专利名称：车辆的行为控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆的行为控制装置，特别是涉及考虑在车辆产生的运动状态量的频率响应特性来确保车辆转弯时的方向稳定性以及响应性的车辆的行为控制装置。
背景技术：
以往提出了改善车辆转弯时的方向稳定性和响应性。例如，日本专利文献特开昭63-279976号公报公开了如下车辆的转向装置确定随着前轮转向角的增加而增加且随着车速的增加而减小的油压控制值，并将与所确定的油压控制值对应的制动油压施加给左右一对制动装置中位于前轮的转向方向侧的制动装置，其中，所述左右一对制动装置对后轮施加制动力。并且，在该现有的车辆的转向装置中，位于前轮的转向方向侧的制动装置对位于转向方向侧的后轮施加制动力，因此，该制动力能够对车体产生向前轮的转向方向的力、矩，能够获得良好的车辆的转身性以及响应性。
发明内容
然而，已知有在车辆转弯时在车辆产生的运动状态量(例如，横摆率、横向加速度等)具有对于转向轮的周期性的转向的频率响应特性，该频率响应特性根据车辆的车速而变化。并且，该频率响应特性的变化影响到车辆转弯时的方向稳定性以及响应性。关于这一点，上述的现有的车辆的转向装置中，位于前轮的转向方向侧的制动装置基于前轮的转向角以及车速来施加制动力，产生向转向方向的力矩。在该情况下，如果不能与转向轮的周期性的转向对应地施加恰当的制动力，则无法与运动状态量的频率响应特性相匹配地以良好的响应性产生在车体产生的向前轮的转向方向的力矩、即横摆力矩。其结果是，车辆的方向稳定性受损，或者引起敏感或迟钝的响应性，有时使得驾驶员感到不协调感。因此，关于车辆转弯时的方向稳定性以及响应性，为了不使驾驶员感到不协调感，有必要考虑在车辆产生的运动状态量的对于转向轮的周期性的转向的频率响应特性。本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供如下的车辆的行为控制装置考虑在车辆产生的运动状态量的频率响应特性，能够获得车辆转弯时的良好的方向稳定性以及响应性。为了达到上述的目的，本发明的特征是一种车辆的行为控制装置，所述行为控制装置控制车辆转弯时的行为，所述车辆包括方向盘，为了对车辆转向而由驾驶员操作所述方向盘；以及转向单元，所述转向单元使转向轮与所述方向盘的操作对应地转向，所述行为控制装置包括转向速度检测单元，其检测所述转向单元对所述转向轮转向的转向速度；车速检测单元，其检测所述车辆的车速；传递函数确定单元，其利用由所述车速检测单元检测出的所述车速来确定传递函数，所述传递函数基于所述车辆的规格而被确定，并且所述传递函数将所述转向轮的转向速度作为输入，将横摆力矩作为输出，所述横摆力矩使通过所述转向单元对所述转向轮的转向而在所述车辆产生的运动状态量的对于所述转向轮的周期性的转向的频率响应特性恒定；目标横摆力矩计算单元，其利用由所述传递函数确定单元确定的所述传递函数和由所述转向速度检测单元检测出的所述转向速度来计算在所述转向轮的转向方向上产生的目标横摆力矩；前后力计算单元，其利用由所述目标横摆力矩计算单元计算出的所述目标横摆力矩来计算使所述车辆的前后左右轮中的左轮侧产生的左轮侧前后力、以及使所述车辆的所述前后左右轮中的右轮侧产生的右轮侧前后力；以及前后力施加单元，其将由所述前后力计算单元计算出的所述左轮侧前后力施加给所述车辆的所述左轮侧，并且将由所述前后力计算单元计算出的所述右轮侧前后力施加给所述车辆的所述右轮侧。在该情况下，可以是所述前后力施加单元包括制动力施加单元，其对所述车辆的所述前后左右轮的每一个施加制动力；驱动力施加单元，其对所述车辆的所述前后左右轮的每一个施加驱动力。另外，在该情况下，可以是对于所述转向轮的周期性的转向的频率响应特性例如是对于所述转向轮的转向量的频率变化而在所述车辆产生的所述运动状态量的增益以及相位的响应特性，并且在所述车辆产生的所述运动状态量是所述车辆的横摆率或者所述车辆的横向加速度。