CN1781785A - 车辆运动控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆运动控制设备，通过从为转弯角度横向摆动率Yrt提供时间常数τ2的低通滤波器处理得到的值(低通滤波器处理后的转弯角度横向摆动率Yrtfilter)中减去通过为实际横向摆动率Yr提供时间常数τ1(＞τ2)的低通滤波器处理得到的值(低通滤波器处理后的实际横向摆动率Yrfilter)得到横向摆动率偏差，其中所述转弯角度横向摆动率Yrt是基于从转向角度传感器得到的实际转向角度得到，所述转向角度传感器与液压单元HU分开提供，所述实际横向摆动率Yr从整合在HU中的横向摆动率传感器得到。当该横向摆动率偏差超过阈值Yrth(时间t3’)时，该设备启动不足转向抑制控制。

Description

车辆运动控制设备

技术领域

本发明涉及一种车辆运动控制设备。

背景技术

传统地，为了在转弯过程中维持车辆转弯稳定性而执行车辆稳定控制的车辆运动控制设备是广泛公知的。具体地，例如，当横向摆动率传感器(或侧向加速度传感器)得到的车辆横向摆动率(下文称之为“实际横向摆动率”)与从转向角度传感器得到的转向角度(转向轮的转弯角度)(和车体速度、车辆规格等)计算出的横向摆动率(下文称之为“转弯角度横向摆动率”)之间的差值超过预定阈值时，这种类型的车辆运动控制设备可确定车辆处于不足转向状态。

一般，在这种类型的设备确定车辆不足转向的情况下，它会通过制动液压力向位于转弯轨迹内侧的后车轮施加预定的制动力，从而在车辆中沿与车辆横摆方向相同的方向产生横摆力矩。由于该操作，执行了不足转向抑制控制，从而横向摆动率偏差被控制得不大于阈值。

该设备由集成单元和各种传感器构成，其中该集成单元由液压单元和电子控制设备(ECU)一体构成，在液压单元上安装有多个电磁阀和多个液压装置如液压泵，用来按需要控制作用在车轮在上的制动力，而电子控制设备用来控制多个液压装置；所述各种传感器，例如前述的横向摆动率传感器、转向角度传感器等与集成单元分离并且经由线束、连接器等连接到集成单元。在这种情况下，集成单元经由所谓的CAN通信从各种传感器接收信号以实施前述的车辆稳定控制。

近年来，技术已经发展到可将横向摆动率传感器(或侧向加速度传感器)整合到集成单元中(例如，见以下专利文献1)。根据该技术，线束和连接器被省去了，并且另外，横向摆动率传感器中的CAN通信所需的电子元件如CPU、CAN驱动器等也可被省去，因此整个设备的制造成本被降低。

[专利参考]

日本国内公开No.2004-506572

在集成单元中，由于安装在集成单元上的诸如液压泵的液压装置、电磁阀等的工作产生振动。另外，由于集成单元经由支座直接固定在车体上，因此车体从路面接收到的振动由于共振被放大并传递到集成单元。

因此，当横向摆动率传感器整合在集成单元中时，作用在集成单元上的各种振动将直接传递到横向摆动率传感器，并因此，作用在横向摆动率传感器上的振动增加了。当作用在横向摆动率传感器上的振动增加时，如图10所示，实际横向摆动率值(见粗虚线)容易随着真实横向摆动率值(见双点划线)波动(容易叠加各种噪声)。结果，横向摆动率偏差值也易于波动，因此存在车辆稳定控制不能被适当执行的可能性。

根据上文，前述参考文件中公开的设备，取代从整合在集成单元中的横向摆动率传感器得到实际横向摆动率本身，而是基于通过向实际横向摆动率提供低通滤波器处理得到的值计算横向摆动率偏差，并且在横向摆动率偏差超过阈值时启动车辆稳定控制(例如，不足转向抑制控制)。

然而，这种结构仍产生以下问题。假设通过从转弯角度横向摆动率中减去真实横向摆动率得到的真实横向摆动率偏差如图10所示在时间t2处超过阈值，即车辆稳定控制(具体地，不足转向抑制控制)应该在时间t2处启动。

一般，当对波动信号(值)提供低通滤波器处理时，已经为其提供了低通滤波器的值从还没有提供低通滤波器的值起随着基于低通滤波器的时间常数的延迟而波动。因此，如图10所示，通过为实际横向摆动率(粗虚线)提供低通滤波器得到的值(低通滤波器处理后的实际横向摆动率，见细虚线)也从实际横向摆动率起随着延迟而波动。

在真实横向摆动率偏差增加的情况下，即在车辆稳定控制应该被启动时的点到达的情况下，这作用在横向摆动率偏差值(即，通过从转弯角度横向摆动率中减去低通滤波器处理后的实际横向摆动率得到的值)增加的方向。

这允许横向摆动率偏差在先于时间t2的时间t1处超过阈值，而与真实横向摆动率偏差在时间t2之前还没有超过阈值的事实无关。结果，出现这样的问题，即会导致不足转向抑制控制从时间t1较早被启动的故障。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种车辆运动控制设备，其可基于通过为来自整合在集成单元中的横向摆动率传感器等的输出值提供低通滤波器处理得到的值来执行车辆稳定控制，其中可以抑制故障的发生。

根据本发明的车辆运动控制设备包括：集成单元，该集成单元由液压单元和电子控制设备一体构成，在液压单元上安装有多个用于控制施加到车辆车轮上的制动力的液压装置，而电子控制设备用于控制所述多个液压装置；实际横向摆动率对应值传感器，其整合在集成单元中并且探测指示车轮转弯度数的横向摆动率对应值作为实际横向摆动率对应值；和实际转弯角度对应值传感器，其探测对应于车辆转向轮转弯角度的转弯角度对应值作为实际转弯角度对应值。

这里，“液压装置”例如包括与驾驶员的制动操作无关地自动产生制动液压力的液压泵(包括驱动该液压泵的马达)、多个独立调节每个车轮的轮缸的液压的电磁阀等。

另外，所述“横向摆动率对应值”是代表车辆转弯度数的值。例如，它是车辆横向摆动率本身、车辆侧向加速度等。因此，所述实际横向摆动率对应值传感器例如是探测实际横向摆动率的横向摆动率传感器、探测实际侧向加速度的侧向加速度传感器等。所述“转弯角度对应值”是对应于车辆转向轮转弯角度的值。例如，它是转向轮转弯角度本身、转向角度等。因此，所述实际转弯角度对应值传感器例如是探测实际转弯角度的转弯角度传感器、探测实际转向角度的转向角度传感器等。

