專利名稱：汽車和汽車的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車(機動車)和汽車的控制方法。
背景技術(shù)：
已經(jīng)提出基于隨轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下的橫向加速度的變化而變化的側(cè)偏阻力來為一些汽車設(shè)定目標(biāo)驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(例如，見日本專利出版物No.2518445)。所述汽車根據(jù)轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下的橫向加速度的大小指定沿車輛縱向的目標(biāo)加速度，并通過將所指定的目標(biāo)加速度與基于取決于橫向加速度的側(cè)偏阻力的道路負荷(road load)轉(zhuǎn)矩相加來設(shè)定目標(biāo)驅(qū)動轉(zhuǎn)矩?？刂破嚢l(fā)動機，以實現(xiàn)預(yù)設(shè)的目標(biāo)驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。該技術(shù)旨在實現(xiàn)車輛的快速轉(zhuǎn)彎，而即使在橫向加速度較大時也無需為目標(biāo)驅(qū)動轉(zhuǎn)矩設(shè)定過小的值。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)有技術(shù)的汽車考慮到基于側(cè)偏阻力的道路負荷轉(zhuǎn)矩來設(shè)定目標(biāo)驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，但沒有考慮在轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下車輛沿車輛縱向的振動(縱傾，俯仰振動)和車輛沿車輛橫向的振動(側(cè)傾)。在轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下縱傾和側(cè)傾綜合作用于車輛上并可能使車上的駕駛員和乘員不舒適。
因此，本發(fā)明的汽車和相應(yīng)的汽車控制方法旨在實現(xiàn)車輛在轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下可能產(chǎn)生的適當(dāng)?shù)目v傾和側(cè)傾。
為了實現(xiàn)至少部分上述和其它目的，本發(fā)明的汽車和相應(yīng)的汽車控制方法具有如下所述的設(shè)置。
本發(fā)明的汽車由來自驅(qū)動源的驅(qū)動力驅(qū)動并包括減速力估計單元，該減速力估計單元估計由車輛轉(zhuǎn)向引起的并被施加以用于降低車速的沿車輛縱向的減速力；控制值計算單元，該控制值計算單元從所估計出的減速力計算用于調(diào)整由車輛轉(zhuǎn)向引起的并作用于車輛上的基于轉(zhuǎn)向的加速度的調(diào)整控制值；以及驅(qū)動控制單元，該驅(qū)動控制單元基于車輛的驅(qū)動變化要求和所計算出的調(diào)整控制值來驅(qū)動和控制所述驅(qū)動源以確保向車橋的驅(qū)動力輸出。
本發(fā)明的汽車估計由車輛轉(zhuǎn)向引起的并被施加以用于降低車速的沿車輛縱向的減速力，基于所估計出的減速力計算用于調(diào)整由車輛轉(zhuǎn)向引起的并作用于車輛上的基于轉(zhuǎn)向的加速度的調(diào)整控制值，并基于車輛的驅(qū)動變化要求和所計算出的調(diào)整控制值驅(qū)動和控制驅(qū)動源以確保向車橋的驅(qū)動力輸出。通過計算調(diào)整控制值以將基于轉(zhuǎn)向的加速度調(diào)整到希望的水平，有效地實現(xiàn)了由基于轉(zhuǎn)向的加速度引起的縱傾和側(cè)傾的適當(dāng)水平。此處，術(shù)語“驅(qū)動源”是例如內(nèi)燃機和電動機中的至少一個。術(shù)語“車輛的驅(qū)動變化要求”包括基于駕駛員的操縱的需求和沒有駕駛員的操縱的自動控制需求。術(shù)語“車橋”包括連接車輪的軸和車輪本身。
