专利名称：用于车辆的防翻转控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于车辆的防翻转(roll-over)控制装置，用于在确保车辆的运行性能的同时，防止车辆翻倒。
背景技术：
当车辆转弯时，根据车辆的运行速度或驾驶情况，在车辆上产生沿翻滚(rolling)方向的力矩，该力矩有时会降低车辆的稳定性。在这种情况下，如果沿翻滚方向的力矩过度增加，则车辆可能会翻转(翻倒)。因此，传统上提出了各种控制装置，这些控制装置在车辆翻转之前采取制动步骤。
例如，日本专利特开No.2000-104582(下文中称为专利文献1)公开了一种车辆运行状态控制装置，该车辆运行状态控制装置设置成这样，即，如果判断出车辆运行状态不稳定，则断开向发动机供给燃料，且在车辆运行状态回到稳定状态之后，根据车辆的横向加速度值(横向G)而重新开始向发动机供给燃料。根据该设置，在车辆的运行状态不稳定的状态下，发动机扭矩降低，这样，车轮可以很好地抓住路面，而在车辆回到稳定状态之后，根据车辆的横向加速度值而停止控制降低发动机扭矩，以便恢复其中不会发生控制振荡的稳定状态。
尽管在专利文献1中公开的技术采用通过控制发动机扭矩来降低车辆推进力以降低车速的制动步骤，但是人们还提出了向车轮施加制动力以便使车辆制动的另一技术。
例如，日本专利特开平No.10-24819(下文中称为专利文献2)公开了一种制动力控制装置，它构成为包括第一控制模式和第二控制模式，在该第一控制模式，它根据车辆的转弯特征(偏转速率大小)来控制车辆的运行状态，而在该第二模式，根据车辆的过大翻滚指数(对车轮负载的减轻或降低速度)来控制翻滚(翻倒)。在第一模式，在转弯内车轮和转弯外侧车轮之间提供不同的制动力，以便控制车辆沿转弯方向或转向方向的偏转力矩，但是在第二控制模式，将制动力施加在车轮上，并减小供给发动机的燃料量，以便控制车速。根据该结构，当车辆处于第一控制模式时，能够实现车辆运行状态的恢复，而当车辆处于第二控制模式时，可降低作用在车辆重心上的离心力以防止翻滚，并能够很好地保持运行稳定性。
这样，根据专利文献2中所公开的装置，为了防止车辆翻滚，除了如专利文献1中所公开的控制降低发动机扭矩，同时还执行向车轮施加制动力的控制。
顺便说明，车辆的转弯分成在车道变化时的非稳定(瞬态)转弯、紧急避让转向等，其中转弯方向突然变化；以及稳定转弯，表现为沿环路(loop bridge)等转弯，以相同方向沿该环路连续转弯。
在非稳定转弯时，在转弯方向刚变换之后并不出现较高的横向加速度，而是横向加速度在更迟时候出现。然而，在转弯方向刚变换之后就出现翻滚速率，且该翻滚速率通常不易于由驾驶员控制。如果在该转弯过程中翻滚速率变得过高，则即使横向加速度保持较低，车辆也可能向其侧部翻倒。
另一方面，在稳定转弯时，除了当车辆的转弯运行状态改变(例如，开始转弯或转弯结束)时，车辆将不会出现较高的翻滚速率，且车辆能够由驾驶员容易地控制。不过，通常出现沿转弯外侧方向的横向加速度。然后，如果在该转弯过程中横向加速度变得过高，则即使翻滚速率保持较低，车辆也可能向其侧部翻倒。
考虑到上述车辆转弯的不同类型，如果同时执行向车轮施加制动力的控制(如专利文献2中所公开的技术)和减小发动机扭矩的控制，则在非稳定转弯(例如，在紧急避让转弯)时，车辆能够充分减速，以便防止翻转并能够安全转弯。不过，在稳定转弯时，由于在转弯过程中驾驶员能够相对容易地控制车辆，因此，有时驾驶员使得车辆过度减速。而且，由于降低发动机输出功率，因此驾驶员试图提高车速或保持车速将几乎不可能反映到车速上，并且还会使驾驶感觉变差。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于车辆的防翻转控制装置，该装置能够在通过适当的减速控制确保车辆的运行性能的同时，防止车辆翻倒。
为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种用于车辆的防翻转控制装置，该装置包括制动装置，其能够使车辆的车轮制动；发动机输出调节装置，其能够控制车辆的发动机的输出功率；翻滚速率检测装置，用于检测车辆的翻滚速率；横向加速度检测装置，用于检测车辆的横向加速度；以及防翻转控制器，用于当在车辆转弯时满足基于由翻滚速率检测装置检测的翻滚速率值的第一控制执行条件时，使得制动装置和发动机输出调节装置分别进行制动和降低发动机的输出功率，并且当车辆转弯时满足基于由横向加速度检测装置检测的横向加速度值的第二控制执行条件时，使得制动装置进行制动。
对于具有上述结构的防翻转控制装置，通过根据表示为稳定转弯的横向加速度值进行制动控制，可以确保车辆在转弯过程中的稳定性，同时可防止由于降低发动机输出功率而过度减速。而且，根据翻滚速率的控制和根据横向加速度的控制可以有效地进行，并且不管转弯类型的区别，都可确保车辆在转弯时的运行性能和稳定性。
优选地，在满足第一控制执行条件时，控制制动装置以向车轮施加与翻滚速率值相对应的第一控制量的制动力，并控制发动机输出调节装置，以降低发动机的输出功率，但是在满足第二控制执行条件时控制制动装置，以向车轮施加与横向加速度值相对应的第二控制量的制动力。
通过具有上述结构的防翻转控制装置，由于施加了与翻滚速率值或横向加速度值相对应大小的制动力，因此能够根据车辆的稳定程度来进行适当的制动控制。
