車輛的運動控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種控制車輛的前后加速度和橫擺力矩的車輛的運動控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，提出有各種自動制動控制裝置且已得以實用化，它們在自身車輛碰撞至 前方車輛等控制對象的可能性較高時進(jìn)行獨立于駕駛員的制動操作的自動制動控制，由此 謀求防止發(fā)生碰撞。例如，在專利文獻(xiàn)1中揭示有如下自動制動控制裝置的技術(shù):根據(jù)由攝 像機(jī)拍攝到的前方的道路環(huán)境來識別自身車輛前方的控制對象，并根據(jù)自身車輛與控制對 象的相對關(guān)系來設(shè)定制動介入距離，在自身車輛與控制對象的相對距離為制動介入距離以 下時，判定執(zhí)行制動控制，介入自動制動。
[0003] 此外，在專利文獻(xiàn)2中揭示有一種車輛的運動控制方法，其特征在于，對所輸入的 車輛的橫向的加加速度(Gy_dot)乘以根據(jù)速度(V)及橫向加速度(Gy)而確定并預(yù)先存儲的 增益(KGyV)，根據(jù)相乘而得的值來生成控制車輛的前后加速度的控制指令，并輸出所生成 的所述控制指令。根據(jù)該方法，前后加速度與橫向加速度的合成加速度矢量(G)的軌跡在車 輛重心固定的座標(biāo)系中以描繪平滑的曲線的方式被定向（Vectoring)，從而被稱為G-Vectoring控制(GVC:G_Vectoring Control(G_定向控制）））。已有通過GVC而使得緊急規(guī)避 性能大幅提高的報道(非專利文獻(xiàn)1)。
[0004] 此外，在專利文獻(xiàn)2中還揭示有一種車輛的運動控制裝置，其特征在于包括檢測車 輛的前后方向的速度(V)的機(jī)構(gòu)和檢測車輛的橫向的加加速度(Gy_dot)的機(jī)構(gòu)，并且，根據(jù) 加加速度除以速度而得的值來控制車輛的橫擺力矩。該方法并非如下的模型跟蹤的反饋控 制:根據(jù)車輛的側(cè)滑信息等來控制橫擺力矩，并以車輛的橫擺運動與標(biāo)準(zhǔn)模型的橫擺運動 預(yù)測的誤差變小的方式進(jìn)行控制。由于對由操舵產(chǎn)生的促回轉(zhuǎn)橫擺力矩或者車輛原本所具 有的回正橫擺力矩施加若干輔助力矩，因此被稱為Moment+(M+)(非專利文獻(xiàn)2)。該橫擺力 矩控制例如可使用如專利文獻(xiàn)3中所展示的電動的車軸間扭矩產(chǎn)生裝置（橫擺力矩發(fā)生 器)。
[0005] 當(dāng)使用M+控制時，能以少于GVC的加減速度來提高車輛的調(diào)頭性。例如，當(dāng)使用專 利文獻(xiàn)3的電動式橫擺力矩發(fā)生器時，可在車軸間產(chǎn)生扭矩差，也就是所謂的反向扭矩，從 而可直接對車輛施加橫擺力矩，而且不會使車輛產(chǎn)生加減速。此外，在使用近來規(guī)定必須搭 載的防側(cè)滑裝置(Electronic Stability Control :ESC)來對左右輪施加不同的減速力而 對車輛施加橫擺力矩的情況下，會產(chǎn)生減速度。
[0006] 但由于前后與橫向的加速度以比GVC小和與其相同的曲線(大致車輛橫向加加速 度比例)相關(guān)聯(lián)地變化，因此可提高車輛的響應(yīng)性而沒有像ESC介入這樣的突然的減速。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2009-262701號公報 [0010] 專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2008-285066號公報
[0011] 專利文獻(xiàn)3:日本專利特開2007-139011號公報
[0012] 非專利文獻(xiàn)
