S6中的控制相当的(同样的)控制，并且关于操作速度变化波形的操作速度、操作量或操作时间等的数据被读取并且被保持。

根据所述数据来计算操作量和操作时间(步骤S13)。这与基于前述的费兹法则的关系式中的操作量(操作距离)D和操作时间T相当。另一方面，在步骤S13的控制之前或之后或者与步骤S13的控制并行地读入基于费兹法则的函数式(步骤S14)。该函数式可以通过实验或仿真等求出前述的常数(幂)x而预先准备，因此也可以是前述的图17中所示的映射图。

如前所述，基于费兹法则的前述的关系式(T＝a×D^x)构成规定操作时间与操作量和操作意向(驾驶意向)之间的关系的公式。因此，通过将在步骤S13中求出的操作量和操作时间代入步骤S14中的函数式中，能够计算出常数a，在步骤S15中以这种方式计算并更新常数a、即操作意向(驾驶意向)。之后，图1的例程暂时结束。

如此得到的常数a或驾驶意向通过在持有预定的目标有意图地进行的操作结束而被直接计算出，因此本发明涉及的控制装置能够迅速地或者不产生延迟地判定驾驶员的驾驶意向。并且，通过将如此得到的驾驶意向反映到车辆的控制中，能够进行更好地反映了驾驶员的意图的行驶，由此能够提高车辆的驾驶性能。

另外，由于在车辆行驶期间进行的操作还包含不一定有意图地进行的操作，因此优选的是，避开由这样的非意图的操作产生的数据，而从连续地产生的操作速度的变化波形中提取为了判定驾驶员的意图即驾驶意向而采用的数据。图2中示出增加了用于提取这样的波形或数据的控制步骤的控制例。

在此所示的控制例是被构成为进行操作速度的波峰有无的判别、以及操作速度为零或者速度波形中的所谓的“波谷”的判别，并根据这些判别的结果进行驾驶意向的判定。即，在操作速度被计算(步骤S11)后，判别该计算出的操作速度中是否有极大值(峰值)(步骤S16)。该步骤S16用于判断在步骤S11中求出的操作速度的变化模式是否是描绘所谓的钟型波形的操作速度的变化模式，波峰的判别可通过比较预定的时间点的操作速度及该时间点的前后的操作速度来进行。在步骤S16中判别为操作速度连续地增大或减小从而未产生波峰的情况下，即步骤S16的判断结果为否定的情况下，暂时结束图2的例程而不特别地进行控制。

另外，在操作速度的变化模式中存在波峰因而在步骤S16中判断为肯定的情况下，进行操作速度为零或者存在操作速度的变化模式中的前述的所谓的“波谷”的判别(步骤S17)，在操作速度的变化模式中未发现前述的分界点因而步骤S17的判断结果为否定的情况下，暂时结束图2的例程而不特别地进行控制。另外，为了从操作速度的变化模式中提取基于驾驶员的单位操作，需要该变化模式(波形)为所谓的钟型，因此也可以构成为，除“速度为零和波谷的判别”以外，判断前述的条件A-E中的任一项是成立还是不成立，在示出操作速度的变化的波形与所谓的钟型不相当的判断成立的情况下，暂时结束图2的例程，在示出操作速度的变化的波形与所谓的钟型相当的判断成立的情况下，进行到下面的步骤S12。

在上述的步骤S17中判断为肯定的情况下，或者在上述的步骤S17中判断为肯定并且所谓的钟型的形状评价成立的情况下，进行到前述的步骤S12至步骤S15，执行用于判定参照上述的图1说明了的驾驶意向的控制。