本发明的特征在于，在所述车辆运动控制设备中，所述电子控制设备具有横向摆动率偏差对应值获取装置，其至少基于转弯角度横向摆动率对应值和通过为探测到的实际横向摆动率对应值提供低通滤波器处理得到的值之间的差异程度来得到横向摆动率偏差对应值，其中所述横向摆动率偏差对应值代表了与所述车辆转弯相关的不稳定程度，所述转弯角度横向摆动率对应值是基于探测到的转弯角度对应值得到的并且对其提供了低通滤波器处理的横向摆动率对应值；和车辆稳定控制执行装置，其可控制多个液压装置，使得在得到的横向摆动率偏差对应值超过阈值时，在所述车辆上沿横向摆动率偏差对应值变得不大于所述阈值的方向产生横摆力矩的制动力被施加到预定车轮上。特别地，所述阈值优选地根据车辆速度和/或所述转弯角度对应值改变。具体地，当所述车辆速度变得更小时，所述阈值被优选地设置得更大。

这里，所述“转弯角度横向摆动率对应值”例如是从作为实际转弯角度对应值的实际转向角度计算出的车辆的横向摆动率对应值(即，前述转弯角度横向摆动率或相似物)、车辆速度、车辆规格(转向齿轮比、轴距)等。所述“对其提供了所述低通滤波器处理的转弯角度横向摆动率对应值”是通过利用为所述实际转弯角度对应值(例如，实际转向角度等)提供所述低通滤波器处理得到的值或通过为所述转弯角度横向摆动率对应值提供所述低通滤波器处理得到的值计算出的转弯角度横向摆动率对应值，其中所述实际转弯角度对应值由所述实际转弯角度对应值传感器探测，而所述转弯角度横向摆动率对应值通过利用所述实际转弯角度对应值传感器探测到的所述实际转弯角度对应值本身来计算。

此外，所述“横向摆动率偏差对应值”是代表与所述车辆转弯相关的不稳定性程度的值。例如，它是所述“对其提供所述低通滤波器处理的转弯角度横向摆动率对应值”和“通过为所述实际横向摆动率对应值提供低通滤波器处理得到的值”之间的差值或其比值。

利用这种结构，在获取所述横向摆动率偏差对应值(例如，横向摆动率偏差)时，不仅为所述实际横向摆动率对应值而且为所述转弯角度横向摆动率对应值提供了所述低通滤波器处理。如上所述，在所述实际横向摆动率偏差增加的情况下，基于“通过为所述实际横向摆动率对应值提供所述低通滤波器处理得到值”计算所述横向摆动率偏差对应值沿增加所述横向摆动率偏差对应值的方向施加。

另一方面，“对其提供了所述低通滤波器处理的所述转弯角度横向摆动率对应值”波动，且从所述转弯角度横向摆动率对应值(对其提供了所述低通滤波器处理的值)起延迟。于是，在所述实际横向摆动率偏差增加的情况下(细节将在下文描述)，基于“对其提供了所述低通滤波器处理的所述转弯角度横向摆动率对应值”计算所述横向摆动率偏差对应值沿减小所述横向摆动率偏差对应值的方向施加。

根据上文，调节在对所述转弯角度横向摆动率对应值进行的所述低通滤波器处理中的所述低通滤波器特征(响应)和对所述实际横向摆动率对应值进行的所述低通滤波器处理中的所述低通滤波器特征(响应)可维持所述横向摆动率偏差对应值(例如，前述的横向摆动率偏差)，使之在增加所述真实横向摆动率偏差的处理过程中不大于所述真实横向摆动率偏差对应值(例如，前述的真实横向摆动率偏差)。

结果，在增加所述真实横向摆动率偏差的处理过程中，即在所述车辆稳定控制应该被启动的点已经到来的情况下，可以尽可能地抑制所述车辆稳定控制过早启动的故障发生。

在这种情况下，优选地，所述横向摆动率偏差对应值获取装置被配置成使得在对转弯角度横向摆动率对应值进行所述低通滤波器处理中的低通滤波器的响应高于在对所述实际横向摆动率对应值进行所述低通滤波器处理中的低通滤波器的响应。

具体地说，优选地，所述横向摆动率偏差对应值获取装置被配置成使得在对所述转弯角度横向摆动率对应值进行所述低通滤波器处理中的所述低通滤波器的作为响应指标值(index value)时间常数(下文称之为“转弯角度横向摆动率侧时间常数”)小于在对所述实际横向摆动率对应值进行所述低通滤波器处理中的所述低通滤波器的为所述响应指标值的时间常数(下文称之为“实际横向摆动率侧时间常数”)。

例如，假设所述转弯角度横向摆动率侧时间常数采用与所述实际横向摆动率侧时间常数相同的值。在这种情况下，“通过为所示实际横向摆动率对应值提供所述低通滤波器处理得到的值”的波动的延迟程度变得等于“对其提供了所述低通滤波器处理的所述转弯角度横向摆动率对应值”的波动的延迟程度。

利用这种结构，所述真实横向摆动率偏差对应值的波动表现为所述横向摆动率偏差对应值的波动，同时具有根据前述时间常数的延迟。具体地说，所述横向摆动率偏差对应值超过所述阈值时的点从所述真实横向摆动率偏差对应值超过所述阈值时的点起延迟根据前述时间常数的时间。

这意味着，所述车辆稳定控制被启动时的点总是从所述车辆稳定控制应该开始启动时的点起延迟根据前述时间常数的时间。因此，当所述实际横向摆动率侧时间常数(和所述转弯角度横向摆动率侧时间常数)被设置得更大以消除叠加在所述实际横向摆动率对应值上的振动噪声时，所述车辆稳定控制被启动时的点从所述车辆稳定控制应该开始启动时的点大大延迟。

另一方面，如在前述结构中，当所述转弯角度横向摆动率侧时间常数被设置得小于所述实际横向摆动率侧时间常数时，与所述转弯角度横向摆动率侧时间常数采取与所述实际横向摆动率侧时间常数相同值的情况相比，“对其提供了所述低通滤波器处理的所述转弯角度横向摆动率对应值”的波动的延迟程度变小了。