本發(fā)明的汽車中，控制值計算單元可以包括大小調(diào)節(jié)器，該大小調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)基于轉(zhuǎn)向的加速度之中沿車輛縱向的縱向加速度的大小，并基于該大小調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)來計算所述調(diào)整控制值。通過調(diào)節(jié)縱向加速度的大小實現(xiàn)了由基于轉(zhuǎn)向的加速度引起的車輛縱傾和側(cè)傾的更適當(dāng)?shù)乃?。在這種情況下，大小調(diào)節(jié)器可以調(diào)節(jié)縱向加速度的大小，以減小基于轉(zhuǎn)向的加速度之中沿車輛橫向的橫向加速度的大小。這種設(shè)置可以如所希望地控制由橫向加速度引起的振動。此外，大小調(diào)節(jié)器還可以減小縱向加速度的大小。這種設(shè)置可以如所希望地控制由縱向加速度引起的振動。此處，術(shù)語“減小縱向加速度的大小”包括將縱向加速度的大小減小到值“0”。此外，大小調(diào)節(jié)器還可調(diào)節(jié)縱向加速度的大小，以將由基于轉(zhuǎn)向的加速度引起的車輛的縱傾水平和側(cè)傾水平中的至少一個設(shè)定為指定的水平。該指定的水平是根據(jù)汽車的特征預(yù)先設(shè)定的。因此，由基于轉(zhuǎn)向的加速度引起的汽車的縱傾和側(cè)傾水平設(shè)定為適合汽車的特征的希望水平。此外，大小調(diào)節(jié)器可以調(diào)節(jié)縱向加速度的大小，以降低由基于轉(zhuǎn)向的加速度引起的車輛的縱傾水平和側(cè)傾水平中的至少一個。這種設(shè)置可以減小由基于轉(zhuǎn)向的加速度引起的車輛的縱傾水平和側(cè)傾水平。調(diào)節(jié)降低的程度確保了縱傾和側(cè)傾的更適當(dāng)?shù)乃?。此處，術(shù)語“降低縱傾水平和側(cè)傾水平”包括完全消除縱傾和側(cè)傾。
在本發(fā)明的汽車中，控制值計算單元可以包括調(diào)整基于轉(zhuǎn)向的加速度之中沿車輛縱向的縱向加速度和沿車輛橫向的橫向加速度的相位的相位調(diào)整器，并基于相位調(diào)整器的調(diào)整來計算所述調(diào)整控制值。通過調(diào)整縱向加速度和橫向加速度的相位確保了由基于轉(zhuǎn)向的加速度引起的車輛的縱傾和側(cè)傾的更適當(dāng)?shù)乃?。在這種情況下，相位調(diào)整器可以調(diào)整縱向加速度的相位，以減小橫向加速度的大小。這種設(shè)置可以如所希望地控制由橫向加速度引起的振動。此外，相位調(diào)整器可以使縱向加速度的相位滯后于橫向加速度的相位?？v向加速度的相位滯后于橫向加速度的相位確保了由基于轉(zhuǎn)向的加速度引起的車輛的縱傾和側(cè)傾的更適當(dāng)?shù)乃健４送?，相位調(diào)整器可以調(diào)整縱向加速度的相位，以將由基于轉(zhuǎn)向的加速度引起的車輛的縱傾水平和側(cè)傾水平中的至少一個設(shè)定為指定的水平。該指定的水平根據(jù)汽車的特征預(yù)先設(shè)定。因此，由基于轉(zhuǎn)向的加速度引起的汽車的縱傾和側(cè)傾水平設(shè)定為適合汽車的特征的希望水平。此外，相位調(diào)整器可以調(diào)整縱向加速度的相位，以降低由基于轉(zhuǎn)向的加速度引起的車輛的縱傾水平和側(cè)傾水平中的至少一個。該設(shè)置降低了由基于轉(zhuǎn)向的加速度引起的車輛的縱傾和側(cè)傾水平。調(diào)節(jié)降低的程度確保了縱傾和側(cè)傾的更適當(dāng)?shù)乃健４颂?，術(shù)語“降低縱傾水平和側(cè)傾水平”包括完全消除縱傾和側(cè)傾。
本發(fā)明的汽車還可以包括檢測轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)向角檢測單元，和測量車速的車速測量單元；減速力估計單元可以基于所檢測出的轉(zhuǎn)向角和所測量出的車速估計減速力。在這種情況下，減速力估計單元可以估計減速力隨所檢測出的轉(zhuǎn)向角的增加而增加并隨所測量出的車速的增加而增加。該設(shè)置確保了對減速力的適當(dāng)估計。
本發(fā)明的汽車控制方法是控制由來自驅(qū)動源的驅(qū)動力驅(qū)動的車輛的方法，該方法包括以下步驟(a)估計由車輛轉(zhuǎn)向引起的并被施加以降低車速的沿車輛縱向的減速力；(b)從估計出的減速力計算用于調(diào)整由車輛轉(zhuǎn)向引起的并作用于車輛上的基于轉(zhuǎn)向的加速度的調(diào)整控制值；以及(c)基于車輛的驅(qū)動變化要求和所計算出的調(diào)整控制值驅(qū)動和控制所述驅(qū)動源，以確保向車橋的驅(qū)動力輸出。
