专利名称：车辆稳定系数学习方法、学习装置及车辆用控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆的稳定系数学习技术。
背景技术：
作为现有技术，公知有为了在汽车(以下称为车辆)行驶时控制车辆而使用车辆的稳定系数的技术。
例如，作为控制车辆转弯时的状态的技术，已开发出在转弯时通过向特定车轮施加制动力来控制车辆的转弯特性(偏转力矩)，校正转弯时的车辆的转弯方向的状态，提高车辆的行驶稳定性的技术(例如，参照专利第3257354号公报)。
在专利文献1的技术中，根据使用规范的二轮模型算出的目标偏转速率与通过传感器检测出的实际偏转速率的偏差来实施偏转力矩控制。此时，为了算出目标偏转速率YA，使用下述表示车辆的转弯特性的稳定系数A。
YA＝LPF2[LPF1{Vb/(1+A×Vb2)×(δ/L)}]另外，在上述公式中，LPF1、LPF2均表示低通滤波处理，Vb表示车速，δ表示转向角，L表示轴距。
可是，在以上述的车辆状态控制为代表的车辆用控制中使用的稳定系数，一般使用与车辆相适应的固定值。即，通过进行正常圆行驶试验等，根据此时的车速V、转向角δ及偏转速率算出稳定系数A，使用该算出的固定值的稳定系数A进行同一车型的控制。
但是，车辆的稳定系数根据车辆的不同状态(例如重心位置和轮胎、车辆的刚性等)而改变，在使用上述的固定值时，会发生不能进行对应各种车辆状态的适宜的车辆用控制的情况。特别是对载荷状况变化很大的卡车和厢式货车等商用汽车及乘车人数多的面包车等更是重大的课题。
发明内容
本发明就是基于这些课题而提出的，其目的在于提供一种车辆的稳定系数学习方法及学习装置以及车辆用控制装置，可以根据车辆状态算出车辆的稳定系数，例如可以对应车辆状态进行适宜的车辆用控制。
为了达到上述目的，本发明的车辆的稳定系数学习方法用于学习行驶中的车辆状态下的车辆的稳定系数，其特征在于，包括判定步骤，检测行驶中的车辆状态，根据该检测信息判定车辆当前的行驶状态是否是稳定转弯状态；学习步骤，根据在行驶中检测的车速Vbody、转向角δ及偏转速率Yawbody，利用运算公式(1)算出车辆的稳定系数A，如果通过该判定步骤判定为车辆当前的行驶状态是稳定转弯状态，则把该算出值设定为车辆的稳定系数A的学习值。
A=(Vbody·δYawbody·L-1)1Vbody2···(1)]]>这样，判定车辆当前的行驶状态是否是稳定转弯状态，如果是稳定转弯状态，则根据在行驶中检测的车速Vbody、转向角δ及偏转速率Yawbody的各个检测数据，算出车辆的稳定系数A，所以能够根据车辆状态算出车辆的稳定系数。
因此，如果使用根据本学习方法得到的稳定系数A进行车辆控制，可以对应车辆状态进行合适的车辆控制。
在该判定步骤进行的车辆当前的行驶状态是稳定转弯状态的判定条件是，其第1条件即车辆的偏转速率的大小大于预先设定的规定值、第2条件即车辆的前后加速度的大小小于预先设定的规定值、第3条件即车辆的横向加速度的大小在预先设定的范围内、第4条件即车速在预先设定的范围内、第5条件即车辆的操纵角速度的大小小于预先设定的规定值、第6条件即车辆的转向角的大小大于预先设定的规定值，优选这六个条件都成立，作为在该学习步骤把基于上述运算公式(1)的该算出值设定为车辆的稳定系数A的学习值的学习条件，优选设定为上述第1～第6条件都成立的状态持续时间在预先设定的规定时间以上。
在该学习步骤，如果上述第1～第6条件都成立，则根据上述运算公式(1)以规定周期反复算出稳定系数A，直到上述第1～第6条件中任一个条件不成立为止，进行该运算时，如果上述第1～第6条件都成立的状态持续该规定时间以上，则算出以上述规定周期进行运算的运算结果的平均值，优选把该平均值作为车辆的稳定系数A的学习值。
并且，该判定条件涉及的各个规定值或各个范围，优选根据车辆的转弯状态(例如，与转弯路线相对适应的车速较快的转弯、或与在交叉口的右转弯或左转弯相对适应的车速较慢的转弯等)设定为不同值，另外，在车辆的转弯速度为相当于右转弯或左转弯的低车速时，该判定条件涉及的各个规定值或各个范围优选根据左、右转弯设定为不同值。
本发明的车辆的稳定系数学习装置是在上述的车辆的稳定系数学习方法中使用的装置，其特征在于，包括车辆状态检测单元，检测车辆的行驶状态或运转状态，包括检测车辆产生的偏转速率的偏转速率检测单元、检测车速的车速检测单元、和检测车辆的转向角的转向角检测单元；判定单元，根据该车辆状态检测单元的检测信息，判定车辆的当前行驶状态是否是稳定转弯状态；学习值设定单元，在通过该判定单元判定为车辆的当前行驶状态是稳定转弯状态的期间，根据在行驶中由该车辆状态检测单元得到的车速Vbody、转向角δ及偏转速率Yawbody，利用上述运算公式(1)算出车辆的稳定系数A，把该算出值作为车辆的稳定系数A的学习值。