优选地，防翻转控制器使得制动装置向车轮施加第一校正控制量和第二校正控制量的总和值的制动力，通过将与翻滚速率值相对应的第一控制量乘以等于或小于1的翻滚速率相应增益而获得该第一校正控制量，通过将与横向加速度值相对应的第二控制量乘以等于或小于1的横向加速度相应增益而获得该第二校正控制量。
通过具有上述结构的防翻转控制装置，即使同时进行基于翻滚速率值的控制和基于横向加速度值的控制，制动控制量也根本不会过大，并可确保车辆的稳定性。
优选地，翻滚速率相应增益设定成随着翻滚速率的增加而增加，且横向加速度相应增益设定成随着横向加速度的增加而增加。
通过具有上述结构的防翻转控制装置，可以确保车辆稳定所需的制动控制量。
还优选地，翻滚速率相应增益设定成这样，即，当翻滚速率值低于第一预定值时，翻滚速率相应增益为等于或小于1的固定值，但是当翻滚速率值等于或高于第一预定值但低于第二预定值(该第二预定值等于或高于第一预定值)时，翻滚速率相应增益响应于翻滚速率值的增加而增加，而当翻滚速率值等于或高于第二预定值时，翻滚速率相应增益为1，并且横向加速度相应增益设定为这样，即，当横向加速度值低于第三预定值时，横向加速度相应增益为等于或小于1的固定值，但是当横向加速度值等于或高于第三预定值但低于第四预定值(该第四预定值等于或高于第三预定值)时，横向加速度相应增益响应于横向加速度值的增加而增加，而当横向加速度值等于或高于第四预定值时，横向加速度相应增益为1。
通过具有上述结构的防翻转控制装置，可以对具有翻滚速率和横向加速度大小的制动力值进行适当的加权相加，且对于与翻滚速率值相对应的控制量以及与横向加速度相对应的控制量，都可以确保所需的足够控制量。
优选地，提供该制动装置以能够单独地制动车辆的左右车轮，并且防翻转控制器在满足第一控制执行条件时控制制动装置，以向转弯外侧的一个或多个车轮施加与翻滚速率值相对应的第一控制量的制动力，并控制发动机输出调节装置，以降低发动机输出功率，但是在满足第二控制执行条件时控制制动装置，以向转弯外侧的一个或多个车轮施加与横向加速度值相对应的第二控制量的制动力。
通过具有上述结构的防翻转控制装置，由于在防翻转控制中，在车辆转弯时向转弯外侧车轮施加制动力，因此能够有效地降低车速。而且，沿转弯外侧方向的力矩可以施加在车辆上，因此能够增大转弯半径以有效地防止车辆翻倒。
优选地，第一控制执行条件包括这样的条件，其中翻滚速率值的大小等于或高于预先设定的第一控制执行阈值，而第二控制执行条件包括这样的条件，其中横向加速度值的大小等于或高于预先设定的第二控制执行阈值。
通过具有上述结构的防翻转控制装置，可以在转弯时精确地掌握车辆的稳定程度，以进行防翻转控制。
通过下面结合附图的说明和所附权利要求，将清楚本发明的上述和其它目的、特征和优点，在附图中相同部件或元件由相同的附图标记表示。
图1是本发明实施例的用于车辆的防翻转控制装置的控制方框图；图2是表示用于车辆的制动系统的总体结构的系统方框图，该制动系统包括根据该实施例的用于车辆的防翻转控制装置；图3是表示通过该实施例的用于车辆的防翻转控制装置进行的防翻转控制的流程图；图4(a)是表示在通过该实施例的用于车辆的防翻转控制装置进行的翻滚速率控制和横向加速度控制的综合控制中，翻滚速率控制的制动控制量的校正特征图；图4(b)是表示在通过该实施例的用于车辆的防翻转控制装置进行的翻滚速率控制和横向加速度控制的综合控制中，横向加速度控制的制动控制量的校正特征图；图5(a)是表示当车辆向左转弯时要施加给车辆的制动力的示意图，该车辆包括本发明的用于车辆的防翻转控制装置；
图5(b)是表示当车辆向右转弯时要施加给车辆的制动力的示意图，该车辆包括本发明的用于车辆的防翻转控制装置；以及图6(a)和6(b)是表示在车辆转弯时的运行状态的示意图，该车辆包括本发明的用于车辆的防翻转控制装置。
具体实施例方式
根据本发明实施例的用于车辆的防翻转控制装置将与用于车辆的制动系统一起使用，如图2所示。参考图2，用于车辆的制动系统包括制动踏板1、主缸2和液压单元6，该主缸2以与制动踏板1的操作成互锁关系而操作，该液压单元用于根据主缸2的状态或者根据来自制动控制器(制动ECU)3的指令，来控制从主缸2或者制动流体容器4向车轮制动器(下文中称为制动器)10的车轮制动缸供给的制动流体压力，所述车轮制动器用于制动车轮(左前轮和右前轮以及左后轮和右后轮)5FL、5FR、5RL、5RR。应当知道，制动装置由液压调节系统和车轮制动器10等形成，该液压调节系统包括主缸2、液压单元6等，而该车轮制动器10用于制动车轮。
而且，设置发动机ECU 7作为发动机输出调节装置，用于这样调节发动机8的输出功率，从而能够通过发动机ECU 7与制动ECU 3的CAN(控制器局域网)通信而进行适于车辆状态的发动机输出功率调节。
在本实施例中，作为用于使车辆运行状态稳定的运行状态控制，进行用于防止作用在车辆上的翻滚速率和横向加速度变得过高的控制(防翻转控制)，从而防止车辆翻转(翻倒)。防翻转控制包括两种控制模式防翻转制动控制和降低发动机输出控制。