本發(fā)明的汽車控制方法估計由車輛轉(zhuǎn)向引起的并被施加以降低車速的沿車輛縱向的減速力，從估計出的減速力計算用于調(diào)整由車輛轉(zhuǎn)向引起的并被施加到車輛上的基于轉(zhuǎn)向的加速度的調(diào)整控制值，并基于車輛的驅(qū)動變化要求和所計算出的調(diào)整控制值驅(qū)動和控制驅(qū)動源，以確保向車橋的驅(qū)動力輸出。通過計算調(diào)整控制值以將基于轉(zhuǎn)向的加速度調(diào)整到希望的水平，有效地實現(xiàn)了由基于轉(zhuǎn)向的加速度引起的縱傾和側(cè)傾的適當(dāng)水平。此處，術(shù)語“驅(qū)動源”是例如內(nèi)燃機和電動機中的至少一個。術(shù)語“車輛的驅(qū)動變化要求”包括基于駕駛員的操縱的需求和沒有駕駛員的操縱的自動控制需求。術(shù)語“車橋”包括連接車輪的軸和車輪本身。
在本發(fā)明的汽車控制方法中，步驟(b)可以調(diào)節(jié)基于轉(zhuǎn)向的加速度之中沿車輛縱向的縱向加速度的大小和相位，以便計算所述調(diào)整控制值。通過調(diào)節(jié)縱向加速度的相位和大小，有效地實現(xiàn)了由基于轉(zhuǎn)向的加速度引起的縱傾和側(cè)傾的更適當(dāng)?shù)乃健４送?，步驟(b)可以計算所述調(diào)整控制值，以將由基于轉(zhuǎn)向的加速度引起的車輛的縱傾水平和側(cè)傾水平中的至少一個設(shè)定為指定的水平。該指定的水平是根據(jù)汽車的特征預(yù)先設(shè)定的。因此，由基于轉(zhuǎn)向的加速度引起的汽車的縱傾和側(cè)傾水平設(shè)定為適合汽車的特征的希望水平。此外，步驟(b)可以計算所述調(diào)整控制值，以降低由基于轉(zhuǎn)向的加速度引起的車輛的縱傾水平和側(cè)傾水平中的至少一個。調(diào)節(jié)降低的程度確保了縱傾和側(cè)傾的更適當(dāng)?shù)乃健４颂?，術(shù)語“降低縱傾水平和側(cè)傾水平”包括完全消除縱傾和側(cè)傾。


圖1示意性地示出本發(fā)明的一個實施例中的汽車20的構(gòu)造；圖2是示出轉(zhuǎn)彎狀態(tài)運動控制的控制方框的方框圖；
圖3示出側(cè)偏阻力；圖4示出在沒有轉(zhuǎn)彎狀態(tài)運動控制的情況下，轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下的車輪轉(zhuǎn)向角(rudder angle)δ、縱向加速度Gx和橫向加速度Gy隨時間的變化；圖5示出在沒有轉(zhuǎn)彎狀態(tài)運動控制的情況下，轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下的縱向加速度Gx隨橫向加速度Gy的變化；圖6示出在僅將增益K設(shè)定為有效值的情況下，轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下的車輪轉(zhuǎn)向角δ和縱向加速度Gx隨時間的變化；圖7示出在僅將增益K設(shè)定為有效值的情況下，轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下的縱向加速度Gx隨橫向加速度Gy的變化；圖8示出在僅將附加阻尼系數(shù)C1設(shè)定為有效值的情況下，轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下的車輪轉(zhuǎn)向角δ和縱向加速度Gx隨時間的變化；圖9示出在僅將附加阻尼系數(shù)C1設(shè)定為有效值的情況下，轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下的縱向加速度Gx隨橫向加速度Gy的變化；圖10是示出增益K和附加阻尼系數(shù)C1的設(shè)定過程的流程圖。
具體實施例方式
下面將一種實施本發(fā)明的方式作為優(yōu)選實施例來說明。圖1示意性地示出本發(fā)明的一個實施例中的汽車20的構(gòu)造。如圖所示，本實施例的汽車20具有由起動電動機23起動并由汽油驅(qū)動的發(fā)動機22、直接控制該發(fā)動機22的運轉(zhuǎn)的發(fā)動機電子控制單元(下稱發(fā)動機ECU)24、轉(zhuǎn)換從發(fā)動機22輸出到曲軸26的動力并將所述轉(zhuǎn)換的動力經(jīng)由差速器34傳遞到驅(qū)動輪或后輪36a、36b的自動變速器28、控制自動變速器28的換檔的自動變速器電子控制單元(下稱ATECU)30和控制整個車輛的中央電子控制單元(下稱中央ECU)50。