另外，在该情况下，可以是所述前后力计算单元根据所述转向单元对所述转向轮转向的所述转向方向，计算与处于转弯状态的所述车辆的转弯内轮侧对应的所述左轮侧、前后力或所述右轮侧前后力作为制动力，并且计算与处于所述转弯状态的所述车辆的转弯外轮侧对应的所述右轮侧前后力或所述左轮侧前后力作为驱动力，所述前后力施加单元对所述左轮侧施加所述制动力或所述驱动力，并且对所述右轮侧施加所述驱动力或所述制动力。在该情况下，可以是所述前后力施加单元对所述左轮侧的后轮施加所述制动力或所述驱动力，或者对所述右轮侧的后轮施加所述驱动力或所述制动力。另外，可以是所述前后力计算单元根据所述转向单元对所述转向轮转向的所述转向方向，计算与处于转弯状态的所述车辆的转弯内轮侧对应的所述左轮侧前后力或所述右轮侧前后力作为制动力，所述前后力施加单元对与所述车辆的所述转弯内轮侧对应的所述左轮侧或所述右轮侧施加所述制动力。另外，可以是所述前后力计算单元根据所述转向单元对所述转向轮转向的转向方向，计算与处于转弯状态的所述车辆的转弯外轮侧对应的所述右轮侧前后力或所述左轮侧前后力作为驱动力，所述前后力施加单元对与所述车辆的所述转弯外轮侧对应的所述右轮侧或所述左轮侧施加所述驱动力。由此，传递函数确定单元能够确定如下的传递函数，所述传递函数基于车辆的规格(车辆模型)而被确定，并且将转向轮的转向速度作为输入将横摆力矩作为输出，所述横摆力矩使在车辆产生的运动状态量(例如，横摆率或横向加速度)的频率响应特性恒定。另夕卜，目标横摆力矩计算单元能够利用该设定的传递函数和由转向速度检测单元检测出的转向速度(更加具体来说，相乘)来计算目标横摆力矩。由此，反映(考虑)随着转向轮的转向而在车辆产生的运动状态量的变化、即频率响应特性来计算目标横摆力矩。另外，前后力计算单元能够利用如上所述地计算的目标横摆力矩，根据车辆的转弯方向计算出使车辆的前后左右轮中的左轮侧产生的左轮侧前后力(制动力或驱动力)以及使车辆的所述前后左右轮中的右轮侧产生的右轮侧前后力(驱动力或制动力)。然后，前后力施加单元能够将由前后力计算单元计算出的左轮侧前后力(制动力或驱动力)以及右轮侧前后力(驱动力或制动力)施加给左轮侧(左前后轮或左后轮)以及右轮侧(右前后轮或右后轮)。由此，在为了产生由目标横摆力矩计算单元计算出的目标横摆力矩而被施加了通过前后力计算单元恰当地计算出的左轮侧前后力以及右轮侧前后力来转弯的车辆中，能够减小对与在车辆产生的运动状态量的频率响应特性的变化相伴随的方向稳定性以及响应性的影响。因此，能够获得车辆转弯时良好的方向稳定性以及响应性，并且对于在车辆产生的运动状态量的变化能够大幅度地抑制驾驶员所感到的不协调感。另外，所计算的目标横摆力矩是使对于转向轮的转向量的频率变化而在车辆产生的运动状态量的增益以及相位的响应特性恒定的力矩。因此，能够大幅度地抑制在车辆产生的运动状态量的频率响应特性的变化，具体来说能够大幅度地抑制在车辆产生的运动状态量的增益以及相位的响应特性的变化。即，通过施加左轮侧前后力以及右轮侧前后力以产生目标横摆力矩，能够使得在车辆产生的运动状态量的频率响应特性几乎不变，能够非常良好地确保方向稳定性以及响应性。因此，能够获得车辆转弯时的更好的方向稳定性以及响应性，并且对于在车辆产生的运动状态量的变化，能够更加大幅度地抑制驾驶员所感到的不协调感。另外，传递函数确定单元能够利用由车速检测单元检测出的车速来确定传递函、数。因此，传递函数确定单元能够还考虑与车速对应的变化的车辆的运动状态量的频率响应特性来设定传递函数，因此利用该传递函数来计算的目标横摆力矩能够作为恰当地改善与车速对应的变化的车辆的方向稳定性以及响应性的量而被计算出。因此，能够获得车辆转弯时的更好的方向稳定性以及响应性，并且对于在车辆产生的运动状态量的变化，能够更加大幅度地抑制驾驶员所感到的不协调感。并且，前后力施加单元能够对左轮侧的后轮施加制动力或驱动力，或者，对右轮侧的后轮施加驱动力或制动力。由此，在处于转弯状态的车辆中，能够通过悬挂结构(所谓的防抬起几何结构)来积极地产生抑制转弯内侧的车辆后部的升高或转弯外侧的车辆后部的下沉、即处于转弯状态的车辆产生的侧倾行为的力。因此，也能够有效地抑制处于转弯状态的车辆的侧倾行为。