专利名称：车辆控制设备和车辆振动抑制方法
技术领域：
本发明涉及一种用来控制车辆振动的设备，并且也涉及一种减小车辆的过弹力(over-spring)振动的方法，该设备设置与车辆的行驶有关的预定目标控制值，并且基于目标控制值控制车辆。
背景技术：
在传统上，用来减小车辆振动的车辆控制设备是已知的，该设备响应输入指令控制发动机和刹车的至少一个，该输入指令是与由驾驶员进行的加速操作、方向盘操作、刹车操作的至少一个相对应的物理量(例如专利文件1)。这样的车辆控制设备校正由驾驶员给出的输入指令，以便利用与由用户输入指令生成的振动有关的运动模式抑制车辆振动，这样的振动包括至少施加到轮胎上的反作用力引起的上下和/或扭转振动、在悬架处车体的欠弹簧振动、及施加到车体本身上的车体的过弹力振动的至少一个。
日本专利申请公报No.2004-168148在最近几年，已经认识到稳定车辆动作和避免碰撞的需要，以便改进在车辆行驶时的安全性。为此目的，关于车辆控制设备正在取得市场进步，该车辆控制设备基于车辆行驶的状态和条件的测量设置与驾驶员的意图无关的目标控制值，并且通过在该目标控制值与响应驾驶员请求的目标控制值之间仲裁而控制车辆。即使在装有这种车辆控制设备的车辆中，优选的也是如前述的那样进行振动抑制和校正过程。由于这样的振动抑制和校正过程导致车辆动态特性的变化，所以如果为了振动抑制而校正与驾驶员的请求不同的设置的目标控制值，或者仲裁所述振动抑制和校正目标控制值、和所述不同的设置的目标控制值，则车辆振动可能增大到使车辆的动作失稳。然而，当用于振动抑制和校正的机构要包括在车辆控制设备中时，从与发展相关的成本和负担的观点出发，不希望设计与振动抑制和校正机构一致的车辆控制设备。
因而，有对于车辆控制设备和车辆振动抑制方法的需要，该设备和方法可满意地抑制车辆振动，并且当响应与驾驶员的请求不同的条件而设置目标控制值时，可容易和适当地保证车辆的安全性。
发明内容
本发明的一般目的在于，提供一种车辆控制设备和一种车辆振动抑制方法，该设备和方法大体上消除由相关技术的限制和缺点引起的一个或多个问题。
本发明的特征和优点呈现在随后的描述中，并且由描述和附图将部分成为显然的，或者可以根据在描述中提供的讲授通过本发明的实践学习。本发明的目的以及其它特征和优点由一种车辆控制设备和车辆振动抑制方法实现和得到，该设备和方法在说明书中以这样充分、清楚、简明、及准确的术语具体地指出，从而使本领域的技术人员能够实施本发明。
为了实现按照本发明的目的的这些和其它优点，本发明提供一种响应与车辆的行驶有关的目标控制值来控制车辆的车辆控制设备，该设备包括第一目标控制值设置单元，配置成响应驾驶员的请求设置第一目标控制值；校正单元，配置成校正由第一目标控制值设置单元设置的第一目标控制值，从而抑制车辆的过弹力振动；第二目标控制值设置单元，配置成响应与驾驶员的请求不同的条件设置第二目标控制值；及仲裁单元，配置成在第一目标控制值与第二目标控制值之间仲裁，其中，如果第二目标控制值设置单元设置第二目标控制值，则防止校正单元校正第一目标控制值，并且仲裁单元在由校正单元未校正的第一目标控制值与第二目标控制值之间仲裁。