防翻转制动控制是这样的制动控制，其中，将制动力施加在车辆的转弯外侧车轮上，以防止车辆突然转弯(特别是增加转弯半径)并使车辆减速，从而降低在车辆上产生的离心力以防止翻转。这时，车辆的横向加速度和翻滚速率都用作判断车辆的稳定程度的参数。应当知道，在本实施例中，基于横向加速度大小的防翻转制动控制称为横向加速度控制，而基于翻滚速率大小的防翻转制动控制称为翻滚速率控制。此外，降低发动机输出控制是发动机的输出功率控制。特别是，降低发动机输出控制降低了发动机的输出功率以使车辆减速，从而使得车辆的运行状态稳定。下面特别介绍控制模式。
应当知道，在本实施例中，可以进行其中结合了防翻转控制和制动控制(驾驶员控制)(该制动控制根据制动踏板1的操作量来进行)的制动控制。
如图2所示(在图2中，只示出了用于前车轮的左右车轮制动器)，在液压单元6中的差压阀68在防翻转控制中操作，这样，在差压阀68的上游和下游之间可以出现预定压力差。当车辆处于运行状态控制模式且制动踏板1不操作时，内部管(in-line)进气阀61关闭，而外部管(out-line)进气阀62打开。因此，在制动流体容器4中的制动流体通过外部管64和外部管进气阀62而引入泵65中并由泵65增压，并通过流体压力保持阀66和减压阀67来调节制动流体的压力，并且将调节压力的制动流体供给到用于车轮的制动器10。另一方面，当车辆处于运行状态控制模式且制动踏板1操作时，由于内部管进气阀61打开而外部管进气阀62关闭，因此在主缸2中的制动流体通过内部管63和内部管进气阀61而引入泵65中并由泵65增压。然后，通过流体压力保持阀66和减压阀67来调节制动流体的压力，并且将调节压力的制动流体供给用于车轮的制动器10。
应当知道，如果以上述车辆的运行状态控制模式来执行由驾驶员进行的制动控制(驾驶员控制)，则根据由流体压力传感器14确定的在主缸2中的制动流体的压力信息，来进行通过流体压力保持阀66和减压阀67的压力调节。而且，内部管63和外部管64在内部管进气阀61和外部管进气阀62的下游处接合在一起，且泵65布置在接合位置的下游。对于各制动车轮5FL、5FR、5RL、5RR，都设置了在泵65下游的流体压力保持阀66和减压阀67。
在正常制动(驾驶员控制)时，内部管进气阀61和外部管进气阀62关闭，且差压阀68和流体压力保持阀66打开，而减压阀67关闭。因此，将与主缸2中的压力相对应的制动流体压力通过内部管63、差压阀68和流体压力保持阀66而供给用于各车轮的制动器10。另一方面，当ABS(防抱死制动系统或防滑制动系统)操作时，通过流体压力保持阀66和减压阀67适当地调节与制动操作力相对应的制动流体压力，从而不会锁定各车轮。
用于具有上述结构的液压单元6的制动车轮的内部管进气阀61、外部管进气阀62、泵65和流体压力保持阀66、减压阀67、差压阀68将由制动ECU 3来控制。
将各种信号输入制动ECU 3。特别是，从设置在车体上的偏转速率传感器12输入车体的偏转速率信号，且从设置在车体上的翻滚速率传感器(翻滚速率检测装置)13输入车体的翻滚速率信号(参数值)。而且，从用于各车轮的车轮转速传感器15输入车轮转速信号，且从制动开关16输入制动踏板操作信号。而且，从设置在车体上的前后和横向加速度传感器(横向加速度检测装置)17输入前后加速度信号和横向加速度信号。
制动ECU 3包括如图1中所示的各种功能元件。参考图1，制动ECU3包括车辆运动状态输入部分23，用于接收关于车辆的各种信息(作为输入)，并适当地处理输入信息，以计算车辆的理论运动状态。制动ECU3还包括驾驶员操作状态输入部分24，用于接收关于驾驶员操作情况的各种信息(作为输入)，例如加速器操作和制动操作，并适当地处理输入信息。制动ECU 3还包括防翻转控制部分(防翻转控制器)21，用于执行防止车辆翻转(翻倒)的控制(防翻转控制)。
应当知道，ECU 3包括作为附加控制装置的自动减速控制部分(未示出)和偏转力矩控制部分(未示出)等，该自动减速控制部分用于计算在车辆转弯时的转弯半径和运行承载表面的摩擦系数，从而自动降低车速，而该偏转力矩控制部分用于沿转向或回复方向来控制车辆的姿态。然而，本文中省略了对其它控制部分的说明。
下面将介绍制动ECU 3的部件。
车辆运动状态输入部分23通过前后加速度信号而确定在车体上产生的实际前后加速度Gx，并通过横向加速度信号而确定在车体上产生的实际横向加速度Gy，该前后加速度信号和横向加速度信号都由前后和横向加速度传感器17输入，并且通过由偏转速率传感器12输入的偏转速率信号而确定在车体上产生的偏转速率Yr，并将它们输出给防翻转控制部分21。而且，这里车辆运动状态输入部分23计算车体速度Vb。尽管通常根据来自车轮转速传感器15的车轮转速信号来计算车体速度Vb，但是如果车轮发生滑动，则车辆运动状态输入部分23将从前后和横向加速度传感器17获得的实际前后加速度Gx的时间积分值增加到基于车轮转速信号车体速度上，直到计算出车体速度(这时，所计算的车体速度是估计的车体速度)。
驾驶员操作状态输入部分24根据来自制动开关16的制动踏板操作信号来判断是否操作了制动踏板1。而且，根据从流体压力传感器14输入的主缸流体压力信息来计算由驾驶员进行的制动踏板1的操作量PRDR。
防翻转控制部分21包括横向加速度确定部分31、翻滚速率确定部分32、防翻转综合控制部分33和降低发动机输出控制部分34。