另外，本发明的其他的特征是所述前后力计算单元在处于转弯状态的所述车辆通过被施加给所述前后左右轮的减速制动力而减速的情况下，当被施加给与处于所述转弯状态的所述车辆的转弯外轮侧对应的所述右轮侧或所述左轮侧的减速制动力小于用于产生由所述目标横摆力矩计算单元计算出的所述目标横摆力矩的、与处于所述转弯状态的所述车辆的所述转弯外轮侧对应的所述右轮侧前后力或所述左轮侧前后力时，将所述减速制动力和与所述车辆的所述转弯外轮侧对应的所述右轮侧前后力或所述左轮侧前后力之差加到与处于所述转弯状态的所述车辆的转弯内轮侧对应的所述左轮侧前后力或所述右轮侧前后力上，作为最终的与所述车辆的所述转弯内轮侧对应的所述左轮侧前后力或所述右轮侧前后力来计算出。在该情况下，可以是所述前后力计算单元例如将最终的与所述车辆的所述转弯外轮侧对应的所述右轮侧前后力或所述左轮侧前后力计算为“O”。另外，在该情况下，可以是车辆的行为控制装置还包括操作方向检测单元，所述操作方向检测单元检测由驾驶员操作的所述方向盘的操作方向，当与由所述操作方向检测单元检测出的所述方向盘的操作方向对应地在所述车辆产生的运动状态量的产生方向和通过所述左轮侧前后力以及所述右轮侧前后力而在所述车辆产生的运动状态量的产生方向不同时，所述前后力计算单元将所述左轮侧前后力以及所述右轮侧前后力计算为“O”。在该情况下，更加具体来说，可以是当由所述操作方向检测单元检测出的所述方向盘的操作方向和所述计算出的所述目标横摆力矩的产生方向不同时，所述目标横摆力矩计算单元将所述计算出的所述目标横摆力矩设定为“O”，所述前后力计算单元利用被所述目标横摆力矩计算单元设定为“0”的所述目标横摆力矩，将所述左轮侧前后力以及所述右轮侧前后力计算为“O”。由此，在车辆减速的情况中，不利用驱动力、即只通过施加制动力，能够使左侧轮以及右轮侧产生用于产生目标横摆力矩的左轮侧前后力以及右轮侧前后力。更加具体地说，在只施加制动力的情况中，在为了产生目标横摆力矩而需要的与车辆的转弯外轮侧对应的右轮侧前后力或左轮侧前后力不足的情况下，前后力计算单元能够将减速制动力和右轮侧前后力或左轮侧前后力之差(不足的量)加到与车辆的转弯内轮侧对应的左轮侧前后力或右轮侧前后力中，作为最终的与转弯内轮侧对应的左轮侧前后力或右轮侧前后力来计算。在该情况下，前后力计算单元能够将最终的与转弯外轮侧对应的右轮侧前后力或左轮侧前后力(制动力)计算为“O”。并且，前后力施加单元通过施加该计算出的最终的与转弯内轮侧对应的左轮侧前、后力或右轮侧前后力(即制动力)，能够产生目标横摆力矩。由此，即便在只施加制动力的情况中，也能够减小对与车辆产生的运动状态量的频率响应特性的变化相伴随的方向稳定性以及响应性的影响。因此，能够获得车辆转弯时的良好的方向稳定性以及响应性，并且对于在车辆产生的运动状态量的变化，能够大幅度地抑制驾驶员所感到的不协调感。另外，当与驾驶员对方向盘的操作方向对应地在车辆产生的运动状态量的产生方向和通过左轮侧前后力以及右轮侧前后力而在车辆产生的运动状态量的产生方向不同时、即当驾驶员对方向盘的操作方向和目标横摆力矩的产生方向(更加具体来说是转向轮的转向方向)不同时，前后力计算单元能够将左轮侧前后力以及右轮侧前后力计算为“O”。由此，能够有效地抑制驾驶员通过对方向盘的操作来期待产生的运动状态量和车辆实际产生的运动状态量(更加具体来说是目标横摆力矩)之间的不协调感。
图I是本发明的第I以及第2实施方式共用的示出搭载了车辆的行为控制装置的车辆的构成的简要图；图2是示出图I的车辆的行为控制装置的构成的简要图；图3是示出图2的制动液压控制部的构成的简要图。