这作用在所述横向摆动率偏差对应值增加的方向上，于是，作用在所述车辆稳定控制被启动时的点被提前的方向上。结果，即使在所述实际横向摆动率侧时间常数被设置得较大以消除叠加在所述实际横向摆动率对应值上的振动噪声时，所述车辆稳定控制被启动时的点的延迟程度也可以被减小。

附图说明

通过参考优选实施例的以下详细描述并结合附图，本发明的各种其他目的、特征和许多伴随的优点将容易和更好地被理解，图中：

图1是配备有根据本发明实施例的车辆运动控制设备的车辆的示意性结构图；

图2是图1所示的制动液压力产生部分和液压单元的示意性结构图；

图3示出了关于图2所示的常开线性电磁阀的指令电流和指令压差之间的关系；

图4是时间图，示出了转弯角度横向摆动率、通过为转弯角度横向摆动率提供时间常数τ1的低通滤波器处理得到值、实际横向摆动率、通过为实际横向摆动率提供时间常数τ1的低通滤波器处理得到的值、以及真实横向摆动率中变化的实例；

图5是时间图，示出了转弯角度横向摆动率、通过为转弯角度横向摆动率提供时间常数τ2(＜τ1)的低通滤波器处理得到值、实际横向摆动率、通过为实际横向摆动率提供时间常数τ1的低通滤波器处理得到的值、以及真实横向摆动率中变化的实例；

图6是流程图，示出了由图1所示的CPU执行的用于计算车轮速度等的程序；

图7是流程图，示出了由图1所示的CPU执行的用于为US抑制控制设置目标液压的程序；

图8是流程图，示出了由图1所示的CPU执行的用于执行US抑制控制的程序；

图9示出了定义横向摆动率偏差和US抑制控制用的控制量之间关系并被图1所示的CPU所查询的表格的曲线；以及

图10时间图，示出了转弯角度横向摆动率、实际横向摆动率、通过为实际横向摆动率提供低通滤波器处理得到的值的低通滤波器处理后的实际横向摆动率、以及真实横向摆动率中变化的实例。

具体实施方式

下面，参考附图描述根据本发明实施例的车辆运动控制设备。图1示意性地示出了安装有根据本发明实施例的运动控制设备10的车辆。示出的车辆为前轮驱动车辆。

运动控制设备10具有驱动力传输机构部分20，其可产生驱动力并传输驱动力以驱动车轮FL、FR、RL和RR；制动液压力产生部分30，通过驾驶员的制动操作在各个车轮中产生制动液压；和集成单元，该单元由液压单元40(下文中简称为“HU 40”)和电子控制设备50(下文中简称为“ECU 50”)一体构成。这个集成单元经由弹性部件制成的预定支座固定在车辆主体上。

驱动力传输机构部分20包括产生驱动力的发动机21；节气门致动器22，其可控制安置在发动机21进气管21a中并且改变进气通道的开口截面面积的节气门TH的开口TA；燃料喷射设备23，其包括在发动机21未示出的进气口附近喷射燃料的燃料喷射器。

驱动力传输机构部分20还包括变速器24，其输入轴与发动机21的输出轴连接；前轮侧差速器25，其与变速器24的输出轴连接并且将发动机21的驱动力正确地分配和传输到前轮FL和FR。

如图2所示，制动液压力产生部分30包括响应制动踏板BP的操作而运转的真空助力器VB和与真空助力器VB连接的主缸MC。真空助力器VB利用发动机21的进气管中的空气压力(负压)从而以预定的比率增强制动踏板BP的操作力并将增强的操作力传输到主缸MC。

主缸MC具有两个输出口；即第一端口和第二端口。主缸MC可接收来自容器RS的制动液并从第一端口产生对应于增强操作力的第一主缸液压Pm。主缸MC还可以从第二端口产生对应于增强操作力的基本与第一主缸液压相同的第二主缸液压Pm。

主缸MC和真空助力器VB的结构和操作是众所周知的，因此将省略对它们的细节的解释。以这种方式，主缸MC和真空助力器VB产生对应于制动踏板BP的操作力第一和第二主缸液压。

如图2所述，HU 40被构造成包括RR制动液压力调节部分41，FL制动液压力调节部分42，FR制动液压力调节部分43和RL制动液压力调节部分44，每个部分可调节供给安排在各个车轮RR、FL、FR和RL处的各个轮缸Wrr、Wfl、Wfr和Wrl的制动液压力，以及回程制动液供给部分45。

主缸MC的第一端口属于与车轮RR和FL相关的***。常开线性电磁阀(normally-open linear solenoid valve)PC1置于第一端口以及RR制动液压力调节部分41的上游侧和FL制动液压力调节部分42的上游侧之间。相似地，主缸MC的第二端口属于与车轮FR和RL相关的***。常开线性电磁阀PC2置于第二端口以及FR制动液压力调节部分43的上游侧和RL制动液压力调节部分44的上游侧之间。常开线性电磁阀PC1和PC2的细节将在下文描述。

RR制动液压力调节部分41包括：增压阀PUrr，其是二通二位型(2-port，2-position type)常开电磁阀；和减压阀PDrr，其是二通二位型常闭电磁阀(normally-closed solenoid valve)。增压阀PUrr可在RR制动液压力调节部分41的上游侧和轮缸Wrr之间建立和切断连通，将在后面描述。减压阀PDrr可在轮缸Wrr和容器RS1之间建立和切断连通。因此，通过控制增压阀PUrr和减压阀PDrr，可以增加、维持和减小轮缸Wrr中的制动液压力(轮缸压力PWrr)。

另外，止回阀CV1与增压阀PUrr并联连接，其中止回阀仅允许制动液沿从轮缸Wrr侧向RR制动液压力调节部分41的上游侧的方向流动。结果是，当制动踏板BP在操作后被释放时，轮缸压力PWrr迅速减小。