由防翻转综合控制部分33进行的制动控制是向车辆的转弯外侧车轮施加制动力的控制，且这时施加的制动力大小独立于横向加速度确定部分31和翻滚速率确定部分32来计算。然后，防翻转综合控制部分33对制动力的计算大小进行综合，并利用所获得的值进行制动控制。另一方面，由降低发动机输出控制部分34进行的制动控制是这样的控制，即，使得发动机ECU 7减小供给发动机8的燃料供给量，以降低发动机8的输出功率。
如果满足了基于翻滚速率值的预定开始条件，则翻滚速率确定部分32进行向转弯外侧车轮施加与翻滚速率Rr大小相对应的制动力(第一控制量的制动力)的控制(下文中，该控制称为翻滚速率控制)。然后，如果满足了预定结束条件，则翻滚速率确定部分32结束控制。在本控制中与翻滚速率Rr大小相对应的制动力在翻滚速率确定部分32中计算。
应当知道，本实施例中的翻滚速率控制的开始条件为满足以下全部条件(1)车体速度Vb等于或高于基准值(预先设定的低速值)V1；(2)横向加速度Gy的大小等于或高于基准值(预先设定的值)Gys1；以及(3)翻滚速率Rr大小等于或高于基准值(预先设定的第一控制开始阈值)Rrs。如果所有条件都满足，则开始翻滚速率控制。上述条件包括转弯开始条件，且如果满足全部条件，则车辆自然处于转弯状态。而且，在本实施例中，将在开始条件(2)中确定的用于横向加速度Gy的基准值Gys1设定为非常低的值。换句话说，这里横向加速度Gy包含在开始条件中，并不是作为用于确定车辆的翻滚状态的参数，而是作为用于确定车辆开始转弯的参数。因此，翻滚速率控制的开始条件实际上基于翻滚速率Rr的值。
在翻滚速率控制中，将制动力施加在转弯外侧车轮上。这时施加的制动力大小根据相对应的图来设定，在该图中，将其设定为与翻滚速率Rr的大小相对应的值。应当知道，在本实施例中，将通过液压单元6控制的制动流体压力的增加/降低压力梯度PRRR设定为与翻滚速率Rr的大小相对应的值的制动控制量(第一控制量)。
另一方面，翻滚速率控制的结束条件是满足以下任意一个条件(1)车体速度Vb低于基准值(预先设定的低速值)V2(V2＜V1)；(2)改变转弯方向；以及(3)翻滚速率Rr的大小低于基准值(预先设定的控制结束阈值)RrE(RrE＜RrS)。如果满足任意一个条件，则翻滚速率控制结束。应当知道，对于转弯方向的改变，当偏转速率Yr的信号表示为反向时，就判断出转弯方向已经改变。
这样，当满足翻滚速率控制开始条件时，翻滚速率确定部分32开始翻滚速率控制，而当满足翻滚速率控制结束条件时结束翻滚速率控制。换句话说，第一控制执行条件是满足翻滚速率开始条件且不满足翻滚速率结束条件的条件。
如果满足关于横向加速度的预定开始条件(第二控制开始条件)，则横向加速度确定部分31执行向转弯外侧车轮施加根据横向加速度Gy大小的制动力(第二控制量的制动力)的控制(下文中，该控制称为横向加速度控制)。不过，如果满足预定结束条件，则横向加速度确定部分31结束控制。在本控制中根据横向加速度Gy大小的制动力在横向加速度确定部分31中计算。
横向加速度控制的开始条件是满足以下全部条件(1)车体速度Vb等于或高于基准值V1；以及(2)横向加速度Gy大小等于或高于基准值(预先设定的第二控制开始阈值)Gys2(Gys1＜Gys2)。如果所有条件都满足，则横向加速度确定部分31开始横向加速度控制。这些条件包括车辆的转弯开始条件，且当满足全部条件时，车辆自然处于转弯状态。
应当知道，在上述开始条件中用于横向加速度的基准值Gys2设定为与在上述翻滚速率控制的开始条件中用于横向加速度的基准值Gys1相比更高的值。特别是，如果只注意横向加速度，则将横向加速度控制的开始条件设定成比翻滚速率控制的开始条件更苛刻，且当横向加速度比在处于进行翻滚速率控制的转弯状态下的车辆上产生的横向加速度更高时(换句话说，横向加速度具有比翻转更高的程度)，进行横向加速度控制。
在横向加速度控制中，将制动力施加给转弯外侧车轮。在这种情况下，要施加的制动力大小根据相对应的图来设定，在该图中，将其设定为与横向加速度Gy的大小相对应的值。应当知道，在本实施例中，将由液压单元6控制的制动液压的增加/降低压力梯度PRLA设定为与横向加速度Gy大小相对应的值的制动控制量(第二控制量)。
另一方面，横向加速度控制的结束条件是满足以下任意一个条件(1)车体速度Vb低于基准值V2；(2)改变转弯方向；以及(3)横向加速度Gy大小低于基准值GyE2(GyE2＜GyS2)。如果满足任意一个条件，则横向加速度控制结束。应当知道，在这种情况下对于转弯方向的改变，当偏转速率Yr的信号表示为反向时，就判断出转弯方向已经改变。应当知道，对于用于判断横向加速度控制的开始条件和结束条件的车体速度，使用与用于判断翻滚速率控制的开始条件和结束条件的车体速度值相同的值V1和V2。不过，也可以使用不同值。
这样，当满足横向加速度控制开始条件时，横向加速度驱动部分31开始横向加速度控制，并且当满足横向加速度控制结束条件时结束横向加速度控制。因此，第二控制进行条件是满足横向加速度开始条件且不满足横向加速度结束条件的条件。
防翻转综合控制部分33具有综合由横向加速度驱动部分31进行的控制和由翻滚速率确定部分32进行的控制的功能。换句话说，当通过横向加速度确定部分31进行横向加速度控制和通过翻滚速率确定部分32进行翻滚速率控制时，防翻转综合控制部分33对由各控制部分计算的制动力值进行综合计算。
