用于控制车辆运动的设备的制作方法

专利名称：用于控制车辆运动的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆运动控制设备，该设备合作地执行车辆的转向控制和刹车控 制以控制车辆的运动。
背景技术：
车辆具有转向角度控制机构和扭矩控制机构。独立于驾驶员的转向操作，转向角 度控制机构自动地控制前轮的转向角度。扭矩控制机构自动地控制内部内燃机中所生成的 扭矩通过传动装置和离合圆盘传递到后轮。公开的日本专利第一公开号2008-94214披露 了一种用于将受控变量适当地分发到这些机构的车辆运动控制设备。该设备判定这些受控 的变量以提供与标准化横摆角速度相匹配的车辆运动。该判定被自动执行，使得当车辆加 速时适当地设定施加到车轮的负载。然而，例如，当车辆在减速的同时转弯时，该设备不能将受控变量适当地分发到这 些机构。例如，当具有该设备的车辆的驾驶员发现有物体如另一车辆突然驾驶到本车辆前 方时，驾驶员手动执行转弯操作和减速操作以紧急避开该物体。此外，当在下坡路上行驶的 车辆或高速行驶的车辆进入公路拐角时，驾驶员在使车辆减速时需要该设备自动辅助驾驶 员以使车辆减速而同时使车辆转弯。在这些情况下，该设备的机构独立地执行车辆的转向 控制和刹车控制。例如，在紧急物体避开时间只有转向角度控制机构自动执行转向控制，或 者在减速辅助时间只有扭矩控制机构自动执行刹车控制以使车辆减速。当该设备通过仅自动执行转向控制以紧急避开物体或仅自动执行刹车控制以辅 助驾驶员使车辆减速来控制车辆运动时，需要驾驶员以大操纵变量手动操作车辆的刹车踏 板或方向盘。因此，驾驶员在驾驶车辆时的负担变大。

发明内容
考虑到传统车辆运动控制设备的缺点，本发明的目的在于提供一种合作地执行对 于车辆的转向控制和刹车控制以减轻驾驶员负担的车辆运动控制设备。根据本发明的一个方面，通过提供包括控制分配单元、辅助扭矩设定单元和刹车 扭矩设定单元的车辆运动控制设备来实现该目的。控制分配单元接收对于车辆转弯运动主 要执行转向控制的选择或对于车辆转弯运动主要执行刹车控制的选择，接收车辆转弯运动 的期望值，分配用于车辆转弯运动的转向控制和刹车控制，确定表示车辆转弯运动的受控 变量的主要请求值，使得在选择转向控制的情况下在转向控制中实现受控变量的主要请求 值，或者在选择刹车控制的情况下在刹车控制中实现受控变量的主要请求值，并确定与车 辆转弯运动的期望值和受控变量的主要请求值之差相对应的受控变量的非主要请求值。辅 助扭矩设定单元设定在选择转向控制的情况下，与受控变量的主要请求值相对应的特定辅 助扭矩，或在选择刹车控制的情况下，与受控变量的非主要请求值相对应的特定辅助扭矩， 以在转向控制执行单元中生成特定辅助扭矩，转向控制执行单元执行转向控制以按特定辅 助扭矩辅助对车辆的转向角度的改变。刹车扭矩设定单元设定在选择刹车控制的情况下，与受控变量的主要请求值相对应的特定刹车扭矩，或在选择转向控制的情况下，与受控变 量的非主要请求值相对应的特定刹车扭矩，以在刹车控制执行单元中生成特定刹车扭矩， 刹车控制执行单元执行刹车控制以将与特定刹车扭矩相对应的制动力施加到车辆的车轮。利用该设备的该结构，当接收到对转向控制的选择时，控制分配单元确定在转向 控制中实现的受控变量的主要请求值和与车辆转弯运动的期望值和受控变量的主要请求 值之差相对应的受控变量的非主要请求值。辅助扭矩设定单元设定与主要请求值相对应的 特定辅助扭矩，并且转向控制执行单元通过该特定辅助扭矩执行对于车辆的转向控制。刹 车扭矩设定单元设定与非主要请求值相对应的特定刹车扭矩，并且刹车控制执行单元通过 该特定刹车扭矩执行对于车辆的刹车控制。相反，当接收到对刹车控制的选择时，控制分配单元确定在刹车控制中实现的受 控变量的主要请求值和与车辆转弯运动的期望值和受控变量的主要请求值之差相对应的 受控变量的非主要请求值。刹车扭矩设定单元设定与主要请求值相对应的特定刹车扭矩， 并且刹车控制执行单元通过该特定刹车扭矩执行对于车辆的刹车控制。辅助扭矩设定单元 设定与非主要请求值相对应的特定辅助扭矩，并且转向控制执行单元通过该特定辅助扭矩 执行对于车辆的转向控制。因此，因为确定了在转向或刹车控制中实现的受控变量的主要请求值而同时确定 了与期望值和主要请求值之差相对应的受控变量的非主要请求值，所以转向控制和刹车控 制可以被适当地分配用于车辆转弯运动。 因此，在车辆转弯运动中，因为执行转向和刹车控制的合作控制，使得主要执行转 向控制而同时刹车控制支持转向控制，或使得主要执行刹车控制而同时转向控制支持刹车 控制，所以可以减轻驾驶员的负担。此外，相比于对于车辆转弯运动只执行转向控制或只执行刹车控制的情况，可以 对于车辆转弯运动执行转向和刹车控制的合作控制以精确地遵循车辆转弯运动的目标值。


图1是根据本发明实施例的具有车辆运动控制设备的车辆运动控制系统的框图；图2是根据该实施例的其中对于车辆转弯运动主要执行转向控制的合作控制的 时间图；图3是根据该实施例的其中对于车辆转弯运动主要执行刹车控制的合作控制的 时间表；图4是示出根据该实施例的根据所请求的横摆角速度来确定的标准化横摆角速 度以避免转向控制中的响应延迟的示图；图5是示出根据该实施例的根据所请求的横摆角速度来确定的标准化横摆角速 度以避免刹车控制中的响应延迟的示图；图6A是根据该实施例的合作控制中的车辆的期望行驶轨迹的顶视图；图6B是示出根据该实施例的行驶轨迹的曲率、转向控制的第一请求横摆角速度 以及刹车控制的第四请求横摆角速度的时间图；图7A是示出根据现有技术的在仅有转向控制中的转弯时的曲率、施加到车辆的 加速度和横摆角速度的时间图；以及
图7B是示出根据该实施例的在合作控制中的转弯时的曲率、施加到车辆的加速 度和横摆角速度的时间图。
具体实施例方式在本实施 例中，将描述使用车辆运动控制设备的车辆运动控制系统。图1是根据该实施例的具有车辆运动控制设备的车辆运动控制系统的框图。如图 1所示，安装在车辆中的车辆运动控制系统100具有期望值请求单元1、车辆运动控制设备 10、转向制动器7、刹车制动器8、转向控制单元5和刹车控制单元6。请求单元1输出选择 对于车辆转弯运动主要执行转向控制或选择对于车辆转弯运动主要执行刹车控制，在每个 控制时段请求车辆转弯运动的期望改变模式(即，期望值)。车辆运动控制设备10根据从 请求单元1发送的对转向或刹车控制的选择来确定辅助扭矩的特定值(下文中称为特定辅 助扭矩)和刹车扭矩的特定值(下文中称为特定刹车扭矩)，使得以在特定辅助扭矩和特定 刹车扭矩下执行的转向控制和刹车控制的合作控制来实现车辆转弯运动的期望改变模式。 控制单元5在车辆的转向控制中控制制动器7以生成特定辅助扭矩。控制单元6在车辆的 刹车控制中控制制动器8以生成特定刹车扭矩。转向制动器7通过电动助力转向系统(electric power steering，简称EPS)来具 体化。当控制单元5请求制动器7生成特定辅助扭矩时，EPS的发动机被驱动以在EPS中 生成特定辅助扭矩，并且EPS辅助车辆的驾驶员改变车辆的转向角度。