盡管沒有具體示出，但發(fā)動機ECU24構(gòu)造成包括作為中心元件的CPU的微計算機。發(fā)動機ECU24接收從檢測發(fā)動機22的驅(qū)動狀態(tài)的各種傳感器輸出的信號，例如，測量進氣量的空氣流量計、檢測曲軸26的轉(zhuǎn)動位置的曲軸位置傳感器和測量節(jié)氣門開度的節(jié)氣門位置傳感器。發(fā)動機ECU24執(zhí)行進氣調(diào)整控制以調(diào)整節(jié)氣門開度從而調(diào)節(jié)進氣量，執(zhí)行可變進氣門定時控制以改變進氣門的打開-關(guān)閉定時，執(zhí)行燃料噴射控制以調(diào)節(jié)燃料噴射的時間，并執(zhí)行點火控制以調(diào)節(jié)點火定時，從而控制發(fā)動機22的運轉(zhuǎn)。發(fā)動機ECU24建立與中央ECU50的通信。發(fā)動機ECU24響應(yīng)于來自中央ECU50的控制信號起動和停止發(fā)動機22并控制發(fā)動機22的運轉(zhuǎn)，同時根據(jù)要求向中央ECU50輸出與發(fā)動機22的驅(qū)動狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)。
盡管沒有具體示出，但ATECU30也構(gòu)造成包括作為中心元件的CPU的微計算機。ATECU30接合和釋放作為多個行星齒輪的組合的離合器和制動器，以根據(jù)車速V和加速器開度Acc的測量值改變自動變速器28內(nèi)的速度設(shè)定，從而控制自動變速器28。ATECU30也建立與ECU50的通信。ATECU30響應(yīng)于來自中央ECU50的控制信號改變自動變速器28內(nèi)的速度設(shè)定，同時根據(jù)要求向中央ECU50輸出與自動變速器28的狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)。
中央ECU50也構(gòu)造成包括作為中心元件的CPU的微計算機。中央ECU50從各種傳感器以及發(fā)動機ECU24和ATECU30輸入數(shù)據(jù)，同時將控制信號發(fā)送給發(fā)動機ECU24和ATECU30以基于輸入數(shù)據(jù)控制整個車輛的運轉(zhuǎn)。輸入到中央ECU50的數(shù)據(jù)包括由安裝在被操縱以使前輪32a、32b轉(zhuǎn)向的方向盤38的轉(zhuǎn)向軸上的轉(zhuǎn)向角傳感器40測量并發(fā)送出的方向盤38從參考位置的轉(zhuǎn)向角θ或轉(zhuǎn)動角，由換檔機構(gòu)位置傳感器53檢測并發(fā)送出的換檔機構(gòu)位置SP或換檔桿52的當(dāng)前位置，與駕駛員對加速踏板54的踩下量相對應(yīng)的并由加速踏板位置傳感器55測量并發(fā)送出的加速器開度Acc，與駕駛員對制動踏板56的踩下量相對應(yīng)的并由制動踏板位置傳感器57測量并發(fā)送出的制動踏板位置BP，以及由車速傳感器58測量并發(fā)送出的車速V。
在上述構(gòu)造的本實施例的汽車20中，換檔機構(gòu)位置傳感器53和加速踏板位置傳感器55分別檢測駕駛員對換檔桿52的變速操作和駕駛員對加速踏板54的踩下動作?；趽Q檔機構(gòu)位置SP、加速器開度Acc和車速V的測量值控制發(fā)動機22和自動變速器28，以確保向后輪36a、36b輸出與駕駛員的變速操作和駕駛員對加速器的踩下操作相對應(yīng)的驅(qū)動力。本實施例的汽車20控制分別由與駕駛員對方向盤38的操縱相對應(yīng)的在車輛內(nèi)產(chǎn)生的縱向力(側(cè)偏阻力)和橫向力引起的縱傾或縱向振動和側(cè)傾或橫向振動。下面描述對這種縱傾和側(cè)傾的控制(以下稱為轉(zhuǎn)彎狀態(tài)運動控制)。
圖2是示出轉(zhuǎn)彎狀態(tài)運動控制的控制方框的方框圖。轉(zhuǎn)彎狀態(tài)運動控制包括根據(jù)所測量的轉(zhuǎn)向角θ和車速V計算和設(shè)定用于控制縱傾和側(cè)傾的控制值的控制值計算系統(tǒng)60，以及根據(jù)由控制值計算系統(tǒng)60計算和設(shè)定的控制值對作為驅(qū)動源的發(fā)動機22執(zhí)行控制的執(zhí)行系統(tǒng)70。
控制值計算系統(tǒng)60包括從轉(zhuǎn)向角θ和車速V的測量值估計側(cè)偏阻力的側(cè)偏阻力估計器61，將估計出的側(cè)偏阻力與預(yù)設(shè)的增益K相乘以減小由側(cè)偏阻力估計器61估計出的側(cè)偏阻力的增益乘法器62，調(diào)整所估計并被降低的側(cè)偏阻力的剩余部分的相位的相位調(diào)整器63，以及將增益乘法器62的輸出與相位調(diào)整器63的輸出相加的加法器67。