特别是，将由翻滚速率确定部分32设定的增加/降低压力梯度(第一控制量)PRRR以及由横向加速度确定部分31设定的增加/降低压力梯度(第二控制量)PRLA乘以翻滚速率增益(翻滚速率相应增益)KRR和横向加速度增益(横向加速度相应增益)KLA，且将乘积的和设定为控制增加/降低压力梯度PRrop并用于控制。这里，翻滚速率增益KRR和横向加速度增益KLA给出为翻滚速率Rr和横向加速度Gy的函数，分别如图4(a)和4(b)所示。
如图4(a)所示，在翻滚速率Rr大小低于预定值(第一预定值)Rr1的情况下，翻滚速率增益KRR具有固定值KRR0，而在翻滚速率Rr大小等于或高于预定值Rr1但低于另一预定值(第二预定值)Rr2的情况下，该翻滚速率增益KRR将随着翻滚速率Rr大小的增加而增加，但是在翻滚速率Rr的大小等于或大于预定值Rr2(其中，Rr1＜Rr2)的情况下，该翻滚速率增益KRR将为值1。
此外，如图4(b)所示，在横向加速度Gy的大小低于预定值(第三预定值)Gy1的情况下，横向加速度增益KLA具有固定值KLA0，而在横向加速度Gy的大小等于或高于预定值Gy1但低于另一预定值(第四预定值)Gy2的情况下，该横向加速度增益KLA将随着横向加速度Gy大小的增加而增加，但是在横向加速度Gy的大小等于或大于预定值Gy2(其中，Gy1＜Gy2)的情况下，该横向加速度增益KLA将为值1。
特别是，在翻滚速率控制中的增加/降低压力梯度和在横向加速度控制中的增加/降低压力梯度的综合控制中，当翻滚速率Rr的大小等于或大于预定值Rr2时，防翻转综合控制部分33将翻滚速率增益KRR设置成1，从而确保基本如翻滚速率控制所需的增加/降低压力梯度，但是当横向加速度Gy的大小等于或大于预定值Gy2时，防翻转综合控制部分33将横向加速度增益KLA设置成1，从而确保足够用于横向加速度控制的增加/降低压力梯度。这时，增加/降低压力梯度的总和成为控制增加/降低压力梯度PRrop，通过该压力梯度，可以确实进行翻滚速率控制和横向加速度控制。
另一方面，当翻滚速率Rr的大小等于或大于预定值Rr1但小于预定值Rr2时，将翻滚速率增益KRR设置成根据翻滚速率Rr大小的增加而增加、但等于或小于1的值，而当横向加速度Gy大小等于或大于预定值Gy1但小于预定值Gy2时，将横向加速度增益KLA设定成根据横向加速度Gy大小的增加而增加、但等于或小于1的值，这样，控制增加/降低压力梯度PRrop不会变得太高。特别是，如果在翻滚速率控制中的增加/降低压力梯度和在横向加速度控制中的增加/降低压力梯度的总和用作控制增加/降低压力梯度，则由于在翻滚速率Rr大小或横向加速度Gy大小减小时制动量变得过大的趋势增大。因此，待计算的控制增加/降低压力梯度PRrop可防止由于翻滚速率增益KRR随翻滚速率Rr的大小的减小而减小以及横向加速度增益KLA随横向加速度Gy的大小的减小而减小，从而使得制动量过大。
而且，通过在翻滚速率Rr大小低于预定值Rr1时将翻滚速率增益KRR设定为固定值KRR0，以及在横向加速度Gy的大小低于预定值Gy1时将横向加速度增益KLA设定为固定值KLA0，待计算的控制增加/降低压力梯度PRrop将确保翻滚速率控制和横向加速度控制所需的最小增加/降低压力梯度。
降低发动机输出控制部分34判断是否开始或结束降低发动机8的输出功率以使车辆减速的降低发动机输出控制。根据是否满足预定开始条件和预定结束条件来进行该判断。如果满足预定开始条件，则发动机ECU7执行降低发动机输出控制。另一方面，如果满足预定结束条件，则发动机EPU 7结束降低发动机输出控制。
降低发动机输出控制的开始条件是满足以下全部条件(1)车体速度Vb等于或高于基准值(预先设定的低速值)V1；(2)横向加速度Gy的大小等于或高于基准值(预先设定的值)Gys1；以及(3)翻滚速率Rr的大小等于或高于基准值(预先设定的控制开始阈值)。如果所有条件都满足，则降低发动机输出控制部分34开始降低发动机输出控制，以减小向发动机8供给的燃料供给量，从而降低发动机的输出功率(即，减小发动机输出功率)。
另一方面，降低发动机输出控制的结束条件是满足以下任意一个条件(1)车体速度Vb低于基准值(预先设定的低速值)V2(其中V2＜V1)；2)改变转弯方向；以及(3)翻滚速率Rr的大小低于基准值(预先设定的控制结束阈值)RrE(RrE＜RrS)。如果满足任意一个条件，则降低发动机输出控制结束。
开始条件和结束条件与通过翻滚速率确定部分32进行的翻滚速率控制的开始条件和结束条件相同。特别是，当满足通过翻滚速率确定部分32进行的翻滚速率控制的开始条件时，也满足通过降低发动机输出控制部分34进行的降低发动机输出控制的开始条件；而当满足翻滚速率控制的结束条件时，也满足降低发动机输出控制的结束条件。因此，翻滚速率控制和降低发动机输出控制同时进行。
由于根据本发明实施例的用于车辆的防翻转控制装置具有上述结构，因此将以例如图3中所示的方式进行控制。
