专利名称：车辆的转弯特性估计装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆的转弯特性估计装置，更详细地，涉及基于车辆转弯时的参考横摆率与过渡横摆率的关系来估计表示车辆的转弯特性的转向响应时间常数系数的车辆的转弯特性估计装置。
背景技术：
车辆的实际横摆率相对于车辆的参考横摆率存在一阶滞后的关系，在将一阶滞后的时间常数的与车速相关的系数作为转向响应时间常数系数时，车辆的稳定系数以及转向响应时间常数系数表示车辆的转弯特性。通过使用ARX(auto-regressive exogenous model,自回归模块)并估计从参考横摆率到实际横摆率的离散时间传递函数的参数a及b， 能够估计车辆的稳定系数以及转向响应时间常数系数。例如，在日本专利文献特开2004-26073号公报中记载了如下车辆的转弯特性估计装置，所述车辆的转弯特性估计装置基于车辆转弯时的行驶数据来估计参考横摆率，并估计从参考横摆率到实际横摆率的离散时间传递函数的参数a及b，基于参数a来估计转向响应时间常数系数，基于参数a及b来估计车辆的稳定系数。但是如在上述公开公报所记载的以往的转弯特性估计装置中，为了估计参数a及 b需要关于参考横摆率以及实际横摆率的大量的数据。因而，为估计车辆的稳定系数或转向响应时间常数系数需要较长的时间。
发明内容
本发明的目的在于，鉴于以往的转弯特性估计装置中的如上述那样的问题，基于相对于车辆的定常参考横摆率存在一阶滞后的关系的车辆的过渡横摆率以及车辆的实际横摆率而通过学习来修正转向响应时间常数系数的估计值以使得转向响应时间常数系数的估计值接近于真实的转向响应时间常数系数，由此，通过比以往相更短的时间来估计转向响应时间常数系数。根据本发明，提供一种车辆的转弯特性估计装置，所述转弯特性估计装置将相对于车辆的定常参考横摆率存在一阶滞后的关系的车辆的过渡横摆率视为与车辆的实际横摆率相对应的值，并估计转向响应时间常数系数，所述转向响应时间常数系数是一阶滞后的时间常数的与车速相关的系数，其中，使用转向响应时间常数系数的估计值而基于车辆的定常参考横摆率来计算车辆的过渡横摆率，基于车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率的关系来修正转向响应时间常数系数的估计值使得车辆的过渡横摆率接近车辆的实际横摆率。根据该构成，由于转向响应时间常数系数的估计值被修正使得车辆的过渡横摆率接近于车辆的实际横摆率，因而能够修正转向响应时间常数系数的估计值使其接近于真实的转向响应时间常数系数。因此，不需要估计从参考横摆率到实际横摆率的离散时间传递函数的参数，能够以比以往更短的时间来估计转向响应时间常数系数。
在所述构成中，可以如下地进行构成，即通过车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率的偏差的大小以及车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率的相位差的任一者变小来修正转向响应时间常数系数的估计值使得车辆的过渡横摆率接近于车辆的实际横摆率。根据该构成，车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率的偏差的大小以及车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率的相位差的任一者变小，由此修正转向响应时间常数系数的估计值使得车辆的过渡横摆率接近于车辆的实际横摆率。在所述构成中，可以如下地进行构成，S卩将存储的转向响应时间常数系数作为第一基准值，使用第一基准值、比第一基准值大的第二基准值、比第一基准值小的第三基准值来计算三个的车辆的过渡横摆率，并将第一至第三基准值中作为车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率的偏差的大小的指标值的横摆率偏差指标值变为最小的基准值作为转向响应时间常数系数的估计值。根据该构成，第一至第三基准值中横摆率偏差指标值变为最小的基准值被作为转向响应时间常数系数的估计值。由此能够将第一至第三基准值中最接近于真实的转向响应时间常数系数的值作为操舵响应时间常数系数的估计值。另外，在所述构成中，可以如下地进行构成，SP 将转向响应时间常数系数的估计值作为新的第一基准值，使用新的第一基准值、比新的第一基准值大的新的第二基准值、比新的第一基准值小的新的第三基准值来计算三个的车辆的过渡横摆率，并将新的第一至第三基准值中横摆率偏差指标值变为最小的基准值作为新的转向响应时间常数系数的估计值。根据该构成，新的第一至第三基准值中最接近于真实的转向响应时间常数系数的值被作为操舵响应时间常数系数的估计值。因此能够求得比通过第一至第三基准值而被选择的操舵响应时间常数系数的估计值更接近于真实的操舵响应时间常数系数的操舵响应时间常数系数的估计值。