相似地，FL制动液压力调节部分42、FR制动液压力调节部分43、RL制动液压力调节部分44分别包括增压阀PUfl和减压阀PDfl、增压阀PUfr和减压阀PDfr、增压阀PUrl和减压阀PDrl。通过控制各个增压阀和减压阀，可以增加、维持和减小轮缸Wfl、轮缸Wfr和轮缸Wrl中的制动液压力(轮缸压力PWfl、PWfr、PWrl)。止回阀CV2、CV3和CV4设置成分别与增压阀PUfl、PUfr和Purl并联连接以提供和止回阀CV1相同的功能。

回程制动液供给部分45包括DC马达MT和两个由马达MT同时驱动的液压泵(齿轮泵)HPl和HP2。液压泵HP1将从减压阀PDrr和PDfl返回的制动液泵送到容器RS1，并经由止回阀CV8将泵送的制动液供给到RR制动液压力调节部分41和FL制动液压力调节部分42的上游侧。

相似地，液压泵HP2将从减压阀PDfr和PDrl返回的制动液泵送到容器RS2，并经由止回阀CV11将泵送的制动液供给到FR制动液压力调节部分43和RL制动液压力调节部分44的上游侧。具体地，为了减小液压泵HP1和HP2输送压力的波动，在止回阀CV8和常开线性电磁阀PC1之间的液压回路中设置了阻尼器DM1，在止回阀CV11和常开线性电磁阀PC2之间的液压回路中设置了阻尼器DM2。

接下来，将描述常开线性电磁阀PC1。常开线性电磁阀PC1的阀体一直沿打开方向接收源于未示出的螺旋弹簧推动力的力，还沿打开方向接收源于压差的力，该压差是通过从RR制动液压力调节部分41上游侧和FL制动液压力调节部分42上游侧处的压力减去第一主缸压力Pm得到的(下文简称为“实际压差”)，阀体还沿关闭方向接收源于引力的力，该引力与供给到常开线性电磁阀PC1的电流(即指令电流Id)成比例增加。

结果，如图3所示，对应于引力的指令压差ΔPd可以这样确定，即它与指令电流Id成比例地增加。在图3中，I0表示对应于螺旋弹簧推动力的电流值。当指令压差ΔPd大于上述实际压差时，常开线性电磁阀PC1关闭从而切断主缸MC的第一端口以及RR制动液压力调节部分41的上游部分和FL制动液压力调节部分42的上游部分之间的连通。

同时，当指令压差ΔPd小于实际压差时，常开线性电磁阀PC1打开从而在主缸MC的第一端口以及RR制动液压力调节部分41的上游部分和FL制动液压力调节部分42的上游部分之间建立连通。结果，RR制动液压力调节部分41的上游部分和FL制动液压力调节部分42的上游部分处(从液压泵HP1供给)的制动液经由常开线性电磁阀PC1流向主缸MC的第一端口，从而实际压差被调节到与指令压差ΔPd一致。特别地，流入主缸MC第一端口的制动液回到容器RS1。

换句话说，当马达MT(相应地，液压泵HP1和HP2)被驱动时，可根据常开线性电磁阀PC1的指令电流Id来控制实际压差(它的允许最大值)。这时，RR制动液压力调节部分41和FL制动液压力调节部分42上游侧的压力变得与第一主缸压力Pm和实际压差(即指令压差ΔPd)的总和(Pm+ΔPd)相等。

同时，当常开线性电磁阀PC1进入未激励状态(即，当指令电流Id被设置为零时)时，由于螺旋弹簧的推动力，常开线性电磁阀PC1保持其打开状态。这时，实际压差变为零，并且RR制动液压力调节部分41上游侧和FL制动液压力调节部分42上游侧的压力变得等于第一主缸压力Pm。

常开线性电磁阀PC2的结构和工作方式与常开线性电磁阀PC1相同。因此，当马达MT(相应地，液压泵HP1和HP2)被驱动时，FR制动液压力调节部分43上游侧和RL制动液压力调节部分44上游侧的压力变得与第二主缸压力Pm和指令压差ΔPd的总和(Pm+ΔPd)相等。同时，当常开线性电磁阀PC2进入未激励状态时，FR制动液压力调节部分43上游侧和RL制动液压力调节部分44上游侧的压力变得等于第二主缸压力Pm。

另外，仅允许制动液沿从主缸MC第一端口向RR制动液压力调节部分41上游部分和FL制动液压力调节部分42上游部分方向流动的止回阀CV5与常开线性电磁阀PC1并联连接。由于这种结构，即使在实际压差根据供给到常开线性电磁阀PC1的指令电流Id控制的期间，在制动踏板BP操作时，当第一主缸压力Pm变得高于RR制动液压力调节部分41上游侧和FL制动液压力调节部分42上游侧的压力时，对应于制动踏板BP操作力的制动液压(即第一主缸压力Pm)也可被供给到轮缸Wrr和Wfl。另外，提供与止回阀CV5相同功能的止回阀CV6与常开线性电磁阀PC2并联连接。

根据上文的描述很显然，HU40由两个液压回路***构成；即与右后车轮RR和左前车轮Fl相关的液压回路***和与左后车轮RL和右前车轮FR相关的液压回路***。HU40被配置成这样，即当所有的电磁阀处于未激励状态时，对应于制动踏板BP的操作力的制动液压(即，主缸压力Pm)也可被供给到轮缸W^**。

具体地，添加在各种变量等之后的符号“**”共同代表符号fl、fr、rl和rr并指代应用于车辆的所有车轮FR、FL等的特定变量等。例如，轮缸W^**共同指代左前车轮的轮缸Wfl、右前车轮的轮缸Wfr、左后车轮的轮缸Wrl和右后车轮的轮缸Wrr。

同时，HU40被配置成这样，即当马达MT(相应地，液压泵HP1和HP2)被驱动并且常开线性电磁阀PC1和PC2该状态下被指令电流Id激励时，比主缸压力Pm高根据指令电流Id确定的指令压差ΔPd的制动液压可被供给到轮缸W^**。

另外，HU40被配置成这样，即轮缸压力PW^**可通过增压阀PU^**和减压阀PD^**的控制单独调节。即，HU40被配置得可独立于驾驶员的制动踏板BP的操作而单独调节应用于各个车轮的制动力。因此，HU40可根据ECU50的指令实现车辆的稳定控制，这将在下文描述。