这样，判定行驶中的车辆的当前行驶状态是否是稳定转弯状态，如果是稳定转弯状态，则根据在行驶中检测的车速Vbody、转向角δ及偏转速率Yawbody的各个检测数据，算出车辆的稳定系数A，所以能够根据车辆状态算出车辆的稳定系数。
因此，如果使用通过本学习装置得到的稳定系数A进行车辆控制，可以对应车辆状态进行合适的车辆控制。
本发明的车辆用控制装置，具有上述的车辆的稳定系数学习装置，根据通过该学习装置学习的稳定系数学习值来控制该车辆，其特征在于，在该车辆的控制中使用的控制用稳定系数是利用预先设定的加权系数，将相对前次控制用稳定系数的最新稳定系数学习值进行加权平均而求出的。
图1是表示本发明一实施方式的学习装置和车辆用控制装置的结构的方框图。
图2是本发明一实施方式的车辆用控制装置的制动系统的结构图。
图3是说明对在作为本发明一实施方式的车辆用控制的偏转力矩控制中使用的目标偏转速率的计算的图。
图4(a)～图4(d)是分别说明作为本发明一实施方式的车辆用控制的偏转力矩控制的图。
图5(a)～图5(c)是分别说明作为本发明一实施方式的学习方法的稳定转弯判定条件的图。
图6是说明本发明一实施方式的学习方法及车辆用控制的转弯判定的流程图。
图7是说明本发明一实施方式的学习方法的流程图。
图8是说明作为本发明一实施方式的车辆用控制的偏转力矩控制(转弯特性控制)的流程图。
图中1-制动踏板；2-主液压缸；3-制动用控制器(制动ECU)；4-制动液储存期；5FL、5FR、5RL、5RR-制动轮；6-液压传动装置；10-车轮制动器；11-方向盘角度传感器；12-偏转速率传感器；14-主液压缸液压传感器；15-车轮速度传感器；16-制动开关；17-前后·横向加速度传感器；31-运转状态输入部；32-车辆运动状态输入部；33-偏转力矩控制单元(转弯特性控制单元)；33a-转弯特定判定单元；37-稳定系数学习单元；37a-稳定转弯判定单元(判定单元)；37b-学习值设定单元。
具体实施例方式
以下，参照
本发明的实施方式。
图1～图8用于说明本发明一实施方式的车辆的稳定系数学习方法及学习装置以及车辆用控制装置，图1是表示该学习装置和车辆用控制装置的结构的方框图，图2是该车辆用控制装置的制动系统的结构图，图3是说明在作为该车辆用控制的偏转力矩控制中使用的目标偏转速率的计算的图，图4(a)～图4(d)是说明作为该车辆用控制的偏转力矩控制的图，图5(a)～图5(c)是说明该学习方法的稳定转弯判定条件的图，图6是说明该学习方法及车辆用控制的转弯判定的流程图，图7是说明该学习方法的流程图，图8是说明作为该车辆用控制的偏转力矩控制的流程图。
本实施方式的稳定系数的学习装置被附设在作为车辆用控制装置的偏转力矩控制装置(转弯特性控制装置)上。该偏转力矩控制装置被设置在图2所示的车辆的制动系统上，首先说明该车辆的制动系统。
如图2所示，该车辆的制动系统包括制动踏板1；与制动踏板1的踩踏联动动作的主液压缸2；以及传动控制装置6，根据主液压缸2的状态，并根据主液压缸2或制动用控制器(制动ECU)3的指令，控制从制动液储存器4供给各制动轮(前轮的左右轮和后轮的左右轮)5FL、5FR、5RL、5RR的车轮制动器(以下称为制动器)10的车轮液压缸的制动液压。另外，此处由主液压缸2、传动控制装置6等的液压调整系统和各制动轮的车轮制动器10等构成制动机构。
如图2所示(在图2中仅示出前轮的左右轮制动器)，在传动控制装置6中，在进行偏转力矩控制时差压阀68动作，使得在差压阀68的上游和下游产生规定的压力差。
在进行偏转力矩控制时未踩踏制动踏板1时，内路吸入阀61闭锁，外路吸入阀62打开，所以制动液储存器4内的制动液通过外路64、外路吸入阀62和泵65被导入，在通过泵65被加压的同时，通过液压保持阀66和减压阀67调整压力，并提供给各轮的制动器10。
在进行偏转力矩控制时踩踏制动踏板1时，内路吸入阀61打开，外路吸入阀62闭锁，所以主液压缸2内的制动液通过内路63、内路吸入阀61和泵65被导入，在通过泵65被加压的同时，通过液压保持阀66和减压阀67调整压力，并提供给各轮的制动器10。
在进行偏转力矩控制时，可以进行结合了与偏转力矩的大小相适应的制动控制和与制动踏板1的踩踏量相适应的制动控制的制动控制。
另外，内路63和外路64在内路吸入阀61和外路吸入阀62的下游合流，在该合流部分的下游配置泵65，在泵65的下游，对应每个制动轮5FL、5FR、5RL、5RR设置液压保持阀66和减压阀67。