由此，通过重复该构成的顺序，能够将操舵响应时间常数系数的估计值逐次接近于真实的操舵响应时间常数系数。另外，在所述构成中，可以如下地进行构成，S卩新的第二基准值与新的第一基准值的差比第二基准值与第一基准值的差小，新的第三基准值与新的第一基准值的差比第三基准值与第一基准值的差小。根据该构成，与新的第二基准值与新的第一基准值的差为第二基准值与第一基准值的差以上并且新的第三基准值与新的第一基准值的差为第三基准值与第一基准值的差以上的情况相比，能够更快地将操舵响应时间常数系数的估计值接近于真实的操舵响应时间常数系数。另外，在所述构成中，可以如下地进行构成，S卩横摆率偏差指标值是基于去除了第一规定频率以下的分量的车辆的实际横摆率与去除了第二规定频率以下的分量的车辆的过渡横摆率的偏差的大小的值。过渡横摆率基于车辆的状态量而被求出，这些的车辆的状态量或车辆的实际横摆率通过检测单元来检测。根据该结构，由于能够排除如对车辆的状态量或车辆的实际横摆率进行检测的检测单元的零点漂移这样常规的检测误差，因而能够提高转向响应时间常数系数的估计精度。在所述构成中，可以如下地进行构成，即根据每单位时间的由驾驶者进行的往复转向的多少的指标值来变更第一规定频率或第二规定频率。如对实际横摆率等的车辆的状态量进行检测的检测单元的零点漂移这样常规的检测误差根据每单位时间的由驾驶者进行的往复转向的多少而被变动。根据所述构成，能够根据每单位时间的由驾驶者进行的往复转向的多少来适当地排除常规的检测误差。另外，在所述构成中，可以如下地进行构成，S卩根据车辆的前后加速度的大小来
变更第一规定频率或第二规定频率。如对实际横摆率等的车辆的状态量进行检测的检测单元的零点漂移这样常规的检测误差给予转向响应时间常数系数的估计精度的影响根据车速的变化的大小、即车辆的前后加速度的大小而变动。根据所述构成，能够根据车辆的前后加速度的大小来适当地排除常规的检测误差。另外，在所述构成中，可以如下地进行构成，即横摆率偏差指标值是将车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率的偏差的大小换算为前轮的转角的偏差的大小而得到的值。车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率的偏差的大小依赖于车速，但是将车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率的偏差的大小转换为前轮的转角的偏差的大小而得到的值不依赖于车速。因此，根据所述构成，能够基于不依赖于车速的横摆率偏差指标值来求得转向响应时间常数系数的估计值，由此能够不受车速的影响地估计转向响应时间常数系数。此外，所谓前轮的转角的偏差是用于实现车辆的过渡横摆率的前轮的转角与前轮的实际转角的差。另外，在所述构成中，可以如下地进行构成，即在车辆的过渡横摆率的相位比车辆的实际横摆率的相位超前时修改转向响应时间常数系数的估计值使其增大，当车辆的过渡横摆率的相位比车辆的实际横摆率的相位滞后时修改转向响应时间常数系数的估计值使其减小。根据该构成，能够通过车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率的相位差变小来修改转向响应时间常数系数的估计值使得转向响应时间常数系数的估计值接近于真实的转向响应时间常数系数。另外，在所述构成中，可以如下地进行构成，S卩关于车辆的右转弯以及左转弯单独地估计转向响应时间常数系数。根据该构成，即使在例如车辆的重心不处于车辆的横向的中心的情况或在车辆的横向上变动的情况这样根据车辆的转弯方向而车辆的转弯特性不同的情况下，关于车辆的右转弯以及左转弯的每一者来估计转向响应时间常数系数。另外，在所述构成中，可以如下地进行构成，S卩在车辆的横向加速度的大小的每个区域上估计转向响应时间常数系数。车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率的偏差的大小根据车辆的横向加速度的大小而变动。根据所述构成，在车辆的横向加速度的大小的每个区域上估计转向响应时间常数系数，由此能够排除车辆的横行加速度的大小的影响地估计转向响应时间常数系数。在图20所示的车辆的双轮模型中，将车辆的重量以及横摆惯性力矩分别设为M和 I，将车辆的重心102与前轮车轴及后轮车轴之间的距离分别设为Lf和Lr，将车辆的轴距设为U = Lf+Lr)。另外，将前轮IOOf和IOOr的侧向反力分别设为Ff和Fr，将前轮和后轮的侧向动力分别设为Kf和Kr。另外，将前轮IOOf的实际转角设为δ，将前轮和后轮的滑移角分别设为íif^P 0r，将车身的滑移角设为í3。此外，将车辆的横向加速度设为GyJf 车辆的横摆率设为Y，将车速设为V，将车辆的横摆累加角速度(横摆率Y的累积值)设 为YdL通过车辆的力和力矩的平衡等而下述的式1 6成立。MGy = Ff+Fr......(1)Iyd = LfFf-LrFr......(2)f f = -Kf ^ f......(3)Ff = -Kr 3 f......(4)^f = ￠+ (Lf/V) y-8......(5)^r = ￠-(Lr/V) y......(6)通过所述式1 6而下述的式7成立。
