專利名稱：車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制車輛例如汽車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或姿態(tài)的裝置，更具體地，涉及這樣一種裝置，該裝置防止高度不穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而被修正，例如當(dāng)檢測(cè)到車身傾翻的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代的車輛采用一個(gè)用于控制行進(jìn)中的車身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或姿態(tài)的裝置，例如，在這種車輛中，一個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)在電控裝置的控制下調(diào)節(jié)車輪上的制動(dòng)力和/或牽引力以調(diào)整車身上的橫擺力矩和向心力，維持行駛中的車輛的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，在該制動(dòng)系統(tǒng)中，每個(gè)車輪上的制動(dòng)力能獨(dú)立地增加和降低。根據(jù)這種通常稱為“VSC(車輛穩(wěn)定控制)”系統(tǒng)的系統(tǒng)，由繞著車身質(zhì)心的過(guò)大橫擺力矩和/或車輪上的道路反作用力(牽引力/制動(dòng)力)的飽和所導(dǎo)致的旋回(轉(zhuǎn)向過(guò)度)和/或漂移(轉(zhuǎn)向不足)得到有效地抑制。迄今為止，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制裝置也已經(jīng)被研制出來(lái)以阻止高度不穩(wěn)定的或惡化的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，例如由在一個(gè)高摩擦道路上的突然轉(zhuǎn)向或過(guò)度的高速轉(zhuǎn)向所導(dǎo)致的一個(gè)轉(zhuǎn)向車輛的翻轉(zhuǎn)。這種裝置的一個(gè)例子能在特許公開號(hào)為11-11272的日本專利中看到，其中響應(yīng)基于轉(zhuǎn)向車輛的速度、轉(zhuǎn)向角和側(cè)傾角速度的翻轉(zhuǎn)風(fēng)險(xiǎn)的檢測(cè)，車輛被制動(dòng)以減小施加于其車身上的離心力，因此翻車的風(fēng)險(xiǎn)能降低。
在如上所述的用于車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的傳統(tǒng)控制策略中，制動(dòng)力在修正和保持車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)期間的瞬時(shí)變化很少被考慮到。在控制車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(反饋控制通常被采用以使得實(shí)際值與相應(yīng)的目標(biāo)控制量一致)期間，通過(guò)循環(huán)增加或減少制動(dòng)力值，使得車輪上的制動(dòng)力值或滑移率接近于它們相應(yīng)的目標(biāo)量，該目標(biāo)量確保車輛穩(wěn)定性的維持。然而，在一個(gè)循環(huán)和/或反饋增益中的增量和/或減量即修正量被相當(dāng)粗略地確定，當(dāng)應(yīng)用于相應(yīng)控制目標(biāo)上的修正量太大時(shí)，在控制過(guò)程期間，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能會(huì)更加的瞬時(shí)惡化。
在這方面，當(dāng)檢測(cè)到導(dǎo)致車身翻轉(zhuǎn)的高度惡化情況時(shí)，可能出現(xiàn)相對(duì)強(qiáng)的分力即離心力；橫擺、側(cè)傾和縱擺力矩等等都已經(jīng)被施加在車身上。為了在減少翻車的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)修正這種高度惡化的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，需要一個(gè)相當(dāng)大的控制量來(lái)抵消已經(jīng)施加的強(qiáng)大的力和力矩。然而，這種相當(dāng)大的控制量引起車輪上的制動(dòng)力的巨大變化，通常導(dǎo)致車身的側(cè)傾振動(dòng)和俯仰振動(dòng)的增大。
因而，當(dāng)考慮到在車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的修正和保持控制過(guò)程期間的瞬時(shí)制動(dòng)力變化時(shí)，特別在需要很大的控制修正量來(lái)抑制高度惡化的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的情況下，例如當(dāng)檢測(cè)到車輛翻車的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制裝置可以被改進(jìn)。關(guān)于這一點(diǎn)，由于修正已經(jīng)高度惡化(例如，正好在翻車變得不可避免之前)的車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變得更困難，所以更可取的是，預(yù)測(cè)未來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)惡化的風(fēng)險(xiǎn)并且預(yù)先對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行修正，因此有效地減少落入極端惡化的風(fēng)險(xiǎn)，例如車身的翻轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制裝置，該裝置采用新穎的控制策略，抑制在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制過(guò)程中引起的車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的惡化。裝配有控制裝置的車輛具有車輪，制動(dòng)系統(tǒng)包括用于各個(gè)車輪的制動(dòng)力產(chǎn)生裝置。對(duì)于修正或抑制車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的過(guò)度惡化，例如當(dāng)檢測(cè)到翻車的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，本發(fā)明的控制策略是特別有用的。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，發(fā)明的用于控制車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置首先判斷車輛翻車的可能性是否很高，并根據(jù)車輛翻車可能性的判斷結(jié)果計(jì)算一個(gè)目標(biāo)制動(dòng)控制量以減小翻車的可能性，當(dāng)具有高的翻車可能性時(shí)，目標(biāo)控制量設(shè)定得比具有低的可能性時(shí)高。然后，在發(fā)明的控制裝置的控制下，車輪制動(dòng)力基于目標(biāo)制動(dòng)控制量得到控制，在該控制過(guò)程中，當(dāng)判斷出高的翻車可能性時(shí)，車輪制動(dòng)力的增減變化率在車輪制動(dòng)力控制開始之后受到限制，即，在將實(shí)際制動(dòng)力值修正到其目標(biāo)值期間，制動(dòng)力的改變率降低。