以上所述描述的车辆控制设备包括第一目标控制值设置单元，响应驾驶员的请求设置第一目标控制值；第二目标控制值设置单元，响应与驾驶员的请求不同的条件设置第二目标控制值；及仲裁单元，并且该车辆控制设备通过使用在第一目标控制值与第二目标控制值之间仲裁的仲裁单元而控制车辆。而且，车辆控制设备包括校正单元，该校正单元配置成校正由第一目标控制值设置单元设置的第一目标控制值，从而抑制车辆的过弹力振动。借助于这种布置，当响应驾驶员的请求的第一目标控制值由校正单元校正时，满意地抑制车辆的振动。况且，在这种车辆控制设备中，当响应与驾驶员的请求不同的条件设置第二目标控制值时，防止校正单元校正第一目标控制值，并且仲裁单元在未校正的第一目标控制值与从第二目标控制值设置单元供给的第二目标控制值之间仲裁。
以这种方式，当进行在第一和第二目标控制值之间的仲裁时防止通过校正单元的振动抑制和校正过程，从而防止振动抑制和校正过程及在第一和第二目标控制值之间的仲裁帮助增大车辆的振动而使车辆的动作失稳。而且，当校正单元包括在车辆控制设备中时，不必设计与校正单元相一致的第二目标控制值设置单元。因而，借助于这种车辆控制设备，满意地抑制车辆的振动，并且当响应与驾驶员的请求不同的条件设置目标控制值时，容易和适当地保证车辆的安全性。
此外，根据本发明的车辆控制设备还包括切换单元，该切换单元配置成在校正单元与仲裁单元之间选择性地切换由第一目标控制值设置单元设置的第一目标控制值的目的地，其中，如果第二目标控制值设置单元设置第二目标控制值，则切换单元把第一目标控制值直接供给到仲裁单元而无需校正单元用作干涉单元。
而且，当第二目标控制值设置单元解除第二目标控制值的设置时，校正单元可以优选地接收仲裁单元的最终输出值，当解除第二目标控制值的设置时输出该最终输出值。
当第一目标控制值到校正单元的输入在第二目标控制值设置时被切换单元停止时，从车辆控制设备输出的最终目标驱动力可以成为断续的，以有助于增加在第二目标控制值的设置解除时，在第一目标控制值再次输入到校正单元中的时刻周围的车辆振动。如果当第二目标控制值设置单元解除第二目标控制值的设置时，仲裁单元的最终输出值在解除第二目标控制值的设置的时刻输入到校正单元中，则在解除通过第二目标控制值设置单元进行的第二目标控制值的设置的时刻，车辆控制设备的最终目标驱动力可保持其连续性，由此稳定车辆的动作。
此外，仲裁单元可以选择大体同时供给的第一目标控制值和第二目标控制值的较小值作为仲裁单元的输出值，或者可以选择大体同时供给的第一目标控制值和第二目标控制值的较大值作为仲裁单元的输出值。根据这种布置，基于车辆的行驶条件和/或行驶环境条件，在响应驾驶员的请求的第一目标控制值、与响应与驾驶员的请求不同的条件的第二目标控制值之间可适当地进行仲裁。
而且，第二目标控制值设置单元可以优选地配置成，响应车辆行驶条件和车辆行驶环境的至少一个设置第二目标控制值，从而稳定车辆的动作。
借助于这种布置，适当地仲裁响应驾驶员的请求的第一目标控制值、和由第二目标控制值设置单元设置用以稳定车辆的动作而与驾驶员的意图无关的第二目标控制值，由此满意地改进车辆行驶的安全性。
根据本发明的另一个方面，第一目标控制值与车辆的行驶有关，并且根据驾驶员的请求而设置，从而抑制车辆的过弹力振动，一种通过借助于校正单元校正该第一目标控制值而抑制车辆振动的方法包括步骤(a)，响应与驾驶员的请求不同的条件设置第二目标控制值；步骤(b)，如果第二目标控制值由步骤(a)设置，则防止校正单元校正第一目标控制值；及步骤(c)，在由校正单元未校正的第一目标控制值与第二目标控制值之间仲裁。
这种车辆振动抑制方法可以优选地包括另外步骤，当解除第二目标控制值的设置时，该另外步骤把步骤(c)的最终仲裁结果供给到校正单元，该最终仲裁结果是在解除第二目标控制值的设置时得到的步骤(c)的结果。