将上述的驾驶意向反映到车辆的控制中的控制的一例是基于驾驶意向改变或修正对车辆的行驶状态产生影响的各种操作设备的控制特性的控制。图3中示出了添加了该控制步骤的流程图。图3所示的流程图中的步骤S11、步骤S16、步骤S17、步骤S12至步骤S15与上述的图1、图2所示的流程图相同，在该步骤S15中所述常数a即驾驶意向被计算出并且被更新后，基于该驾驶意向计算车辆控制特性(步骤S18)。该车辆控制特性是：对加速器操作量设定节流阀开度或变速比的控制量的所谓的驱动力特性、或者对每一车速的加速器操作量设定由悬架机构实现的车身的支承刚性或支承高度的所谓的悬架特性、对转向角设定转向轮的转向角或者设定应该产生的横摆率的所谓的转向特性等、控制车辆的行驶状态的特性。步骤S18中的车辆控制特性的计算是指基于驾驶意向设定或改变上述的控制特性中的任一项的控制，具体地，是将所述控制中的增益设定为适合于驾驶意向的值的控制，或者将以使控制指令值成为实现适合于驾驶意向的行驶状态的值的方式适当设置的修正系数设定为预定的值的控制。例如，如果驾驶意向是进行和缓的行驶的意向，将控制增益设定为小值，或者以使控制量减小的方式设定修正系数的值。相反地，如果驾驶意向是希望运动式行驶的驾驶意向，为了使车辆表示出敏捷的行为，增大控制增益，或者以使控制量相对地增大的方式设定修正系数的值。

在此，对将本发明应用于基于车辆的前后左右的全方向的加速度或者加速度的绝对值来设定控制特性(特别地，运动度)的控制的例子进行说明。在基于加速度的绝对值来设定控制特性的控制中，使用前后加速度和横向加速度的合成加速度，由于该合成加速度比以前的值大，因此使表示运动度的指标的值向运动度提高的方向增大，在合成加速度减小了时，将指标的值保持在以前的值直到预定的条件成立，在预定的条件成立时，使指标向运动度下降的方向减小。本发明的控制装置可应用于使所述指标减小时的控制。

确定表示运动度的所述指标的合成加速度由下式计算，该合成加速度的值为“表示各瞬间的运动度”这样的意思，因而被作为瞬时SPI(瞬时运动指标)。

瞬时SPI＝(Gx²+Gy²)^1/2

其中，Gx为前后加速度，Gy为横向加速度。

并且，在上述的运算式中使用的前后加速度Gx中的、加速侧加速度或减速侧加速度(即，减速度)的至少一者优选使用正规化处理后的加速度。即，在一般的车辆中，与加速侧的加速度相比，减速侧的加速度较大，但驾驶员几乎感觉或识别不到加速侧的加速度与减速侧的加速度之间的差别，在更多的情况下，驾驶员识别为加速侧的加速度和减速侧的加速度大致相等地产生。正规化处理是指用于纠正如上所述实际的值与驾驶员所持有的感觉之间的差异的处理，对于前后加速度Gx，正规化处理是增大加速侧的加速度或者减小减速侧的加速度的处理。更具体地，正规化处理是求出各个加速度的最大值的比率并将该比率乘以加速侧或减速侧的加速度的处理。或者，正规化处理是修正针对横向加速度的减速侧的加速度的处理。总之，正规化处理是以与轮胎所能够产生的前后驱动力和横向力以轮胎摩擦圆表示同样地，使各方向的最大加速度位于预定半径的圆周上的方式进行对前后的至少一者施加权重等修正的处理。因此，通过进行这样的正规化处理，对加速侧的加速度和减速侧的加速度的行为特性反映的程度将变得不同。

如此，加速度的实际值与驾驶员所持有的感觉根据加速度的方向而存在差异。例如，可认为横摆方向或侧倾方向上的加速度与前后加速度存在这样的差异。因此，优选地，使得对方向不同的每个加速度的行为特性反映的程度、换言之基于任一方向的加速度的行为特性的变化程度与基于其他方向的加速度的行为特性的变化程度不同。

图4中示出了将横向加速度Gy的传感器值和进行了上述的正规化处理的前后加速度Gy绘制在轮胎摩擦圆上的例子。这是在模拟一般道路的测试路线上行驶时的例子，从该例可看出，在大幅减速时横向加速度Gy增大的频度小，但减速时产生某种程度的横向加速度Gy是一般性的倾向。

由上述的瞬时SPI求出指示SPI。该指示SPI是在改变行为特性的控制中使用的指标，并且该指示SPI是被构成为相对于构成它的计算的基础的所述瞬时SPI的增大立即增大、相对于瞬时SPI的减小延迟减小的指标。特别地，该指示SPI被构成为将预定条件的成立作为主要因素而减小指示SPI。图5中示出了基于伴随着制动时加速度(制动G)的产生而变化的瞬时SPI求出的指示SPI的变化。在此所示的例子中，瞬时SPI由在上述的图4中绘制的值表示，与此相对，指示SPI被设定为瞬时SPI的极大值并且被构成为预定的条件成立之前维持以前的值。即，指示SPI被构成为在增大侧迅速地变化而在减小侧相对延迟地变化的指标。