再次参考图1，ECU50是微电脑，其包括CPU51；ROM52，在其中预先储存着被CPU51执行的代码(程序)、表格(查询表和图(look-up table andmaps))、常数等；RAM53，CPU51按需要在其中临时储存数据；备用RAM54，其可在电压接通时储存数据在电压断开时保持所储存的数据；接口55，包括A/D转换器；等。上述元件经由总线互连。

接口55经由预定线束、连接器等连接到与集成单元分开的车速传感器61^**、加速器开度传感器62和转向角度传感器63(实际转弯角度对应值传感器)，从而能够进行CAN通信。另外，接口55直接与整合在集成单元内的横向摆动率传感器64(实际横向摆动率对应值传感器)电连接，而不利用线束或连接器。

车速传感器61fl、61fr、61rl和61rr是电磁拾取型传感器，其分别输出对应于各个车轮FL、FR、RL和RR的转速的频率的信号。加速器开度传感器62探测由驾驶员操作的加速器踏板AP的操作量并输出表示加速器踏板AP操作量Accp的信号。转向角度传感器63探测方向盘ST与其中间位置的旋转角度并输出表示实际转向角度θs(实际转弯角度对应值)的信号。横向摆动率传感器64探测车辆的横向摆动率并输出表示实际横向摆动率Yr(实际横向摆动率对应值)的信号。

当方向盘ST位于中间位置时，转向角度θs为零。当方向盘ST逆时针旋转(从驾驶员侧观察)时，假定转向角度θs为正值，当方向盘ST顺时针旋转时，假定为负值。当车辆向左转(从车辆上方观察时为逆时针)时，假定实际横向摆动率Yr为正值，当车辆向右转时假定为负值。

接口55将来自传感器61-64的信号提供给CPU51。另外，根据CPU51的指示，接口55将驱动信号输出到HU40的相应的电磁阀和马达MT、节气门致动器22以及燃料喷射设备23。

由于上述结构，节气门致动器22可驱动节气门TH，这样节气门TH的开度TA基本与对应于加速器踏板AP操作量Accp的开度一致；并且燃料喷射设备23喷射一定量的燃料，这是获得气缸内进气量的预定目标空气-燃料比(理论空气-燃料比)所需的，其中所述进气量是进入各个气缸的空气量。另外，常开线性电磁阀PC1和PC2的指令电流Id(供电电流)可通过调节供电电流的占空比来调节。

车辆稳定控制概要

接下来，将描述车辆稳定控制(特别是，不足转向抑制控制)，所述车辆稳定控制通过根据具有上述结构的本发明实施例的运动控制设备10(下文称之为“本设备”)来实施。车辆稳定控制是抑制车辆不足转向状态的控制从而保持了车辆的转弯轨迹性能。

首先，基于以下方程(1)定义转弯角度横向摆动率Yrt(转弯角度横向摆动率对应值)，该方程基于从车辆运动模型导出的理论公式。该转弯角度横向摆动率Yrt是基于实际转向角度θs得到的横向摆动率。

Yrt＝(Vso·θs)/(n·L)·(1/(1+Kh·Vso²))          (1)

在以上的方程(1)中，Vso是上述的估计的车体速度，L是车辆的轴距，Kh是稳定系数，n是转向比。轴距L、稳定系数Kh和转向比n是根据车辆规格确定的常数。

转弯角度横向摆动率Yrt被设置为这样，即当车辆向左转时(即，当实际转向角度θs为正值时)，它变为正值，当车辆向右转时(即，当实际转向角度θs为负值时)，它变为负值。当车辆在转向角度和车体速度都为常数的状态下转弯时(在平稳圆形转弯时)，该理论公式可用来计算横向摆动率理论值。

另外，根据以下公式(2)，本设备可计算横向摆动率偏差ΔYr。具体地，该横向摆动率偏差ΔYr是通过从转弯角度横向摆动率Yrt的绝对值中减去可通过使用横向摆动率传感器64得到的实际横向摆动率Yr的绝对值得到的值。

ΔYr＝|Yrt|-|Yr|                         (2)

当上述方程(2)计算的横向摆动率偏差ΔYr为正值时，车辆处于转弯半径大于假定车辆实际横向摆动率等于转弯角度横向摆动率Yrt情况下的转弯半径的状态。具体地说，横向摆动率偏差ΔYr是指示关于车辆转弯的不稳定程度的值。因此，在横向摆动率偏差ΔYr大于阈值Yrth(＞0)时本设备可确定车辆处于“不足转向状态”。

当横向摆动率偏差ΔYr(实际上，基于以下方程(3)而不是上述方程(2)的横向摆动率偏差，如下文所述)超过阈值Yrth时，本设备可确定车辆处于“不足转向状态”，并且为了抑制该不足转向状态而进行不足转向抑制控制(US抑制控制)。具体地，本设备基于横向摆动率偏差ΔYr并参考预先准备的表格得到US抑制控制用的控制值Gstr，其中所述表格定义了横向摆动率偏差ΔYr和US抑制控制用的控制值Gstr之间的关系。

然后，本设备借助于制动液压力向位于转弯轨迹内侧的后车轮施加对应于得到的US抑制控制用的控制值Gsre(≠0)的制动力。结果是，在与横摆方向相同的方向中，在车辆内强迫产生了横摆力矩。于是，实际横向摆动率Yr的绝对值增加了，这样实际横向摆动率Yr被控制以接近转向角度横向摆动率Yrt(即，横向摆动率偏差ΔYr变得不大于阈值Yrth)。结果是，保持了车辆的转弯轨迹性能。

另外，当本设备确定车辆处于“不足转向状态”时，除了上述的借助于制动液压力施加制动力外，它还进行发动机输出减小控制，该控制可将对应于加速器踏板操作量Accp水平的发动机21的输出减小预定量。结果是，由于降低的车体速度，作用在车辆上的离心力减小了，因此保持了车辆的转弯轨迹性能。以上为车辆稳定控制(US抑制控制)的概况。

顾及防止故障的横向摆动率偏差计算

如上所述，集成单元经由弹性部件制成的预定支座安装在车体上。于是，当车体振动时，由于路面的输入等具有在支座特定频率左右的频率，因此车体上的振动由于共振被放大并被传送到集成单元。另外，由于在集成单元上的液压泵HP1和HP2、电磁阀PU^**和PD^**等的操作，在集成单元上也产生振动。