根据本发明的另一个方面，用来响应与车辆行驶有关的目标控制值而控制车辆的车辆控制设备包括第一目标控制值设置单元，配置成响应驾驶员的请求设置第一目标控制值；第二目标控制值设置单元，配置成响应与驾驶员的请求不同的条件设置第二目标控制值；及校正单元，配置成校正由第一目标控制值设置单元设置的第一目标控制值、或由第二目标控制值设置单元设置的第二目标控制值，从而抑制车辆的过弹力振动，其中，当第二目标控制值设置单元设置第二目标控制值时，禁止使用第一目标控制值，并且在预定条件下防止校正单元校正第二目标控制值。
以上所述描述的车辆控制设备包括校正单元，配置成校正由第一目标控制值设置单元设置的第一目标控制值、或由第二目标控制值设置单元设置的第二目标控制值，从而抑制车辆的过弹力振动。借助于这种布置，当响应驾驶员的请求的第一目标控制值、或响应与驾驶员的请求不同的条件的第二目标控制值由校正单元校正时，满意地抑制车辆的振动。况且，在满足预定条件的情况下，例如，如果第二目标控制值设置单元设置了第二目标控制值，当满足优先于第一目标控制值把优先级给予第二目标控制值的条件时，则车辆控制设备禁止使用第一目标控制值，以及防止校正单元校正第二目标控制值。
以这种方式，在预定条件下禁止使用响应驾驶员的请求的第一目标控制值并且允许使用响应与驾驶员的请求不同的条件的第二目标控制值，禁止通过校正单元进行的第二目标控制值的振动抑制和校正，从而防止所述振动抑制和校正过程帮助增大车辆的振动而使车辆的动作失稳。而且，当校正单元包括在车辆控制设备中时，不必设计与校正单元相一致的第二目标控制值设置单元。因而，借助于这种车辆控制设备，满意地抑制车辆的振动，并且当响应与驾驶员的请求不同的条件设置目标控制值时，容易且适当地保证车辆的安全性。
车辆控制设备可以优选地还包括第一切换单元，配置成选择性地允许使用由第一目标控制值设置单元设置的第一目标控制值和由第二目标控制值设置单元设置的第二目标控制值之一；和第二切换单元，配置成控制是否把从第一切换单元输出的第一目标控制值或第二目标控制值供给到校正单元。
而且，当第二目标控制值设置单元解除第二目标控制值的设置时，校正单元可以优选地接收第二目标控制值设置单元的最终设置值，其中在解除第二目标控制值的设置时输出该最终设置值。
如以前描述的那样，当禁止使用第一目标控制值时，从车辆控制设备输出的最终目标驱动力可以成为断续的，以帮助增大在第一目标控制值被再次输入到校正单元中的时刻周围的车辆振动。如果当第二目标控制值设置单元解除第二目标控制值的设置时，第二目标控制值设置单元的最终设置值在解除第二目标控制值的设置时输入到校正单元，则在解除通过第二目标控制值设置单元进行的第二目标控制值的设置时车辆控制设备的最终目标驱动力保留其连续性，由此稳定车辆的动作。
此外，第二目标控制值设置单元可以优选地配置成，响应驾驶员的请求、车辆的行驶条件、及车辆的行驶环境的至少一个设置第二目标控制值，从而协助或代替车辆的驾驶。
在这种条件下，驾驶员进行的车辆驾驶由车辆控制设备适当地协助或代替，由此满意地改进车辆行驶的安全性。
根据本发明的另一个方面，第一目标控制值与车辆行驶有关并且根据驾驶员的请求而设置，一种通过借助于校正单元校正该第一目标控制值从而抑制车辆的过弹力振动的抑制车辆振动的方法包括步骤(a)，响应与驾驶员的请求不同的条件设置第二目标控制值；和步骤(b)，如果第二目标控制值由步骤(a)设置，则在预定条件下禁止使用第一目标控制值，并且防止校正单元校正第二目标控制值。
这种车辆振动抑制方法可以优选地包括另外步骤，当解除第二目标控制值的设置时，该另外步骤把步骤(a)的最终设置值供给到校正单元，最终设置值在解除第二目标控制值的设置时由步骤(a)设置。