刹车制动器8是针对车辆的每个车轮提供的发动机驱动刹车装置或液压刹车装 置。在液压刹车装置中，车辆的每个车轮的轮缸均被由泵加压的液压流体自动挤压。当控 制单元6请求制动器8生成特定刹车扭矩时，发动机驱动的刹车装置的发动机或用于驱动 液压刹车装置的泵的发动机被驱动以挤压轮缸，并且对应于特定刹车扭矩的特定制动力被 施加到车轮。转向控制单元8和转向制动器7用作转向控制执行单元。刹车控制单元6和刹车 制动器8用作刹车控制执行单元。请求单元1具有车道保持控制块、车道偏离控制块、避撞控制块(pre-crash control block)、导航合作辅助控制块和转弯辅助控制块。请求单元1的每个控制块确定 车辆转弯运动的期望改变模式，并要求控制设备10对于车辆转弯运动的期望改变模式来 设定特定辅助扭矩和/或特定刹车扭矩。响应于一个控制块的这种请求，控制设备10执行 转向控制、刹车控制或转向控制和刹车控制的合作控制。在合作控制中，合作执行转向和刹 车控制。每个控制块执行应用程序以确定车辆转弯运动的期望值。例如，当驾驶员在笔直延伸的大路上行驶车辆时，车道保持控制块控制机载摄像 机以通过摄像机拍摄车辆前方区域的照片，处理所拍摄的图像以辨认车辆的行进路线，并 请求控制设备10执行用于车辆转弯运动的车道保持控制。因此，车辆沿着行进路线行驶。 车道偏离控制块根据所拍摄的图像辨认表示车道区域的车道标记，计算相对于车道标记的 车辆位置以判断车辆是否被置于车道之外，并请求控制设备10执行用于车辆转弯运动的 车道偏离控制。因此，当车辆被置于车道之外时，使车辆返回车道。避撞控制块计算要避免 与诸如位于本车辆前方的另一车辆的物体的碰撞所需的减速度和转向角度改变级别，并请 求控制设备10执行用于车辆转弯运动的避撞控制。因此，为了避开与物体的碰撞，车辆按照计算出的减速度进行减速，并且按照计算出的级别来辅助驾驶员改变转向角度。导航合 作辅助控制块通过使用存储在导航装置(未示出)中的地图数据来检测车辆前方的急转弯 公路，并请求控制设备10执行用于车辆转弯运动的导航合作辅助控制。因此，车辆平稳地 行驶在该弯曲公路上。转弯辅助控制块请求控制设备10执行用于车辆转弯运动的转弯辅 助控制。因此，当使车辆转弯时，辅助驾驶员用较低力量改变车辆的转向角度。 当请求单元1的一个控制块产生车辆转弯运动的期望改变模式或行为作为车辆 运动控制的目标时，请求单元1将表示期望改变模式的请求信号输出到控制设备10。当请求单元1的一个控制块判断出，为了使车辆减速而同时使车辆转弯，转向控 制比刹车控制更重要时，请求单元1将选择转向控制输出到设备10并请求设备10在车辆 运动控制中主要执行转向控制并且必要时通过刹车控制支持转向控制。相比之下，当请求 单元1的一个控制块判断出，为了使车辆减速而同时使车辆转弯，刹车控制比转向控制更 重要时，请求单元1将选择刹车控制输出到设备10并请求设备10在车辆运动控制中主要 执行刹车控制并在必要时通过转向控制支持刹车控制。控制设备10具有控制分配单元2、辅助扭矩设定单元3和刹车扭矩设定单元4。控 制分配单元2从请求单元1接收对于车辆转弯运动主要执行转向或刹车控制的选择，从请 求单元1接收车辆转弯运动的期望改变模式，分配用于车辆转弯运动的转向控制和刹车控 制，根据车辆的状态确定代表表示车辆转弯运动的受控变量的横摆角速度(yaw rate)的主 要请求值，使得在选择转向控制的情况下横摆角速度的主要请求值在控制单元5中可控制 以在转向制动器7中生成，或使得在选择刹车控制的情况下横摆角速度的主要请求值在控 制单元6中可控制以在制动器8中生成，并确定与车辆转弯运动的期望值和横摆角速度的 主要请求值之差相对应的横摆角速度的附属请求值(即，非主要请求值)。辅助扭矩设定单元3设定在选择主要执行转向控制的情况下，与横摆角速度的主 要请求值相对应的特定辅助扭矩，或者在选择主要执行刹车控制的情况下，与横摆角速度 的非主要请求值相对应的特定辅助扭矩。刹车扭矩设定单元4设定在选择刹车控制的情况下，与横摆角速度的主要请求值 相对应的特定刹车扭矩，或者在选择转向控制的情况下，与横摆角速度的附属请求值相对 应的特定刹车扭矩。当从请求单元1接收到对转向控制的选择时，分配单元2判断从请求单元1接收 的车辆转弯运动的期望改变模式是否可以只通过转向控制执行。当判断期望改变模式可以 只通过转向控制来执行时，分配单元2将第一请求横摆角速度输出到辅助扭矩设定单元3， 而同时将设定为零的第四请求横摆角速度输出到刹车扭矩设定单元4。与第一请求横摆角 速度相对应的辅助扭矩足以用于车辆转弯运动的期望改变模式。因为在设定单元4中接收 到设定为零的横摆角速度，所以控制系统100不执行对于车辆的任何刹车控制，但是控制 系统100利用驾驶员的转向和刹车操作执行对于车辆的转向控制。以同样方式，当从请求单元1接收到对刹车控制的选择时，分配单元2判断车辆转 弯运动的期望改变模式是否可以只通过刹车控制执行。当判断期望改变模式可以只通过刹 车控制来执行时，分配单元2将第四请求横摆角速度输出到刹车扭矩设定单元4，而同时将 设定为零的第一请求横摆角速度输出到辅助扭矩设定单元3。与第四请求横摆角速度相对 应的刹车扭矩足以用于车辆转弯运动的期望改变模式。因为设定单元3接收到设定为零的横摆角速度，所以控制系统100不执行对于车辆的任何转向控制，但是控制系统100利用驾 驶员的转向和刹车操作执行对于车辆的刹车控制。 分配单元2还从控制单元5接收关于辅助扭矩上限的信息，辅助扭矩上限通过控 制单元5可控制以在转向制动器7中生成。响应于对转向控制的选择，分配单元2判断辅 助扭矩限制是否足以用于车辆转弯运动的期望改变模式。当辅助扭矩限制不足以用于车辆 转弯运动的期望改变模式时，分配单元2判断出控制系统100不能在没有刹车控制的支持 的情况下只在转向控制中执行车辆转弯运动的期望改变模式。因此，分配单元2确定与辅 助扭矩限制相对应的第一请求横摆角速度(即，横摆角速度的主要请求值)作为横摆角速 度的主要请求值，并将第一请求横摆角速度输出到设定单元3，根据车辆转弯运动的期望改 变模式和第一请求横摆角速度之差确定第四请求横摆角速度(即，横摆角速度的附属请求 值)，并将第四请求横摆角速度输出到设定单元4作为横摆角速度的附属请求值。分配单元2还从控制单元6接收关于刹车扭矩上限的信息，刹车扭矩上限通过控 制单元6可控制以在刹车制动器8中生成。响应于选择刹车控制，分配单元2判断刹车扭 矩限制是否足以用于车辆转弯运动的期望改变模式。当刹车扭矩限制足以用于车辆转弯运 动的期望改变模式时，分配单元2判断出控制系统100不能在没有转向控制的支持的情况 下只在刹车控制中执行车辆转弯运动的期望改变模式。因此，分配单元2确定与刹车扭矩 限制相对应的第四请求横摆角速度(即，横摆角速度的主要请求值)作为横摆角速度的主 要请求值，并将第四请求横摆角速度输出到设定单元4，根据车辆转弯运动的期望改变模式 和第四请求横摆角速度之差确定第一请求横摆角速度(即，横摆角速度的附属请求值)，并 将第一请求横摆角速度输出到设定单元3作为横摆角速度的附属请求值。