图4A、图4B是本发明的第I实施方式所涉及的、示出对于转向角的频率变化而在车辆产生的横摆率的频率响应特性的曲线图；图5是本发明的第I实施方式所涉及的、示出通过图2的电子控制单元来执行的横摆力矩控制程序的流程图；图6A、图6B是本发明的第I实施方式所涉及的、示出将转向速度作为输入并且将目标横摆力矩作为输出的传递函数的频率响应特性的曲线图；图7是本发明的第I实施方式所涉及的、示出将转向速度作为输入并且将目标横摆力矩作为输出的传递函数的阶跃响应特性的曲线图；图8A、图SB是本发明的第I实施方式所涉及的、用于说明在产生了目标横摆力矩的情况下的、对于转向角的频率变化而在车辆产生的横摆率的频率响应特性(稳定状态的横摆率)的图；图9A、图9B是用于说明在产生了目标横摆力矩的情况下的在车辆产生的横摆率的频率响应特性的变化的图；图10是本发明的第2实施方式所涉及的、示出通过图2的电子控制单元执行的横摆力矩控制程序的流程图；图11A、图IlB是本发明的变形例所涉及的、示出对于转向角的频率变化而在车辆产生的横向加速度的频率响应特性的曲线图；图12A、图12B是用于说明在产生了目标横摆力矩的情况下的在车辆产生的横向加速度的频率响应特性的变化的图。具体实施例方式a.第I实施方式以下，利用附图详细说明本发明的实施方式所涉及的车辆的行为控制装置。图I示意性地示出应用了本发明的实施方式所涉及的行为控制装置S的车辆10的构成。车辆10具有左右前轮FW1、FW2和左右后轮RW1、RW2。作为转向轮的左右前轮FW1、FW2经由公知的转向机构11 (例如，齿条小齿轮机构)和转向轴12与由驾驶员旋转操作的方向盘13连接。另外，如图I所示，在左右前轮FWl、FW2和左右后轮RWl、RW2上，分别组装有轮内装马达 IWMfl、IWMfr、IWMrl、以及 IWMrr。轮内装马达 IWMfl、IWMfr、IWMrl, IWMrr为例如三相直流马达，用于向左右前轮FW1、FW2以及左右后轮RW1、RW2施加驱动力。另外，对于施加给左右前轮FWl、FW2以及左右后轮RW1、RW2的驱动力，也可以除了轮内装马达I丽fI、I丽fr、IWMrl、IWMrr以外还施加省略了图示的发动机产生的驱动力、或者代替轮内装马达I丽fI、I丽fr、IWMrl、IWMrr而施加省略了图示的发动机产生的驱动力。在该情况下，来自发动机的驱动力可以经由例如设置有公知的驱动力分配机构的差动齿轮来施加给左右前轮FW1、FW2以及左右后轮RW1、RW2。另外，车辆10具有分别对左右前轮FWl、FW2以及左右后轮RWl、RW2施加制动力的制动单元14 17。制动单元14 17是盘式制动单元,所述盘式制动单元对与左右前轮FW1、FW2以及左右后轮RW1、RW2 —体旋转的制动盘，例如按压固定在前轴以及后轴等并且固定在具有轮缸Wfr、WfI、Wrl、Wrr的制动钳(Caliper)的制动块，通过摩擦来产生制动力。接下来，详细说明行为控制装置S。如图2所示，行为控制装置S具有用于控制供应给制动单元14 17(更加具体来说是轮缸Wfr、Wfl、Wrl、Wrr)的制动液压的制动液压控制部20。如在图3中示出简要构成的那样，制动液压控制部20具有产生与制动踏板BP的操作力对应的制动液压的制动液压产生部21、能够分别调节提供给使制动单元14 17的制动钳动作的轮缸Wfr、WfI、Wrl、Wrr的制动液压的FR制动液压调节部22、FL制动液压调节部23、RL制动液压调节部24、RR制动液压调节部25、以及回流制动液供应部26。制动液压产生部21包括与制动踏板BP的操作对应地动作的真空助力器VB、以及与该真空助力器VB连接的主缸MC。真空助力器VB利用未图示的发动机的吸气管内的空气压力(负压)来对制动踏板BP的操作力以预定的比例进行助力，并且将被助力后的操作力传递到主缸MC。主缸MC具有由第I 口以及第2 口构成的2个系统的输出口，接受来自储存器RS的制动液的供应，从第I 口产生与所述被助力后的转向力对应的第I主缸液压。另外，主缸MC从第2 口产生第2主缸液压，第2主缸液压为与第I主缸液压大致相同的液压。这里，主缸MC的第I 口经由线性控制阀PCl分别与FR制动液压调节部22的上游部以及RL制动液压调节部24的上游部连接，FR制动液压调节部22以及RL制动液压调节部24的上游部分别被供应第I主缸液压。同样地，主缸MC的第2 口经由线性控制阀PC2分别与FL制动液压调节部23的上游部以及RR制动液压调节部25的上游部连接，FL制动液压调节部23以及RR制动液压调节部25的上游部分别被供应第2主缸液压。