在本實施例中，側(cè)偏阻力估計器61預(yù)先指定側(cè)偏阻力隨汽車20的轉(zhuǎn)向角θ和車速V的變化，并將指定的變化以圖譜的形式存儲起來。從存儲的圖譜中讀出與所輸入的轉(zhuǎn)向角θ和車速V相對應(yīng)的側(cè)偏阻力。如圖3所示，側(cè)偏阻力是當(dāng)駕駛員操縱方向盤38給前輪32a、32b以車輪轉(zhuǎn)向角δ時作用在前輪32a、32b上的橫向力Fyf沿車輛縱向的分量。因此，側(cè)偏阻力等于sinδ·Fyf。橫向力Fyf是由車輛的離心力引起的并可以從轉(zhuǎn)彎車輛的角速度和車輛的質(zhì)量(重量)動態(tài)地計算出來。本實施例的程序使用車速V和與前輪32a、32b的車輪轉(zhuǎn)向角δ相對應(yīng)的方向盤38的轉(zhuǎn)向角θ，來代替轉(zhuǎn)彎車輛的角速度。側(cè)偏阻力隨轉(zhuǎn)彎車輛的角速度的變化本質(zhì)上是由側(cè)偏阻力隨轉(zhuǎn)向角θ和車速V的變化給出的。側(cè)偏阻力作為減速力作用于車輛。側(cè)偏阻力除以車輛的質(zhì)量得出沿車輛縱向的加速度(下稱縱向加速度)Gx。因此，估計側(cè)偏阻力與估計由轉(zhuǎn)向引起的縱向加速度Gx意義是一樣的。離心力增加導(dǎo)致角速度增加。因此，用于估計側(cè)偏阻力的圖譜示出側(cè)偏阻力隨轉(zhuǎn)向角θ和車速V的增加而增加。
相位調(diào)整器63包括計算由側(cè)偏阻力估計器61估計出并被增益乘法器62降低的側(cè)偏阻力的剩余部分的運算器64，調(diào)整相位的等效縱傾阻尼器66，以及接收等效縱傾阻尼器66的反饋輸出、從運算器64的輸出減去反饋輸出以得出差值并向等效縱傾阻尼器66輸出所述差值的減法器65。等效縱傾阻尼器66由下述式(1)的傳遞函數(shù)表示[式1]C1·sI·s2+C·s+D---(1)]]>其中，C1、I、C、D和s分別表示附加阻尼系數(shù)、車輛縱傾慣量(縱傾慣性矩)、粘度、彈性和拉普拉斯算子。在向車輛施加縱向加速度Gx的情況下，縱傾角φ或車輛縱傾的旋轉(zhuǎn)角表達為φ(s)/Gx(s)，其中，φ(s)/Gx(s)與當(dāng)將分子設(shè)定為值“1”時的式(1)相等。等效縱傾阻尼器66的反饋輸出消除了微分項。如上所述，估計側(cè)偏阻力與估計縱向加速度Gx意義是一樣的。因此，相位調(diào)整器63調(diào)整縱向加速度Gx的相位。
執(zhí)行系統(tǒng)70包括用發(fā)動機22的轉(zhuǎn)速Ne校正從控制值計算系統(tǒng)60輸出的控制值以補償吸入到發(fā)動機22的空氣的第一級滯后的進氣滯后補償器71，將進氣滯后補償器71的輸出轉(zhuǎn)換成驅(qū)動力的驅(qū)動力轉(zhuǎn)換器72，從驅(qū)動力轉(zhuǎn)換器72的輸出和換檔機構(gòu)位置計算目標(biāo)附加發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的等效轉(zhuǎn)矩比值運算器73，以及從等效轉(zhuǎn)矩比值運算器73的輸出、基本節(jié)氣門開度和發(fā)動機22的轉(zhuǎn)速Ne計算節(jié)氣門控制量的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩管理器74。
在本實施例的結(jié)構(gòu)中，中央ECU50完成控制值計算系統(tǒng)60以及執(zhí)行系統(tǒng)70的進氣滯后補償器71和驅(qū)動力轉(zhuǎn)換器72的功能，而發(fā)動機ECU24完成執(zhí)行系統(tǒng)70的等效轉(zhuǎn)矩比值運算器73和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩管理器74的功能。
下面參照具體的示例描述控制值計算系統(tǒng)60和執(zhí)行系統(tǒng)70的轉(zhuǎn)彎狀態(tài)運動控制以控制車輛的縱傾和側(cè)傾的原理。轉(zhuǎn)彎狀態(tài)運動控制調(diào)節(jié)在增益乘法器62內(nèi)設(shè)定的增益K和在控制值計算系統(tǒng)60的等效縱傾阻尼器66內(nèi)設(shè)定的附加阻尼系數(shù)C1，以調(diào)整由側(cè)偏阻力估計器61估計出的側(cè)偏阻力降低的程度和相位，即，轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下車輛的縱向加速度Gx的大小和相位。例如，使增益K變化并將附加阻尼系數(shù)C1固定為值“0”可以僅調(diào)整縱向加速度Gx的大小而不改變縱向加速度Gx的相位。另一方面，使附加阻尼系數(shù)C1變化并將增益K固定為值“0”可以僅調(diào)整縱向加速度Gx的相位而不改變縱向加速度Gx的大小。