如上所述，在傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制裝置中，當(dāng)目標(biāo)值本身被適當(dāng)?shù)卮_定時(shí)(用轉(zhuǎn)向車輛運(yùn)動(dòng)的某種理論)，用于將實(shí)際發(fā)生的制動(dòng)力值調(diào)節(jié)到其目標(biāo)值的制動(dòng)力增量和/或減量沒有被嚴(yán)格地調(diào)節(jié)。如果制動(dòng)力的增量和/或減量太大，它們將過(guò)度地改變車身的姿態(tài)，在制動(dòng)力值或滑移率朝著它們的目標(biāo)轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，通常導(dǎo)致車身上的側(cè)傾振動(dòng)和/或俯仰振動(dòng)以及其它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)惡化。當(dāng)目標(biāo)值相當(dāng)高時(shí)，例如當(dāng)車輛翻車的風(fēng)險(xiǎn)被檢測(cè)到時(shí)，由于相當(dāng)大的控制量，這些現(xiàn)象更可能出現(xiàn)，如果側(cè)傾振動(dòng)和/或俯仰振動(dòng)增大，翻車的風(fēng)險(xiǎn)可能不會(huì)減少。
為了在將實(shí)際值修正到其目標(biāo)值的控制開始之后避免側(cè)傾/俯仰振動(dòng)和其它惡化狀況，本發(fā)明中，車輪制動(dòng)力的增減變化率被如所述地限制。應(yīng)該注意，當(dāng)檢測(cè)到翻車風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，適當(dāng)?shù)卦谥苿?dòng)力控制開始之后，優(yōu)選地是在實(shí)際值接近其目標(biāo)值之后，執(zhí)行該限制，這是因?yàn)樵谡５男旭偳闆r下或當(dāng)實(shí)際值和目標(biāo)值之間的差值很大時(shí)，盡快使實(shí)際值達(dá)到其目標(biāo)值是較為理想的。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在制動(dòng)力控制過(guò)程中，當(dāng)判斷出翻車的可能性很高時(shí)，首先，判斷車輛的側(cè)傾振動(dòng)或俯仰振動(dòng)的程度是否高，然后，與具有低的側(cè)傾或俯仰振動(dòng)的程度時(shí)相比，當(dāng)具有高的側(cè)傾振動(dòng)或俯仰振動(dòng)的程度時(shí)，車輪制動(dòng)力的增減變化率在一個(gè)更大的程度上受到限制，以便在將實(shí)際制動(dòng)力修正到其目標(biāo)的控制過(guò)程中減小側(cè)傾/俯仰振動(dòng)。關(guān)于這一點(diǎn)，除非側(cè)傾/俯仰振動(dòng)增加，否則根據(jù)理論和實(shí)踐，實(shí)際制動(dòng)力值應(yīng)該迅速達(dá)到其被適當(dāng)確定的目標(biāo)值以避免惡化情況。因而，取決于側(cè)傾和/或俯仰振動(dòng)的程度，車輪制動(dòng)力的增減變化率的限制程度可以改變。如果側(cè)傾/俯仰振動(dòng)不大，實(shí)際值就會(huì)盡可能快地達(dá)到其目標(biāo)。側(cè)傾和/或俯仰振動(dòng)的程度可以基于側(cè)傾/俯仰量和這些改變率來(lái)確定。
增減變化率的限制可以用各種方式執(zhí)行，例如，當(dāng)車輪制動(dòng)力基于目標(biāo)制動(dòng)控制量和相應(yīng)的實(shí)際量(即，目標(biāo)滑移率和實(shí)際滑移率)被反饋控制時(shí)，對(duì)于限制過(guò)程，反饋增益可以減少。對(duì)于液壓制動(dòng)系統(tǒng)，配給單個(gè)制動(dòng)分泵的制動(dòng)壓力控制閥的負(fù)荷比(打開/關(guān)閉的比)可以在發(fā)明的裝置的控制下改變。
在發(fā)明的裝置中，用來(lái)減少翻車可能性的目標(biāo)制動(dòng)控制量可以基于用來(lái)使車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)穩(wěn)定的控制參數(shù)來(lái)確定，因而，通過(guò)增加運(yùn)動(dòng)狀態(tài)穩(wěn)定控制參數(shù)，目標(biāo)制動(dòng)控制量將會(huì)增加。由于翻車的可能性在車輛的異常突然轉(zhuǎn)向和/或過(guò)多轉(zhuǎn)向時(shí)是很大的，所以目標(biāo)制動(dòng)控制量可以是轉(zhuǎn)向外側(cè)前輪上的目標(biāo)制動(dòng)力值。在轉(zhuǎn)向外側(cè)前輪上的制動(dòng)力的增加產(chǎn)生抗旋回的橫擺力矩(在與轉(zhuǎn)向方向相反的方向上的橫擺力矩)，該力矩減少由于突然和/或過(guò)多轉(zhuǎn)向引起的在轉(zhuǎn)向方向上增大的橫擺角速度，因此在轉(zhuǎn)向外側(cè)方向上抑制車身上的側(cè)向力(離心力)的增加和減少翻車的可能性。更具體地，目標(biāo)制動(dòng)控制量可以是車輛的目標(biāo)滑移率，并且轉(zhuǎn)向外側(cè)前輪上的制動(dòng)力的增減變化率將被限制。
此外，翻車的可能性取決于車輛的重量和/或側(cè)傾的傾向性，因而，基于這兩個(gè)參數(shù)的任一個(gè)或它們兩者，目標(biāo)制動(dòng)控制量被優(yōu)選地修改，以便當(dāng)車輛重量較重和/或當(dāng)側(cè)傾的傾向性較大時(shí)，目標(biāo)控制量被設(shè)置得較大以使目標(biāo)量更適當(dāng)?shù)剡m合各種車輛的特性，側(cè)傾的傾向性可以基于車輛的側(cè)傾慣性力矩來(lái)估量。
翻車的可能性或風(fēng)險(xiǎn)可以基于車輛駕駛員的駕駛操作用轉(zhuǎn)向角和轉(zhuǎn)向速度作為參數(shù)來(lái)檢測(cè)，雖然這種風(fēng)險(xiǎn)也可以基于車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)條件例如橫擺角速度、側(cè)向減速度和車速來(lái)檢測(cè)。更確切地說(shuō)，基于駕駛操作的檢測(cè)有利地允許預(yù)先開始用來(lái)減少翻車風(fēng)險(xiǎn)的控制，即在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)已經(jīng)高度惡化之前進(jìn)行控制(駕駛操作被認(rèn)為是車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的系統(tǒng)的輸入，實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化、對(duì)輸入的響應(yīng)、對(duì)輸入的延遲)。因?yàn)檫@種控制的提前開始，所以目標(biāo)制動(dòng)控制量能設(shè)置得足夠大以修正運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，減少翻車風(fēng)險(xiǎn)。