首先，在步骤A10中，翻滚速率确定部分32判断是否满足在防翻转控制中的翻滚速率控制的开始条件。如果满足翻滚速率控制的开始条件，则处理前进至步骤A20，在该步骤A20中，将翻滚速率控制标记FropRR设定为1，然后，处理前进至步骤A30。另一方面，如果在步骤A10中并不满足翻滚速率控制的开始条件，则处理直接前进至步骤A30。应当知道，翻滚速率控制标记FropRR是表示在此时是否由本发明的装置进行了翻滚速率控制的标记，且当进行了翻滚速率控制时，该翻滚速率控制标记FropRR设定为FropRR＝1，但是当没有进行翻滚速率控制时，该翻滚速率控制标记FropRR设定为FropRR＝0(初始值为FropRR＝0)。
在下一个步骤A30，翻滚速率确定部分32判断是否满足翻滚速率控制的结束条件。如果满足翻滚速率控制的结束条件，则处理前进至步骤A40，在该步骤A40中，将翻滚速率控制标记FropRR设定为0，然后处理前进至A50。另一方面，如果在步骤A30中并不满足翻滚速率控制的结束条件，则处理直接前进至步骤A50。
在下一个步骤A50中，横向加速度确定部分31判断是否满足在防翻转制动控制中的横向加速度控制的开始条件。如果满足横向加速度控制的开始条件，则处理前进至步骤A60，在该步骤A60中，将横向加速度控制标记FropLA设定为1，然后处理前进至步骤A70。另一方面，如果在步骤A50中并不满足横向加速度控制的开始条件，则处理直接前进至步骤A70。应当知道，横向加速度控制标记FropLA是表示在此时是否由本发明的装置进行了横向加速度控制的标记，且如果进行了横向加速度控制，则将横向加速度控制标记FropLA设定为FropLA＝1，但是如果没有进行横向加速度控制，则将该横向加速度控制标记FropLA设定为FropLA＝0(初始值为FropLA＝0)。
在下一个步骤A70中，横向加速度确定部分31判断是否满足横向加速度控制的结束条件。如果满足横向加速度控制的结束条件，则处理前进至步骤A80，在该步骤A80中，将横向加速度控制标记FropLA设定为0，然后处理前进至步骤A90。另一方面，如果在步骤A70中并不满足横向加速度控制的结束条件，则处理直接前进至步骤A90。
在步骤A90中以及之后，根据翻滚速率控制标记FropRR和横向加速度控制标记FropLA的值来进行制动控制。首先，在步骤A90中，判断翻滚速率控制标记FropRR是否为1。如果FropRR＝1，则处理前进至步骤A100，在该步骤A100中，翻滚速率确定部分32将用于制动液压的增加/降低压力梯度PRRR(由液压单元6控制)设定为与翻滚速率Rr的大小相对应值的制动控制量(第一控制量)。而且，防翻转综合控制部分33参考图4(a)中所示的相对应图，来设定基于翻滚速率Rr大小的翻滚速率增益KRR。简而言之，在这里设定翻滚速率控制的特定制动控制量。
同时，进行减小发动机8的输出功率的降低发动机输出控制。特别是，由于降低发动机输出控制的开始条件和结束条件分别与翻滚速率控制的开始条件和结束条件相同，因此，当翻滚速率控制标记FropRR为1时，满足用于进行降低发动机输出控制的条件，并因此，这时也进行降低发动机输出控制。然后，处理前进至步骤A120。
另一方面，如果在步骤A90中FropRR＝0，则处理前进至步骤A110，在该步骤A110中，将增加/降低压力梯度PRRR和翻滚速率增益KRR分别设定为PRRR＝0和KRR＝0，然后处理前进至步骤A120。简而言之，用于翻滚速率控制的特定制动控制量设定为0(换句话说，并不进行翻滚速率控制)。
在步骤A120中，判断横向加速度控制标记FropLA是否为1。如果FropLA＝1，则处理前进至步骤A130，在该步骤A130中，横向加速度确定部分31将制动液压的增加/降低压力梯度PRLA(由液压单元6控制)设定为与横向加速度Gy的大小相对应值的制动控制量(第二控制量)值。而且，防翻转综合控制部分33参考图4(b)中所示的相对应图，来设定基于横向加速度Gy大小的横向加速度增益KLA。简而言之，在这里设定用于横向加速度控制的特定制动控制量，然后，处理前进至步骤A150。
另一方面，如果在步骤A120中FropLA＝0，则处理前进至步骤A140，在该步骤A140中，将增加/降低压力梯度PRLA和横向加速度增益KLA分别设定为PRLA＝0和KLA＝0，然后处理前进至步骤A150。简而言之，将用于横向加速度控制的特定制动控制量设定为0(换句话说，并不进行横向加速度控制)。
然后，在步骤A150中，根据下面的表达式来设定控制增加/降低压力梯度PRrop＝KRR·PRRR+KLA·PRLA(1)其中，PRRR翻滚速率控制的增加/降低压力梯度，PRLA横向加速度控制的增加/降低压力梯度，KRR翻滚速率增益(0≤KRR≤1)，以及KLA横向加速度增益(0≤KLA≤1)。
特别是，通过利用与翻滚速率Rr和横向加速度Gy的大小相对应的翻滚速率增益和横向加速度增益，对翻滚速率控制和横向加速度控制的增加/降低压力梯度进行加权相加，来计算控制增加/降低压力梯度。然后，根据这样设定的控制增加/降低压力梯度PRrop来进行实际的制动控制。然后结束流程。
这样，在本发明的装置中，在与翻滚速率控制相同的条件下进行降低发动机输出控制。而且，利用通过对在翻滚速率控制和横向加速度控制中计算的控制量进行加权相加而进行防翻转制动控制。
在本实施例中，通过在防翻转控制中的制动控制，以上述方式设定的制动控制量作为制动力施加在转弯外侧车轮上。例如，如图5(a)和5(b)中所示，当车辆向左转弯时，制动力施加在作为转弯外侧车轮的右前车轮5FR和右后车轮5RR上，但是当车辆向右转弯时，制动力施加在左前车轮5FL和左后车轮5RL上。