分配单元2还根据选择信号产生表示与选择转向或刹车控制相对应的计算方法 的控制信号，并将该控制信号输出到设定单元3和4中的每一个。在该实施例中，因为控制系统100在控制施加到车辆的横摆角速度的同时执行车 辆转弯运动，所以在分配单元2中确定横摆角速度值。然而，因为控制系统100也可以在控 制另一受控变量如车辆的偏离角或横向加速度的同时执行车辆转弯运动，所以可以在分配 单元2中确定偏离角值或横向加速度值而不是横摆角速度值。辅助扭矩设定单元3执行反馈控制和前馈控制并根据第一请求横摆角速度和从 分配单元2接收到的控制信号来设定特定辅助扭矩。设定单元3具有选择和计算部3a、标 准化值设定部3b、实际横摆角速度检测部3c、反馈控制部3d、前馈控制部3e、加法部3f和 辅助扭矩转换部3g作为运算部件。计算部3a根据控制信号选择计算方法，针对第一请求横摆角速度执行所选择的 计算方法以获得第二请求横摆角速度，并将第二请求横摆角速度输出到设定部3b。例如， 当设定单元3从分配单元2接收到表示与选择转向控制相对应的计算方法的控制信号时， 部3a将第一请求横摆角速度(即，横摆角速度的主要请求值)输出到设定部3b作为第二 请求横摆角速度，响应于接收到第二请求横摆角速度而接收从设定部3b输出的第三请求 横摆角速度，计算表明第一请求横摆角速度(即，横摆角速度的主要请求值)和第三请求横 摆角速度之差的第一校正值，并将第一校正值输出到设定单元4。相反，当设定单元3从分配单元2接收到表示与选择刹车控制相对应的计算方法 的控制信号时，部3a从设定单元4接收第二校正值，将第二校正值加到第一请求横摆角速度(即，横摆角速度的附属请求值)以获得第二请求横摆角速度，并将第二请求横摆角速度 输出到设定部3b。设定部3b存储用于转向控制的标准化模型，根据标准化模型计算与第二请求横 摆角速度相对应的标准化横摆角速度(即，第一标准化值)，并将标准化横摆角速度输出到 控制部3d作为第三请求横摆角速度。标准化模型被设定为与车辆的特性相匹配。第二请 求横摆角速度和标准化横摆角速度之差取决于转向制动器7的响应延迟，稍后详细描述。在该实施例中，第三请求横摆角速度基于标准化模型来设定。然而，因为设定部3b 仅设定标准化横摆角速度，所以不一定根据标准化模型来设定该标准化横摆角速度。例如， 设定部3b可以由滤波器构成以从第二请求横摆角速度中去除高频组分。在该情况下，部3b 将没有高频组分的第二请求横摆角速度设定为标准化横摆角速度。检测部3c根据从横摆角速度传感器(未示出)发送的检测信号来检测当前控制 周期中的实际使车辆转弯的实际横摆角速度，并输出该实际横摆角速度的数据作为横摆角 速度的实际物理值。在该实施例中，因为采用横摆角速度作为表示车辆转弯运动的受控变 量，所以实际横摆角速度被检测作为实际物理值。然而，当采用车辆的偏离角或横向加速度 作为受控变量时，实际偏离角或实际横向加速度被检测作为实际物理值。因此，检测部3c 用作用于检测和输出所采用的受控变量的实际物理值的实际物理值检测部。反馈控制部3d执行反馈控制，使得在随后的控制周期中部3c中检测到的实际物 理值接近部3b的第三请求横摆角速度。更具体地，部3d从第三请求横摆角速度中减去实 际横摆角速度以获得横摆角速度差，并计算与横摆角速度差相对应的反馈受控横摆角速度 (即，第一反馈受控值)，使得在随后的控制周期中当通过与反馈受控横摆角速度相对应的 辅助扭矩辅助驾驶员执行的转向角度的改变时，横摆角速度差接近零。为了计算反馈受控 横摆角速度，执行用于一般反馈控制的比例积分微分(PID)控制。

前馈控制部3e针对从部3a输出的第二请求横摆角速度执行前馈控制，使得部3c 中获得的实际物理值接近第二请求横摆角速度。更具体地，部3e计算与第二请求横摆角速 度相对应的前馈横摆角速度，使得当与前馈横摆角速度相对应的前馈辅助扭矩被施加到制 动器7以辅助转向角度上的改变时，实际物理值接近第二请求横摆角速度。该前馈横摆角 速度表明前馈控制量。为了计算前馈横摆角速度，执行一般与反馈控制一起使用的前馈控 制。加法部3f根据反馈控制量和前馈控制量确定横摆角速度的最终控制值。反馈控 制量对最终控制量的贡献和前馈控制量对最终控制量的贡献被适当地预先设定。更具体 地，部3f将部3d的反馈受控横摆角速度的贡献部分和部3e的前馈横摆角速度的另一贡献 部分相加以获得最终请求横摆角速度。转换部3g设定与最终控制量相对应的附加辅助扭矩。更具体地，部3g将最终请 求横摆角速度转换为附加辅助扭矩，使得在随后控制周期中当实际施加到制动器7的EPS 的辅助扭矩被附加辅助扭矩改变时，车辆在当前控制周期中的实际横摆角速度接近最终请 求横摆角速度。然后，部3g将表示附加辅助扭矩的信号输出到控制单元5。当前控制周期 中实际施加到制动器7的辅助扭矩与当前设定的附加辅助扭矩之和等于在随后控制周期 中施加到制动器7的EPS的特定辅助扭矩。刹车扭矩设定单元4执行反馈控制和前馈控制，并根据第四请求横摆角速度和从分配单元2接收到的控制信号设定特定刹车扭矩。设定单元4具有选择和计算部4a、标准 化值设定部4b、实际横摆角速度检测部如、反馈控制部4d、前馈控制部如、加法部4f和刹 车扭矩转换部4g作为运算部件。计算部如根据控制信号选择计算方法，针对第四请求横摆角速度执行所选择的 计算方法以获得第五请求横摆角速度，并将第五请求横摆角速度输出到设定部4b。例如，当 分配单元2选择在合作控制中主要执行刹车控制时，部如将第四请求横摆角速度(即，横 摆角速度的主要请求值)输出到设定部4b作为第五请求横摆角速度，响应于对第五请求横 摆角速度的接收而接收从设定部4b输出的第六请求横摆角速度，计算第四请求横摆角速 度(即，横摆角速度的主要请求值)和第六请求横摆角速度之差作为第二校正值，并将第二 校正值输出到设定单元3的部3a。相反，当分配单元2选择在合作控制中主要执行转向控制时，部如从设定单元3 的块3a接收第一校正值，将第一校正值加到第四请求横摆角速度(即，横摆角速度的附属 请求值)以获得第五请求横摆角速度，并将第五请求横摆角速度输出到设定部4b。设定部4b存储用于刹车控制的标准化模型，根据该标准化模型计算与第五请求 横摆角速度相对应的标准化横摆角速度(即，第二标准化值)，并将标准化横摆角速度输出 到控制部4d作为第六请求横摆角速度。该标准化模型被设定为与车辆的特性相匹配。在 该实施例中，第六请求横摆角速度基于标准化模型来设定。然而，因为设定部4b仅设定标 准化横摆角速度，所以不一定根据标准化模型来设定该标准化横摆角速度。例如，设定部4b 可以由滤波器构成以从第五请求横摆角速度中去除高频组分。在该情况下，部4b将没有高 频组分的第五请求横摆角速度设定为标准化横摆角速度。以与检测部3c中的相同方式，检测部如检测当前控制周期中的实际横摆角速度， 并输出该实际横摆角速度作为横摆角速度的实际物理值，并输出该实际横摆角速度作为当 前控制周期中的实际物理值。以与检测部3c的相同方式，检测部如用作实际物理值检测 部。