因而，在本發(fā)明的方面之一中，對(duì)基于車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的車輛翻車的可能性和基于駕駛員駕駛操作的車輛翻車的可能性進(jìn)行判斷；和即使基于車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的車輛翻車的可能性高，當(dāng)基于駕駛操作的車輛翻車的可能性高時(shí)，制動(dòng)力的目標(biāo)控制量也比基于駕駛操作的車輛翻車的可能性不高時(shí)設(shè)定得更大。為了適當(dāng)?shù)貦z測(cè)基于駕駛員駕駛操作的翻車的風(fēng)險(xiǎn)，可以使用轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)向速度和其它參數(shù)，例如車速。當(dāng)考慮到目標(biāo)制動(dòng)控制量的容許量在車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)惡化之前和之后的差別時(shí)，增減變化率的限制可以只在翻車的可能性基于駕駛操作被判斷為高的時(shí)候執(zhí)行。
在實(shí)施方式中，用來(lái)避免事故的轉(zhuǎn)向操作的判斷標(biāo)準(zhǔn)可以有利地用于基于駕駛操作的高度翻車可能性的檢測(cè)。
本發(fā)明的其它目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)部分將是顯而易見的，部分將在下文中指出。


在附圖中，圖1是一個(gè)結(jié)合了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制裝置的四輪汽車的簡(jiǎn)圖；圖2為流程圖，表示在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制的主程序；圖3A和3B是在圖2的步驟30中使用的圖，用來(lái)用車輛重量W和側(cè)傾慣性力矩I分別計(jì)算因數(shù)Kw和Ki，因數(shù)Kw和Ki用于基本目標(biāo)滑移率Srfo’的修正；圖4A和4B是在圖2的步驟40中使用的圖，用來(lái)用旋回和漂移條件值SS和DS分別計(jì)算分力Fssfo和Fsall；圖5A是圖2的步驟50中確定負(fù)荷比的一個(gè)實(shí)施方式中的流程圖；圖5B是圖2的步驟50中確定負(fù)荷比的另一個(gè)實(shí)施方式中的流程圖；圖6是在圖5A和5B中使用的圖，用來(lái)根據(jù)目標(biāo)滑移率和實(shí)際滑移率之間的差值來(lái)確定負(fù)荷比；圖7A是用來(lái)避免事故的轉(zhuǎn)向操作檢測(cè)的第一實(shí)施方式中的流程圖；圖7B-7C，確定用于檢測(cè)參數(shù)的參考值的圖；圖7C還指出了這樣的條件，在該條件下，用來(lái)避免事故的轉(zhuǎn)向操作是可檢測(cè)的；圖8A是用來(lái)避免事故的轉(zhuǎn)向操作檢測(cè)的第二實(shí)施方式中的流程圖；圖8B-8C，確定用于檢測(cè)參數(shù)的參考值的圖；和圖8D，確定用于轉(zhuǎn)向角和其速度的加權(quán)和的權(quán)重因數(shù)的圖；圖9A是用來(lái)避免事故的轉(zhuǎn)向操作檢測(cè)的第三實(shí)施方式中的流程圖；圖9B-9C，確定用于檢測(cè)參數(shù)的參考值的圖；圖10A是用來(lái)避免事故的轉(zhuǎn)向操作檢測(cè)的第四實(shí)施方式中的流程圖；圖10B-10D，確定用于檢測(cè)參數(shù)的參考值的圖。
具體實(shí)施例方式
車輛系統(tǒng)圖1概略地表示一個(gè)結(jié)合了根據(jù)本發(fā)明的車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制裝置的四輪汽車，車輛包括車身12，通過(guò)各自的懸架裝置(圖中未示出)支撐車身12的右前輪10FR、左前輪10FL、右后輪10RR和左后輪10LR，根據(jù)駕駛員對(duì)方向盤14所進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)，右前輪和左前輪10FR和10FL由齒條與齒輪式的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置16通過(guò)一對(duì)轉(zhuǎn)向橫拉桿18L和18R操縱。如常，車輛還設(shè)有適合根據(jù)節(jié)氣門開度輸出驅(qū)動(dòng)扭矩的發(fā)動(dòng)機(jī)和一個(gè)通過(guò)不同的齒輪系將驅(qū)動(dòng)力提供給車輪的差速齒輪系統(tǒng)(未示)，節(jié)氣門開度響應(yīng)于駕駛員踩下加速踏板的程度。
制動(dòng)系統(tǒng)一般地由20指出，包括液壓管路22、適合由駕駛員踩下的制動(dòng)踏板26、一個(gè)用于在駕駛員踩下制動(dòng)踏板時(shí)將總泵壓力提供給液壓管路裝置22的總泵28和制動(dòng)分泵24i(i＝FL，F(xiàn)R，RL，RR)，每個(gè)制動(dòng)分泵都適合根據(jù)從液壓管路22提供到那里的液壓壓力將制動(dòng)力應(yīng)用到右前輪、左前輪、右后輪和左后輪10i中相應(yīng)的一個(gè)上，液壓管路22還與儲(chǔ)油器、油泵等等以及各種閥相連。如本領(lǐng)域公知的，每個(gè)制動(dòng)分泵都能通過(guò)一對(duì)壓力控制閥暴露于一個(gè)高壓區(qū)域(油泵的輸出)和一個(gè)低壓區(qū)域(儲(chǔ)油器)，該對(duì)閥中的一個(gè)用于高壓側(cè)，而另一個(gè)用于低壓側(cè)。因而，通過(guò)打開或關(guān)閉該對(duì)單獨(dú)的壓力控制閥，制動(dòng)分泵中的制動(dòng)壓力即單獨(dú)的車輪上的制動(dòng)力能彼此無(wú)關(guān)地改變。
電子控制器30結(jié)合了一個(gè)微型計(jì)算機(jī)，微型計(jì)算機(jī)可以是普通類型的，包括一個(gè)中央處理器、一個(gè)只讀存儲(chǔ)器、一個(gè)隨機(jī)存取存貯器、輸入和輸出端口裝置以及一個(gè)使這些元件互相連接的公用總線(未示出)，并且起根據(jù)本發(fā)明的車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制裝置或發(fā)明的VSC裝置的作用。如圖1中所示，提供給電子控制器30的分別是用安裝在車輪上的車輪速度傳感器32i和高度傳感器34i檢測(cè)到的表示車輪速度Vwi和車輛高度Hi的信號(hào)；用安裝在轉(zhuǎn)向軸上的轉(zhuǎn)向角度傳感器36檢測(cè)的表示轉(zhuǎn)向角θ的信號(hào)，轉(zhuǎn)向軸連接到方向盤14；和來(lái)自相應(yīng)的傳感器38、40、42、44、46和48的車輛(車身)速度V、橫擺角速度γ、縱向加速度Gx、側(cè)向加速度Gy、俯仰角速度Pr和側(cè)傾角速度Rr的信號(hào)。除了上述傳感器之外，可以提供任何其它合適的傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的情況。