根据本发明的至少一个实施例，满意地抑制车辆的振动，并且当响应与驾驶员的要求不同的条件设置目标控制值时，容易且适当地保证车辆的安全性。
当与附图一道阅读时由如下详细描述本发明的其它目的和另外特征将是显然的，在附图中图1是方块图，表示一种对其应用根据本发明的一种车辆控制设备的车辆；图2是控制方块图，用来解释根据本发明的车辆控制设备用来控制内燃机和发射机的过程；图3是流程图，用来解释根据本发明的车辆控制设备用来控制车辆的过程；图4A至4D用来解释在本发明的车辆控制设备中用来设置目标驱动力的过程；图5是流程图，用来解释根据本发明的车辆控制设备用来控制车辆的过程；图6A和6B用来解释当在通过滤波器经受振动抑制和校正过程的目标控制值与根据与前一目标控制值不同的条件设置的目标控制值之间进行仲裁时的最终目标控制值；图7A和7B用来解释当在通过滤波器经受振动抑制和校正过程的目标控制值与根据与前一目标控制值不同的条件设置的目标控制值之间进行仲裁时的最终目标控制值；图8A至8D用来解释在本发明的车辆控制设备中用来设置目标驱动力的过程；及图9A至9D用来解释在本发明的车辆控制设备中用来设置目标驱动力的过程。
具体实施例方式
在如下，通过参照附图将详细描述用来执行本发明的最好模式。
图1是方块图，表示一种对其应用根据本发明的一种车辆控制设备的车辆。在图1中，车辆1包括内燃机(未表示)，如汽油发动机或柴油发动机，作为用于行驶的驱动力源。这种内燃机包括诸如燃料喷射装置2、点火装置3、电子控制节流阀4(下文简称为“节流阀”4)之类的装置。车辆1也设有变速器5，如自动变速器或无级变速器，用来把由内燃机产生的驱动力传递到驱动轮。而且，车辆1包括电子控制刹车系统，包括响应刹车踏板的位移而电子受控的刹车致动器6；转向设备，包括转向目的致动器7，如可变齿轮机构和响应方向盘操作而电子受控的电气辅助单元；及电子受控的悬架，包括多个减震器8，用来通过电子控制改变衰减能力。
车辆1的内燃机和变速器5由驱动控制目的电子控制单元10(下文称作“驱动控制ECU”(所有电子控制单元将称作“ECU”))控制。这个实施例的驱动控制ECU 10例如作为多处理器单元实施，并且包括用来进行各种计算的多个CPU、用来存储各种控制程序的ROM、用作用来存储数据和执行程序的工作区域的RAM、输入/输出接口、存储器装置等等。驱动控制ECU 10连接到加速传感器11、刹车传感器12、及方向盘角度传感器14上。
加速传感器11检测由驾驶员给出的加速踏板的位移，并且把指示检测值的信号传输到驱动控制ECU 10。刹车传感器12检测由驾驶员给出的刹车踏板的位移，并且把指示检测值的信号传输到驱动控制ECU 10。方向盘角度传感器14检测指示由驾驶员给出的转向位移的方向盘角度，并且把指示检测值的信号传输到驱动控制ECU 10。驱动控制ECU 10响应由来自传感器11至14的信号和其它传感器(未表示)的检测值指示的驾驶员请求，控制燃料喷射装置2、点火装置3、节流阀4、及变速器5，从而满足驾驶员的请求。
而且，驱动控制ECU 10也连接到用作行驶特性(行驶模式)确定装置的模式开关15上。当切换在电子控制悬挂系统中包括的减震器8的衰减能力时，使用模式开关15。操作模式开关15使得有可能改变行驶特性，即车辆1的行驶模式。在这个实施例中，当由驾驶员切断模式开关15时，减震器8的衰减能力被设置到标准值，借助于该标准值，车辆1的行驶特性被设置到普通模式。当模式开关15被接通并且设置到“模式1”时，减震器8的衰减能力被设置到比标准值更硬的值，借助于该较硬值，车辆1的行驶特性被设置到动力模式。在动力模式下，优于车辆1的振动抑制，给予加速性能优先级。当模式开关15被接通并且设置到“模式2”时，减震器8的衰减能力被设置到比标准值软的值，借助于该较软值，车辆1的行驶特性被设置到舒适模式。在舒适模式下，优于车辆1的加速性能，给予振动抑制优先级。