反馈控制部4d执行反馈控制，使得部如中检测到的实际物理值接近从部4b输出 的第六请求横摆角速度。更具体地，部4d从第六请求横摆角速度中减去实际横摆角速度以 获得横摆角速度差，并计算与横摆角速度差相对应的反馈受控横摆角速度(即，第二反馈 受控值)，使得在随后的控制周期中当以与反馈受控横摆角速度相对应的反馈刹车扭矩控 制车辆的每个车轮时，横摆角速度差接近零。该反馈受控横摆角速度表明反馈控制量。为 了计算反馈受控横摆角速度，执行用于一般反馈控制的PID控制。前馈控制部如针对从部如输出的第五请求横摆角速度执行前馈控制，使得部如 中获得的实际物理值接近第五请求横摆角速度。更具体地，部4e计算与第五请求横摆角速 度相对应的前馈横摆角速度，使得在随后控制周期中当以与前馈横摆角速度相对应的前馈 刹车扭矩控制车辆的每个车轮时，实际物理值接近第五请求横摆角速度。该前馈横摆角速 度表明前馈控制量。为了计算前馈横摆角速度，执行一般与反馈控制一起使用的前馈控制。加法部4f根据反馈控制量和前馈控制量确定最终控制量。反馈控制量和前馈控 制量对最终控制量的贡献被适当地预先设定。更具体地，部4f将部4d的反馈受控横摆角 速度的贡献部分和部4e的前馈横摆角速度的另一贡献部分相加以获得最终请求横摆角速 度。
转换部4g针对在加法部4f中获得的最终控制量执行扭矩转换以设定与最终控制 量相对应的附加刹车扭矩。更具体地，部4g将最终请求横摆角速度转换为要施加到车辆 的每个车轮的附加刹车扭矩，使得在随后控制周期中当实际施加到车辆的车轮的刹车扭矩 被附加刹车扭矩改变时，车辆在当前控制周期中的实际横摆角速度接近最终请求横摆角速 度。然后，部4g将表示附加刹车扭矩的信号输出到控制单元6。当前控制周期中实际施加 到车辆的每个车轮的刹车扭矩与当前设定的附加刹车扭矩之和等于在随后控制周期中要 施加到车轮的特定刹车扭矩。例如，当在车辆的转弯运动中施加到放置在内侧的每个内车轮的制动力增大而同 时在车辆的转弯运动中施加到放置在外侧的每个外车轮的制动力维持在恒定值时，要施加 到每个内车轮的附加刹车扭矩被设定在正值，而要施加到每个外车轮的附加刹车扭矩被设
定在零。将描述根据与第二请求横摆角速度相对应的第三请求横摆角速度和与第五请求 横摆角速度相对应的第六请求横摆角速度来确定附加辅助扭矩和附加刹车扭矩的原因。响应于从控制单元5或6发送的请求，制动器7和8中的每一个延迟。因此，制动 器7响应于与第二请求横摆角速度相对应的请求辅助扭矩，生成与随着时间改变的第三请 求横摆角速度的模式相对应的辅助扭矩的模式，制动器8响应于与第五请求横摆角速度相 对应的请求辅助扭矩，生成与第六请求横摆角速度相对应的辅助扭矩。在该实施例中，为了 补偿制动器7和8的响应延迟，根据第三请求横摆角速度来确定表明制动器7中生成的辅 助扭矩的改变的附加辅助扭矩，并根据第六请求横摆角速度来确定表明制动器8中生成的 刹车扭矩的改变的附加刹车扭矩。因此，制动器7和8中的每一个均能够响应于从控制单 元5或6发送的请求来精确地生成受控辅助扭矩或受控刹车扭矩。此外，当选择转向控制时，附加辅助扭矩不根据等于第二请求横摆角速度的第一 请求横摆角速度来确定而是根据第三请求横摆角速度来确定。为了补偿与第一和第三请求 横摆角速度之差相对应的辅助扭矩，在设定单元4中通过将等于该差的校正横摆角速度加 到第四请求横摆角速度来将第四请求横摆角速度校正到第五请求横摆角速度，并根据第五 请求横摆角速度来确定附加刹车扭矩。以相同方式，当刹车控制被选择作为主要执行的控 制时，附加刹车扭矩不根据等于第五请求横摆角速度的第四请求横摆角速度来确定而是根 据第六请求横摆角速度来确定。为了补偿与第四和第六请求横摆角速度之差相对应的刹车 扭矩，在设定单元3中通过将等于该差的校正横摆角速度加到第一请求横摆角速度来将第 一请求横摆角速度校正到第二请求横摆角速度，并根据第二请求横摆角速度来确定附加辅 助扭矩。在该实施例中，转换部4g设定要被加到在当前控制周期中实际施加到车辆的刹 车扭矩的附加刹车扭矩。然而，转换部4g可以设定通过将附加刹车扭矩加到当前控制周期 中实际施加到车辆的刹车扭矩所获得的特定刹车扭矩。不管转换部4g是否设定附加刹车 扭矩或特定刹车扭矩，刹车制动器8在后续控制周期中均生成与特定刹车扭矩相对应的刹 车扭矩。转向控制单元5通过转向电子控制单元(EOT)来具体化。响应于从设定单元3发 送的附加辅助扭矩的信息，控制单元5产生具有与附加辅助扭矩相对应的辅助电流的驱动 信号并将该驱动信号输出至制动器7作为对附加辅助扭矩的请求。因此，响应于驱动信号通过附加辅助扭矩来改变制动器7中生成的辅助扭矩。此外，控制单元5将关于在转向制动器7中可生成的辅助扭矩的控制限制的信息发送至分配单元2。辅助扭矩限制根据车辆状态来确定。例如，该限制根据制动器7在依赖 于车辆构成部件的状态(如驱动高功耗的空调以及在电池中累积的电力减少)而生成辅助 扭矩或所生成的辅助扭矩的上限的功能上限来确定。控制单元5通过车辆的局域网(LAN) 收集确定辅助扭矩限制所需的各种信息段，根据所收集的信息确定辅助扭矩限制，并将关 于辅助扭矩限制的信息输出到分配单元2。刹车控制单元6通过刹车E⑶来具体化。响应于从设定单元4发送的附加刹车扭 矩的信息，控制单元6产生具有与用于每个车轮的附加刹车扭矩相对应的刹车电流的驱动 信号，并将该驱动信号输出到每个车轮的制动器8作为对附加刹车扭矩的请求。因此，响应 于驱动信号，通过附加刹车扭矩来改变制动器8中所生成的刹车扭矩。此外，控制单元6将关于在刹车制动器8中可生成的附加刹车扭矩的控制限制的 信息发送到分配单元2。附加刹车扭矩限制根据车辆状态来确定。例如，该限制根据避免不 依赖于公路状态发生的车轮锁住或打滑所需的附加刹车扭矩的限制、制动器8生成刹车扭 矩的功能限制、以及依赖于车辆的构成部件的状态(如驱动高功耗的空调、电池中累积的 电力减少等)所生成的刹车扭矩的限制来确定。控制单元6通过车辆的LAN收集确定刹车 扭矩限制所需的各种信息段，根据所收集的信息确定刹车扭矩限制，并将关于刹车扭矩限 制的信息输出到分配单元2。在该实施例中，针对每个车轮确定附加刹车扭矩限制。然而，针对每个车轮生成的 特定刹车扭矩的控制限制可以被确定并被输出到分配单元2。接下来，将描述在控制系统100中执行的转向和刹车控制的合作控制。图2是其 中对于车辆转弯运动主要执行转向控制的合作控制的时间图。如图2所示，请求单元1中的一个控制块请求控制系统100以随着时间改变的期 望改变模式执行车辆转弯运动，并且控制块选择转向控制并请求控制系统100对于车辆转 弯运动主要执行转向控制。对于转向控制，由控制单元5可控制的辅助扭矩的上限比期望 改变模式所需的辅助扭矩低随着时间可改变的不足量。通过从期望改变模式减去辅助扭矩 限制来判定该不足量。图2中的阴影部分示出了对应于该不足量的区域。车辆转弯运动的 该区域不能只以转向控制实现。在该情况中，假设对于车辆转弯运动只执行转向控制，制动 器7只以转向控制不能生成以期望改变模式执行车辆转弯运动所需的辅助扭矩。