在所示車輛系統(tǒng)中，首先，VSC裝置用上面列出的參數(shù)(信號(hào))計(jì)算用于目標(biāo)制動(dòng)控制量的各個(gè)車輪的目標(biāo)滑移率，然后，該裝置在每個(gè)車輪上將實(shí)際滑移率調(diào)整成相應(yīng)的目標(biāo)值，從而調(diào)節(jié)道路反作用力在輪胎上的分布和/或平衡，以產(chǎn)生用于修正或穩(wěn)定車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或姿態(tài)的橫擺力矩(防備運(yùn)動(dòng)狀態(tài)惡化特別是在轉(zhuǎn)向過(guò)程中)。在該液壓制動(dòng)系統(tǒng)中，VSC裝置重復(fù)地執(zhí)行用于每個(gè)車輪的那對(duì)壓力控制閥的打開和關(guān)閉，以使相應(yīng)的制動(dòng)分泵間歇地暴露于高壓或低壓區(qū)域，從而改變相應(yīng)的制動(dòng)分泵中的實(shí)際制動(dòng)壓力。制動(dòng)壓力即滑移率的增加/減小變化率即改變率能通過(guò)調(diào)節(jié)負(fù)荷比來(lái)改變，負(fù)荷比即每單位時(shí)間內(nèi)控制閥的打開持續(xù)時(shí)間的比率。當(dāng)增加/減小變化率受到限制時(shí)，相應(yīng)的增加/減小壓力控制閥的負(fù)荷比被減小。
發(fā)明的裝置的操作的總流程在發(fā)明的VSC裝置的操作中，簡(jiǎn)單地說(shuō)，在車輛行駛過(guò)程中，當(dāng)基于車輛駕駛員的駕駛操作檢測(cè)到高的翻車可能性時(shí)，在轉(zhuǎn)向外側(cè)前輪上的一個(gè)制動(dòng)力值即滑移率被調(diào)節(jié)到一個(gè)高的目標(biāo)值(目標(biāo)制動(dòng)控制量)。然而，為了避免由于對(duì)實(shí)際滑移率的修正的應(yīng)用即制動(dòng)力的瞬時(shí)改變所導(dǎo)致的側(cè)傾/俯仰振動(dòng)，在控制或調(diào)節(jié)滑移率的過(guò)程開始之后，滑移率的增減變化率被限制。當(dāng)基于駕駛操作檢測(cè)到低的翻車可能性時(shí)，執(zhí)行用于穩(wěn)定車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的正常操作，而沒有滑移率或制動(dòng)力的增減變化率的任何限制。
圖2表示發(fā)明的VSC裝置的一個(gè)實(shí)施方式的操作的總流程。該控制流程由點(diǎn)火開關(guān)(圖1中未示出)的閉合啟動(dòng)，并且在車輛運(yùn)行過(guò)程中以一個(gè)周期時(shí)間例如幾十毫秒循環(huán)重復(fù)。如所示的，首先，在步驟10，圖1中所示的信號(hào)被讀入。
然后，在步驟20中基于駕駛員當(dāng)前執(zhí)行的駕駛操作來(lái)確定車輛翻車的可能性，在步驟20中檢測(cè)“用來(lái)避免事故的轉(zhuǎn)向操作(EASO)”的判斷標(biāo)準(zhǔn)可以用來(lái)判斷翻車的可能性是高還是低。EASO是這樣的操作，其中駕駛員快速并過(guò)多地轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)轉(zhuǎn)向盤，例如為了在車輛行駛過(guò)程中避免撞到一個(gè)障礙物。該EASO可以被認(rèn)為是在車輛轉(zhuǎn)向過(guò)程中翻車的起因，EASO產(chǎn)生過(guò)大的橫擺力矩，該過(guò)大的橫擺力矩在增大橫擺角速度的同時(shí)使車身開始轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致施加在車輛上的離心力的增加和翻車的可能性的增大。因而，EASO的檢測(cè)有利地使預(yù)測(cè)車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的未來(lái)惡化成為可能，因而在車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)高度惡化之前，EASO的檢測(cè)對(duì)于判斷減少翻車可能性的控制的需要是有用的，在EASO檢測(cè)中，轉(zhuǎn)向角和其速度被用作參數(shù)。稍后對(duì)EASO的檢測(cè)方式的細(xì)節(jié)進(jìn)行描述。
當(dāng)EASO被檢測(cè)時(shí)(即，翻車的可能性被判斷為高時(shí))，一個(gè)目標(biāo)制動(dòng)控制量即用于減少翻車可能性的轉(zhuǎn)向外側(cè)前輪的目標(biāo)滑移率在步驟30中計(jì)算。否則(即翻車的可能性沒有被判斷為高)，目標(biāo)滑移率在步驟40中根據(jù)用來(lái)穩(wěn)定車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的正常控制過(guò)程進(jìn)行計(jì)算。然后，基于在步驟30或40中計(jì)算的目標(biāo)滑移率，在步驟50中確定用于液壓管路22中的壓力控制閥的負(fù)荷比，僅僅當(dāng)檢測(cè)到EASO時(shí)，在步驟50中對(duì)負(fù)荷比進(jìn)行調(diào)節(jié)以限制制動(dòng)力的增加/減小變化率。然后，在步驟60中，用所得出的負(fù)荷比來(lái)操作壓力控制閥以增加或減小車輪上的制動(dòng)力，接著程序返回到開始。在下面對(duì)每個(gè)步驟中的細(xì)節(jié)進(jìn)行描述。
基于EASO的目標(biāo)滑移率的計(jì)算在本實(shí)施方式中，為了減小步驟20中檢測(cè)到的高度翻車可能性，在轉(zhuǎn)向外側(cè)前輪上的滑移率增加以產(chǎn)生抗旋回的橫擺力矩，該抗旋回的橫擺力矩將減小在轉(zhuǎn)向方向上的橫擺角速度，即消除EASO的作用，從而抑至施加在車身上的離心力的增加。
在步驟30中，即當(dāng)EASO被檢測(cè)到時(shí)，轉(zhuǎn)向外側(cè)前輪的目標(biāo)滑移率Srfo被如下計(jì)算Srfo＝Kw·Ki·Srfo’(1)其中Srfo’是滑移率的基值；Kw，關(guān)于車輛重量W的改變因數(shù)；而Ki，關(guān)于車輛側(cè)傾慣性力矩I的改變因數(shù)。
為了有效地修正正在惡化的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，基值Srfo’可以適當(dāng)?shù)仡A(yù)先確定成一個(gè)大值，例如可在圖1中的制動(dòng)系統(tǒng)20中使用的幾乎最大的值。應(yīng)該注意，與任何可在步驟40中的正常運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制過(guò)程中設(shè)置的值相比，基值Srfo’可以有利地設(shè)置得更高，步驟40將在下面描述。這是因?yàn)?，在檢測(cè)到EASO時(shí)，車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒有高度惡化，以致車輪上另外可用的道路反作用力仍然足夠產(chǎn)生很高的制動(dòng)力。