驱动控制ECU 10通过车辆上LAN或无线通信连接到ECBECU20、转向ECU 30、悬架ECU 40、及DSSECU 50上。ECBECU 20用来控制电子受控刹车系统，并且响应包括刹车传感器12的各种传感器的检测值而控制刹车致动器6等。在这个实施例中，ECBECU 20配置成，进行关于车辆1的驾驶、转向、及制动的车辆动态集成管理(VDIM)，从而通过与驱动控制ECU 10、转向ECU 30、及悬架ECU40合作稳定车辆1的动作。
转向ECU 30用来控制车辆1的转向机构，并且响应包括方向盘角度传感器14的各种传感器的检测值控制转向目的致动器7等。悬架ECU 40用来控制电子控制悬架，并且响应由驾驶员进行的模式开关15的设置而控制减震器8的每一个的衰减能力。DSSECU 50用来进行驾驶员辅助和/或代替驾驶员的整体控制，并且起巡航控制器、刹车辅助单元、及碰撞防止系统(预碰撞安全系统)的作用。不用说，驱动控制ECU 10、ECBECU 20、转向ECU 30、悬架ECU 40、及DSSECU50从各种传感器接收控制所必需的信息，各种传感器如节流开度传感器、车辆速度传感器、向前/向后加速传感器、偏航率传感器、侵入者单元、用来检测车辆间距离的监视系统、例如导航系统、道路交通信息通信系统(VICS)、诸如用来获得车辆间距离的成像单元或车辆间距离传感器之类的用来获得车辆1的行驶条件的单元(环境信息获得单元)、等等。
图2是控制方块图，用来解释用来控制车辆1的内燃机和发射机的过程。如可从该图看到的那样，车辆1的内燃机和发射机主要由驱动控制ECU 10控制，该驱动控制ECU 10根据需要与ECBECU 20和DSSECU 50的至少一个合作。如图2中所示，驱动控制ECU 10包括目标加速度获得单元111、目标驱动获得单元112、第一切换单元SW1、第二切换单元SW2、滤波器114、最终仲裁单元115、及控制值设置单元116。
目标加速度获得单元111使用限定在车辆1的目标加速度与由驾驶员给出的加速踏板的位移之间的关系的映像图等，由此响应由从加速传感器11供给的信号指示的加速踏板的位移获得车辆1的目标加速度，接着把指示获得值的信号供给到目标驱动获得单元112。目标驱动获得单元112使用限定在车辆1的目标加速度与内燃机的目标驱动力之间的关系的映像图等，由此响应加速踏板的位移，即由目标加速度获得单元111获得的目标加速度，获得内燃机的目标驱动力。目标驱动获得单元112的输出终端连接到第一切换单元SW1的输入节点之一(驾驶员请求侧)上。
第一切换单元SW1如图2中所示具有两个输入节点，两个输入节点的一个(驾驶员请求侧)如以上描述的那样连接到目标驱动获得单元112的输出终端上，并且另一个(DSS侧)连接到DSSECU 50上。第一切换单元SW1响应来自DSSECU 50等的指令，选择来自目标驱动获得单元112的信号和来自DSSECU 50的信号的一个作为其输出。即，第一切换单元SW1输出来自目标驱动获得单元112的信号和来自DSSECU 50的信号的一个作为有效信号。第一切换单元SW1的输出终端连接到第二切换单元SW2的输出节点的一个上。第一切换单元SW1通常设置成选择驾驶员请求侧，由此在正常的操作期间把目标驱动获得单元112的输出信号供给到第二切换单元SW2。