因此，为 了支持转向控制，执行刹车控制以补偿车辆转弯运动中的不足量。即，控制系统100以期望 改变模式执行用于车辆转弯运动的转向和刹车控制的合作控制。更具体地，当请求单元1将车辆转弯运动的该期望改变模式和选择转向控制输出 到分配单元2时，分配单元2基于辅助扭矩限制判断出车辆转弯运动的期望改变模式不能 仅以转向控制来实现，确定与辅助扭矩限制相对应的第一请求横摆角速度，确定与车辆转 弯运动的不足量相对应的第四请求横摆角速度，将第一请求横摆角速度输出到设定单元3， 并将第四请求横摆角速度输出到设定单元4。在设定单元3中，因为选择转向控制作为主要执行的控制，所以在块3a中设定第 一请求横摆角速度作为第二请求横摆角速度，在块3b中根据标准化模型确定与第二请求 横摆角速度相对应的第三请求横摆角速度以相比于第二请求横摆角速度随着时间逐渐改变。因为第三请求横摆角速度的逐渐改变，所以不管制动器7的响应延迟如何，转向制动器 7均能够可靠地生成与第三请求横摆角速度相匹配的辅助扭矩。然后，在块3d中根据反馈 控制从实际横摆角速度和第三请求横摆角速度确定反馈受控横摆角速度，在块3e中根据 前馈控制从第二请求横摆角速度确定前馈横摆角速度，在块3f中从反馈受控横摆角速度 和前馈横摆角速度确定最终请求横摆角速度，并在块3g中从该最终请求横摆角速度确定 附加辅助扭矩。在设定单元4中，因为选择转向控制作为主要执行的控制，所以在块如中将第四 请求横摆角速度与第一请求横摆角速度(等于第二请求横摆角速度)和第三请求横摆角速 度之差的和确定作为第五请求横摆角速度。该第五请求横摆角速度等于期望改变模式和第 三请求横摆角速度之差。因为辅助扭矩限制和制动器7的响应延迟，控制系统100只以转 向控制不能执行与第五请求横摆角速度相对应的车辆转弯运动的部分。为了以刹车控制执 行车辆转弯运动的该部分，根据第四请求横摆角速度确定第五请求横摆角速度。然后，在块 4b中根据标准化模型确定与第五请求横摆角速度相对应的第六请求横摆角速度。因为第 五请求横摆角速度的逐渐改变，第六请求横摆角速度基本等于第五请求横摆角速度。然后， 在块4d中根据反馈控制从实际横摆角速度和第六请求横摆角速度确定反馈受控横摆角速 度，在块如中根据前馈控制从第五请求横摆角速度确定前馈横摆角速度，在块4f中从反馈 受控横摆角速度和前馈横摆角速度确定最终请求横摆角速度，并在块4g中从该最终请求 横摆角速度确定附加刹车扭矩。然后，在控制单元5的控制下通过附加辅助扭矩改变转向制动器7中所生成的辅 助扭矩，并在控制单元6的控制下通过附加刹车扭矩改变刹车制动器8中生成的刹车扭矩。图3是其中对于车辆转弯运动主要执行刹车控制的合作控制的时间图。如图3所示，请求单元1中的一个控制块请求控制系统100以期望改变模式或随 着时间改变的行为来执行车辆转弯运动，并且该控制块选择刹车控制并请求控制系统100 主要执行用于车辆转弯运动的刹车控制。在控制单元6的刹车控制中可控制的刹车扭矩的 上限比车辆转弯运动的期望改变模式所需的刹车扭矩低随着时间可改变的不足量。通过从 期望改变模式减去刹车扭矩限制来判定该不足量。图3中的阴影部分示出了对应于该不足 量的区域。车辆转弯运动的该区域不能只实现刹车控制。在该情况中，假设对于车辆转弯运 动只执行刹车控制，制动器8只以刹车控制不能生成以期望改变模式执行车辆转弯运动所 需的刹车扭矩。因此，为了支持刹车控制，执行转向控制用于车辆转弯运动的不足量。艮口， 控制系统100以期望改变模式执行用于车辆转弯运动的转向和刹车控制的合作控制。更具体地，当请求单元1将车辆转弯运动的该期望改变模式和选择刹车控制输出 到分配单元2时，分配单元2基于刹车扭矩限制判断出车辆转弯运动的期望改变模式不能 仅以刹车控制来实现，确定与刹车扭矩限制相对应的第四请求横摆角速度，确定与车辆转 弯运动的不足量相对应的第一请求横摆角速度，将第四请求横摆角速度输出到设定单元4， 并将第一请求横摆角速度输出到设定单元3。在设定单元4中，因为选择刹车控制作为主要执行的控制，所以在块如中设定第 四请求横摆角速度作为第五请求横摆角速度，在块4b中根据标准化模型确定与第五请求 横摆角速度相对应的第六请求横摆角速度以相比于第五请求横摆角速度随着时间逐渐改 变。因为第六请求横摆角速度的逐渐改变，所以不管制动器8的响应延迟如何，刹车制动器8均能够可靠地生成与第六请求横摆角速度相匹配的辅助扭矩。然后，在块4d中根据反馈 控制从实际横摆角速度和第六请求横摆角速度确定反馈受控横摆角速度，在块4e中根据 前馈控制从第五请求横摆角速度确定前馈横摆角速度，在块4f中从反馈受控横摆角速度 和前馈横摆角速度确定最终请求横摆角速度，并在块4g中从该最终请求横摆角速度确定 附加刹车扭矩。在设定单元3中，因为选择刹车控制作为主要执行的控制，所以在块3a中将第一 请求横摆角速度与第四请求横摆角速度(等于第五请求横摆角速度)和第六请求横摆角速 度之差的和确定作为第二请求横摆角速度。该第二请求横摆角速度等于车辆转弯运动的期 望改变模式所需的横摆角速度和第六请求横摆角速度之差。因为刹车扭矩限制和制动器8 的响应延迟，控制系统100只以刹车控制不能执行与第二请求横摆角速度相对应的车辆转 弯运动的部分。为了以转向控制执行车辆转弯运动的该部分，根据第一请求横摆角速度确 定第二请求横摆角速度。然后，在块3b中根据标准化模型确定与第二请求横摆角速度相对 应的第三请求横摆角速度。因为第二请求横摆角速度的逐渐改变，第三请求横摆角速度基 本等于第二请求横摆角速度。然后，在块3d中根据反馈控制从实际横摆角速度和第三请求 横摆角速度确定反馈受控横摆角速度，在块3e中根据前馈控制从第二请求横摆角速度确 定前馈横摆角速度，在块3f中从反馈受控横摆角速度和前馈横摆角速度确定最终请求横 摆角速度，并在块3g中从该最终请求横摆角速度确定附加辅助扭矩。然后，在控制单元6的控制下通过附加刹车扭矩改变刹车制动器8中所生成的刹 车扭矩，并在控制单元5的控制下通过附加辅助扭矩改变转向制动器7中生成的辅助扭矩。假设当车辆转弯运动的期望改变模式超过辅助扭矩限制(或刹车扭矩限制)时只 有转向控制(或只有刹车控制)被自动执行，驾驶员必须手动执行对刹车踏板的刹车操作 和/或对方向盘的转向操作以补偿期望改变模式和辅助扭矩限制(或刹车扭矩限制)之 差。因此，驾驶员的负担显著增加。然而，在该实施例中，如上述，即使在选择转向控制(或刹车控制)时，当车辆转弯 运动的期望改变模式所需的辅助扭矩(或刹车扭矩)超过辅助扭矩限制(或刹车扭矩限 制)时，控制设备10设定特定辅助扭矩和特定刹车扭矩或设定附加辅助扭矩和附加刹车扭 矩。因此，控制系统100自动地执行转向和刹车控制的合作控制，使得以特定刹车扭矩(或 特定转向扭矩)执行的刹车控制(或转向控制)支持以特定转向扭矩(或特定刹车扭矩) 执行的转向控制(或刹车控制)。因此，控制设备10能够可靠地控制车辆转弯运动，使得 控制系统100以期望改变模式执行车辆转弯运动，而无需引起驾驶员手动执行刹车操作和 /或转向操作。即，驾驶员的负担可以减轻。