在通常制动时，内路吸入阀61和外路吸入阀62闭锁，差压阀68、液压保持阀66打开，减压阀67闭锁。由此，与主液压缸2内的压力(即制动踩踏力)相适应的制动液压通过内路63、差压阀68、液压保持阀66供给各轮的制动器10。并且，在ABS(防抱死制动系统或防滑移制动系统)动作时，通过液压保持阀66和减压阀67适当调整与制动器踩踏力相适应的制动液压，使不产生车轮的抱死。
这些传动控制装置6的内路吸入阀61、外路吸入阀62、泵65、及各制动轮的液压保持阀66、减压阀67、差压阀68由制动ECU3控制。
向制动ECU3输入的信号分别有来自附设在转向轮(方向盘)的方向盘角度传感器11的方向盘角度信号、来自设在车体的偏转速率传感器12的车体的偏转速率信号、来自主液压缸液压传感器14的主液压缸液压信号、来自各轮的车轮速度传感器15的车轮速度信号、来自制动开关16的制动踏板踩踏信号、来自设在车体的前后·横向加速度传感器17的前后加速度信号、横向加速度信号。另外，来自车轮速度传感器15的车轮速度信号被换算为车速(车体速度)，所以车轮速度传感器15也起到车速传感器的作用。
在制动ECU3设有图1所示各功能要素，即，输入与驱动器的运转状态有关的各种信息，对这些输入信息进行适当处理并输出的驱动器运转状态输入部31；输入与车辆的运转状态(动作)有关的各种信息，对这些输入信息进行适当处理并输出的车辆运转状态输入部32；偏转速率控制单元(转弯特性控制单元)33；稳定系数学习单元37。
在驱动器运转状态输入部31中，根据来自制动开关16的制动踏板踩踏信号，判定制动踏板1是否被踩踏，同时根据来自方向盘角度传感器11的方向盘角度信号，对方向盘角度进行时间微分，算出方向盘角速度(操纵角速度)。
在车辆运转状态输入部32中，根据来自偏转速率传感器12的偏转速率信号识别车体产生的实际偏转速率，并且算出车体速度、目标偏转速率、偏转速率偏差。车体速度通常根据来自车轮速度传感器15的车轮速度信号算出，但如果车轮产生滑动，则通过将此前得到的基于车轮速度信号的车体速度与从前后加速度传感器17得到的前后加速度的时间积分值相加来算出(在该情况下为推测车体速度)。
另外，目标偏转速率Yawtgt是车辆应该产生的偏转速率，如图3所示，是根据上述得到的车体速度Vbody、和从来自方向盘角度传感器11的方向盘角度信号得到的实际转向角(方向盘角度)δ，利用下述公式(2)算出，对该算出值进行低通滤波处理去除噪声而求出的。
Yawtgt=Vbody(1+A·Vbody2)·δL···(2)]]>其中，A是车辆的稳定系数，是通过本学习单元37而得到的。L是车辆的轴距，是车辆技术参数记载的已知数值。
偏转速率偏差ΔYaw作为目标偏转速率Yawtgt和实际偏转速率Yawbody之差，是根据下述公式(3)算出的。
ΔYaw＝Yawtgt-Yawbody……(3)另外，为了使偏转速率偏差ΔYaw在转向不足(US)时为正、在转向过度(OS)时为负，例如，如果把相对偏转速率方向的右方向设为正，则左方向通过变换符号(乘以-1)，进行上述计算。
在偏转力矩控制单元(转弯特性控制单元)33中，如果规定的开始条件成立，则按照上述的偏转速率偏差ΔYaw进行偏转力矩控制(转弯特性控制)。开始条件是指(i)车体速度Vdody在基准值(预先设定的低速值)V1以上，(ii)偏转速率偏差ΔYaw在转向不足(US)时超过开始判定阈值ΔYawusl或在转向过度(OS)时超过开始判定阈值ΔYawasl，如果这些条件都成立，则开始偏转力矩控制。另外，把转弯特性控制单元33的(ii)的判定功能作为转弯特性判定单元33a。
在偏转力矩控制中，在转向不足时，提高转弯内轮的制动力，降低转弯外轮的制动力。在该情况下，如果仅向转弯内轮中的后轮施加制动力，车辆不会过度减速，可以平稳地有效抑制转向不足。即，设定制动力施加量(具体讲是应该施加的制动液压)或制动力增加量及减少量(具体讲是应该增加或减少的制动液压)，使得在非制动操作过程中时，如图4(a)所示，向转弯内轮中的后轮5RL或5RR施加制动力，在制动操作过程中时，如图4(c)所示，增加转弯内轮中的后轮5RL或5RR的制动力，减少转弯内轮中的前轮5FL或5FR的制动力。并且，制动力施加量(或制动力增加量及减少量)与偏转速率偏差ΔYaw对应设定，即偏转速率偏差ΔYaw越大就被设定得越大。
并且，在偏转力矩控制中，在转向过度时，提高转弯外轮的制动力，降低转弯内轮的制动力。在该情况下，如果仅向转弯外轮中的前轮施加制动力，车辆不会过度减速，可以平稳地有效抑制转向过度。即，设定制动力施加量(具体讲是应该施加的制动液压)或制动力增加量及减少量(具体讲是应该增加或减少的制动液压)，使得在非制动操作过程中时，如图4(b)所示，向转弯外轮中的前轮5FL或5FR施加制动力，在制动操作过程中时，如图4(d)所示，增加转弯外轮中的前轮5FL或5FR的制动力，减少转弯内轮中的后轮5RR或5RL的制动力。并且，和上述相同，制动力施加量或制动力增加量及减少量与偏转速率偏差ΔYaw对应设定，即偏转速率偏差ΔYaw越大就被设定得越大。