[0013] 非專利文獻(xiàn) 1: Yamakado，Μ ·，Takahashi，J.，Saito，S.，： "Compar i son and combination of Direct-Yaw-moment Control and G-Vectoring Control"，Vehicle System Dynamics，Vo1·48，Supplement，pp·231-254，2012
[0014] 非專利文獻(xiàn)2: Yamakado，M.，Takahashi，J ·，Nagatsuka，K ·，： "Triple hybrid control of ESC，Moment+and G-Vectoring"，Proc.of Chassis Tech plus 2013,2013

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 發(fā)明要解決的問題
[0016] 在專利文獻(xiàn)1中，制動控制單元查詢由駕駛員產(chǎn)生的操舵角|δ|是否為預(yù)先設(shè)定的 閾值如以上，在判定為操舵角I s k如的情況下，設(shè)定規(guī)定擴(kuò)大制動控制的禁止時間的禁止 計時?δ。
[0017] 此外，制動控制單元查詢由駕駛員產(chǎn)生的操舵角速度| δ ' I (= I (?δ/dt |)是否為預(yù) 先設(shè)定的閾值S'o以上，在判定為操舵角速度|δ' I 2 δ'ο的情況下，制動控制單元設(shè)定規(guī)定 擴(kuò)大制動控制的禁止時間的禁止計時?δ '。
[0018] 如上所述，在專利文獻(xiàn)1中，當(dāng)由駕駛員產(chǎn)生的操舵角或操舵角速度較大時，會設(shè) 定禁止制動控制的時間。即，在駕駛員進(jìn)行了緊急規(guī)避操舵操作(操舵角、操舵角速度通常 較大)的情況下，不會對該規(guī)避操作進(jìn)行輔助。
[0019] 此外，在專利文獻(xiàn)2的GVC中，當(dāng)構(gòu)建車輛的前后加速度的控制指令值、尤其是減速 度指令，并增加與橫向的加加速度(Gy_dot)相乘的增益(KGyV)時，基本上減速度會增加，使 得控制運行時的速度大幅降低，因此由操舵產(chǎn)生的規(guī)避性能大幅提高。然而，由于對正常情 況下的細(xì)微的操舵也過于敏感地反應(yīng)，因此存在使駕駛員產(chǎn)生滯澀感(不適感)的問題。
[0020] 進(jìn)而，過于敏感的反應(yīng)例如會使控制運行時的致動器要件(響應(yīng)性、耐久性、NVH性 能等)變得苛刻，導(dǎo)致成本上升，縮小了 GVC技術(shù)的適用車種范圍。
[0021] 另一方面，在專利文獻(xiàn)2的M+中，雖然回轉(zhuǎn)初期的調(diào)頭性提高，但在規(guī)避碰撞等緊 急情況下，由于減速度較少，因此無法充分消除規(guī)避前的速度方向的成分，導(dǎo)致雖然會調(diào) 頭，但容易發(fā)生一邊沿速度方向前進(jìn)、一邊自轉(zhuǎn)的情況。此外，雖然為了產(chǎn)生促回轉(zhuǎn)力矩而 對后方的內(nèi)側(cè)輪施加制動，但因原本用于回轉(zhuǎn)的橫向加速度而產(chǎn)生從內(nèi)輪往外輪的載荷移 動而引起載荷丟失，從而有無法獲得充分的控制效果之虞。
[0022] 本發(fā)明的目的在于提供一種正常情況下沒有滯澀感、而在緊急規(guī)避操舵時可靠地 輔助駕駛員的車輛的運動控制裝置。
[0023] 解決問題的技術(shù)手段
[0024] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的車輛的運動控制裝置設(shè)為如下構(gòu)成，即包括:危險潛 在性推斷部，其根據(jù)所輸入的外界信息及車輛信息來推斷車輛的危險潛在性;車輛前后運 動控制部，其根據(jù)車輛的橫向加加速度和預(yù)先定好的增益來生成車輛的前后運動控制指 令;車輛橫擺運動控制部，其根據(jù)車輛的橫向加加速度和預(yù)先定好的增益來生成車輛的橫 擺運動控制指令；以及比率調(diào)整部，其調(diào)整車輛的前后運動控制指令與車輛的橫擺運動控 制指令的比率，比率調(diào)整部是根據(jù)由危險潛在性推斷部推斷出來的危險潛在性來調(diào)整比 率。