此外，当车辆转弯运动的期望改变模式超过辅助扭矩限制或刹车扭矩限制时，转 向控制或刹车控制被分配用于车辆转弯运动从而以合作控制实现车辆转弯运动的期望改 变模式。在选择转向控制作为主要执行的控制的情况下，控制设备10根据辅助扭矩限制确 定第一请求横摆角速度，并且控制设备10根据通过从期望改变模式所需的辅助扭矩减去 辅助扭矩限制所获得的不足量来确定第四请求横摆角速度。因此，可以主要执行转向控制 以将辅助扭矩限制施加到车辆，可以对车辆以与第四请求横摆角速度相对应的制动力执行 刹车控制以支持转向控制。相反，在选择刹车控制作为主要执行的控制的情况下，控制设备 10根据刹车扭矩限制确定第四请求横摆角速度，并且控制设备10根据通过从期望改变模式所需的刹车扭矩减去刹车扭矩限制所获得的不足量来确定第一请求横摆角速度。因此， 可以主要执行刹车控制以将刹车扭矩限制施加到车辆，可以对车辆以与第一请求横摆角速 度相对应的辅助扭矩执行转向控制以支持刹车控制。因此，可以适当地执行用于车辆转弯运动的转向控制和刹车控制的分配，可以按 合作控制可靠地执行车辆转弯运动以精确地遵循期望改变模式。而且，假设当在转向控制中期望改变模式和施加到车辆的辅助扭矩(或刹车扭 矩)之间的不足量仍然存在时只有转向控制(或只有刹车控制)被执行，则驾驶员必须执 行刹车操作和/或转向操作以补偿该不足量。在该情况中，驾驶员的手动操作有时候延迟 对所需车辆转弯运动的响应。然而，在该实施例中，控制设备10设定转向和刹车控制的合 作控制所需的辅助扭矩和刹车扭矩，使得控制系统100可以以期望改变模式执行车辆转弯 运动。因此，控制系统100可以可靠地执行转向控制和刹车控制，而没有对响应所需车辆转 弯运动有任何延迟，并且可以减轻驾驶员在转向和刹车操作中的负担。此外，即使当制动器7和8对于对控制单元5和6的控制具有响应延迟时，控制设 备10仍设定要以合作控制施加到车辆的辅助扭矩和刹车扭矩，以基本避免制动器7和8的 响应延迟。将参照图4和图5更详细地描述该效果。图4是示出为了避免制动器7在转向控制中的响应延迟、根据第一请求横摆角速 度确定的标准化横摆角速度示图。如图4所示，假设控制单元5控制制动器7生成与第一 请求横摆角速度相对应的辅助扭矩，由于制动器7的响应延迟导致制动器7生成与标准化 横摆角速度(即，第三请求横摆角速度)相对应的辅助扭矩。为了以在合作控制中主要执 行的转向控制在控制单元5的控制下在制动器7中精确地生成辅助扭矩，根据第三请求横 摆角速度确定要在制动器7中生成的辅助扭矩。因此，控制设备10可以设定辅助扭矩以在 控制单元5的控制下在制动器7中精确地生成而没有制动器7的任何响应延迟。此外，相比于与在分配单元2中确定的第一请求横摆角速度相对应的辅助扭矩， 制动器7中生成的辅助扭矩少了第一和第三请求横摆角速度之差。为了补偿与该差相对应 的辅助扭矩，等于该差的校正横摆角速度被加到第四请求横摆角速度以获得第五请求横摆 角速度，并且根据第五请求横摆角速度确定要在制动器8中生成的刹车扭矩。因此，控制设 备10可以设定合作控制中的辅助扭矩和刹车扭矩从而以期望改变模式精确地执行车辆转 弯运动。在该实施例中，当车辆转弯运动的期望改变模式超过辅助扭矩限制时，控制设备 10设定其中主要执行转向控制并为了支持转向控制而执行刹车控制的合作控制所需的辅 助扭矩和刹车扭矩。然而，即使当期望改变模式低于辅助扭矩限制时，因为制动器7的响应 延迟，所以设定用于转向控制的辅助扭矩变得不足以实现车辆转弯运动的期望改变模式。 因此，即使当期望改变模式低于辅助扭矩限制时，优选地控制设备10设定辅助扭矩和刹车 扭矩以执行其中主要执行转向控制的合作控制。在该情况中，根据制动器7的响应延迟确 定的标准化横摆角速度表明另一刹车扭矩限制。此外，为了补偿与第一和第三请求横摆角 速度之差相对应的辅助扭矩，控制设备10设定与该差相对应的刹车扭矩。图5是示出为了避免制动器8在刹车控制中的响应延迟、根据第四请求横摆角速 度确定的标准化横摆角速度的示图。如图5所示，假设控制单元6控制制动器8生成与第 四请求横摆角速度相对应的刹车扭矩，由于制动器8的响应延迟导致制动器8生成与标准化横摆角速度(即，第六请求横摆角速度)相对应的刹车扭矩。为了以在合作控制中主要 执行的刹车控制在控制单元6的控制下在制动器8中精确地生成刹车扭矩，根据第六请求 横摆角速度确定要在制动器8中生成的刹车扭矩。因此，控制设备10可以设定刹车扭矩以 在控制单元6的控制下在制动器8中精确地生成而没有制动器8的任何响应延迟。此外，相比于与在分配单元2中确定的与第四请求横摆角速度相对应的辅助扭 矩，制动器8中生成的刹车扭矩少了第四和第六请求横摆角速度之差。为了补偿与该差相 对应的刹车扭矩，等于该差的校正横摆角速度被加到第一请求横摆角速度以获得第二请求 横摆角速度，并且根据第二请求横摆角速度确定要在制动器7中生成的辅助扭矩。因此，控 制设备10可以设定合作控制中的刹车扭矩和辅助扭矩从而以期望改变模式精确地执行车 辆转弯运动。在该实施例中，当车辆转弯运动的期望改变模式或行为超过刹车扭矩限制时，控 制设备10设定其中主要执行刹车控制并为了支持刹车控制而执行转向控制的合作控制所 需的刹车扭矩和辅助扭矩。然而，即使当期望改变模式低于刹车扭矩限制时，因为制动器8 的响应延迟，所以设定用于刹车控制的刹车扭矩变得不足以实现车辆转弯运动的期望改变 模式。因此，即使当期望改变模式低于刹车扭矩限制时，优选地控制设备10设定刹车扭矩 和辅助扭矩以执行其中主要执行刹车控制的合作控制。在该情况中，根据制动器8的响应 延迟确定的标准化横摆角速度表明另一刹车扭矩限制。此外，为了补偿与第四和第六请求 横摆角速度之差相对应的刹车扭矩，控制设备10设定与该差相对应的辅助扭矩。接下来，将参照图6A和图6B描述控制系统100中执行的合作控制的示例。图6A 是在合作控制中车辆的期望行驶轨迹的顶视图，而图6B是示出行驶轨迹的曲率、用于转向 控制的第一请求横摆角速度和用于刹车控制的第四请求横摆角速度的时间图。如图6A所示，计划在点A和点B之间沿着向左侧弯曲的公路驾驶车辆。在该情况 中，请求单元1的转弯辅助控制块确定在图6B的顶部示出的车辆的行驶轨迹的曲率，分配 单元2选择在合作控制中主要执行转向控制，设定单元3根据图6B的中部示出的第一请求 横摆角速度设定附加辅助扭矩，设定单元4根据图6B的底部示出的第四请求横摆角速度设 定附加刹车扭矩。控制单元5在转向控制中控制制动器7通过附加辅助扭矩来改变所生成 的辅助扭矩。为了支持转向控制，控制单元6在对于车辆的每个车轮的刹车控制中控制制 动器8通过附加刹车扭矩来改变所生成的刹车扭矩。因为在合作控制中主要执行转向控 制，第一请求横摆角速度通常高于第四请求横摆角速度。在该实施例中，请求单元1具有车道保持控制块，车道偏离控制块、避撞控制块、 导航合作辅助控制块和转弯辅助控制块。例如，当一个控制块请求选择转向控制时，主要执 行转向控制，并执行刹车控制以支持转向控制。相反，当一个控制块请求选择刹车控制时， 主要执行刹车控制，并执行转向控制以支持刹车控制。因此，以与图6A和图6B所示的示例 的相同方式，执行转向控制和刹车控制的合作控制以减轻驾驶员的负担。例如，当有物体如另一车辆突然驾驶到具有控制系统100的车辆的前方，响应于 来自请求单元1的避撞控制块的请求，执行转向和刹车控制的合作控制，以避免与该物体 碰撞。例如，在该合作控制中，主要执行转向控制，并执行刹车控制以支持转向控制。更具 体地，在车辆转弯期间，不仅将附加辅助扭矩加到当前生成的辅助扭矩以在转向控制中将 横摆角速度加到车辆，而且在刹车控制中将制动力附加施加到车辆的每个内车轮。