于是，作用在集成单元上的各种振动还被传送到整合在集成单元中的横向摆动率传感器64上。结果是，实际横向摆动率Yr的值将变得相对于真实横向摆动率Yrtrue波动。具体地，振动噪声被叠加在实际横向摆动率Yr上。

图4示出了各个横向摆动率振动的实例，处于通过从方程(1)计算的转弯角度横向摆动率Yrt(粗实线)中减去真实横向摆动率Yetrue(双点划线)得到的横向摆动率偏差(以下称之为“真实横向摆动率偏差”)在时间t2处超过阈值Yrth情况下，即在US抑制控制应在时间t2处启动的情况下。

如图4所示，实际横向摆动率Yr值(粗实线)变得相对于真实横向摆动率Yrture(双点划线)波动。结果，在方程(2)中定义的横向摆动率偏差ΔYr值也波动，因此不希望使用方程(2)中定义的横向摆动率偏差ΔYr来确定不足转向状态(即，确定US抑制控制的启动)。

为了消除叠加在实际横向摆动率Yr上的振动噪声，可为实际横向摆动率Yr提供低通滤波器处理。于是，通过从转弯角度横向摆动率Yrt中减去为实际横向摆动率Yr提供低通滤波器而得到的值(低通滤波器处理后的实际横向摆动率Yrfilter)所获得的值(Yrt-Yrfilter)被定义为横向摆动率偏差ΔYr，因此可以考虑使用该横向摆动率偏差ΔYr确定US抑制控制的启动。

在本例中，当低通滤波器处理中的低通滤波器的时间常数(以下称之为“实际横向摆动率侧时间常数”)增加时，振动噪声的确被消除了。图4中示出的低通滤波器处理后的实际横向摆动率Yrfilter(细虚线)是通过为实际横向摆动率Yr提供使用足够大以消除振动噪声的时间常数τ1(例如30毫秒(msec))作为实际横向摆动率侧的时间常数的低通滤波器处理得到的值。

如图4所示，低通滤波器处理后的实际横向摆动率值Yrfilter从实际横向摆动率值Yr(或真实横向摆动率Yrtrue)波动，同时延迟根据时间常数τ1的时间。在“真实横向摆动率偏差”增加的情况下，这表现在横向摆动率偏差ΔYr(＝Yrt-Yrfilter)值变得大于“真实横向摆动率偏差”的方向中。

这允许横向摆动率偏差ΔYr在时间t2之前的时间t1处超过阈值Yrth。结果，会导致不足转向抑制控制早于时间t1启动的故障。

为了防止故障，在“真实横向摆动率偏差”增加的情况下，有必要使用于确定US抑制控制启动的横向摆动率偏差ΔYr值保持不大于“真实横向摆动率偏差”。因此，不仅为实际横向摆动率Yr而且为转弯角度横向摆动率Yrt提供了低通滤波器处理，从而通过从提供了低通滤波器处理的转弯角度横向摆动率Yrt(低通滤波器处理后的转弯角度横向摆动率Yrtfilter)中减去低通滤波器处理后的实际横向摆动率Yrfilter得到的值(Yrtfilter-Yrfilter)被作为横向摆动率偏差ΔYr，并且可以考虑使用该横向摆动率偏差ΔYr用来确定US抑制控制启动。在对转弯角度横向摆动率Yrt低通滤波器处理中的低通滤波器时间常数称之为“转弯角度横向摆动率侧时间常数”。

图4示出的低通滤波器处理后的转弯角度横向摆动率Yrtfilter(细实线)是通过为转弯角度横向摆动率Yrt提供使用与实际横向摆动率侧时间常数相同的时间常数τ1作为转弯角度横向摆动率侧的时间常数的低通滤波器处理得到的值。

低通滤波器处理后的转弯角度横向摆动率值Yrtfilter也波动，同时从转弯角度横向摆动率Yrt值延迟根据转弯角度横向摆动率侧时间常数(图4中的时间常数τ1)的时间。在“真实横向摆动率偏差”增加的情况下，这表现在横向摆动率偏差值ΔYr(＝Yrtfilter-Yrfilter)变得小于前述的横向摆动率偏差ΔYr(＝Yrt-Yrfilter)的方向中。

于是，转弯角度横向摆动率侧时间常数相对于实际横向摆动率时间常数(例如，前述的时间常数τ1)调节，从而用于确定US抑制控制启动的横向摆动率偏差值ΔYr(＝Yrtfilter-Yrfilter)可被保持得不大于“真实横向摆动率偏差”。

然而，在图4所示的情况下，当转弯角度横向摆动率侧时间常数变得等于实际横向摆动率侧时间常数(时间常数τ1)时，低通滤波器处理后的实际横向摆动率波动中的延迟程度变得等于低通滤波器处理后的转弯角度横向摆动率Yrtfilter波动中的延迟程度。

因此，“真实横向摆动率偏差”中的波动呈现为横向摆动率偏差ΔYr(＝Yrtfilter-Yrfilter)中的波动，以根据时间常数τ1的时间延迟。于是，横向摆动率偏差ΔYr超过阈值Yrth时的时间t3从“真实横向摆动率偏差”超过阈值Yrth时的时间t2(即，US抑制控制应该被启动的时间)被延迟根据时间常数τ1的时间。

另一方面，时间常数τ1的值足够大以消除叠加在实际横向摆动率Yr上的振动噪声。根据上文，US抑制控制被启动时的时间t3大大地延迟于US抑制控制最初应该被启动时的时间t2。

为了防止US抑制控制被启动时的点被大大延迟，转弯角度横向摆动率侧时间常数可被设置以小于实际横向摆动率侧时间常数。图5示出了转弯角度横向摆动率侧时间常数(时间常数τ2，例如，20毫秒)被设置得小于时间常数τ1(例如，30毫秒)，后者为实际横向摆动率侧时间常数。

在这种情况下，与图4所示的情况相比，低通滤波器处理后的转弯角度横向摆动率Yrtfilter波动中的延迟程度减小了。这表现在横向摆动率偏差ΔYr(＝Yrtfilter-Yrfilter)增加的方向中，使得横向摆动率偏差ΔYr超过阈值Yrth时的时间t3’提前于图4所示的时间t3。

结果是，当将实际横向摆动率侧时间常数设置为足够大的值(时间常数τ1)以充分消除叠加在实际横向摆动率对应值上的振动噪声时，US抑制控制被启动时的点的延迟程度减小了。