[0025] 發(fā)明的效果
[0026] 本發(fā)明可提供一種正常情況下沒有滯澀感、而在緊急規(guī)避操舵時可靠地輔助駕駛 員的車輛的運動控制裝置。
【附圖說明】
[0027] 圖1為表示用于本發(fā)明的G-Vectoring控制(GVC)車輛從進(jìn)入左轉(zhuǎn)彎道起到出彎為 止的情況的圖。
[0028] 圖2為表示進(jìn)行圖1那樣的行駛的情況下的時序數(shù)據(jù)的圖。
[0029] 圖3為表示對普通增益的G-Vectoring控制與高增益的G-Vectoring控制的行駛情 況進(jìn)行比較而得的時序數(shù)據(jù)的圖。
[0030] 圖4為表示力矩+(M+)控制律的基本動作的圖。
[0031] 圖5為表示對質(zhì)點作用有與速度方向成直角的力的情況下的運動的圖。
[0032] 圖6為表示對質(zhì)點作用有與速度方向成直角的力的情況下的軌跡的圖。
[0033] 圖7為表示對質(zhì)點作用有與速度方向成直角的力與垂直于直角力的力的合力的情 況下的運動的圖。
[0034] 圖8為表示對質(zhì)點作用有與速度方向成直角的力與垂直于直角力的力的合力的情 況下的軌跡的圖。
[0035] 圖9為表示對質(zhì)點作用有與速度方向成直角的力的情況與對質(zhì)點作用有與速度方 向成直角的力與垂直于直角力的力的合力的情況下的軌跡的比較的圖。
[0036] 圖10為表示用于整車模擬的L形轉(zhuǎn)彎路線的圖。
[0037]圖11為表示整車模擬條件的圖。
[0038]圖12為表示整車模擬結(jié)果的圖。
[0039 ]圖13為表示車輛軌跡與瞬間回轉(zhuǎn)中心的關(guān)系的圖。
[0040]圖14為表示無控制的模擬結(jié)果的圖。
[0041 ]圖15為表示有由G-Vectoring控制產(chǎn)生的減速度控制的模擬結(jié)果的圖。
[0042]圖16為表示有由力矩+產(chǎn)生的力矩控制的模擬結(jié)果的圖。
[0043]圖17為表示整車模擬結(jié)果的總括的圖。
[0044] 圖18為表示變道時的僅ESC和混合控制的運行情況的圖。
[0045] 圖19為表示本發(fā)明的車輛的運動控制裝置的整體構(gòu)成的圖。
[0046]圖20為表示ADAS控制器和制動控制器的內(nèi)部構(gòu)成的圖。
[0047]圖21為表示自身車輛與前方車輛的相對關(guān)系的圖。
[0048]圖22為表示根據(jù)與前方車輛的相對關(guān)系而計算出來的1/TTC與危險潛在性的關(guān)系 的圖。
[0049]圖23為表示操舵角速度與危險潛在性的關(guān)系的圖。
[0050]圖24為表示模型推斷車輛橫向運動與實際車輛橫向運動的偏差與危險潛在性的 關(guān)系的圖。
[0051 ]圖25為表示經(jīng)定量化的危險潛在性與危險度的定性的對應(yīng)的圖。
[0052]圖26為表示基于經(jīng)定量化的危險潛在性的本發(fā)明的系統(tǒng)的運行情況的圖。
[0053] 圖27為示意性地表示本發(fā)明的車輛的運動控制裝置的運行情況的圖。
[0054] 圖28為利用指令值基準(zhǔn)將本發(fā)明的車輛的運動控制裝置的運行情況加以明確化 的圖。
[0055] 圖29為表示本發(fā)明的車輛的運動控制裝置的構(gòu)成的概念的圖。
[0056] 圖30為表示由自動制動產(chǎn)生的直線減速與由G-Vectoring控制和力矩+產(chǎn)生的與 橫向運動相關(guān)聯(lián)的減速度的關(guān)聯(lián)情況的圖。