第二切换单元SW2如图2中所示具有滤波器侧节点和旁通侧节点作为输出节点。在这两个输出节点中，滤波器侧节点连接到滤波器114的输入终端上。旁通侧节点通过旁路滤波器114连接到最终仲裁单元115和ECBECU 20上。第二切换单元SW2响应来自ECBECU 20的指令在滤波器侧与旁通侧之间选择性地切换第一切换单元SW1的输出信号的目的地。滤波器114的输出终端连接到最终仲裁单元115和ECBECU 20上。
借助于这种布置，当第二切换单元SW2设置到滤波器侧时，通过滤波器114的信号供给到最终仲裁单元115和ECBECU 20。另一方面，当第二切换单元SW2设置到旁路侧时，从第一切换单元SW1输出的信号供给到最终仲裁单元115和ECBECU 20，而不通过滤波器114。第二切换单元SW2通常设置成选择滤波器侧，由此在正常的操作期间把第一切换单元SW1的输出信号供给到滤波器114。
滤波器114用来校正目标驱动力，从而抑制车辆1的过弹力振动。在这个实施例中，二阶陷波滤波器用作滤波器114。最终仲裁单元115在从第二切换单元SW2供给的信号与从ECBECU 20供给的信号之间仲裁，由此设置最终目标驱动力。在这个实施例中，最终仲裁单元115响应车辆1的行驶条件和/或行驶环境条件进行用来优选地输出供给信号之一的优先级过程，或者进行用来输出几乎同时供给的信号的最大值或最小值的最大选择过程或最小选择过程。
而且，控制值设置单元116基于最终仲裁单元115的输出值，确定燃料喷射装置2、点火装置3、节流阀4、及变速器5的控制值。驱动控制ECU 10基于由控制值设置单元116确定的控制值产生用于燃料喷射装置2、点火装置3、节流阀4、及变速器5的控制信号，并且把产生的控制信号供给到相应装置。在这种条件下，车辆1的内燃机和变速器5被控制，从而满足来自驾驶员、ECBECU 20及DSSECU 50的请求。
为什么为本实施例的驱动控制ECU 10提供包括二阶陷波滤波器的滤波器114的原因如下。如果车辆1是后轮驱动车辆，则具有车辆的目标驱动力作为其输入和车辆的后悬架行程作为其输出的传递函数一般可以表示为二阶/四阶传递函数，如在公式(1)中表示的那样。
Pxr(s)=K·ωn12·ωn22z1·z2·s-z1s2+2ξ1·ωn1·s+ωn12·s-z2s2+2ξ2·ωn22·s+ωn22]]>=K·G1(s)·G2(s)---(1)]]>这样的二阶/四阶传递函数包括两个二阶传递函数G1(s)和G2(s)。当辨别公式(1)时，关于左手侧项的二阶传递函数G1(s)的衰减率的值ζ1的成为振动诱导的，而关于右手侧项的二阶传递函数G2(s)的衰减率的值ζ2成为振动非诱导的。结果，关于公式(1)的右手侧项的二阶传递函数G2(s)成为振动非诱导的，而关于左手侧项上的二阶传递函数G1(s)成为振动诱导的。因而，通过利用包括二阶陷波滤波器的滤波器114校正用作目标控制值的目标驱动力Pt可抑制车辆1的振动，该陷波滤波器抵消在公式(1)的二阶/四阶传递函数中包含的诱导振动的二阶传递函数G1(s)的极值。
抵消公式(1)的二阶传递函数G1(s)的极值的二阶陷波滤波器呈现二阶/二阶传递函数的形式。在标准频率是ωm的情况下，标准衰减率是ζm，用作设备的车辆1的驱动系统的设备频率是ωp，并且设备衰减率是ζp，这样一种二阶陷波滤波器由如下公式(2)代表。考虑到这点，驱动控制ECU 10设有根据校正公式(2)校正目标驱动力的滤波器114。