圖4的曲線圖示出在沒有轉(zhuǎn)彎狀態(tài)運動控制情況下在轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下車輪轉(zhuǎn)向角δ隨時間的變化(曲線A)、車輛的縱向加速度Gx隨時間的變化(曲線B)和車輛的橫向加速度Gy隨時間的變化(曲線C)。圖5的曲線圖示出在圖4的情況下縱向加速度Gx隨橫向加速度Gy的變化(曲線G)。圖6的曲線圖示出在將附加阻尼系數(shù)C1固定為值“0”并且有效值設(shè)定為增益K的情況下，在轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下車輪轉(zhuǎn)向角δ隨時間的變化(曲線A)和車輛的縱向加速度Gx隨時間的變化(曲線B1)。圖7的曲線圖示出在圖6的情況下縱向加速度Gx隨橫向加速度Gy的變化(曲線G1)。圖8的曲線圖示出在將增益K固定為值“0”并且有效值設(shè)定為附加阻尼系數(shù)C1的情況下，在轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下車輪轉(zhuǎn)向角δ隨時間的變化(曲線A)和車輛的縱向加速度Gx隨時間的變化(曲線B2)。圖9的曲線圖示出在圖8的情況下縱向加速度Gx隨橫向加速度Gy的變化(曲線G2)。圖6和圖8中的虛線B示出在沒有轉(zhuǎn)彎狀態(tài)運動控制情況下縱向加速度Gx的變化，圖7和圖9中的虛線G示出在沒有轉(zhuǎn)彎狀態(tài)運動控制情況下縱向加速度Gx隨橫向加速度Gy的變化。如圖4所示，當(dāng)駕駛員操縱方向盤38使車輪轉(zhuǎn)向角δ以正弦曲線變化時，縱向加速度Gx隨著車輪轉(zhuǎn)向角δ的變化而變化為具有負值。橫向加速度Gy以小相位滯后于縱向加速度Gx的變化的正弦曲線變化。橫向加速度Gy的相位滯后使縱向加速度Gx隨橫向加速度Gy呈傾斜變化(diagonal variation)，如圖5所示。在將附加阻尼系數(shù)C1固定為值“0”并且有效值設(shè)定為增益K的情況下，縱向加速度Gx降低為如圖6所示的曲線B1和圖7所示的曲線G1。另一方面，在將增益K固定為值“0”并且有效值設(shè)定為附加阻尼系數(shù)C1的情況下，調(diào)整了縱向加速度Gx的相位。這導(dǎo)致縱向加速度Gx降低為如圖8中的曲線B2所示并使傾斜變化變形為如圖9所示。調(diào)節(jié)增益K可以完全消除縱向加速度Gx。調(diào)節(jié)增益K和附加阻尼系數(shù)C1可以調(diào)整縱向加速度Gx隨橫向加速度Gy的傾斜變化。
本實施例的汽車20設(shè)定增益K和附加阻尼系數(shù)C1，以使縱傾水平和側(cè)傾水平從沒有轉(zhuǎn)彎狀態(tài)運動控制的情況下的縱傾水平和側(cè)傾水平降低，即，通過轉(zhuǎn)動方向盤38實現(xiàn)適當(dāng)水平的縱傾和側(cè)傾。增益K和附加阻尼系數(shù)C1是根據(jù)汽車20的駕駛特征例如重點放在運動駕駛上或舒適駕駛上而設(shè)定的。可以使用圖10的流程圖中所示的設(shè)定過程設(shè)定增益K和附加阻尼系數(shù)C1。設(shè)定過程首先在假設(shè)將縱向加速度Gx設(shè)定為值“0”的基礎(chǔ)上確定增益K和附加阻尼系數(shù)C1(步驟S100)，并根據(jù)汽車的駕駛特征指定縱傾和側(cè)傾水平(步驟S110)。然后，設(shè)定過程計算縱向加速度Gx以實現(xiàn)指定的縱傾水平和側(cè)傾水平(步驟S120)，并調(diào)節(jié)和設(shè)定增益K和附加阻尼系數(shù)C1以產(chǎn)生計算出的縱向加速度Gx(步驟S130)。該方法調(diào)節(jié)增益K和附加阻尼系數(shù)C1以調(diào)整縱向加速度Gx降低的程度和相位，但實際上在設(shè)定值“0”后縱向加速度Gx不變化到希望的水平。增益K和附加阻尼系數(shù)C1的這種調(diào)節(jié)實現(xiàn)了通過轉(zhuǎn)動方向盤38產(chǎn)生適當(dāng)水平的縱傾和側(cè)傾。
如上所述，本實施例的汽車20調(diào)整所估計出的側(cè)偏阻力降低的程度和相位，以實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下車輛的適當(dāng)水平的縱傾和側(cè)傾。縱傾水平和側(cè)傾水平是根據(jù)汽車的駕駛特征調(diào)節(jié)的。