修正和/或抑至運(yùn)動(dòng)狀態(tài)惡化(離心力的增加)所需的力和力矩將隨著車輛重量和慣性力矩增加，因而，(最終)目標(biāo)滑移率Srfo通過(guò)關(guān)于車輛重量和側(cè)傾慣性力矩來(lái)改變基值Srfo’而獲得，如從公式(1)中看到的。Kw被用圖3A中的圖確定為車輛重量W的函數(shù)，其中當(dāng)車輛停止和以低速行駛時(shí)，重量W基于車輛高度Hi的低通過(guò)濾信息之和來(lái)估算，車輛高度用傳感器34i獲得。Wo是車輛在標(biāo)準(zhǔn)條件下的重量，Ki被用圖3B中的圖確定為側(cè)傾慣性力矩I的函數(shù)，其中側(cè)傾慣性力矩基于用側(cè)傾角速度傳感器48獲得的側(cè)傾角速度信息Rr的微分估算，Io是車輛在標(biāo)準(zhǔn)條件下的側(cè)傾慣性力矩。目標(biāo)滑移率可以用其它參數(shù)修改，例如橫擺和/或俯仰慣性力矩、車速等等。
因而，當(dāng)EASO被檢測(cè)到時(shí)，為了抑至車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)惡化，不僅僅產(chǎn)生強(qiáng)的制動(dòng)力，而且產(chǎn)生適合車輛的各種特性的制動(dòng)力。
基于非EASO的目標(biāo)滑移率的計(jì)算當(dāng)沒有檢測(cè)到EASO時(shí)，可以執(zhí)行傳統(tǒng)的方法來(lái)計(jì)算車輪上的目標(biāo)滑移率。
例如，首先，為了評(píng)估車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，旋回值SV和漂移值DV首先如下確定SV＝K1·β+K2·dVy；或＝K1·β+K2·dβ (2)DS＝γt-γ；或＝H·(γt-γ)/V (3)其中β是車輛的側(cè)偏角；dVy是車輛的側(cè)滑加速度；dβ是β對(duì)時(shí)間的微分；K1，K2是合適的權(quán)重因數(shù)；γt是根據(jù)車速V和轉(zhuǎn)向角θ估算的橫擺角速度；γ是實(shí)際的橫擺角速度；H是軸距。在那些公式中，參數(shù)在向前和向左的方向上被確定為正數(shù)。[dVy從側(cè)向加速度Gy和橫擺角速度γ與車速V的乘積之間的偏差給出Gy-γ·V。β通過(guò)側(cè)滑速度與縱向速度的比值獲得Vy/Vx，其中Vx＝V，而Vy通過(guò)求dVy的積分給出。γt從γt＝V·δ/{(1+Kh ·V2)·H}×1/(1+Ts)，其中δ是基于轉(zhuǎn)向角θ的實(shí)際轉(zhuǎn)向角；Kh是穩(wěn)定性因數(shù)；T和s是拉普拉斯變換中的時(shí)間常數(shù)和頻率參數(shù)。公式(2)和(3)的推導(dǎo)在別處描述。]然后，旋回條件值SS和漂移條件值Ds如下確定SS＝±SV(4)DS＝±DV(5)(+左轉(zhuǎn)過(guò)程中；-右轉(zhuǎn)過(guò)程中。如果這些都是負(fù)的，則SS，DS確定為0。)簡(jiǎn)要地說(shuō)，SS和DS分別表示旋回和漂移的程度(運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越惡化，這兩個(gè)值越大)。
然后，用所得到的條件值，車輪的目標(biāo)制動(dòng)力被如下計(jì)算Fsfo＝FssfoFsfi＝0Fsro＝(Fsall-Fssfo)·(1-Ksri)(6)Fsri＝(Fsall-Fssfo)·Ksri其中Fsj(j＝fo，fi，ro，ri；轉(zhuǎn)向外側(cè)和內(nèi)側(cè)前部，轉(zhuǎn)向外側(cè)和內(nèi)側(cè)后部)是各個(gè)車輪的目標(biāo)制動(dòng)力值，F(xiàn)ssfo用圖4A中的圖確定為SS的函數(shù)，F(xiàn)sall用圖4B中的圖確定為DS的函數(shù)，Ksri是用于后輪的合適的分布因數(shù)(通常超過(guò)0.5的正常數(shù))。如果算出的Fsj值是負(fù)的，那么就使其為零。如本領(lǐng)域公知的，如上確定的力分布產(chǎn)生抗旋回和抗漂移的橫擺力矩(該力分布的詳細(xì)影響在別處描述)。
然后，所得到的目標(biāo)力的值以本領(lǐng)域公知的方式各自轉(zhuǎn)變成各個(gè)車輪的滑移率的目標(biāo)值。
此外，如果旋回條件在高摩擦道路上相當(dāng)高，在道路上的摩擦力相當(dāng)高(例如，如果轉(zhuǎn)向外側(cè)前輪的目標(biāo)滑移率和(絕對(duì))側(cè)向加速度Gy每個(gè)都超過(guò)各自的參考值)，那么相當(dāng)強(qiáng)的力和力矩已經(jīng)被施加在車身上，在這種情況下，為了修正車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，目標(biāo)滑移率Srj可以如下增加Srj←Kg·Srj，其中Kg是1和1.5之間的正常數(shù)，因而如果有翻車可能性的話，就用高于正?？剐亓氐目剐亓貋?lái)減小翻車的可能性。
負(fù)荷比的確定(制動(dòng)力的增減變化率)在本實(shí)施方式中，為了將實(shí)際滑移率調(diào)節(jié)到相應(yīng)的目標(biāo)值，實(shí)際值相對(duì)目標(biāo)值的偏差被反饋給制動(dòng)力產(chǎn)生裝置或制動(dòng)分泵的輸入(反饋控制)。為了這么作，用于制動(dòng)分泵的壓力控制閥的負(fù)荷比被計(jì)算，在這方面，如上所述，當(dāng)EASO被檢測(cè)到時(shí)，對(duì)用于轉(zhuǎn)向外側(cè)前輪的負(fù)荷比進(jìn)行調(diào)節(jié)以限制制動(dòng)力的增減變化率。
圖5A表示一個(gè)負(fù)荷比確定方式的實(shí)施方式中的控制流程(圖2的步驟50中)。
參考圖5A，在步驟70中，每個(gè)車輪上的目標(biāo)滑移率和實(shí)際滑移率之間的差值被確定。在該步驟中，首先，用橫擺角速度或轉(zhuǎn)向角等等的正負(fù)號(hào)判斷當(dāng)前轉(zhuǎn)向方向?yàn)樽蠡蛴?，然后，在步驟30或40中計(jì)算為用于轉(zhuǎn)向外側(cè)和內(nèi)側(cè)、前輪和后輪的值的目標(biāo)滑移率被如下分配給用于左和右、前和后輪的目標(biāo)滑移率Srtfr＝Srfo；Srtfl＝Srfi；Srtrr＝Srro；Srtrl＝Srri[在左轉(zhuǎn)過(guò)程中]Srtfr＝Srfi；Srtfl＝Srfo；Srtrr＝Srri；Srtrl＝Srro[在右轉(zhuǎn)過(guò)程中](在左轉(zhuǎn)過(guò)程中的轉(zhuǎn)向外側(cè)和內(nèi)側(cè)車輪是右輪和左輪，在右轉(zhuǎn)過(guò)程中則相反)
然后，每個(gè)車輪上的目標(biāo)滑移率Srti和實(shí)際滑移率Srai之間的差值ΔSri計(jì)算為Δsri＝Srti-Srai(i＝fl，fr，rl，rr)(7)其中每個(gè)車輪上的實(shí)際滑移率Srai都可以根據(jù)來(lái)自傳感器32i的車輪速度Vwi和來(lái)自傳感器38的車速V來(lái)計(jì)算。