C(s)=s2+2ξp·ωp·s+ωp2s2+2ξm·ωm·s+ωm2---(2)]]>在这种情况下，诸如标准频率ωm、标准衰减率ζm、设备频率ωp、及设备衰减率ζp之类的参数呈现响应行驶特性(即车辆1的行驶模式、车辆1的行驶条件和/或行驶环境、等等)的变化而变化的值。因而，限定滤波器114的衰减特性的诸如标准频率ωm、标准衰减率ζm、设备频率ωp、及设备衰减率ζp之类的参数，可以响应由驾驶员设置的车辆1的行驶模式和/或车辆1的行驶环境而变化。借助于这种布置，有可能在所有时刻满意地抑制车辆1的振动。
代之以对单个滤波器114改变诸如标准频率ωm、标准衰减率ζm、设备频率ωp、及设备衰减率ζp之类的参数，可以采用具有相应、不同衰减特性的一组二阶陷波滤波器。在这种情况下，标准频率ωm、标准衰减率ζm、设备频率ωp、及设备衰减率ζp的值可以在构成滤波器组的滤波器之间改变，并且做好准备，从而在车辆1的行驶运动期间响应由驾驶员设置的行驶模式和/或从各种传感器和导航系统等得到的车辆的行驶条件和/或行驶环境，选择在滤波器组中的滤波器的最佳一个。当具有不同衰减特性的滤波器被切换为适当的时，与其中例如响应行驶模式等改变单个滤波器的参数的情形相比，有可能实现更好响应。
与用于车辆1的控制的驱动控制ECU 10合作的DSSECU 50如图2中所示包括ACC模块51、BA模块52、PCS模块53、及DSS仲裁单元55。ACC模块51用作巡航控制器，从而响应来自驾驶员的请求协助和/或代替车辆1的驾驶。当驾驶员请求启动巡航控制时，ACC模块51响应来自各种传感器和环境(周围)信息获得单元的信号得到巡航控制所必需的驱动力，并且把指示得到的驱动力(要求驱动力)的信号供给到DSS仲裁单元55。
BA模块52用作刹车协助单元。当确定刹车协助是必需的时，BA模块52响应来自各种传感器和环境(周围)信息获得单元的信号得到刹车协助所必需的驱动力，并且把指示得到的驱动力(要求驱动力)的信号供给到DSS仲裁单元55。PCS模块53用作碰撞防止系统(预碰撞安全系统)。当它确定需要避免车辆1的碰撞时，PCS模块53响应来自各种传感器和环境(周围)信息获得单元的信号得到碰撞避免所必需的驱动力，并且把指示得到的驱动力(要求驱动力)的信号供给到DSS仲裁单元55。
DSS仲裁单元55仲裁来自ACC模块51、BA模块52、及PCS模块53的信号，从而设置DSSECU 50的目标驱动力。以这种方式，DSS仲裁单元55用作用来设置目标驱动力(第二目标控制值)的单元(第二目标控制值设置单元)，从而响应驾驶员请求、车辆1的行驶条件、及车辆1的行驶环境的至少一个协助或代替车辆1的驾驶。在这种情况下，适当地协助或代替车辆1的驾驶，由此满意地改进车辆行驶的安全性。由DSS仲裁单元55进行的仲裁包括用来优选地输出从模块51至53供给的信号之一的优先级过程、和用来输出从模块51至53几乎同时供给的信号的最大值或最小值的最大选择过程或最小选择过程。
而且，DSSECU 50如图2中所示包括用来存储DSS仲裁单元55的输出值的存储器54，并且存储器54经开关56连接到滤波器114的输入终端上。当接通开关56时，在存储器54中存储的DSS仲裁单元55的输出值供给到滤波器114。