本實施例的汽車20具有中央ECU50和發(fā)動機ECU24。中央ECU50完成控制值計算系統(tǒng)60以及執(zhí)行系統(tǒng)70的進氣滯后補償器71和驅(qū)動力轉(zhuǎn)換器72的功能，而發(fā)動機ECU24完成執(zhí)行系統(tǒng)70的等效轉(zhuǎn)矩比值運算器73和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩管理器74的功能。在一個可能的修改中，中央ECU50可以僅完成控制值計算系統(tǒng)的功能，而發(fā)動機ECU24可以完成整個執(zhí)行系統(tǒng)70的功能。在另一修改中，發(fā)動機ECU24可以完成控制值計算系統(tǒng)60和執(zhí)行系統(tǒng)70的功能。
本實施例的汽車20將發(fā)動機22作為車輛的驅(qū)動源，但也可以使用電動機作為車輛的驅(qū)動源。在后一種情況下，修改執(zhí)行系統(tǒng)70使之適合于電動機。用作車輛的驅(qū)動源的電動機可以設(shè)計成直接向車輪輸出驅(qū)動力，例如輪內(nèi)電動機。
本實施例的汽車20調(diào)整所估計出的側(cè)偏阻力降低的程度和相位。一個修改控制可以一旦消除側(cè)偏阻力然后就產(chǎn)生希望水平的縱向加速度Gx。
在本實施例的汽車20中，后輪36a、36b是驅(qū)動輪，前輪32a、32b是從動輪。本發(fā)明的技術(shù)也適用于將前輪32a、32b作為驅(qū)動輪并且后輪36a、36b作為從動輪的汽車，同樣也適用于前輪32a、32b以及后輪36a、36b都作為驅(qū)動輪的汽車。
上述實施例在所有方面都應(yīng)認(rèn)為是示例性的和非限制性的。可以在不脫離本發(fā)明的主要特征的范圍或精神的情況下進行多種修改、改變和變型。
工業(yè)實用性本發(fā)明的技術(shù)可有效地適用于汽車工業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種由來自驅(qū)動源的驅(qū)動力驅(qū)動的汽車，所述汽車包括減速力估計單元，該減速力估計單元估計由車輛轉(zhuǎn)向引起的并被施加以用于降低車速的沿車輛縱向的減速力；控制值計算單元，該控制值計算單元從所估計出的減速力計算用于調(diào)整由車輛轉(zhuǎn)向引起的并作用于車輛上的基于轉(zhuǎn)向的加速度的調(diào)整控制值；以及驅(qū)動控制單元，該驅(qū)動控制單元基于車輛的驅(qū)動變化要求和所計算出的調(diào)整控制值驅(qū)動和控制所述驅(qū)動源以確保向車橋的驅(qū)動力輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的汽車，其特征在于，所述控制值計算單元包括調(diào)節(jié)所述基于轉(zhuǎn)向的加速度之中沿車輛縱向的縱向加速度的大小的大小調(diào)節(jié)器，所述控制值計算單元基于所述大小調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)計算所述調(diào)整控制值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的汽車，其特征在于，所述大小調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)縱向加速度的大小，以減小所述基于轉(zhuǎn)向的加速度之中沿車輛橫向的橫向加速度的大小。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的汽車，其特征在于，所述大小調(diào)節(jié)器減小縱向加速度的大小。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的汽車，其特征在于，所述大小調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)縱向加速度的大小，以將由所述基于轉(zhuǎn)向的加速度引起的車輛的縱傾水平和側(cè)傾水平中的至少一個設(shè)定為指定的水平。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的汽車，其特征在于，所述大小調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)縱向加速度的大小，以降低由所述基于轉(zhuǎn)向的加速度引起的車輛的縱傾水平和側(cè)傾水平中的至少一個。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的汽車，其特征在于，所述控制值計算單元包括調(diào)整所述基于轉(zhuǎn)向的加速度之中沿車輛縱向的縱向加速度和沿車輛橫向的橫向加速度的相位的相位調(diào)整器，所述控制值計算單元基于所述相位調(diào)整器的調(diào)整計算調(diào)整控制值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的汽車，其特征在于，所述相位調(diào)整器調(diào)整縱向加速度的相位，以減小橫向加速度的大小。