根据上文，本设备根据方程(3)而不是方程(2)计算用来确定US抑制控制启动的横向摆动率偏差ΔYr(横向摆动率偏差对应值)。在方程(3)中，为低通滤波器处理后的转弯角度横向摆动率Yrtfilter提供的低通滤波器时间常数(即，转弯角度横向摆动率侧时间常数)为时间常数τ2，而为低通滤波器处理后的实际横向摆动率Yrfilter提供的低通滤波器时间常数(即，实际横向摆动率侧时间常数)为时间常数τ1(＞τ2)。上文解释了关于顾及防止故障的横向摆动率偏差的计算。

ΔYr＝|Yrtfilter|-|Yrfilter|            (3)

实际运转

接下来，将参考图6-8解释如上所述构造的根据本发明实施例的运动控制设备10的实际运转，其中图6-8示出了由ECU50的CPU51执行的程序的流程图。

CPU51每经过预定时间(执行间隔Δt：例如，6毫秒)重复执行图6所示的程序以计算车轮速度等。因此，当预定计时到来时，CPU51从步骤600初始化处理并进行到步骤605以分别计算车轮^**的当前车轮速度(外圆周速度)Vw^**。具体地，CPU51基于车轮速度传感器61^**的输出值的波动频率分别计算车轮速度Vw^**。

接下来，CPU51进行到步骤610并确定从加速器开度传感器62得到的加速器踏板操作量Accp是否大于“0”(即，车辆是处于驱动状态还是处于制动状态)。当CPU51做出“是”的判断时(当车辆处于驱动状态时)，它进行到步骤615以从车轮速度Vw^**中选出最小值作为估计的车体速度Vso。另一方面，当CPU51做出“否”的判断时(当车辆处于制动状态时)，它进行到步骤620以从车轮速度Vw^**中选出最大值作为估计的车体速度Vso。

接下来，CPU51进行到步骤625从而为从转向角度传感器63得到的实际转向角度θs提供时间常数τ2的低通滤波器处理以得到低通滤波器处理后的实际转向角度θsfilter。

然后，CPU51进行到步骤630从而为从横向摆动率传感器64得到的实际横向摆动率Yr提供时间常数τ1(＞时间常数τ2)的低通滤波器处理以得到低通滤波器处理后的实际横向摆动率Yrfilter。这个值对应于“通过为实际横向摆动率对应值提供低通滤波器得到的值”。

接下来，CPU51进行到步骤635从而基于上述步骤615或620计算出的估计车体速度、低通滤波器处理后的转向角度θsfilter和上述方程(1)，计算低通滤波器处理后的转弯角度横向摆动率Yrtfilter。这个值对应于“转弯角度横向摆动率对应值和为其提供低通滤波器处理的值”。

然后，CPU51进行到步骤640从而基于低通滤波器处理后的转弯角度横向摆动率Yrtfilter、低通滤波器处理后的实际横向摆动率Yrfilter和上述方程(3)，计算横向摆动率偏差ΔYr(横向摆动率偏差对应值)，然后进行到步骤695以结束本程序的当前执行。步骤640对应于横向摆动率偏差对应值获取装置。此后，CPU51通过在执行时间间隔Δt重复执行本程序来更新各值。

另外，CPU51每经过预定时间(例如，6毫秒)重复执行图7所示的程序从而为US抑制控制设置目标液压。于是，当预定计时到来时，CPU51从步骤700初始化处理并且进行到步骤705从而确定前述步骤640计算的横向摆动率偏差ΔYr是否大于阈值Yrth。当CPU51做出“否”的判断时(即，当车辆不处于不足转向状态时)，它进行到步骤710以将所有车轮的US抑制控制用的目标液压Pwt^**设置为“0”。然后，CPU51直接进行到步骤795以结束本程序的当前执行。

这里，横向摆动率偏差ΔYr被假定大于阈值Yrth(即，假定车辆处于不足转向状态)。在这种情况下，CPU51在步骤705中做出“是”的判断，然后进行到步骤715从而基于横向摆动率偏差ΔYr并参考预先准备的表格MapGstr得到US抑制控制用的控制值Gstr，其中在表格MapGstr中定义了横向摆动率偏差ΔYr和US抑制控制用的控制值Gstr之间的关系，如图9所示。因此，在横向摆动率偏差ΔYr大于阈值Yrth的情况下，它被设置为随着横向摆动率偏差ΔYr增加US抑制控制用的控制值Gstr(＞0)也增加。

随后，CPU51进行到步骤720以确定从横向摆动率传感器64得到的横向摆动率偏差ΔYr是否为正(即，转弯方向是向左还是向右)。

当车辆向左转时，CPU51在步骤720中做出“是”的判断，然后进行到步骤725从而将与位于转弯轨迹内侧的后车轮相对应的左后车轮RL的US抑制控制用的目标液压Pwtrl设置为通过US抑制控制用的控制值Gstr与US抑制控制的系数Kus(正常数)的相乘得到的值，并且将剩余三个车轮的US抑制控制用的目标液压Pwt^**设置为“0”。然后，CPU51进行到步骤795以结束本程序的当前执行。

同时，当车辆向右转时，CPU51在步骤720中做出“否”的判断，然后进行到步骤730从而将与位于转弯轨迹内侧的后车轮相对应的右后车轮RR的US抑制控制用的目标液压Pwtrr设置为通过US抑制控制用的控制值Gstr与US抑制控制的系数Kus(正常数)的相乘得到的值，并且将剩余三个车轮的US抑制控制用的目标液压Pwt^**设置为“0”。由于该操作，位于转弯轨迹内侧的后车轮的目标液压Pwt^**被设置为对应于横向摆动率偏差ΔYr的值(＞0)。

另外，CPU51每经过预定时间(例如，6毫秒)重复执行图8所示的程序以执行US抑制控制。通过执行这个程序，实现了车辆稳定控制执行装置的功能。当预定计时到来时，CPU51从步骤800初始化处理并且进行到步骤805以确定所有车轮的目标液压Pwt^**是否为“0”。当CPU51做出“是”的判断时，它进行到步骤810以使HU40的所有电磁阀进入未激励状态并使马达MT进入非供能状态。随后，CPU51直接进行到步骤895以结束本程序的当前执行。