接著，如果在步驟20中沒有檢測(cè)到EASO，即在步驟40中根據(jù)正常運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制計(jì)算目標(biāo)滑移率，則用于每個(gè)車輪的那對(duì)壓力控制閥的負(fù)荷比都用圖6中的實(shí)線所表示的圖確定為目標(biāo)滑移率和實(shí)際滑移率之間的差值的函數(shù)(在步驟72和74中)。在這種情況下，通過(guò)在適當(dāng)確定的負(fù)荷比下打開相應(yīng)的壓力控制閥，制動(dòng)壓力將增加(ΔSri＞0壓力增加模式)或減小(ΔSri＜0壓力減小模式)，以便在沒有控制振蕩的情況下，以本領(lǐng)域公知的方式盡可能地消除實(shí)際滑移率相對(duì)其目標(biāo)值的偏差。如果差值ΔSri非常接近于0，則如圖6中0點(diǎn)周圍(在±ΔSr0之內(nèi))的實(shí)線所示，沒有閥被打開(壓力控制模式)。
如果在步驟20中檢測(cè)到EASO，即目標(biāo)滑移率在步驟30中計(jì)算，那么轉(zhuǎn)向外側(cè)前輪的負(fù)荷比用圖6中的虛線所表示的圖確定(步驟72和78)。在這種情況下，如從圖6中看到的，由于在消除實(shí)際和目標(biāo)滑移率之間的差值期間的瞬時(shí)制動(dòng)力變化，所以為了避免車身的側(cè)傾/俯仰振動(dòng)，負(fù)荷比被減小以便限制滑移率的增加或減小變化率。在這方面，就在EASO之后，即在開始轉(zhuǎn)向外側(cè)前輪的滑移率的控制過(guò)程之前，預(yù)見到實(shí)際值遠(yuǎn)離其目標(biāo)值(目標(biāo)值和實(shí)際值之間的差值比較大)。因而，在步驟72之后，在步驟76中判斷使用步驟30中算出的目標(biāo)值的控制是否已經(jīng)開始，并且，如果沒有開始，則負(fù)荷比在步驟74中被沒有限制地確定。
根據(jù)滑移率的增加/減小變化率的限制，如上所述，制動(dòng)力的振幅被減小，抑至交替施加在車身上并引起側(cè)傾/俯仰振動(dòng)的有害增大的力或力矩的變化，所述制動(dòng)力的振幅在每個(gè)控制周期在其目標(biāo)值周圍變化以將滑移率修正到其目標(biāo)。在這方面，與步驟40的正常過(guò)程中確定的值相比，目標(biāo)滑移率即當(dāng)檢測(cè)到EASO時(shí)的制動(dòng)力會(huì)是相對(duì)高的。通常，與在較低的滑移率的范圍內(nèi)相比，在這種較高的滑移率的范圍內(nèi)，滑移率相對(duì)制動(dòng)壓力的改變比率更高，導(dǎo)致一個(gè)小的制動(dòng)壓力變化可能引起相當(dāng)大的制動(dòng)力的變化，因而，在較高的目標(biāo)滑移率被測(cè)定的情況下，為了避免側(cè)傾/俯仰振動(dòng)，滑移率的增加/減小改變率的限制有效得多。
如上所述，鑒于在檢測(cè)到EASO時(shí)限制轉(zhuǎn)向外側(cè)前輪的負(fù)荷比的目的，如圖5B中所示，可以執(zhí)行確定負(fù)荷比的另一程序。
在圖5B中，每個(gè)車輪上的目標(biāo)滑移率和實(shí)際滑移率之間的差值被如圖5A的步驟70中那樣確定(步驟80)，而用于每個(gè)車輪的負(fù)荷比被用圖6中實(shí)線的圖確定(步驟82)，然后，如果沒有檢測(cè)到EASO(步驟84)，就不執(zhí)行對(duì)負(fù)荷比的限制。
如果檢測(cè)到EASO(步驟84)，就通過(guò)步驟86和88判斷側(cè)傾或俯仰振動(dòng)的任一個(gè)是否很大，在這些判斷中，例如，當(dāng)側(cè)傾(俯仰)量的數(shù)量的加權(quán)和超過(guò)相應(yīng)的參考值時(shí)，振動(dòng)被判斷為高，其中側(cè)傾(俯仰)量基于在每個(gè)車輪上監(jiān)測(cè)的車輛高度Hi和用傳感器48(46)監(jiān)測(cè)的側(cè)傾(俯仰)率進(jìn)行計(jì)算。如果在側(cè)傾和俯仰方向上的振動(dòng)都是低的，就不執(zhí)行對(duì)負(fù)荷比的限制。
如果振動(dòng)中的任一個(gè)很大，則一個(gè)前輪的負(fù)荷比Drfl或Drfr被限制在下限值A(chǔ)(負(fù))和上限值B(正)之間的范圍內(nèi)如果Drfl(fr)＜A，那么Drfl(fr)設(shè)定成A；如果Drfl(fr)＞B，則Drfl(fr)設(shè)定成B(步驟90)。基于側(cè)傾慣性力矩I和其它側(cè)傾與俯仰參數(shù)例如側(cè)傾/俯仰角、側(cè)傾/俯仰角速度，極限值A(chǔ)和B可以固定地或變化地確定。優(yōu)選地，極限值A(chǔ)和B在側(cè)傾慣性力矩增大時(shí)比零大得多。然后在步驟92中，后輪的負(fù)荷比設(shè)定成零。
根據(jù)圖5B中的程序，只要側(cè)傾/俯仰振動(dòng)小，用于消除實(shí)際值和目標(biāo)值之間的差別的控制速度就被保持在一個(gè)沒有EASO時(shí)的正?？刂七^(guò)程下的水平。
在上述圖5A和5B中的實(shí)施方式中，負(fù)荷比可以在反饋量被計(jì)算為Kf·ΔSri之后確定，其中Kf是反饋增益。在這種情況下，Kf依據(jù)制動(dòng)力的增加/減小變化率的限制減小。
EASO的檢測(cè)如上所述，在本實(shí)施方式中，翻車的可能性通過(guò)檢測(cè)EASO在圖2的步驟20中確定。應(yīng)該注意，在檢測(cè)到EASO時(shí)，即就在轉(zhuǎn)向車輪轉(zhuǎn)動(dòng)之后，離心力還沒有增大并且車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒有高度惡化。因而，在本實(shí)施方式中，用于減小翻車可能性的控制能預(yù)先開始。
有幾種檢測(cè)EASO的方式，在下面對(duì)幾個(gè)例子進(jìn)行了詳細(xì)解釋。關(guān)于這一點(diǎn)，在如下面所示的所有例子中，當(dāng)車速V低時(shí)，即V不超過(guò)參考值Vo時(shí)，不對(duì)EASO進(jìn)行判斷(判斷為正常轉(zhuǎn)向情況NSO)，這是因?yàn)槿绻俣鹊?，在轉(zhuǎn)向過(guò)程中沒有任何翻車的風(fēng)險(xiǎn)。
檢測(cè)EASO的第一個(gè)例子圖7A表示檢測(cè)EASO的程序的流程。在該例子中，在車速V的判斷之后(步驟100)，轉(zhuǎn)向角θ的參考值θ1用圖7B中的圖確定為車速V的函數(shù)(步驟110)，而轉(zhuǎn)向角速度dθ(轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)動(dòng)速度)的參考值dθ1用圖7C中的實(shí)線所表示的圖確定為轉(zhuǎn)向角θ的函數(shù)(步驟120)。然后，當(dāng)轉(zhuǎn)向角θ的絕對(duì)值signθ·θ以及signθ與dθ的乘積signθ·dθ每個(gè)都超過(guò)各自的參考值θ1和dθ1時(shí)，判定為EASO(S130，S135)，其中signθ是θ的正負(fù)號(hào)(±1)。如果方向盤在與車輛的轉(zhuǎn)向方向相反的方向上旋轉(zhuǎn)，則signθ·dθ＜0＜dθ1，如果參數(shù)θ或dθ的任一個(gè)都沒有超過(guò)相應(yīng)的參考值θ1或dθ1，則判斷為正常轉(zhuǎn)向情況(NSO)。