具体地说明，在从图5中的控制开始的T₁的时间带中，车辆中产生加减速，根据该加速度的变化得到的瞬时SPI增减，但超过上次的极大值的瞬时SPI在前述的预定的条件成立之前产生，因此指示SPI阶段性地增大。与此相对，在t2时间点或t3时间点用于减小指示SPI的条件成立，因此指示SPI减小。总之，如此减小指示SPI的条件是认为不优选将指示SPI保持为以前的大值的这种状态成立，在本发明中这种状态被构成为以时间的经过作为主要因素而成立。

即，认为不优选将指示SPI保持为以前的大值的这种状态是：被保持的指示SPI与被保持的期间产生的瞬时SPI之间的偏差较大并且该状态持续的状态。因此，不根据由于维持加速后的车速或者因驾驶员的习惯等暂时使加速踏板12复位等非特别希望减速的操作引起的瞬时SPI，减小指示SPI，瞬时SPI小于指示SPI的状态持续预定时间的情况下，视为减小指示SPI的条件成立。这样的指示SPI的减小开始条件(即，指示SPI的变更条件)可为瞬时SPI小于指示SPI的状态的持续时间，并且为了在指示SPI中更确切地反映实际的行驶状态，可将指示SPI和瞬时SPI的偏差的时间积分值(或者累积值)达到预先确定的阈值作为指示SPI的减小开始条件。另外，该阈值可通过进行实验或仿真适当地设定。如果使用后者的积分值，则通过增加指示SPI和瞬时SPI的偏差以及时间来减小指示SPI，因此能够进行更确切地反映实际的行驶状态或行为的行为特性的变更控制。

另外，在图5所示的例子中，直到到达上述的t2时间点的指示SPI的的保持时间比直到到达t3时间点的指示SPI的保持时间长，这是因为被构成为进行以下的控制。即，在前述的T1的时间带的终点，指示SPI增大到预定值并保持该预定值，之后，在前述的减小开始条件成立前的t1时间点，瞬时SPI增大，因此瞬时SPI与被保持的指示SPI的偏差为预先确定的预定值以下。另外，该预定值可通过进行实验或仿真或者考虑瞬时SPI的计算误差来适当地设定。如上地瞬时SPI接近被保持的指示SPI意味着处于产生了构成被保持的指示SPI的基础的瞬时SPI的加减速状态或转弯状态或者与此接近的状态。即，即使从使指示SPI增大到保持的值的时间点经过某种程度时间，行驶状态也与经过所述时间前的时间点的行驶状态近似，因此，即使产生了瞬时SPI小于指示SPI的状态，也使前述的下降开始条件的成立延迟，从而将指示SPI保持为以前的值。用于该延迟的控制或处理可通过下述方式进行：重置经过时间的积累值(累积值)或前述的偏差的积分值而再次开始经过时间的累积或所述偏差的积分，或者将该累积值或积分值减去预定量，或者将累积或积分中断一定时间等。

图6是用于说明前述的偏差的积分及其重置的示意图，图6中施加阴影的部分的面积相当于积分值。在该过程中，在瞬时SPI和指示SPI的差为预定值Δd以下的t1时间点，积分值被重置，并且再次开始所述偏差的积分。因此，即使将指示SPI保持在预定值的持续时间变长，由于指示SPI的减小开始条件不成立，因此指示SPI也被维持在以前的值。然后，在再次开始积分后瞬时SPI为大于之前的指示SPI的值时，指示SPI被更新为与瞬时SPI相应的大值并且被保持。

本发明可应用于变更上述的指示SPI的减小开始条件的控制。在图7中示出了该控制例。在此示出的例子是采用加速踏板作为操作设备的例子，首先，判断是否进行了加速器的复位操作(步骤S21)。这可根据加速器开度传感器20的检测值减少进行判断。在加速器开度减少因而在步骤S21中判断为肯定时，计算加速器的复位操作速度(步骤S22)。如前所述，可以对加速器开度传感器20的检测值进行时间微分来求出速度，或者也可以另外设置检测操作速度的传感器来检测复位操作速度。