如图3所示，线性控制阀PCl为2 口 2位置切换型的常开电磁开闭阀。并且，线性控制阀PCl在位于如图3所示的第I位置(非励磁状态的位置)时，使主缸MC与FR制动液、压调节部22的上游部以及RL制动液压调节部24的上游部连通，并且在位于第2位置(励磁状态的位置)时，切断主缸MC与FR制动液压调节部22的上游部以及RL制动液压调节部24的上游部的连通。另外，在线性控制阀PCl上配置有止回阀，所述止回阀只允许制动液从主缸MC侧向FR制动液压调节部22的上游部以及RL制动液压调节部24的上游部的这一个方向流通。由此，即便在线性控制阀PCl位于第2位置时，在通过制动踏板BP的操作而第I主缸液压大于等于预定液压的情况下，第I主缸液压也被提供给FR制动液压调节部22的上游部以及RL制动液压调节部24的上游部。如图3所示，线性控制阀PC2也是2 口 2位置切换型的常开电磁开闭阀。并且，线性控制阀PC2在位于如图3所示的第I位置(非励磁状态的位置)时，使主缸MC与FL制动液压调节部23的上游部以及RR制动液压调节部25的上游部连通，并且在位于第2位置(励磁状态的位置)时，切断主缸MC与FL制动液压调节部23的上游部以及RR制动液压调节部25的上游部的连通。另外，在线性控制阀PC2上配置有止回阀，所述止回阀只允许制动液从主缸MC侧向FL制动液压调节部23的上游部以及RR制动液压调节部25的上游部的这一个方向流通。由此，即便在线性控制阀PC2位于第2位置时，在通过制动踏板BP的操作而第2主缸液压大于等于预定液压的情况下，第2主缸液压也被提供给FR制动液压调节部22的上游部以及RR制动液压调节部25的上游部。FR制动液压调节部22由作为2 口 2位置切换型的常开电磁开闭阀的增压阀I3Ufr和作为2 口 2位置切换型的常闭电磁开闭阀的减压阀TOfr来构成。增压阀TOfr在位于如图3所示的第I位置(非励磁状态的位置)时，使FR制动液压调节部22的上游部和轮缸Wfr连通，在位于第2位置(励磁状态的位置)时，切断FR制动液压调节部22的上游部和轮缸Wfr之间的连通。减压阀TOfr在位于如图3所示的第I位置(非励磁状态的位置)时，切断轮缸Wfr和储存器RSl之间的连通，在位于第2位置(励磁状态的位置)时，使轮缸Wfr和储存器RSl连通。由此，在增压阀PUfr以及减压阀TOfr都位于第I位置时，通过FR制动液压调节部22的上游部的制动液被供应到轮缸Wfr内，轮缸Wfr内的制动液压增加。另外，在增压阀PUfr位于第2位置且减压阀TOfr位于第I位置时，不依赖于FR制动液压调节部22的上游部的制动液压，轮缸Wfr内的制动液压保持不变。并且，在增压阀TOfr以及减压阀TOfr都位于第2位置时，通过轮缸Wfr内的制动液回流到储存器RSl，轮缸Wfr内的制动液压减少。另外，在增压阀PUfr上配置有止回阀CVl。止回阀CVl只允许制动液从轮缸Wfr侧向FR制动液压调节部22的这一个方向流动。因此，在作用到制动踏板BP的操作力(踩踏力)减小的情况下，通过止回阀CVl的动作，轮缸Wfr内的制动液压迅速减小。同样地，FL制动液压调节部23、RL制动调节部24以及RR制动液压调节部25的上游部分别由增压阀PUfl以及减压阀rofl、增压阀PUrl以及减压阀rorl、增压阀PUrr以及减压阀TOrr构成，这些各增压阀以及各减压阀的位置如上所述地被控制，由此轮缸Wfl、轮缸Wrl、轮缸Wrr的制动液压分别被增压、保持、或者减压。另外，对于增压阀PUrl、H)rl、PDrr中的每一个也分别与增压阀并列地配置了与上述的止回阀CVl具有相同功能的止回阀 CV2、CV3、CV4。回流制动液供应部26具有直流马达MT和被该马达MT同时驱动的2个液压泵HPl、、HP2。液压泵HPl汲取分别从减压阀H)fr、PDrl回流过来的储存器RSl内的制动液，并且将该汲取的(被加压的)制动液经由止回阀CV5、CV6分别供应到FR制动液压调节部22的上游部以及RL制动液压调节部24的上游部。同样地，液压泵HP2汲取分别从减压阀rofl、PDrr回流过来的储存器RS2内的制动液，并且将该汲取的(被加压的)制动液经由止回阀CV7.CV8分别供应到FL制动液压调节部23的上游部以及RR制动液压调节部25的上游部。