权利要求
1.一种车辆的转弯特性估计装置，所述转弯特性估计装置将相对于车辆的参考横摆率存在一阶滞后的关系的车辆的过渡横摆率视为与车辆的实际横摆率相对应的值，并估计转向响应时间常数系数，所述转向响应时间常数系数是一阶滞后的时间常数的与车速相关的系数，其中，使用转向响应时间常数系数的估计值，基于车辆的参考横摆率来计算车辆的过渡横摆率，并基于车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率的关系来修正转向响应时间常数系数的估计值，以使得车辆的过渡横摆率接近车辆的实际横摆率。
2.如权利要求1所述的车辆的转弯特性估计装置，其特征在于，修正转向响应时间常数系数的估计值，以使得车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率的偏差的大小、以及车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率的相位差中的至少一者变小， 由此车辆的过渡横摆率接近车辆的实际横摆率。
3.如权利要求2所述的车辆的转弯特性估计装置，其特征在于，将存储的转向响应时间常数系数作为第一基准值，使用所述第一基准值、比所述第一基准值大的第二基准值、比所述第一基准值小的第三基准值来计算车辆的三个过渡横摆率，并将所述第一至第三基准值中的、横摆率偏差指标值最小的基准值作为转向响应时间常数系数的估计值，其中所述横摆率偏差指标值是车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率的偏差的大小的指标值。
4.如权利要求3所述的车辆的转弯特性估计装置，其特征在于，将所述转向响应时间常数系数的估计值作为新的第一基准值，使用所述新的第一基准值、比所述新的第一基准值大的新的第二基准值、比所述新的第一基准值小的新的第三基准值来计算车辆的三个过渡横摆率，并将所述新的第一至第三基准值中的、所述横摆率偏差指标值最小的基准值作为新的转向响应时间常数系数的估计值。
5.如权利要求4所述的车辆的转弯特性估计装置，其特征在于，所述新的第二基准值与所述新的第一基准值的差比所述第二基准值与所述第一基准值的差小，所述新的第三基准值与所述新的第一基准值的差比所述第三基准值与所述第一基准值的差小。
6.如权利要求3所述的车辆的转弯特性估计装置，其特征在于，所述横摆率偏差指标值是基于去除了第一规定频率以下的分量的车辆的实际横摆率与去除了第二规定频率以下的分量的车辆的过渡横摆率的偏差的大小的值。
7.如权利要求6所述的车辆的转弯特性估计装置，其特征在于，根据每单位时间由驾驶者进行的往复转向的多少的指标值来变更所述第一规定频率或所述第二规定频率。
8.如权利要求6所述的车辆的转弯特性估计装置，其特征在于，根据车辆的前后加速度的大小来变更所述第一规定频率或所述第二规定频率。
9.如权利要求3所述的车辆的转弯特性估计装置，其特征在于，所述横摆率偏差指标值是将车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率的偏差的大小换算为前轮的转角的偏差的大小而得到的值。
10.如权利要求2所述的车辆的转弯特性估计装置，其特征在于，在车辆的过渡横摆率的相位比车辆的实际横摆率的相位超前时修正转向响应时间常数系数的估计值使其增大，在车辆的过渡横摆率的相位比车辆的实际横摆率的相位滞后时修正转向响应时间常数系数的估计值使其减小。
11.如权利要求1至10中任一项所述的车辆的转弯特性估计装置，其特征在于， 针对车辆的右转弯以及左转弯单独地估计转向响应时间常数系数。
12.如权利要求1至10中任一项所述的车辆的转弯特性估计装置，其特征在于， 针对车辆的横向加速度的大小的每个区域来估计转向响应时间常数系数。
全文摘要
本发明的车辆的转弯特性估计装置将相对于车辆的定常参考横摆率存在一阶滞后的关系的车辆的过渡横摆率视为与车辆的实际横摆率相对应的值，并估计转向响应时间常数系数，所述转向响应时间常数系数是一阶滞后的时间常数的与车速相关的系数。使用转向响应时间常数系数的估计值而基于车辆的参考横摆率来计算车辆的过渡横摆率，基于车辆的过渡横摆率与车辆的实际横摆率的关系来修正转向响应时间常数系数的估计值使得车辆的过渡横摆率接近车辆的实际横摆率。
文档编号B60W40/12GK102574527SQ20098016165
公开日2012年7月11日 申请日期2009年9月24日 优先权日2009年9月24日
发明者横田尚大 申请人:丰田自动车株式会社