并且，在偏转力矩控制中，如果规定的结束条件成立，则结束偏转力矩控制(转弯特性控制)。作为结束条件指(i)车体速度Vdody在基准值(预先设定的低速值)V2(其中，V2＜V1)以下，(ii)偏转速率偏差ΔYaw，在转向不足(US)时在结束判定阈值以内，或在转向过度(OS)时在结束判定阈值以内，这些条件只要有一个成立，则结束偏转力矩控制。
此处，说明稳定系数的学习装置。
本学习装置由用于检测例如驱动器的运转状态和车辆的运动状态(动作)的车辆状态的车辆状态检测单元和作为制动ECU3内的功能要素而设置的学习单元37构成。
此处，车辆状态检测单元是，检测例如方向盘角度传感器(转向角检测单元)11、制动开关16这样的驱动器的运转状态的装置、和检测例如偏转速率传感器(偏转速率检测单元)12、主液压缸液压传感器14、各轮的车轮速度传感器(车速传感器)15、前后·横向加速度传感器17这样的车辆的运动状态(动作)的装置的组合。
并且，在学习单元37设有稳定转弯判定单元(也简称为判定单元)37a，根据来自上述车辆状态检测单元的检测信息判定车辆当前的行驶状态是否是稳定转弯状态；学习值设定单元37b，在通过该判定单元37a判定为车辆的当前行驶状态是稳定转弯状态的期间，根据在行驶中由车辆状态检测单元得到的车速Vbody、转向角δ及偏转速率Yawbody，利用下述运算公式(1)算出车辆的稳定系数A，把该算出值作为车辆的稳定系数A的学习值。
A=(Vbody·δYawbody·L-1)1Vbody2···(1)]]>在判定单元37a中，根据由各车辆状态检测单元得到的车辆的偏转速率Yawbody、车辆的横向加速度Gy、车速Vbody、车辆的方向盘角速度(操纵角速度)ω、方向盘角度(转向角)δ、将车速Vbody微分得到的车辆的前后加速度Gx，进行车辆的当前行驶状态是否是稳定转弯状态的判定。
另外，此处使用的车辆的前后加速度Gx可以使用根据来自前后·横向加速度传感器17的前后加速度信号被识别出的值，但由于将车速Vbody微分得到的值不受路面的车辆行进方向的斜率控制，所以可得到更准确的前后加速度值。因此，使用车速Vbody微分得到的值，可以更恰当地判定稳定转弯状态。
判定车辆的当前行驶状态是稳定转弯状态的条件(判定条件A)是，使下列各个条件全都成立，即，偏转速率Yawbody的大小|Yawbody|大于预先设定的规定值(阈值)YawsB的第1条件(|Yawbody|＞YawsB)、前后加速度Gx的大小|Gx|小于预先设定的规定值(阈值)GxST的第2条件(|Gx|＜GxST)、横向加速度Gy的大小|Gy|在预先设定的范围内的第3条件(GySB＜|Gy|＜GyST)、车速Vbody的大小|Vbody|在预先设定的范围内的第4条件(VSB＜|Vbody|＜VST)、方向盘角速度ω的大小|ω|小于预先设定的规定值(阈值)的第5条件(|ω|＜ωST)、方向盘角度δ的大小|δ|大于预先设定的规定值(阈值)的第6条件(δST＜|δ|)。
这些条件不仅单纯地用于判定是否是稳定转弯状态，而且用于判定是否是适合稳定系数A学习的稳定转弯状态。即，基于运算公式(1)的稳定系数A的计算是以正常转弯时(稳定转弯时)的车轮(轮胎)的滑动角度与作用于车轮(轮胎)的横向力(转向力)呈线性关系为前提条件，而且，为了高精度地算出稳定系数A，需要产生一定程度大小的滑移角和横向力。
与前后加速度Gx有关的第2条件和与方向盘角速度ω有关的第5条件是正常转弯(稳定转弯)的条件。与横向加速度Gy有关的第3条件中的上限条件和与车速Vbody有关的第4条件中的上限条件对应于滑动角度和横向力呈线形关系的前提条件。与偏转速率Yawbody有关的第1条件、与横向加速度Gy有关的第3条件中的下限条件、与车速Vbody有关的第4条件中的下限条件、和与方向盘角度δ有关的第6条件对应于滑动角度和横向力以某种程度的大小产生这种条件。
如果严格要求这些各项条件，行驶中的稳定系数A的算出机会变少，相反，如果放宽各项条件，行驶中的稳定系数A的算出精度降低。但是，为了在车辆行驶中一面算出稳定系数A一面大致实时进行车辆控制，需要尽可能地确保行驶中的稳定系数A的算出机会，而且确保行驶中的稳定系数A的算出精度。
以规定精度算出稳定系数A的条件根据转弯状态而不同，如果与转弯状态无关地将这些条件设为一定，则即使在某种转弯状态下高精度地算出稳定系数A，但在其他转弯状态下有时不能高精度地算出稳定系数A。并且，根据转弯状态，有时放宽条件来增加稳定系数A的算出机会，也可以高精度地算出稳定系数A。