根据如上所述构成的制动液压控制部20，当所有的电磁阀位于第I位置时，将与制动踏板BP的操作力(驾驶员的制动操作量)对应的制动液压提供给各轮缸Wfl、Wfr、WrUffrr0另外，制动液压控制部20能够分别独立地控制各轮缸Wfl、Wfr、Wrl、Wrr内的制动液压。例如，制动液压控制部20通过分别控制线性控制阀PC1、液压泵HPl (马达MT)、增压阀TOfr、以及减压阀rofr，能够只将轮缸Wfr内的制动液压减压预定量、或者只将轮缸Wfr内的制动液压保持、或者只将轮缸Wfr内的制动液压增压预定量。因此,各制动单元11、12、13、14能够分别独立地对左右前轮FWl、FW2以及左右后轮RWl、RW2施加基于摩擦的制动力。另外，如图I和图2所示，行为控制装置S具有转向角传感器31以及车速传感器32。转向角传感器31例如被组装在转向机构11，并且输出表示与基于转向轴12的中立位置的旋转角对应的左右前轮FW1、FW2的实际转向角5的信号。另外，实际转向角5以中立位置作为“0”，例如，将左方向的旋转角以正值表示，并且将右方向的旋转角以负值表示。另外，在本说明书中，在不区别方向而只讨论检测值的大小关系时，认为只对该绝对值的大小进行讨论。车速传感器32检测车速并输出表示车速V的信号。这些转向角传感器31以及车速传感器32与电子控制单元33连接。电子控制单元33以由CPU、R0M、RAM等构成的微型计算机作为主要构成部件，并且通过执行包含后述的程序在内的各种程序，能够控制制动液压控制部20以及轮内装马达I丽fl、I丽fr、IWMrl,IWMrr的动作。因此，在电子控制单元33的输出侧连接有用于驱动制动液压控制部20 (更加具体来说，线性控制阀PC1、线性控制阀PC2、FR制动液压调节部22、FL制动液压调节部23、RL制动液压调节部24、RR制动液压调节部25、以及回流制动液供应部26)的驱动电路34。另外，在电子控制单元33的输出侧连接有用于驱动轮内装马达I^fl、I丽fr、IWMrI、IWMrr的驱动电路35。
接着，详细说明如上所述的构成的行为控制装置S的动作。在通常的车辆中，在驾驶员对方向盘13进行转动操作以使左右前轮FWl、FW2转向来使车辆转弯的情况下，主要在车速V大的高速范围，由于横摆运动弓I起的朝向的变化大(发散)，车辆的方向容易变得不稳定，在车速V小的低速范围中由车辆的横摆运动引起的朝向的变化产生延迟，具有容易损失轻快感的趋势。即，如图4A和图4B示意性地示出的那样，这样的趋势随着车速V而变化，这是由于对于实际转向角S的周期性的变化(频率变化)作为运动状态量而在车辆产生的横摆率的过渡响应特性引起的。具体地说，在通常的车辆中，如图4A所示的那样，对于实际转向角8的频率变化的横摆率的增益(振幅比)在频率小时几乎保持不变，在频率变大时在与车辆的固有频率一致的频率、即共振频率处显现峰值，在大于等于该共振频率的频率具有降低的趋势。并且，共振频率的峰值具有随着车速V的增加而上升的趋势，换言之，具有随着车速V的增加而阻尼比变差的趋势。根据该趋势，主要在高速范围中，由于发生过度的横摆而车辆的方向稳定性变差。、另外，在通常的车辆中，如图4B所示的那样，对于实际转向角8的频率变化的横摆率的相位角在频率小时几乎为“0”，当频率大且车速V增加时，具有相位延迟变大的趋势。并且，主要在低速范围中，如上所述的那样具有横摆率的增益相对地变小的趋势，并且由于具有产生相位延迟的趋势，由此响应延迟变得显著而容易损失轻快感。因此，在与驾驶员对方向盘13的转动操作对应地仅使左右前轮FWl、FW2转向来使车辆转弯的情况下，车辆具有上述的频率响应特性而转弯。因此，电子控制单元33使处于转弯状态的车辆10产生恰当的横摆力矩，以抑制上述的尤其是在高速范围中过度的横摆的发生，且改善低速范围中响应延迟。具体来说，电子控制单元33控制左右前轮FWl、FW2以及左右后轮RW1、RW2中施加给转弯内侧的车轮(以下，也称作转弯内轮侧)的前后力的大小和施加给转弯外侧的车轮(以下，也称作转弯外轮侧)的前后力的大小，产生车辆10的重心位置处的横摆力矩。