接着，依次执行波峰有无的判别(步骤S23)、速度为零和波谷的判别(步骤S24)、钟型速度模式的设定(步骤S25)、操作量和操作时间的计算(步骤S26)、费兹法则的函数式的读入(步骤S27)、驾驶意向(意识)的计算(步骤S28)。另外，所述步骤S23至步骤S28是与前述的图1、图2或图3所示的步骤S16和步骤S17、以及步骤S12至步骤S15同样的控制，因此省略它们的说明。

在步骤S28中意识(即，前述的常数a)被计算出后，基于该计算值来计算保持或减小所述指示SPI指标的修正系数(步骤S29)。指示SPI是由于其值很大因而设定控制特性以使控制特性成为运动特性的指标，因此，如果在步骤S28中计算出的意识具有喜好运动式行驶的倾向，则在步骤S29中以保持指示SPI的值使其难以下降的方式计算系数。具体地，如前所述将瞬时SPI小于指示SPI的状态的持续时间超过阈值作为减小开始条件时，或者将指示SPI和瞬时SPI的偏差的时间积分值(或者累积值)达到预先确定的阈值作为指示SPI的减小开始条件时，以使所述阈值不减小的方式或者增大的方式计算修正系数。另外，该修正系数可以是与阈值相乘的系数，或者也可以是与阈值相加的系数。与此相反，如果在步骤S28中计算出的意识具有喜好和缓式行驶的倾向，则在步骤S29中以使指示SPI的值容易下降的方式计算系数。具体地，如前所述将瞬时SPI小于指示SPI的状态的持续时间超过阈值作为减小开始条件时，或者将指示SPI和瞬时SPI的偏差的时间积分值(或者累积值)达到预先确定的阈值作为指示SPI的减小开始条件时，以使所述阈值减小的方式计算修正系数。

在以上述的方式根据驾驶意向变更设定控制特性的指示SPI后，根据该指示SPI的值计算底盘特性(步骤S30)，并且计算驱动力特性(步骤S31)。上述的特性通过分别设置的致动器改变前述的节流阀10的控制特性、变速器13的变速特性、悬架装置4中的减震器5的衰减特性、辅助机构18的辅助特性等，而被适当地设定。该控制特性的变化的一般性的倾向是指示SPI越大车辆的行为越向能够进行机敏的所谓的运动式行驶的特性变化。更具体地，是驱动力大因而能够敏捷地加速的特性、车身被牢固地支承使得下沉或上浮相对较少的特性、以及对于转向的辅助量少而存在转向的所谓的直接感的特性。另外，这些控制特性的设定或变更可与以往在设有运动模式或正常模式等模式选择开关的车辆中执行的控制同样地进行。

另外，在上述的步骤S21和步骤S23以及步骤S24的任一者中被判断为否定时，进行到步骤S32，执行用于判定指示SPI的减小开始条件的成立的控制。其中的一例针对基于前述的偏差的积分值判定减小开始的情况进行说明，图8示出了用于说明步骤S32中的控制内容的子例程，首先，计算瞬时SPI的值即合成加速度(合成G)的值Iin(步骤S321)。接着，比较该值lin和已经保持的指示SPI的值Iout(步骤S322)。在瞬时SPI的值Iin大因而在步骤S322中被判断为肯定时，如前所述，指示SPI的值Iout被更新，并且被替换为瞬时SPI的值Iin(步骤S323)。在指示SPI保持为以前的值Iout的过程中各值Iin、Iout的偏差被累积，但在指示SPI的值Iout被更新时，该偏差积分值D被重置(步骤S324)，并返回。即，偏差积分值D被设定为：

D＝0。

另一方面，在步骤S322中判断为否定时，即在瞬时SPI的值Iin小于等于指示SPI的值Iout时，计算指示SPI的值Iout和瞬时SPI的值Iin的偏差Δd(步骤S325)。即，偏差Δd被计算为：