在当车辆向左转弯时进行翻滚速率控制和横向加速度控制的情况下，通过翻滚速率控制而施加在车辆的转弯外侧车轮上的制动力以及通过横向加速度控制而施加在车辆的转弯外侧车轮上的制动力进行加权相加，并用于制动控制，如图5(a)所示。这时，施加在右前车轮5FR和右后车轮5RR上的制动力在车辆上产生沿向右转弯方向的偏转力矩。该向右转弯方向的偏转力矩作用成增加车辆沿向左转弯方向的转弯半径(即，对于车辆的驾驶特征产生转向不足的趋势，从而使得运行路线可以朝着转弯外侧增大)，且降低了在车辆上产生的沿向右倾斜方向的翻滚角度。而且，当车辆沿向左方向转弯时，作为转弯内侧车轮的左前车轮5FL和左后车轮5RL的地面接触压力减小，且特别是在需要进行防翻转控制的情况下，轮胎有时不与路面接触。而且，由于作为转弯外侧车轮的右前车轮5FR和右后车轮5RR的地面接触压力处于增加趋势，因此通过向右前车轮5FR和右后车轮5RR施加制动力，可以有效地使车体速度Vb减小，并能够有效地抑制车辆沿向右倾斜方向的翻滚。
同样，在当车辆向右转弯时进行翻滚速率控制和横向加速度控制的情况下，如图5(b)所示，通过翻滚速率控制而施加在车辆的转弯外侧车轮上的制动力以及通过横向加速度控制而施加在车辆的转弯外侧车轮上的制动力进行加权相加，并用于制动控制。这时，施加在左前车轮5FL和左后车轮5RL上的制动力在车辆上产生沿向左转弯方向的偏转力矩。该向左转弯方向的偏转力矩作用成增加车辆沿向左转弯方向的转弯半径(即，对于车辆的驾驶特征产生转向不足的趋势，从而使得运行路线可以朝着转弯外侧增大)，且降低了在车辆上产生的沿向左倾斜方向的翻滚角度。而且，通过向作为转弯外侧车轮的左前车轮5FL和左后车轮5RL施加制动力，可以有效地使车体速度Vb减小，并能够有效抑制车辆沿向左倾斜方向的翻滚。
对于降低发动机输出控制，当在车辆转弯时进行翻滚速率控制的防翻转制动控制时，也同时进行降低发动机输出控制。不过，当只进行横向加速度控制的防翻转制动控制时，并不进行降低发动机输出控制。
例如，如果进行在车道变化时的非稳定(瞬态)转弯、紧急避让驾驶等(其中，转弯方向突然改变)，如图6(a)所示，则出现高翻滚速率，同时横向加速度较低。因此，进行翻滚速率控制。不过，根据本实施例，由于降低发动机输出控制与翻滚速率控制同时进行，因此能够充分减速，并能够有效地防止翻转。而且，在上述非稳定转弯时，由于驾驶员不容易控制车辆，因此，可以通过降低发动机输出功率控制(即，减小发动机输出功率)来稳定车辆的转弯运动。
另一方面，如果进行持续沿相同方向转弯的稳定转弯，如图6(b)所示，则总是产生较高横向加速度，而翻滚速率较低。因此，进行横向加速度控制。不过，由于如果不进行翻滚速率控制，则也不进行降低发动机输出控制，因此不会使车辆过度减速。而且，在上述稳定转弯时，由于驾驶员对车辆的控制相对容易，因此在不进行降低发动机输出控制的情况下，驾驶员使车辆加速或保持车速的意愿能够容易地表现出来，并能够提高驾驶感觉。
这样，根据本发明的防翻转控制装置，在防翻转制动控制中，在进行翻滚速率控制和横向加速度控制的情况下，由于通过利用翻滚速率和横向加速度的大小来对控制所需的增加/降低压力梯度进行加权，然后加上该加权的增加/降低压力梯度而获得的控制增加/降低压力梯度将用于控制，因此，当翻滚速率和横向加速度的大小减小时，翻滚速率增益和横向加速度增益设定为较低值。因此，控制增加/降低压力梯度不会变得过大，并能够确保车辆的稳定性。另一方面，当翻滚速率和横向加速度的大小减小时，将翻滚速率增益和横向加速度增益设定为较高值，并能够确保适于翻滚速率和横向加速度的大小的控制增加/降低压力梯度。因此，能够有效进行翻滚速率控制和横向加速度控制。
而且，由于在计算增加/降低压力梯度时，即使当翻滚速率或横向加速度较低时也确保固定的增益值，因此能够确保至少翻滚速率控制和横向加速度控制所需的增加/降低压力梯度。
另一方面，在翻滚速率或横向加速度的大小较大的情况下，由于增益设定为1，因此当翻滚速率的大小较大时，确保足够用于翻滚速率控制的增加/降低压力梯度，而当横向加速度的大小较大时，确保足够用于横向加速度控制的增加/降低压力梯度。因此，可以确实地确保能够进行翻滚速率控制和横向加速度控制的增加/降低压力梯度。
而且，可通过图4(a)和4(b)所示的翻滚速率增益和横向加速度增益的设定来进行所需和充分的制动控制。
本发明并不限于上述特殊实施例，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行变化和修改。
例如，尽管在上述实施例中，在车辆运行状态控制时，根据由流体压力传感器14检测的在主缸2中的制动流体压力信息来进行流体压力保持阀66和减压阀67的压力调节，但是防翻转控制装置也可以构成为使得能够通过在运行状态控制模式中的制动控制量以及根据制动踏板操作量的制动控制量的总和值来进行控制，或者对它们进行加权总和。
而且，尽管在上述实施例中，增加/降低压力梯度PRRR和增加/降低压力梯度PRLA根据预先设定的相对应图而设定为与翻滚速率Rr和横向加速度Gy相对应的值，但是防翻转控制装置也可以构成为使得它们例如通过PID控制来设定，或者通过某些其它逻辑算法来设定。