同时，当CPU51在步骤805中做出“否”的判断时，它进行到步骤815并发出指令以控制HU40的马达MT和电磁阀，使得车轮^**的轮缸压力Pw^**与设置的最终目标液压Pwt^**一致。由于该操作，借助于制动液压力，施加制动力，实施了US抑制控制。

随后，CPU51进行到步骤820从而发出指令以将发动机21的输出降低对应于前述步骤715得到的US抑制控制用的控制值Gstr的量。由于该操作，执行了基于US抑制控制的上述发动机输出降低控制。然后，CPU51进行到步骤895以结束本程序的当前执行。

如上所述，在根据本发明实施例的车辆运动控制设备中，通过从低通滤波器处理后的转弯角度横向摆动率Yrtfilter中减去低通滤波器处理后的实际横向摆动率Yrfilter得到了横向摆动率偏差ΔYr，其中Yrtfilter是通过使用这样的值(低通滤波器处理后的转向角度θsfilter)得到的，所述值是通过为从与HU40分离的转向角度传感器63得到的实际转向角度θs提供时间常数τ2的低通滤波器处理得到的，其中Yrfilter是通过为从整合在HU40中的横向摆动率传感器64得到的实际横向摆动率Yr提供时间常数τ1(＞τ2)的低通滤波器处理得到的值。当该横向摆动率偏差ΔYr超过阈值Yrth时，不足转向抑制控制(US抑制控制)被启动。

由于该操作，当将时间常数τ1设置成足够大的值以充分消除叠加在实际横向摆动率Yr上的振动噪声时，本设备可防止US抑制控制在比US抑制控制最初应该被启动时的点更早的点被启动而造成的故障，并且另外可以降低US抑制控制被启动时的点的延迟程度。

本发明不限于上述实施例，可以在本发明的范围内进行各种修改。例如，虽然在前述的实施例中横向摆动率传感器整合在HU40中，并且确定US抑制控制的启动是通过利用作为横向摆动率偏差对应值的横向摆动率偏差ΔYr来执行的，但是也可以在HU40中整合侧向加速器传感器并通过利用作为横向摆动率偏差对应值的侧向加速度偏差来进行US抑制控制启动的控制。这里，侧向加速度偏差是根据以下方程(4)基于实际转向角度θs和从为其提供低通滤波器处理的值中减去为从侧向加速度传感器得到的实际侧向加速度Gy提供低通滤波器处理得到的值而得到的转弯角度侧向加速度。

Gyt＝(Vso²·θs)/(n·L)·(1/(1+Kh·Vso²))        (4)

在前述实施例中，低通滤波器处理后的转弯角度横向摆动率Yrtfilter是通过为方程(1)应用低通滤波器处理后的转向角度θsfilter得到，其中θsfilter是为实际转向角度θs提供时间常数τ2的低通滤波器处理得到的值。然而，低通滤波器处理后的转弯角度横向摆动率Yrtfilter可通过为转弯角度横向摆动率Yrt提供时间常数τ2的低通滤波器处理得到，其中Yrt通过将实际转向角度θs应用于方程(1)而得到。

另外，在前述实施例中，转弯角度横向摆动率Yrt侧的低通滤波器时间常数(即，转弯角度横向摆动率侧时间常数)被设置以小于实际横向摆动率Yr侧的低通滤波器时间常数(即，实际横向摆动率侧时间常数)，从而增强了转弯角度横向摆动率Yrt侧的低通滤波器处理中的低通滤波器的响应，该响应大于实际横向摆动率Yr侧的低通滤波器处理中的低通滤波器的响应。然而，也可以配置为这样，即，转弯角度横向摆动率Yrt侧的低通滤波器的截止频率变得高于实际横向摆动率Yr例的低通滤波器的截止频率。

此外，虽然在前述实施例中仅仅执行了不足转向抑制控制作为车辆稳定控制，在其中横向摆动率偏差对应值(横向摆动率偏差ΔYr)被用来确定控制的启动，但是其也可以执行其他的控制，例如过度转向抑制控制、翻转预防控制或相似控制。

Claims (3)

1.一种车辆运动控制设备，该设备设置有：

集成单元，该集成单元由液压单元和电子控制设备一体构成，在所述液压单元上安装有多个用于控制施加到车辆车轮上的制动力的液压装置，而所述电子控制设备用于控制所述多个液压装置；

实际横向摆动率对应值传感器，所述实际横向摆动率对应值传感器整合在集成单元中并且探测指示车轮转弯度数的横向摆动率对应值作为实际横向摆动率对应值；和

实际转弯角度对应值传感器，所述实际转弯角度对应值传感器探测对应于车辆转向轮转弯角度的转弯角度对应值作为实际转弯角度对应值，

其中所述电子控制设备包括：

横向摆动率偏差对应值获取装置，该装置可基于转弯角度横向摆动率对应值和通过为探测到的实际横向摆动率对应值提供低通滤波器处理得到的值之间的差异程度来得到横向摆动率偏差对应值，其中所述横向摆动率偏差对应值代表了与所述车辆转弯相关的不稳定程度，所述转弯角度横向摆动率对应值是基于探测到的实际转弯角度对应值得到的并且对其提供了低通滤波器处理的横向摆动率对应值；和

车辆稳定控制执行装置，该装置可控制多个液压装置，使得在得到的横向摆动率偏差对应值超过阈值时，用于在所述车辆上沿横向摆动率偏差对应值变得不大于所述阈值的方向产生横摆力矩的制动力被施加到预定车轮上。

2.如权利要求1所述的车辆运动控制设备，其中

所述横向摆动率偏差对应值获取装置被配置成使得在对转弯角度横向摆动率对应值进行所述低通滤波器处理中的低通滤波器的响应高于在对所述实际横向摆动率对应值进行所述低通滤波器处理中的低通滤波器的响应。

3.如权利要求2所述的车辆运动控制设备，其中

所述横向摆动率偏差对应值获取装置被配置成使得在对所述转弯角度横向摆动率对应值进行所述低通滤波器处理中的所述低通滤波器的为所述响应的指标值(index value)的时间常数小于在对所述实际横向摆动率对应值进行所述低通滤波器处理中的所述低通滤波器的为所述响应指标值的时间常数。

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