因此，可执行避撞控制以精确地跟随车辆转弯运动的期望改变模式，并且能够以 高性能使车辆转弯而同时减速。即，车辆可以迅速地避开物体，刹车控制可以执行车辆转弯 运动以补偿表明期望改变模式所需的辅助扭矩和辅助扭矩限制之差的不足量，并且能够减 轻驾驶员在转向和刹车操作中的负担。此外，假设为了避免与位于车辆前方的物体碰撞，对车辆只执行转向控制以将横 摆角速度或转向角度上的改变施加到车辆，不能以高响应对车辆迅速执行转向控制。此外， 当对高速驾驶的车辆只执行转向控制时，不能对车辆施加高横摆角速度。因此，驾驶员必须 手动使车减速。然而，在该实施例中，因为对车辆执行合作控制，使得对车辆执行刹车控制 以支持转向控制，所以控制设备10可以控制车辆以确保期望的横摆角速度而同时减速。因 此，能够减轻驾驶员的负担。而且，当在下坡路上行驶的车辆或高速行驶的车辆进入公路拐角时，控制系统100 对车辆执行合作控制以使车辆转弯而同时使车辆减速。例如，控制系统100主要执行刹车 控制并同时执行转向控制以支持刹车控制。因此，请求单元1的车道保持控制块、车道偏移 控制块或导航合作辅助控制块可以适当地控制车辆。因此，相比于对车辆只执行刹车控制 的情况，控制设备10可以设定辅助扭矩和刹车扭矩以执行车辆运动控制而同时准确地遵 循车辆转弯运动的期望改变模式，并且控制设备10可以控制车辆转弯运动以将更高减速 性能和更高转弯性能施加到车辆。更具体地，在控制设备10中设定的合作控制中，在刹车 控制中给当前施加到车辆的每个车轮的刹车扭矩增加附加刹车扭矩以将制动力适当地施 加到每个车轮，并且在转向控制中给车辆增加附加转向扭矩以将横摆角速度适当地施加到 车辆。因此，制动力所导致的力矩辅助车辆转弯。因此，控制设备10可以控制车辆转弯运 动以将更高减速性能和更高转弯性能施加到车辆。此外，因为执行转向控制并执行刹车控 制以辅助由驾驶员执行的车辆转弯，所以能够减轻驾驶员手动执行转向操作的负担。图7A是示出根据现有技术的在仅有转向控制中的转弯时的曲率、施加到车辆的 加速度和横摆角速度的时间图，而图7B是示出根据该实施例的在合作控制中的转弯时的 曲率、施加到车辆的加速度和横摆角速度的时间图。如图7A所示的现有技术，要求使车辆沿着下坡路上的弯曲行驶轨迹转弯而同时 使车辆减速，并且只执行转向控制以将只用于使车辆转弯的横摆角速度到车辆。当车辆不 减速时，该横摆角速度不足以使车辆转弯。在该情况下，要求驾驶员手动执行刹车操作以使 车辆减速，或手动执行转向操作和刹车操作以将足以用于车辆转弯的横摆角速度施加到车 辆并使车辆减速。因此，驾驶员的负担重。相反，在图7B所示的该实施例中，当请求单元1的导航合作辅助控制块根据导航 装置的地图数据检测到车辆前方有急转弯的下坡路并执行导航合作辅助控制时，请求单元 1将车辆转弯运动的期望改变模式和选择刹车控制输出到控制设备10，并且控制设备10控 制车辆转弯运动，使得车辆转弯而同时减速以形成沿着弯路的行驶轨迹。在该车辆转弯运 动中，主要执行刹车控制以使车辆减速，并且执行转向控制来支持在刹车控制中减速的车 辆的驾驶。在该情况中，通过执行转向控制以使在刹车控制中减速的车辆转弯，可以给车辆 施加针对刹车控制生成的横摆角速度。换句话说，使车辆转弯所需的横摆角速度可以被分 发到转向控制和刹车控制。因此，不仅可以减轻驾驶员执行刹车操作的负担，而且可以减轻 驾驶员执行转向操作的负担。
改进在该实施例中，当分配单元2选择在合作控制中主要执行转向控制时，设定单元3 设定根据与辅助扭矩限制相对应的请求横摆角速度确定的附加辅助扭矩。当分配单元2选 择在合作控制中主要执行刹车控制时，设定单元4设定根据与刹车扭矩限制相对应的请求 横摆角速度确定的附加刹车扭矩。然而，当分配单元2选择在合作控制中主要执行转向控 制时，分配单元2可以确定转向控制横摆角速度，该转向控制横摆角速度低于与辅助扭矩 限制相对应的请求横摆角速度并适合于转向控制，而同时考虑车辆操作状态以在设定单元 3中设定与转向控制横摆角速度相对应的附加辅助扭矩。以同样方式，当分配单元2选择在 合作控制中主要执行刹车控制时，分配单元2可以确定刹车控制横摆角速度，该刹车控制 横摆角速度低于与刹车扭矩限制相对应的请求横摆角速度并适合于刹车控制，而同时考虑 车辆操作状态以在设定单元4中设定与刹车控制横摆角速度相对应的附加刹车扭矩。例如，当驾驶员以转向角度的改变速度执行对于方向盘的转向操作以改变转向角 度时，响应于来自请求单元1的转弯辅助控制块的请求，分配单元2接收转向角度的改变速 度和转向角度的改变值作为车辆操作状态，并根据改变速度和改变值确定刹车控制横摆角 速度以在设定单元4中基于刹车控制横摆角速度设定附加刹车扭矩。因此，因为根据转向角度的改变速度和转向角度的改变值自动执行刹车控制，所 以驾驶员可以容易地执行转向操作。总之，在实施例和改进中，为了通过期望值如期望改变模式执行车辆转弯运动，控 制设备10选择转向控制或刹车控制作为合作控制中主要或首要执行的主要控制，设定其 他未被选择的控制作为被执行以支持主要控制的附属控制(即，非主要控制)，通过利用根 据车辆状态确定的主要请求值来设定要在主要控制中生成的辅助扭矩或刹车扭矩，并通过 利用根据车辆状态确定的附属请求值(即，非主要请求值)来设定要在附属控制中生成的 辅助扭矩或刹车扭矩。因此，对于车辆转弯运动的期望改变模式可以适当地分配转向控制 和刹车控制。在该情况中，对于车辆转弯运动，可以主要执行转向控制而同时执行刹车控制 以支持转向控制，或者可以主要执行刹车控制而同时执行转向控制以支持刹车控制。因此， 相比于只执行刹车控制或只执行转向控制的情况，可以实现车辆转弯运动的期望值而同时 精确地遵循该期望值，并且可以执行转向和刹车控制的合作控制以减轻驾驶员的负担。此外，在该实施例中，控制设备10设定辅助扭矩和刹车扭矩以基本避免制动器7 和8中每一个的响应延迟。然而，不管任意制动器7或8中的响应延迟如何，控制设备10 均可以设定辅助和刹车扭矩。而且，在该实施例中，设定单元3和4中的每一个均执行反馈控制。然而，为了防 止反馈控制中确定的请求横摆角速度的发散(divergence)，只有与主控制相对应的设定单 元可以执行反馈控制，而与附属控制相对应的设定单元不执行反馈控制。该实施例不应当被解释为将本发明限定到实施例和改进的结构，而本发明的结构 可以与基于现有技术的结构进行组合。
权利要求