因此，在本装置中，如表1所示，根据车辆的转弯状态，把与上述的稳定转弯状态的判定有关的各项条件(第1～第6条件)的规定值(阈值)、即Yawbody1、Gx1、Gy1、Gy2、Vbody1、Vbody2、ω1、δ1的一部分或全部设定为不同值。
表1
另外，表1所示各参数的阈值的关系如下。
YawSB1＜YawSB2＜YawSB3＜YawSB4GxST1＜GxST2GySB1＜GySB2＜GyST1VSB1＜VSB2＜VSS1＜VSS2＜VST1ωST1＜ωST2δSB1＜δSB2＜δSB3如表1所示，此处，在车辆沿着行驶道路的弯路(转弯道路)转弯的弯路转弯时和在交叉点因左右转弯而转弯的交叉点转弯时，把上述的各规定值(阈值)设定为不同值。另外，在弯路转弯时根据是高速行驶还是中速行驶、在交叉点转弯时根据是左转弯还是右转弯，把上述的各规定值(阈值)设定为不同值。
另外，如表1所示，此处，弯路转弯或交叉点转弯的判别是根据车速来进行的，如果车速Vbody在阈值VSS1以上(其中，VSB1＜VSS1)(即，如果是中高速行驶)，则判定为弯路转弯，如果车速Vbody小于阈值VSS1(即，如果是低速行驶)，则判定为交叉点转弯。另外，如果车速Vbody在阈值VSS1以上、并且在阈值VSS2以上(其中，VSS1＜VSS2)(即，如果是高速行驶)，则判定为弯路高速转弯，如果车速Vbody小于阈值VSS2(即，如果是中速行驶)，则判定为交叉点中速转弯。
图5(a)～图5(c)是以车速Vbody为横轴、以转弯半径R为纵轴表示的图。
如果是弯路转弯(Vbody≥VSS1)，则图5(a)中表示本学习条件的区域内成为当前的车辆行驶状态是稳定转弯状态的判定条件(判定条件A)。但是，在以车速阈值VSS2为边界的中高速之间，判定条件不同。如果是右转弯(Vbody＜VSS1，且方向盘角度为右)，则图5(b)中表示本学习条件的区域内成为当前的车辆行驶状态是稳定转弯状态的判定条件(判定条件A)。如果是左转弯(Vbody＜VSS1，且方向盘角度为左)，则图5(c)中表示本学习条件的区域内成为当前的车辆行驶状态是稳定转弯状态的判定条件(判定条件A)。
如图5(b)、(c)所示，使左转弯时的车速Vbody的下限阈值VSB1低于右转弯时的车速Vbody的下限阈值VSB2，这是因为由于左转弯时稳定转弯半径小并且在大幅减速行驶，稳定系数A的算出机会变少，为了获得更多的稳定系数A的算出机会而降低车速Vbody的下限阈值VSB1。当然，如果降低车速Vbody的下限阈值VSB1，稳定系数A的算出精度也降低，所以为了避免这种情况，严格设定其他条件来对应该情况。
此处，说明如何对应车辆的转弯状态设定各规定值(阈值)。
如上所述，各参数的阈值中，与第1条件的偏转速率Yawbody有关的下限阈值YawSB1、YawSB2、YawSB3、YawSB4随速度越高而越小。
这是因为在高速转弯时即使偏转速率小，也能高精度地算出稳定系数A。并且，左右转弯中的左转弯时的偏转速率下限阈值变大，这是因为在左转弯时转弯半径小而大幅减速行驶，按上面所述放宽速度条件，所以为了确保稳定系数A的算出精度，而严格要求该偏转速率条件。
关于与第2条件的前后加速度Gx有关的上限阈值，只有左转弯时的上限阈值GxST2大于右转弯时和弯路转弯时的上限阈值GxST1。这是因为由于左转弯时车辆从慢速行驶到加速行驶的情况居多，如果上限阈值小，则稳定系数A的算出机会极端减少，所以为了获得更多的稳定系数A的算出机会而增大前后加速度的上限阈值GxST2。当然，如果增大前后加速度的上限阈值GxST2，稳定系数A的算出精度降低，所以为了避免这种情况，关于第2条件的方向盘角速度ω的上限阈值，对其左转弯时的上限阈值ωST1，比右转弯时或弯路行驶时的上限阈值ωST2要求得更严格，由此来对应这种情况。
关于第3条件的横向加速度Gy的下限阈值，只有弯路高速转弯时的下限阈值GySB1小于左右转弯时和弯路中速转弯时的下限阈值GySB2。这是因为由于在弯路上高速行驶时，其中多数是高速道路等的高标准道路，在这种道路上即使以规定速度行驶，转弯半径也被设定得较大，以不产生较大的横向加速度Gy，所以如果增大弯路高速转弯时的横向加速度下限阈值，在抑制速度运转的驱动器等的情况下不怎么产生横向加速度，导致稳定系数A的算出机会减少。因此，为了获得更多的稳定系数A的算出机会，减小弯路高速转弯时的横向加速度下限阈值。另外，在转弯时的横向加速度较小的情况下，一般稳定系数A的算出精度降低，但在弯路上高速转弯并且横向加速度较小的情况下，前后加速度和方向盘角速度等较低的情况居多，如果进行综合考虑，认为可以确保稳定系数A的算出精度。