在上述示范的程序中，應(yīng)該注意，參考值θ1隨著車速V的增加一起減小，這是因?yàn)楫?dāng)車速增大時(shí)，不能允許的離心力將在較小的角度下產(chǎn)生。此外，應(yīng)該注意，角速度參考值dθ1隨著轉(zhuǎn)向角的增大一起減小，所以EASO能在上述圖7C中的實(shí)線上方的區(qū)域中檢測(cè)到，該區(qū)域比不考慮轉(zhuǎn)向角θ地確定dθ1時(shí)更寬，在后者的情況下，EASO僅僅能在高于圖7C中的虛線的區(qū)域中被檢測(cè)到。
轉(zhuǎn)向角參考值θ1可以確定為橫擺角速度、側(cè)向加速度等等的函數(shù)。此外，它可以被如此設(shè)計(jì)以致角速度參考值dθ1基于車速、橫擺角速度、側(cè)向加速度等等被確定，并且轉(zhuǎn)向角參考值θ1用加速度dθ確定。另外，側(cè)向加速度Gy的判斷也可以在程序中完成，其中當(dāng)Gy也超過(guò)固定的正參考值時(shí)，EASO被判定。檢測(cè)Gy暫時(shí)允許在車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)高度惡化之前監(jiān)測(cè)路面上的摩擦條件，如果Gy低，則可以認(rèn)為路面上的摩擦力不太高。
檢測(cè)FASO的第二個(gè)例子圖8A表示用于檢測(cè)EASO的第二例子中的程序的流程。在該例子中，EASO用轉(zhuǎn)向角和其角速度的加權(quán)和檢測(cè)，而不是用加速度。
參考圖8A中的流程，在車速V的判斷之后(步驟200)，轉(zhuǎn)向角θ和轉(zhuǎn)向角與其加速度的加權(quán)和θw的參考值θ2、θw2分別在步驟210中用圖8B和8C中的圖確定為車速V的函數(shù)。然后，在步驟215中，加權(quán)和θw被如下計(jì)算θw＝Ka·signθ·θ+Kb·signθ·dθ(8)其中Ka和Kb都是用圖8D中的圖確定為轉(zhuǎn)向角(signθ·θ)的絕對(duì)值的函數(shù)的加權(quán)。如從圖8D看到的，當(dāng)轉(zhuǎn)向角的絕對(duì)值增大時(shí)，Ka和Kb被分別設(shè)定成減小和增大。這是因?yàn)?1)當(dāng)轉(zhuǎn)向角小時(shí)，對(duì)于避免步驟30中的用于減小翻車可能性的控制程序的過(guò)早開始，角速度的作用是小的；(2)當(dāng)轉(zhuǎn)向角大時(shí)，控制程序應(yīng)該在低的角速度下開始。
然后，在步驟220中，當(dāng)下列條件滿足時(shí)，EASO被判定θw≥θw2； (9a)signθ·θ≥θ2；(9b)V≥V2； (9c)Signθ·Gy≥Gy2，(9d)其中V2和Gy2是車速V和側(cè)向加速度Gy的參考值，如果條件中的任一個(gè)沒有滿足，則正常轉(zhuǎn)向情況(NSO)被判定。
參考值θw2、θ2和權(quán)K1與K2可以確定為橫擺角速度、側(cè)向加速度等等的函數(shù)。此外，這些值可以基于側(cè)傾慣性力矩(側(cè)傾的傾向性)和/或車輛重量和/或高度而修改，在某種行駛條件下，條件(9c)和(9d)可以省略。
檢測(cè)EASO的第三個(gè)例子圖9A表示用于檢測(cè)EASO的第三個(gè)例子的程序的流程。在該例子中，當(dāng)轉(zhuǎn)向角速度被保持在某個(gè)水平之上時(shí)，EASO被判定。
參考圖9A中的流程，在車速V的判斷之后(步驟300)，轉(zhuǎn)向角θ和其速度dθ的參考值θ3、dθ3用圖9B和9C中的圖確定為車速V的函數(shù)(步驟305)。然后，當(dāng)角速度dθ超過(guò)dθ3signθ·dθ≥dθ3時(shí)，計(jì)時(shí)T在步驟310中從0開始。在步驟315中，計(jì)時(shí)T在每個(gè)循環(huán)被增加ΔT，直到T超過(guò)參考時(shí)段T3或signθ·dθ下降到小于dθ3(步驟320)。
當(dāng)計(jì)時(shí)T超過(guò)T3并且下列條件滿足時(shí)(步驟325)，EASO被判定(S330)，否則，判定為NSO(正常轉(zhuǎn)向情況)(步驟335)。
signθ·θ≥θ3 (10a)V≥V3 (10b)signθ·Gy≥Gy3 (10c)其中V3和Gy3是車速V和側(cè)向加速度Gy的參考值。
參考值dθ3、θ3、T3可以確定為橫擺角速度、側(cè)向加速度等等的函數(shù)。此外，這些值可以基于側(cè)傾慣性力矩(側(cè)傾的傾向性)和/或車輛重量和/或高度而修改，在某種行駛條件下，條件(10b)和(10c)可以省略。
檢測(cè)EASO的第四個(gè)例子圖10A表示檢測(cè)EASO的第四個(gè)例子中用于檢測(cè)EASO的程序的流程。在該示范性程序中，首先，判斷轉(zhuǎn)向角速度dθ是否超過(guò)參考值dθ4dθ≥dθ4。如果超過(guò)，在從滿足dθ≥dθ4的時(shí)間點(diǎn)開始的預(yù)定時(shí)間段To內(nèi)，當(dāng)轉(zhuǎn)向角θ、在轉(zhuǎn)向方向上來(lái)自轉(zhuǎn)向角θ的增量、車速V和側(cè)向加速度Gy每個(gè)都超過(guò)各自的參考值時(shí)，EASO將被判定。
更具體地，參考圖10A，在車速V的判斷之后(步驟400)，角速度dθ、轉(zhuǎn)向角θ和從滿足dθ≥dθ4的時(shí)間開始的角增量的參考值dθ4、θ4和Δθ分別用圖10B、10C和10D中的圖確定為車速V的函數(shù)(步驟410)。
然后，在步驟415中，判斷是否(1)dθ≥dθ4和(2)Fp＝0，其中Fp是一個(gè)標(biāo)記，如果用于測(cè)量時(shí)段To的計(jì)時(shí)器不工作，該標(biāo)記設(shè)定成0，如果計(jì)時(shí)器工作，該標(biāo)記設(shè)定成1。在滿足條件dθ≥dθ4之前，通常Fp＝0。如果dθ≥dθ4，那么計(jì)時(shí)器啟動(dòng)(因而，F(xiàn)p設(shè)定成1)，并且在步驟420中，當(dāng)前轉(zhuǎn)向角θ被記錄為θc。步驟425、430、435是用來(lái)在角速度dθ超過(guò)其參考值dθ4之后，檢驗(yàn)時(shí)段To消逝。在圖2中的重復(fù)的整個(gè)過(guò)程期間，一旦計(jì)時(shí)器啟動(dòng)，就在步驟425中校驗(yàn)計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)T是否超過(guò)To。如果時(shí)段To沒有消逝T≤To，當(dāng)繞開步驟430和通過(guò)步驟435時(shí)，在步驟440中判斷EASO是否如稍后所述地執(zhí)行，其中在步驟435中判斷是否Fp＝1。如果時(shí)段To已經(jīng)消逝T＞To，那么計(jì)時(shí)器將停止并且Fp設(shè)定到0。然后，通過(guò)步驟435，正常轉(zhuǎn)向情況被判定。當(dāng)在步驟415中不滿足dθ≥dθ4時(shí)，在繞開步驟420和430時(shí)，NSO通過(guò)步驟435判定。
在滿足dθ≥dθ4之后和時(shí)段To的消逝之前，在步驟440中判斷下列四個(gè)條件是否滿足signθ·θ≥θ4 (11a)V≥V4 (11b)signθ·θ≥θc+Δθ(11c)signθ·Gy≥Gy4， (11d)其中V4和Gy4是車速V與側(cè)向加速度Gy的參考值，如果這些條件滿足，則EASO被判定。