以下，详细说明由该电子控制单元33进行的横摆力矩控制。电子控制单元33通过执行如图5所示的横摆力矩控制程序，确定施加给转弯内轮侧的前后力的大小以及施加给转弯外轮侧的前后力的大小。即，电子控制单元33在步骤SlO中开始横摆力矩控制程序的执行，在步骤Sll中，输入通过车速传感器33检测出的车速V。然后，电子控制单元33在步骤S12中计算传递函数K(s)，该传递函数K(S)用于计算应当使车辆10产生的目标横摆力矩My。以下，具体说明该传递函数K(S)。另外，在以下的说明中，目标横摆力矩My用正值表示使车辆10向左方向转弯的力矩，用负值表示使车辆10向右方向转弯的力矩。另外，在以下的说明中，各式中的s表示拉普拉斯算子。通常，在车辆2轮模型中的车辆的运动方程式能够用以下的式I和式2表示。mV^ + 2(Kf+Kr)/3 + ^mV+y(LfKf-LrKr^r = 2KfS^^ I2(LfKf LrKr+l/r + 伞,Kf+Lr Kr\ = 2LfKfS…式 2其中，所述式I中的m表示车辆的惯性质量。另外，所述式1、2中的Kf、&表示车辆的前轮侧抗刚度、以及车辆的后轮侧抗刚度，Lf、Lr表示车辆重心点和前轮车轴之间的距离、以及车辆的重心点和后轮车轴之间的距离，S表示左右前轮FW1、FW2的实际转向角。另夕卜，所述式2中的Iz表示车辆的横摆惯性矩。另外，所述式1、2中的V表示车速，P表示车辆重心点的侧滑角，Y表示车辆的横摆率。这里，若为了抑制高速范围中过度的横摆的发生且改善低速范围中响应延迟，将应当使处于转弯状态的车辆10产生的横摆力矩My加到作为有关横摆的运动方程式的所述式2的右边，则可获得下式3。
权利要求
1.一种车辆的行为控制装置,所述行为控制装置控制车辆转弯时的行为,所述车辆包括方向盘，为了对车辆转向而由驾驶员操作所述方向盘；以及转向单元，所述转向单元使转向轮与所述方向盘的操作对应地转向， 所述行为控制装置的特征在于，包括 转向速度检测单元，其检测所述转向单元对所述转向轮转向的转向速度； 车速检测单元，其检测所述车辆的车速； 传递函数确定单元，其利用由所述车速检测单元检测出的所述车速来确定传递函数，所述传递函数基于所述车辆的规格而被确定，并且所述传递函数将所述转向轮的转向速度作为输入，将横摆力矩作为输出，所述横摆力矩使通过所述转向单元对所述转向轮的转向而在所述车辆产生的运动状态量的对于所述转向轮的周期性的转向的频率响应特性恒定; 目标横摆力矩计算单元，其利用由所述传递函数确定单元确定的所述传递函数和由所述转向速度检测单元检测出的所述转向速度来计算在所述转向轮的转向方向上产生的目标横摆力矩； 前后力计算单元，其利用由所述目标横摆力矩计算单元计算出的所述目标横摆力矩来计算使所述车辆的前后左右轮中的左轮侧产生的左轮侧前后力、以及使所述车辆的所述前后左右轮中的右轮侧产生的右轮侧前后力；以及 前后力施加单元，其将由所述前后力计算单元计算出的所述左轮侧前后力施加给所述车辆的所述左轮侧，并且将由所述前后力计算单元计算出的所述右轮侧前后力施加给所述车辆的所述右轮侧。
2.如权利要求I所述的车辆的行为控制装置，其特征在于， 所述前后力计算单元根据所述转向单元对所述转向轮转向的所述转向方向，计算与处于转弯状态的所述车辆的转弯内轮侧对应的所述左轮侧前后力或所述右轮侧前后力作为制动力，并且计算与处于所述转弯状态的所述车辆的转弯外轮侧对应的所述右轮侧前后力或所述左轮侧前后力作为驱动力， 所述前后力施加单元对所述左轮侧施加所述制动力或所述驱动力，并且对所述右轮侧施加所述驱动力或所述制动力。
3.如权利要求2所述的车辆的行为控制装置，其特征在于， 所述前后力施加单元对所述左轮侧的后轮施加所述制动力或所述驱动力，或者对所述右轮侧的后轮施加所述驱动力或所述制动力。
4.如权利要求I所述的车辆的行为控制装置，其特征在于， 所述前后力计算单元根据所述转向单元对所述转向轮转向的所述转向方向，计算与处于转弯状态的所述车辆的转弯内轮侧对应的所述左轮侧前后力或所述右轮侧前后力作为制动力， 所述前后力施加单元对与所述车辆的所述转弯内轮侧对应的所述左轮侧或所述右轮侧施加所述制动力。