另外，关于第6条件的方向盘角度δ的下限阈值，在弯路转弯时的下限阈值δSB1、δSB2被设定得小于左右转弯时的下限阈值δSB3。这是因为在左右转弯时方向盘角度极端变大，而在弯路转弯时方向盘角度不怎么变大，为了对应该情况而设定的。并且，即使在弯路转弯时，弯路高速转弯时的下限阈值δSB1被设定得小于弯路中速转弯时的下限阈值δSB2。即，实施弯路高速转弯的主要对象即高速道路等，如上面所述，与一般道路相比，弯路的弯曲半径被设定得较大，所以在转弯时与进行弯路中速转弯的一般道路相比，方向盘角度变小。因此，进行以上所述设定。
可是，在学习单元37的学习值设定单元37b中，如前面所述，在通过该判定单元37a判定为车辆的当前行驶状态是稳定转弯状态的期间，算出车辆的稳定系数A，但是把该算出值更新为车辆的稳定系数A的学习值，是以上述稳定转弯条件(判定条件A)成立的状态的持续时间T在规定时间Ts以上(判定条件B)为条件的。
此处，在上述稳定转弯条件(判定条件A)成立的期间，以预先设定的算出周期Tc算出车辆的稳定系数A，在上述稳定转弯条件(判定条件A)不成立(即，条件1～6中任一个不成立)的时间点，判定为稳定转弯条件(判定条件A)成立的时间T(＝算出周期Tc×算出次数n)在规定时间Ts以上，如果时间T在规定时间Ts以上，则根据算出次数n部分的稳定系数的累加值∑Ak(＝A1+A2+…+An)算出其平均值AAVE(＝∑Ak/n)。
在学习值设定单元37b中，把该平均值AAVE存储为学习值As，在学习单元中，按照下述公式(4)加权到该新学习值As(＝平均值AAVE)上，校正学习前的控制用稳定系数值An-1，算出反映学习的控制用稳定系数值An。
An＝An-1×(1-W)+As×W ……(4)其中，W是反映学习结果的加权系数。
这样，算出的控制用稳定系数值An用于在车辆运动状态输入部32使用公式(2)进行的目标偏转速率Yawtgt的算出。
另外，如果时间T不在规定时间Ts以上，稳定转弯条件(判定条件A)不成立，则该学习无效。
这样，以稳定转弯条件(判定条件A)成立的状态的持续时间为条件，是为了高精度地算出稳定系数A。
在本实施方式中，与该持续时间的条件有关的规定时间Ts，根据转弯状态被设定为微妙的不同值。即，弯路中速转弯时的规定时间Ts被设定得较长，弯路高速转弯时的规定时间Ts被设定得较短，左右转弯时的规定时间Ts被设定为它们的中间值。
把弯路中速转弯时的规定时间Ts设定得较长，这是因为在该转弯时稳定转弯条件(判定条件A)成立的情况居多，重视稳定系数A的算出精度，即使规定时间Ts较长，稳定系数A的学习机会也比较多。把弯路高速转弯时的规定时间Ts被设定得较短，这是因为在该转弯时稳定转弯条件(判定条件A)成立的情况较少，与稳定系数A的算出精度相比，更要确保稳定系数A的学习机会。
左右转弯的规定时间Ts是根据实际左右转弯时的转弯时间来设定，以便在左右转弯时能够充分获得稳定系数A的学习机会。左转弯时的转弯半径小且车速低，而且左右转弯被设定为不同的判定条件A，所以与右转弯时相比，稳定转弯条件(判定条件A)容易持续得较长。因此，左转弯的规定时间Ts被设定得略长于右转弯的规定时间Ts，获取确保稳定系数A的算出精度与确保稳定系数A的学习机会的平衡。
本发明的一实施方式涉及的稳定系数的学习装置具有上述构成，使用该装置，例如按照图6、图7所示流程图实施本实施方式涉及的稳定系数的学习方法。另外，图6、图7所示流程图按照预先设定的控制周期(算出周期)实施。
即，如图6的转弯判定程序所示，首先，获取在车辆状态检测单元检测的车辆状态信息(步骤A10)，利用标志F1判定在前次判定中是否判定为车辆在转弯中(步骤A20)。该标志F1是转弯判定标志，在转弯时设为1，不转弯时设为0，初始值为0。如果前次判定为不在转弯中，转入步骤A30，判定车辆是否已开始转弯。如果车辆开始转弯，把标志F1设为1(步骤A40)。如果前次判定为正在转弯中，从步骤A20转入步骤A50，判定车辆转弯是否已结束。如果车辆转弯结束，把标志F1设为0。
步骤A30、A50的转弯开始、结束判定，例如，如果方向盘角度δ的大小超过规定的转弯判定阈值(在该情况下，把稳定转弯判定的方向盘角度下限阈值即弯路高速转弯时的下限阈值δSB1设为转弯判定下限阈值)，可以判定为转弯开始，如果方向盘角度δ的大小在规定的转弯判定阈值以下，可以判定为转弯结束。
另一方面，如图7的稳定系数学习程序所示，首先，利用标志F1判定车辆是否在转弯中(步骤B10)。如果车辆在转弯中，获取在车辆状态检测单元检测的车辆状态信息(步骤B20)，判定该转弯是否是弯路转弯(步骤B30)。该判定根据车速来进行。即，如果车速VBODY为判定阈值VSS1以上的中高速区域，则判定为弯路转弯，如果车速VBODY为小于判定阈值VSS1的低速区域，则判定为不是弯路转弯(步骤B60)。