Δd＝Iout一Iin。

接下来，计算指示SPI的值Iout和瞬时SPI的值Iin的偏差积分值D(步骤S326)。

D＝D+偏差Δd

然后，判断上述的指示SPI的值Iout和瞬时SPI的值Iin的偏差积分值D是否小于预先设定的减少开始阈值D0(步骤S327)。该减少开始阈值D0是在指示SPI的值Iout保持为预定值时用于规定至该指示SPI的值Iout开始减少的时间的阈值，换言之是用于规定指示SPI的值Iout的值保持为以前的值的时间的长度的阈值。因此，被设定为在偏差累计值D大于等于该减少开始阈值D0时判定指示SPI的值Iout开始减少。

因此，在指示SPI的值Iout和瞬时SPI的值Iin的偏差积分值D小于减少开始阈值D0因而在该步骤S327中判断为肯定时，为了将指示SPI的值Iout保持为以前的值，暂时结束图8的例程而不特别地进行控制，与此相对，在指示SPI的值Iout和瞬时SPI的值Iin的偏差积分值D大于等于减少开始阈值D0因而在步骤S327中判断为否定时，进行到步骤S328，使指示SPI的值Iout减少。另外，为了不使驾驶员感到不适，可适当地设定使指示SPI的值Iout减少的方式。

在被构成为执行图8所示的控制的情况下，在上述的图7的步骤S29中，计算根据驾驶意向变更上述的减少开始阈值D0的大小的修正系数。

另外，本发明不限于上述的具体例，除将控制特性切换为运动特性和和缓特性这两个特性的构成以外，也可如前述的常数a那样，使用连续变化的数值检测驾驶特性并基于所述数值改变或设定控制特性，由此连续地即无级地改变控制特性。另外，在本发明中采用的“操作意向相关关系”不一定必须是与前述的费兹法则完全一致的关系，也可以是以将费兹法则的关系式修正后的关系式表示的相关关系。

Claims

1.一种车辆控制装置，所述车辆控制装置设定车辆的控制特性以使该控制特性适合于驾驶员的驾驶意向，所述车辆控制装置的特征在于，

被构成为基于由所述驾驶员进行的操作的操作速度的变化模式来检测所述驾驶员有意图的操作，所述操作改变所述车辆的行驶状态，并且，

基于操作意向相关关系、所述有意图的操作的操作量以及所述有意图的操作的操作时间来判定所述驾驶意向，所述操作意向相关关系预先确定了操作量和操作时间与操作意向的相互关系。

2.如权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，

所述操作意向相关关系包括根据费兹法则将所述操作量和所述操作时间与所述操作意向进行算式化而得的关系。

3.如权利要求1或2所述的车辆控制装置，其特征在于，

所述控制特性包括：运动特性，在所述运动特性中，基于所述操作的车辆行为敏捷变化；以及和缓特性，与所述运动特性中的基于所述操作的车辆行为相比，和缓特性中的基于所述操作的车辆行为缓慢变化，

所述车辆控制装置还包括：

设定指标的单元，在合成加速度的绝对值大时，与该合成加速度的绝对值小时相比，所述指标指示所述运动特性的倾向强的控制特性，并且在所述合成加速度的绝对值增大时所述指标以指示所述运动特性的倾向强的控制特性的方式变化，并在所述合成加速度的绝对值下降时所述指标保持以前的值直到预定的变更条件成立，所述合成加速度是所述车辆的至少前后方向和横向的加速度合成的加速度；以及

基于所述驾驶意向来变更所述预定的变更条件的单元，其中，基于所述有意图的操作的操作速度的变化模式来判定所述驾驶意向。

4.如权利要求3所述的车辆控制装置，其特征在于，

所述预定的变更条件的变更包括如下的控制：在基于所述有意图的操作的操作速度的变化模式判定出的所述驾驶意向是与所述运动特性中的车辆行为相符的驾驶意向时，使所述变更条件难以成立，并且在基于所述有意图的操作的操作速度的变化模式判定出的所述驾驶意向是与所述和缓特性中的车辆行为相符的驾驶意向时，使所述变更条件容易成立。

5.如权利要求1至4中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于，

所述控制特性包括基于所述车辆的加减速操作来改变驱动力的驱动力特性以及基于转向操作来改变转弯量的转向特性中的至少一者。