1.一种控制车辆的转弯运动的车辆运动控制设备，包括控制分配单元，接收对于车辆转弯运动主要执行转向控制的选择或对于所述车辆转 弯运动主要执行刹车控制的选择，接收所述车辆转弯运动的期望值，分配用于所述车辆转 弯运动的所述转向控制和所述刹车控制，确定表示所述车辆转弯运动的受控变量的主要请 求值，使得在选择所述转向控制的情况下在所述转向控制中实现所述受控变量的主要请求 值，或者在选择所述刹车控制的情况下在所述刹车控制中实现所述受控变量的主要请求 值，并确定与所述车辆转弯运动的期望值和所述受控变量的主要请求值之差相对应的所述 受控变量的非主要请求值；辅助扭矩设定单元，设定在选择所述转向控制的情况下，与所述受控变量的主要请求 值相对应的特定辅助扭矩，或在选择所述刹车控制的情况下，与所述受控变量的非主要请 求值相对应的特定辅助扭矩，以在转向控制执行单元中生成所述特定辅助扭矩，所述转向 控制执行单元执行所述转向控制以按所述特定辅助扭矩辅助对所述车辆的转向角度的改 变；以及刹车扭矩设定单元，设定在选择所述刹车控制的情况下，与所述受控变量的主要请求 值相对应的特定刹车扭矩，或在选择所述转向控制的情况下，与所述受控变量的非主要请 求值相对应的特定刹车扭矩，以在刹车控制执行单元中生成所述特定刹车扭矩，所述刹车 控制执行单元执行所述刹车控制以将与所述特定刹车扭矩相对应的制动力施加到所述车 辆的车轮。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，在选择所述转向控制的情况下，所述控制分配单 元确定与在所述转向控制执行单元中被可控制地生成的所述辅助扭矩的限制相对应的主 要请求值，并在选择所述刹车控制的情况下，所述控制分配单元确定与在所述刹车控制执 行单元中被可控制地生成的所述刹车扭矩的限制相对应的主要请求值。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述转向控制执行单元在选择所述转向控制的 情况下响应于所述主要请求值或在选择所述刹车控制的情况下响应于所述非主要请求值 具有第一响应延迟以生成与所述受控变量的第一标准化值相对应的值的所述辅助扭矩，所 述刹车控制执行单元在选择所述刹车控制的情况下响应于所述主要请求值或在选择所述 转向控制的情况下响应于所述非主要请求值具有第二响应延迟以生成与所述受控变量的 第二标准化值相对应的值的所述刹车扭矩，所述辅助扭矩设定单元包括第一标准设定部，设定在选择所述转向控制的情况下，与所述主要请求值相对应的所 述受控变量的所述第一标准化值，或在选择所述刹车控制的情况下，与所述非主要请求值 相对应的所述受控变量的所述第一标准化值；第一实际物理值检测部，检测实际施加到所述车辆的所述受控变量的第一物理值；第一反馈控制部，根据反馈控制设定所述受控变量的第一反馈受控值，使得当通过以 与所述第一反馈受控值相对应的值设定的所述辅助扭矩改变所述转向角度时，所述第一标 准化值和所述第一物理值之差接近零；以及辅助扭矩设定部，设定与所述第一反馈受控值相对应的所述辅助扭矩的特定值，以及所述刹车扭矩设定单元包括第二标准设定部，设定在选择所述刹车控制的情况下，与所述主要请求值相对应的所 述受控变量的所述第二标准化值，或在选择所述转向控制的情况下，与所述非主要请求值相对应的所述受控变量的所述第二标准化值；第二实际物理值检测部，检测实际施加到所述车辆的所述受控变量的第二物理值；第二反馈控制部，根据反馈控制设定所述受控变量的第二反馈受控值，使得当将以与 所述第二反馈受控值相对应的值设定的所述刹车扭矩施加到所述车辆的所述车轮时，所述 第二标准化值和所述第二物理值之差接近零；以及刹车扭矩设定部，设定与所述受控变量的所述第二反馈受控值相对应的所述刹车扭矩 的特定值。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述辅助扭矩设定单元还包括第一计算部，所述第一计算部在选择所述转向控制的情 况下，将所述主要请求值输出到所述第一标准设定部，在选择所述转向控制的情况下，将表 明所述主要请求值和所述第一标准化值之差的第一校正值输出到所述刹车扭矩设定单元， 在选择所述刹车控制的情况下，从所述刹车扭矩设定单元接收表明所述主要请求值和所述 第二标准化值之差的第二校正值，并在选择所述刹车控制的情况下，将所述第二校正值和 所述非主要请求值之和输出到所述第一标准设定部，以及所述刹车扭矩设定单元包括第二计算部，所述第二计算部在选择所述刹车控制的情况 下，将所述主要请求值输出到所述第二标准设定部，在选择所述刹车控制的情况下，将所述 第二校正值输出到所述第一计算部，并在选择所述转向控制的情况下将从所述辅助扭矩设 定单元的所述第一计算部接收的所述第一校正值和，所述非主要请求值之和输出到所述第 二标准设定部。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制分配单元从控制所述车辆以避免与位 于所述车辆前方的物体碰撞的控制块接收对所述转向控制的选择和所述车辆转弯运动的 所述期望值，将所述主要请求值输出到所述辅助扭矩设定单元，并将所述非主要请求值输 出到所述刹车扭矩设定单元，所述辅助扭矩设定单元根据所述主要请求值设定所述特定辅 助扭矩，并且所述刹车扭矩设定单元根据所述非主要请求值设定所述特定刹车扭矩。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制分配单元从控制所述车辆以在弯道上 转弯而同时减速的控制块接收对所述刹车控制的选择和所述车辆转弯运动的所述期望值， 将所述主要请求值输出到所述刹车扭矩设定单元，并将所述非主要请求值输出到所述辅助 扭矩设定单元，所述辅助扭矩设定单元根据所述非主要请求值设定所述特定辅助扭矩，并 且所述刹车扭矩设定单元根据所述主要请求值设定所述特定刹车扭矩。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述受控变量是所述车辆的横摆角速度、偏离角 度或横向加速度。
全文摘要
本发明涉及一种用于控制车辆运动的设备。车辆运动控制设备具有分配单元，分配单元用于选择在合作控制中主要执行转向或刹车控制，接收车辆转弯运动的期望值，分配用于该运动的转向和刹车控制，根据车辆状态确定主要横摆角速度，并根据期望值和主要横摆角速度之差确定非主要横摆角速度。当选择转向控制时，设定单元设定与主要横摆角速度相对应的辅助扭矩和与非主要横摆角速度相对应的刹车扭矩，当选择刹车控制时，设定单元设定与主要横摆角速度相对应的刹车扭矩和与非主要横摆角速度相对应的辅助扭矩。生成辅助扭矩以辅助在转向控制中车辆的转向角度的改变。生成刹车扭矩用于在刹车控制中将制动力施加到车辆的车轮。
文档编号B60W10/18GK102145692SQ20111003523
公开日2011年8月10日 申请日期2011年2月1日 优先权日2010年2月8日
发明者半泽雅敏, 德持大辅, 时政光宏, 武田政义, 绪方义久 申请人:株式会社爱德克斯, 株式会社电装