如果是弯路转弯，则使用图5(a)所示的判定图标a(步骤B60)。如果不是弯路转弯，判定是否是交叉点转弯(右转弯或左转弯)(步骤B40)，如果是交叉点转弯，则判定是右转弯还是左转弯(步骤B50)。此处，是否是交叉点转弯可以根据方向盘角度δ是否在规定阈值(例如，δSB3)以上进行判定，是右转弯还是左转弯可以根据方向盘角度δ的方向进行判定。
并且，如果是右转弯，则使用图5(b)所示的判定图标b(步骤B70)，如果是左转弯，则使用图5(c)所示的判定图标c(步骤B80)。
这样，如果选定了判定图标，则利用前述判定条件A判定前次转弯是否是稳定转弯(步骤B90)。
如果转弯是稳定转弯，则判定稳定转弯判定标志F2是否是1(步骤B100)。该稳定转弯判定标志F2在被判定为稳定转弯时被设定为1，在不是稳定转弯时被设定为0，初始值为0。
如果前次未判定为稳定转弯而此次判定为稳定转弯，由于稳定转弯判定标志F2为0，所以转入步骤B110，开始稳定运算次数值n的计数(n＝1)，把稳定转弯判定标志F2设为1(步骤B120)。并且，利用在步骤B20获取的车辆信息，根据前述公式(1)运算稳定系数A(步骤B140)，存储稳定系数A的累加值∑A(步骤B150)。
这样，如果在步骤B90持续判定为稳定转弯，则运算次数n增加，步骤B150的稳定系数A的累加值∑A成为该运算次数n次部分的值。
例如，在稳定转弯状态持续n周期后的第n+1周期不是稳定转弯状态时，从步骤B90转入步骤B160，判定稳定转弯判定标志F2是否是1。此处，由于前次是稳定转弯状态，F2＝1，所以首先转入步骤B170，重新设定为F2＝0，然后转入步骤B180，判定判定条件B即稳定转弯状态的持续时间T(＝n×Tc)是否在上述规定时间Ts以上。
此处，如果持续时间T不在规定时间Ts以上，此次学习无结果地结束，如果持续时间T在规定时间Ts以上，用在步骤B150算出的稳定系数A的累加值∑A除以运算次数n，算出稳定系数平均值AAVE(步骤B190)，把其作为学习值As，利用前述公式(4)更新控制用稳定系数An。
另一方面，在作为本实施方式的车辆用控制装置的偏转力矩控制装置(转弯特性控制装置)中，这样使用在行驶中更新的控制用稳定系数An，例如按照图8所示进行控制。
如图8所示，首先，获取控制关联数据(步骤C10)，判定是否需要转弯特性控制(偏转力矩控制)(步骤C20)，如果需要转弯特性控制(偏转力矩控制)，判定是针对转向不足的控制还是针对转向过度的控制(步骤C30)。
如果是针对转向不足，判定是否在制动操作中(步骤C40)，如果不在制动操作中，则按照图4(a)所示，对应偏转速率偏差ΔYaw设定制动力(制动液压)施加量，以便向转弯内轮中的后轮5RL或5RR施加制动力(步骤C50)。如果是在制动操作中，则按照图4(c)所示，对应偏转速率偏差ΔYaw设定制动力(制动液压)的增加量或减少量，以便增加转弯内轮中的后轮5RL或5RR的制动力，减少转弯外轮中的前轮5FR或5FL的制动力(步骤C60)。
如果是针对转向过度，则判定是否在制动操作中(步骤C70)，如果不在制动操作中，则按照图4(b)所示，对应偏转速率偏差ΔYaw设定制动力(制动液压)施加量，以便向转弯外轮中的前轮5FL或5FR施加制动力(步骤C80)。如果是在制动操作中，则按照图4(d)所示，对应偏转速率偏差ΔYaw设定制动力(制动液压)的增加量或减少量，以便增加转弯外轮中的前轮5FL或5FR的制动力，减少转弯内轮中的后轮5RR或5RL的制动力(步骤C90)。
在步骤C50、C60、C80、C90的偏转速率偏差ΔYaw计算时是使用目标偏转速率ΔYawtgt，但该目标偏转速率ΔYawtgt的计算是使用控制用稳定系数值An。
而且，根据通过转弯特性控制单元33设定的各轮的制动力(制动液压)的增加量和减少量来控制制动器。
这样，在本学习方法和学习装置中，判定行驶中的车辆行驶状态是否是稳定转弯状态，如果是稳定转弯状态，则根据在行驶中被检测出的车速Vbody、转向角δ和偏转速率Yawbody的各个检测数据，算出车辆的稳定系数A，所以即使车辆的重心位置或所安装的轮胎或悬架特性或车辆刚性发生变化时，也能在行驶中迅速算出与其相适应的稳定系数A。
这样，可以根据车辆的状态，接近实时地算出车辆的稳定系数，所以使用通过本学习方法和学习装置得到的稳定系数A进行偏转力矩控制等的车辆用控制，可以对应车辆状态进行适宜的车辆用控制。
并且，在行驶过程中计算稳定系数时，算出频次和算出精度之间存在矛盾的关系，即如果要提高算出频次则算出精度降低，如果要提高算出精度则算出频次降低，但在本学习方法和本学习装置中，根据各种转弯状态分别设定算出稳定系数的条件(判定条件A、B)，所以能够使算出频次和算出精度取得平衡，能够以一定程度的频次获得一定精度的稳定系数，还具有提高车辆用控制的实用性的效果。