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的汽車，其特征在于，所述相位調(diào)整器使縱向加速度的相位滯后于橫向加速度的相位。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的汽車，其特征在于，所述相位調(diào)整器調(diào)整縱向加速度的相位，以將由所述基于轉(zhuǎn)向的加速度引起的車輛的縱傾水平和側(cè)傾水平中的至少一個設(shè)定為指定的水平。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的汽車，其特征在于，所述相位調(diào)整器調(diào)整縱向加速度的相位，以降低由所述基于轉(zhuǎn)向的加速度引起的車輛的縱傾水平和側(cè)傾水平中的至少一個。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的汽車，其特征在于，所述汽車還包括檢測轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)向角檢測單元；以及測量車速的車速測量單元，其中，所述減速力估計單元基于所檢測出的轉(zhuǎn)向角和所測量出的車速估計減速力。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的汽車，其特征在于，所述減速力估計單元估計減速力隨所檢測出的轉(zhuǎn)向角的增加而增加并隨所測量出的車速的增加而增加。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的汽車，其特征在于，所述驅(qū)動源包括內(nèi)燃機和電動機中的至少一個。
15.一種控制由來自驅(qū)動源的驅(qū)動力驅(qū)動的汽車的汽車控制方法，所述汽車控制方法包括以下步驟(a)估計由車輛轉(zhuǎn)向引起的并被施加以降低車速的沿車輛縱向的減速力；(b)從估計出的減速力計算用于調(diào)整由車輛轉(zhuǎn)向引起的并被施加到車輛上的基于轉(zhuǎn)向的加速度的調(diào)整控制值；以及(c)基于車輛的驅(qū)動變化要求和所計算出的調(diào)整控制值來驅(qū)動和控制驅(qū)動源，以確保向車橋的驅(qū)動力輸出。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的汽車控制方法，其特征在于，所述步驟(b)調(diào)節(jié)所述基于轉(zhuǎn)向的加速度之中沿車輛縱向的縱向加速度的大小和相位，以計算調(diào)整控制值。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的汽車控制方法，其特征在于，所述步驟(b)計算所述調(diào)整控制值，以將由所述基于轉(zhuǎn)向的加速度引起的車輛的縱傾水平和側(cè)傾水平中的至少一個設(shè)定為指定的水平。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的汽車控制方法，其特征在于，所述步驟(b)計算調(diào)整控制值，以降低由所述基于轉(zhuǎn)向的加速度引起的車輛的縱傾水平和側(cè)傾水平中的至少一個。
全文摘要
在本發(fā)明的汽車中，側(cè)偏阻力估計器(61)從轉(zhuǎn)向角和車速V的測量值估計側(cè)偏阻力。增益乘法器(62)將估計出的側(cè)偏阻力與預(yù)設(shè)的增益K相乘，以減小估計出的側(cè)偏阻力。相位調(diào)整器(63)調(diào)整所估計出的并且被減小的側(cè)偏阻力的剩余部分的相位。執(zhí)行系統(tǒng)(70)接收增益乘法器(62)的輸出和相位調(diào)整器(63)的輸出之和并根據(jù)該接收到的和調(diào)節(jié)發(fā)動機的節(jié)氣門開度。這調(diào)整了所估計出的側(cè)偏阻力降低的程度和相位。本發(fā)明的這種設(shè)置實現(xiàn)了車輛在轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下產(chǎn)生適當(dāng)水平的縱傾和側(cè)傾。
文檔編號B60W10/04GK101048291SQ20048003608
公開日2007年10月3日 申請日期2004年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月5日
發(fā)明者稻垣匠二 申請人:豐田自動車株式會社