而且，对于在上述实施例中的降低发动机输出控制的发动机输出功率降低量，可以使用预先设定的降低参考量，或者可以使用与驾驶特征或车辆的工作状态相对应的值。
权利要求
1.一种用于车辆的防翻转控制装置，包括制动装置，其能够使所述车辆的车轮制动；发动机输出调节装置，其能够控制所述车辆的发动机输出功率；翻滚速率检测装置，用于检测所述车辆的翻滚速率；横向加速度检测装置，用于检测所述车辆的横向加速度；以及防翻转控制器，用于当在所述车辆转弯时满足基于由所述翻滚速率检测装置检测的翻滚速率值的第一控制执行条件时，使得所述制动装置和所述发动机输出调节装置分别进行制动和降低所述发动机的输出功率，并且当所述车辆转弯时满足基于由所述横向加速度检测装置检测的横向加速度值的第二控制执行条件时，使得所述制动装置进行制动。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的防翻转控制装置，其特征在于所述防翻转控制器在满足第一控制执行条件时控制所述制动装置，以便向所述车轮施加与翻滚速率值相对应的第一控制量的制动力，并控制所述发动机输出调节装置，以便降低所述发动机的输出功率，但是在满足第二控制执行条件时控制所述制动装置，以便向所述车轮施加与横向加速度值相对应的第二控制量的制动力。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的防翻转控制装置，其特征在于所述防翻转控制器使得所述制动装置向所述车轮施加第一校正控制量和第二校正控制量的总和值的制动力，通过将与翻滚速率值相对应的第一控制量乘以等于或小于1的翻滚速率相应增益而获得该第一校正控制量，通过将与横向加速度值相对应的第二控制量乘以等于或小于1的横向加速度相应增益而获得该第二校正控制量。
4.根据权利要求3所述的用于车辆的防翻转控制装置，其特征在于所述翻滚速率相应增益设定成随着翻滚速率的增加而增加，且所述横向加速度相应增益设定成随着横向加速度的增加而增加。
5.根据权利要求3所述的用于车辆的防翻转控制装置，其特征在于所述翻滚速率相应增益设定成这样，即，当翻滚速率值低于第一预定值时，翻滚速率相应增益为等于或小于1的固定值，但是当翻滚速率值等于或高于第一预定值但低于第二预定值时，该第二预定值等于或高于第一预定值，翻滚速率相应增益响应于翻滚速率值的增加而增加，而当翻滚速率值等于或高于第二预定值时，翻滚速率相应增益为1，并且横向加速度相应增益设定为这样，即，当横向加速度值低于第三预定值时，横向加速度相应增益为等于或小于1的固定值，但是当横向加速度值等于或高于第三预定值但低于第四预定值时，该第四预定值等于或高于第三预定值，横向加速度相应增益响应于横向加速度值的增加而增加，而当横向加速度值等于或高于第二预定值时，横向加速度相应增益为1。
6.根据权利要求4所述的用于车辆的防翻转控制装置，其特征在于所述翻滚速率相应增益设定成这样，即，当翻滚速率值低于第一预定值时，翻滚速率相应增益为等于或小于1的固定值，但是当翻滚速率值等于或高于第一预定值但低于第二预定值时，该第二预定值等于或高于第一预定值，翻滚速率相应增益响应于翻滚速率值的增加而增加，而当翻滚速率值等于或高于第二预定值时，翻滚速率相应增益为1；并且横向加速度相应增益设定为这样，即，当横向加速度值低于第三预定值时，横向加速度相应增益为等于或小于1的固定值，但是当横向加速度值等于或高于第三预定值但低于第四预定值时，该第四预定值等于或高于第三预定值，横向加速度相应增益响应于横向加速度值的增加而增加，而当横向加速度值等于或高于第四预定值时，横向加速度相应增益为1。
7.根据权利要求1所述的用于车辆的防翻转控制装置，其特征在于所述制动装置设置成能够单独地制动所述车辆的左右车轮，并且所述防翻转控制器在满足第一控制执行条件时控制所述制动装置，以便向转弯外侧的一个或多个车轮施加与翻滚速率值相对应的第一控制量的制动力，并控制所述发动机输出调节装置，以便降低所述发动机的输出功率，但是在满足第二控制执行条件时控制所述制动装置，以便向转弯外侧的一个或多个车轮施加与横向加速度值相对应的第二控制量的制动力。
8.根据权利要求1所述的用于车辆的防翻转控制装置，其特征在于所述第一控制执行条件包括这样的条件，即翻滚速率值的大小等于或高于预先设定的第一控制执行阈值，而第二控制执行条件包括这样的条件，即横向加速度值的大小等于或高于预先设定的第二控制执行阈值。
全文摘要
本发明提供了一种用于车辆的防翻转控制装置，它能够在通过适当的减速控制确保车辆的运行性能的同时，防止车辆翻倒。用于车辆的防翻转控制装置包括制动装置，其能够使车辆的车轮制动；发动机输出调节装置，其能够控制车辆的发动机的输出功率；翻滚速率检测装置，用于检测所述车辆的翻滚速率；横向加速度检测装置，用于检测车辆的横向加速度；以及防翻转控制器，用于当在车辆转弯时满足基于翻滚速率值的第一控制执行条件时，使得制动装置和发动机输出调节装置分别进行制动和降低发动机输出功率，并且当车辆转弯时满足基于横向加速度值的第二控制执行条件时，使得制动装置进行制动。
文档编号B60W10/188GK1672976SQ200510056920
公开日2005年9月28日 申请日期2005年3月23日 优先权日2004年3月25日
发明者坂田邦夫 申请人:三菱扶桑卡客车株式会社