一旦在轉(zhuǎn)向角速度超過(guò)參考值dθ4之后，條件(11c)允許監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)向角在轉(zhuǎn)向方向上的增加(角速度暫時(shí)變得指向與轉(zhuǎn)向方向相反的方向是可能的)。因而，在該程序中，改變車輛未來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的駕駛操作的變化或趨勢(shì)能被更精確地監(jiān)測(cè)。
參考值dθ4、θ4、Δθ可以確定為橫擺角速度、側(cè)向加速度等等的函數(shù)。此外，在某種條件下，條件(11b)和/或(11d)可以省略。
雖然已經(jīng)結(jié)合其優(yōu)選實(shí)施方式和一些其局部修改對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述，但對(duì)于那些本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，很明顯地，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，其它各種關(guān)于所示實(shí)施方式的修改是可能的。
權(quán)利要求
1.一種用于控制車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置；該裝置判斷車輛翻車的可能性；計(jì)算一個(gè)用來(lái)減小翻車可能性的目標(biāo)制動(dòng)控制量，以致與翻車可能性低時(shí)相比，該目標(biāo)制動(dòng)控制量在翻車可能性高時(shí)更高；基于目標(biāo)制動(dòng)控制量控制車輪制動(dòng)力；其中在翻車可能性高時(shí)，在基于目標(biāo)制動(dòng)控制量的車輪制動(dòng)力的控制開始之后，車輪制動(dòng)力的增減變化率被限制。
2.一種用于控制車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置；該裝置判斷車輛翻車的可能性；計(jì)算一個(gè)用來(lái)減小翻車可能性的目標(biāo)制動(dòng)控制量，以致與翻車可能性低時(shí)相比，該目標(biāo)制動(dòng)控制量在翻車可能性高時(shí)更高；基于目標(biāo)制動(dòng)控制量控制車輪制動(dòng)力；其中當(dāng)翻車可能性高時(shí)，判斷所述車輛的側(cè)傾振動(dòng)或俯仰振動(dòng)的程度；并且與側(cè)傾振動(dòng)或俯仰振動(dòng)的程度較低時(shí)相比，車輪制動(dòng)力的增減變化率在側(cè)傾振動(dòng)或俯仰振動(dòng)的程度較高時(shí)被限制在一個(gè)更大的程度上。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，在該裝置的基于目標(biāo)制動(dòng)控制量的控制下車輪制動(dòng)力的增減變化率的限制程度根據(jù)側(cè)傾和/或俯仰振動(dòng)的程度而改變。
4.如權(quán)利要求1-3中的任一個(gè)所述的裝置，其中判斷基于駕駛員的駕駛操作的車輛翻車的可能性和基于車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的車輛翻車的可能性；并且當(dāng)基于車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的車輛翻車的可能性高時(shí)，當(dāng)基于駕駛操作的車輛翻車的可能性高時(shí)的目標(biāo)制動(dòng)控制量比基于駕駛操作的車輛翻車的可能性不高時(shí)設(shè)定得更大。
5.如權(quán)利要求1-4中的任一個(gè)所述的裝置，其中基于駕駛員駕駛操作的車輛翻車的可能性根據(jù)轉(zhuǎn)向角和轉(zhuǎn)向速度進(jìn)行判斷；并且基于車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的翻車可能性根據(jù)車輛條件進(jìn)行判斷。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述車輛條件包括橫擺角速度、側(cè)向加速度和車速。
7.如權(quán)利要求4-6中的任一個(gè)所述的裝置，該裝置檢測(cè)用來(lái)避免事故的轉(zhuǎn)向條件；并且，當(dāng)用來(lái)避免事故的轉(zhuǎn)向條件被檢測(cè)到時(shí)，判斷基于駕駛操作的車輛翻車的可能性是高的。
8.如權(quán)利要求1-7中的任一個(gè)所述的裝置，其中目標(biāo)制動(dòng)控制量是目標(biāo)車輪滑移率，并且車輪制動(dòng)力基于目標(biāo)車輪滑移率和實(shí)際車輪滑移率進(jìn)行反饋控制。
9.如權(quán)利要求1-8中的任一個(gè)所述的裝置，其中檢測(cè)車輛的重量；目標(biāo)制動(dòng)控制量基于車輛重量修改，車輛重量越重，所述目標(biāo)控制量被設(shè)定得越大。
10.如權(quán)利要求1-9中的任一個(gè)所述的裝置，其中檢測(cè)車輛側(cè)傾的傾向性；并且目標(biāo)制動(dòng)控制量基于側(cè)傾的傾向性修改，側(cè)傾的傾向性越大，目標(biāo)制動(dòng)控制量被設(shè)定得越大。
11.如權(quán)利要求4-10中的任一個(gè)所述的裝置，其中當(dāng)基于駕駛操作的車輛翻車的可能性高時(shí)，增減變化率被限制，并且盡管基于車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的車輛翻車的可能性高，但當(dāng)基于駕駛操作的車輛翻車的可能性不高時(shí)，增減變化率不受限制。
全文摘要
發(fā)明的車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制裝置采用新穎的控制策略，抑制在控制過(guò)程期間引起的車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的惡化，特別被用于修正或抑制車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的過(guò)度惡化，例如當(dāng)翻車的風(fēng)險(xiǎn)被檢測(cè)到時(shí)。該裝置首先判斷車輛翻車的可能性是否高，并根據(jù)車輛翻車可能性的判斷結(jié)果計(jì)算目標(biāo)制動(dòng)控制量以減小翻車的可能性，其中當(dāng)翻車的可能性高時(shí)，目標(biāo)控制量被設(shè)定得比翻車可能性低時(shí)要高。然后，在發(fā)明的控制裝置的控制下，基于目標(biāo)制動(dòng)控制量對(duì)車輪制動(dòng)力進(jìn)行控制。然而，在車輪制動(dòng)力的控制開始之后，當(dāng)判定有高的翻車可能性時(shí)，車輪制動(dòng)力的增減變化率被限制。
文檔編號(hào)B60W40/10GK1576124SQ20041006337
公開日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2004年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月8日
發(fā)明者上野浩司, 小林泰, 山田典孝, 三輪幸久 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社