[0057] 圖31為表示本發(fā)明的車輛的運動控制裝置的第2實施構(gòu)成的概念的圖。
[0058] 圖32為利用指令值基準(zhǔn)將本發(fā)明的車輛的運動控制裝置的第2實施例的運行情況 加以明確化的圖。
[0059]圖33為說明對于實現(xiàn)與橫向運動相關(guān)聯(lián)的前后運動、橫擺運動的致動器的要件的 緩和的圖。
【具體實施方式】
[0060] 首先，針對解決問題的技術(shù)手段，說明其基本觀點，并對其構(gòu)成、實施方式進(jìn)行敘 述。
[0061] 下面，對本發(fā)明的緊急規(guī)避時的運動性能提高方面的效果進(jìn)行明確的敘述。
[0062] 本發(fā)明至少具有與車輛的橫向運動相關(guān)聯(lián)地控制前后加減速度的模式和與車輛 的橫向運動相關(guān)聯(lián)地控制橫擺力矩的模式，且包括根據(jù)外界信息或車載信息來定量地評價 危險潛在性的機(jī)構(gòu)，在危險潛在性變大的情況下，與危險潛在性較小或者為零的情況相比， 增大與橫向運動相關(guān)聯(lián)的前后加速度控制(此處為減速)的運行比例，并減小橫擺力矩控制 的運行比例，從而大大降低速度，并將施加至車輛的合力的與速度相反的方向成分(遠(yuǎn)離障 礙物的方向）最大化，由此來提高緊急規(guī)避性能。
[0063] 首先，對與橫向運動相關(guān)聯(lián)的前后加速度控制和橫擺控制進(jìn)行概述，并敘述前后 加速度控制和橫擺力矩控制對對于緊急規(guī)避性能提高而言成為主導(dǎo)因素的規(guī)避初期的車 輛行為產(chǎn)生的影響，從而明確兩者的準(zhǔn)確的運行比例。
[0064] <與橫向運動相關(guān)聯(lián)的前后加速度控制(G-Vectoring) >
[0065]在非專利文獻(xiàn)1中展示有如下方法:與由方向盤操作產(chǎn)生的橫向運動相關(guān)聯(lián)地自 動進(jìn)行加減速，由此，在前輪與后輪之間產(chǎn)生載荷移動，來謀求車輛的操縱性和穩(wěn)定性的提 高。具體的加減速指令值（目標(biāo)前后加速度Gxc)如以下數(shù)式1所示。
[0066][數(shù)式 1]
[0068]基本上為如下簡單的控制律:對橫向加加速度Gy_dot乘以增益Cxy并賦予一階延 遲，將所得值作為前后加減速指令。
[0069]再者，Gy為車輛橫向加速度，Gy_dot為車輛橫向加加速度，Cxy為增益，T為一階延 遲時間常數(shù)，s為拉普拉斯算子，Gx_DC為與橫向運動無關(guān)聯(lián)的加減速度指令。
[0070] 由此，可模擬專業(yè)駕駛員的橫向和前后運動的聯(lián)合控制策略的一部分，從而可實 現(xiàn)車輛的操縱性·穩(wěn)定性的提高，這在非專利文獻(xiàn)1中已得到確認(rèn)。
[0071] 該式的Gx_DC為與橫向運動無關(guān)聯(lián)的減速度成分(補(bǔ)償）。在存在前方有彎道的情 況下的預(yù)見性減速、或者區(qū)間速度指令的情況下，為必要項。此外，sgn(signum)項是為了針 對右轉(zhuǎn)彎道、左轉(zhuǎn)彎道兩種情況獲得上述動作而設(shè)置的項。具體而言，可實現(xiàn)如下動作:在 開始操舵的拐入時進(jìn)行減速，當(dāng)變?yōu)閯蛩倩剞D(zhuǎn)時（因橫向加加速度為零)停止減速，在開始 回舵時的出彎時進(jìn)行加速。
[0072] 當(dāng)以如此方式進(jìn)行控制時，在以車輛的前后加速度為橫軸、以車輛的橫向加速度 為縱軸的圖上，前后加速度與橫向加速度的合成加速度(記作G)以隨著時間的經(jīng)過而發(fā)生 曲線性變化的方式被定向（Vectoring)，因此被稱為"G-Vectoring控制"。
[0073] 關(guān)于運用數(shù)式1的控制的情況下的車輛運動，假