5.如权利要求I所述的车辆的行为控制装置，其特征在于， 所述前后力计算单元根据所述转向单元对所述转向轮转向的转向方向，计算与处于转弯状态的所述车辆的转弯外轮侧对应的所述右轮侧前后力或所述左轮侧前后力作为驱动力， 所述前后力施加单元对与所述车辆的所述转弯外轮侧对应的所述右轮侧或所述左轮侧施加所述驱动力。
6.如权利要求I所述的车辆的行为控制装置，其特征在于， 所述前后力计算单元 在处于转弯状态的所述车辆通过被施加给所述前后左右轮的减速制动力而减速的情况下， 当被施加给与处于所述转弯状态的所述车辆的转弯外轮侧对应的所述右轮侧或所述左轮侧的减速制动力小于用于产生由所述目标横摆力矩计算单元计算出的所述目标横摆力矩的、与处于所述转弯状态的所述车辆的所述转弯外轮侧对应的所述右轮侧前后力或所述左轮侧前后力时， 将所述减速制动力和与所述车辆的所述转弯外轮侧对应的所述右轮侧前后力或所述左轮侧前后力之差加到与处于所述转弯状态的所述车辆的转弯内轮侧对应的所述左轮侧前后力或所述右轮侧前后力上，作为最终的与所述车辆的所述转弯内轮侧对应的所述左轮侧前后力或所述右轮侧前后力来计算出。
7.如权利要求6所述的车辆的行为控制装置，其特征在于， 所述前后力计算单元将最终的与所述车辆的所述转弯外轮侧对应的所述右轮侧前后力或所述左轮侧前后力计算为“O”。
8.如权利要求6所述的车辆的行为控制装置，其特征在于， 所述行为控制装置还包括操作方向检测单元，所述操作方向检测单元检测由驾驶员操作的所述方向盘的操作方向， 当与由所述操作方向检测单元检测出的所述方向盘的操作方向对应地在所述车辆产生的运动状态量的产生方向和通过所述左轮侧前后力以及所述右轮侧前后力而在所述车辆产生的运动状态量的产生方向不同时，所述前后力计算单元将所述左轮侧前后力以及所述右轮侧前后力计算为“O”。
9.如权利要求8所述的车辆的行为控制装置，其特征在于， 当由所述操作方向检测单元检测出的所述方向盘的操作方向和所述计算出的所述目标横摆力矩的产生方向不同时，所述目标横摆力矩计算单元将所述计算出的所述目标横摆力矩设定为“O”， 所述前后力计算单元利用被所述目标横摆力矩计算单元设定为“0”的所述目标横摆力矩，将所述左轮侧前后力以及所述右轮侧前后力计算为“O”。
10.如权利要求I所述的车辆的行为控制装置，其特征在于，所述前后力施加单元包括制动力施加单元，其对所述车辆的所述前后左右轮的每一个施加制动力；以及驱动力施加单元，其对所述车辆的所述前后左右轮的每一个施加驱动力。
11.如权利要求I所述的车辆的转向装置，其特征在于， 对于所述转向轮的周期性的转向的频率响应特性是对于所述转向轮的转向量的频率变化而在所述车辆产生的所述运动状态量的增益以及相位的响应特性。
12.如权利要求I所述的车辆的转向装置，其特征在于， 在所述车辆产生的所述运动状态量是所述车辆的横摆率或者所述车辆的横向加速度。
全文摘要
行为控制装置S利用车速V来确定传递函数K(s)，该传递函数K(s)基于车辆的规格而被确定，并且将对左右前轮FW1、FW2的转向角δ进行了时间微分而得的转向速度ω作为输入并将目标横摆力矩My作为输出。另外，装置S利用所确定的目标横摆力矩My计算出施加给车辆10的左轮侧(左前轮FW1和左后轮RW1)的左轮侧前后力FxCL以及施加给右轮侧(右前轮FW2和右后轮RW2)的右轮侧前后力FxCR。然后，装置S根据车辆10的转弯方向，将左轮侧前后力FxCL作为制动力(或驱动力)，将右轮侧前后力FxCR作为驱动力(或制动力)，来控制制动单元14～17以及轮内装马达IWMfl、IWMfr、IWMrl，IWMrr的动作。由此，能够考虑在车辆10产生的运动状态量的频率响应特性，确保车辆转弯时的方向稳定性以及响应性。
文档编号B60W10/08GK102753408SQ201080063089
公开日2012年10月24日 申请日期2010年2月2日 优先权日2010年2月2日
发明者山崎一平 申请人:丰田自动车株式会社