以上说明了本发明的实施方式，但本发明不限于此，可以在不脱离本发明技术思想的范围内进行各种变形。
例如，作为车辆用控制，说明了使用制动器的偏转力矩控制(转弯特性控制)，但本学习方法和本学习装置可以适用的车辆用控制不限于此，例如，可以适用于通过控制对驱动轮的转矩分配来控制偏转力矩等、或四轮转向控制等，使用稳定系数的各种车辆用控制。
权利要求
1.一种车辆的稳定系数学习方法，用于学习车辆在行驶状态下的车辆的稳定系数，其特征在于，包括判定步骤，检测行驶中的车辆状态，根据该检测信息判定车辆当前的行驶状态是否是稳定转弯状态(步骤B20～B90)；学习步骤，根据在行驶中被检测出的车速(Vbody)、转向角δ及偏转速率(Yawbody)，利用运算公式(1)算出车辆的稳定系数(A)，如果通过该判定步骤判定为车辆当前的行驶状态是稳定转弯状态，则把该算出值设定为车辆的稳定系数(A)的学习值(步骤B100～B200)。A=(Vbody·δYawbody·L-1)1Vbody2···(1)]]>
2.根据权利要求1所述的车辆的稳定系数学习方法，其特征在于，在该判定步骤(步骤B20～B90)进行的车辆当前的行驶状态是稳定转弯状态的判定条件是，使以下六个条件都成立，即满足车辆的偏转速率的大小大于预先设定的规定值的第1条件、车辆的前后加速度的大小小于预先设定的规定值的第2条件、车辆的横向加速度的大小在预先设定的范围内的第3条件、车速在预先设定的范围内的第4条件、车辆的操纵角速度的大小小于预先设定的规定值的第5条件、车辆的转向角的大小大于预先设定的规定值的第6条件，作为在该学习步骤(步骤B100～B200)把通过上述运算公式(1)算出的该计算值设定为车辆的稳定系数A的学习值的学习条件，设定上述第1～第6条件都成立的状态的持续时间在预先设定的规定时间以上。
3.根据权利要求2所述的车辆的稳定系数学习方法，其特征在于，在该学习步骤，如果上述第1～第6条件都成立，则根据上述运算公式(1)以规定周期反复算出稳定系数A，直到上述第1～第6条件中任一个条件不成立为止，在进行该运算时，如果上述第1～第6条件都成立的状态持续时间在该规定时间以上，则算出以上述规定周期进行运算的运算结果的平均值，使用该平均值更新车辆的稳定系数A的学习值。
4.根据权利要求2所述的车辆的稳定系数学习方法，其特征在于，该判定条件涉及的各个规定值或各个范围，根据车辆的转弯状态被设定为不同值。
5.根据权利要求3所述的车辆的稳定系数学习方法，其特征在于，该判定条件涉及的各个规定值或各个范围，根据车辆的转弯状态被设定为不同值。
6.根据权利要求5所述的车辆的稳定系数学习方法，其特征在于，在车辆的转弯速度为相当于右转弯或左转弯的低车速的情况下，该判定条件涉及的各个规定值或各个范围根据左、右转弯被设定为不同值。
7.一种车辆的稳定系数学习装置，是在上述权利要求1所述的车辆的稳定系数学习方法中使用的装置，其特征在于，包括车辆状态检测单元，检测车辆的行驶状态或运转状态，其中包括检测车辆产生的偏转速率的偏转速率检测单元(12)、检测车速的车速检测单元(15)、和检测车辆的转向角的转向角检测单元(11)；判定单元(37a)，根据该车辆状态检测单元的检测信息，判定车辆的当前行驶状态是否是稳定转弯状态；学习值设定单元(37b)，在通过该判定单元(37a)判定为车辆的当前行驶状态是稳定转弯状态的期间，根据在行驶中由该车辆状态检测单元检测出的车速(Vbody)、转向角(δ)及偏转速率(Yawbody)，利用上述运算公式(1)算出车辆的稳定系数(A)，把该算出值作为车辆的稳定系数(A)的学习值。
8.一种车辆用控制装置，其特征在于，具有权利要求7所述的车辆的稳定系数学习装置，根据通过该学习装置学习的稳定系数学习值来控制该车辆，在该车辆的控制中使用的控制用稳定系数是利用预先设定的加权系数，将相对前次控制用稳定系数的最新稳定系数学习值进行加权平均而求出的。
全文摘要
本发明涉及学习车辆的稳定系数的技术，其目的是能根据车辆状态算出车辆的稳定系数。具体方法是，检测行驶中的车辆状态，根据该检测信息判定车辆当前的行驶状态是否是稳定转弯状态(步骤B20～B90)，如果判定为车辆当前的行驶状态是稳定转弯状态，则根据在行驶中检测的车速、转向角及偏转速率，利用规定的运算公式算出车辆的稳定系数，把该算出值作为车辆的稳定系数的学习值(步骤B100～B200)，由此求出车辆当前状态下的稳定系数。
文档编号B60W40/12GK1603193SQ20041008068
公开日2005年4月6日 申请日期2004年9月29日 优先权日2003年9月30日
发明者坂田邦夫 申请人:三菱扶桑卡客车株式会社