与用于车辆1的控制的驱动控制ECU 10合作的ECBECU 20也完成如上所述稳定车辆1的动作的控制功能，并且包括要求驱动力计算单元21和VDIM仲裁单元22。当确定车辆1的动作变得不稳定时，要求驱动力计算单元21响应来自各种传感器和环境(周围)信息获得单元的信号得到稳定车辆1的动作所必需的驱动力，并且把指示得到的驱动力(目标驱动力)的信号供给到VDIM仲裁单元22。以这种方式，要求驱动力计算单元21用作用来设置目标驱动力(第二目标控制值)的单元(第二目标控制值设置单元)，从而响应车辆1的行驶条件和车辆1的行驶环境的至少一个来稳定车辆1的动作。
响应车辆1的行驶条件或车辆1的行驶环境条件，VDIM仲裁单元22通常把从滤波器114或从第二切换单元SW2供给的目标驱动力、或从要求驱动力计算单元21供给的要求驱动力的较大者(最大值最大选择)或较小者(最小值最小选择)，设置为其用作目标驱动力的输出值。在这种条件下，根据驾驶员的请求设置的或由DSSECU 50设置的目标驱动力、和不顾驾驶员的意图为稳定车辆的动作由要求驱动力计算单元21设置的目标驱动力，通过考虑车辆1的行驶条件、行驶环境条件、等等而被适当地仲裁，由此满意地改进车辆行驶的安全性。由VDIM仲裁单元22进行的仲裁也包括用来优选地输出供给信号之一的优先级过程。
而且，ECBECU 20如图2中所示包括用来存储VDIM仲裁单元22的输出值的存储器23，并且存储器23经开关24连接到滤波器114的输入终端上。当接通开关24时，在存储器23中存储的VDIM仲裁单元22的输出值供给到滤波器114。
在按上述构造的车辆1中，驱动控制ECU 10的第一切换单元SW1和第二切换单元SW2响应车辆1的行驶条件、行驶环境等等适当切换，由此在根据驾驶员的请求设置的目标驱动力(第一目标驱动力)和由ECBECU 20和/或DSSECU 50设置的目标驱动力(第二目标驱动力)之间进行适当的仲裁。在如下，参照图3至9将描述用来切换第一切换单元SW1和第二切换单元SW2的过程。
图3是流程图，用来解释当目标驱动力由DSSECU 50设置时用来切换第一切换单元SW1和第二切换单元SW2的过程。在图3中表示的例行程序在车辆1的行驶运动期间以恒定间隔重复地进行。当到进行这个例行程序的时间时，驱动控制ECU 10检查(S10)PCS标志是否设置为“ON”，其中当DSSECU 50确定防止车辆1的碰撞是必需的时，PCS标志设置为“ON”。
如果确定PCS标志设置为“ON”(在S10处为是)，则在驱动控制ECU 10中的第一切换单元SW1设置到DSS侧(如在图2中由虚线表示的那样)，并且第二切换单元SW2设置到旁通侧(如在图2中由虚线表示的那样)(S12)。借助于这种布置，DSSECU 50的DSS仲裁单元55和第二切换单元SW2经第一切换单元SW1连接，从而禁止使用从目标驱动获得单元112供给的根据驾驶员的请求设置的目标驱动力，并且从DSSECU 50供给的目标驱动力(即，在这种情况下为避免碰撞由PCS模块设置的目标驱动力)供给到第二切换单元SW2，从而来自DSSECU 50的目标驱动力供给到ECBECU 20的VDIM仲裁单元22和供给到最终仲裁单元115，而不通过滤波器114。
在本发明中，如果DSSECU 50请求碰撞防止，并且ECBECU 20请求动作稳定，则VDIM仲裁单元22把优先级给予由DSSECU 50发出的碰撞防止请求。因而，VDIM仲裁单元22和最终仲裁单元115输出由DSSECU 50设置的目标驱动力，从而由最终仲裁单元115设置的最终目标驱动力等于由DSSECU 50设置的目标驱动力。
以这种方式，当DSSECU 50请求碰撞防止，并且满足优先于根据驾驶员的请求设置的目标驱动力把优先级给予由DSSECU 50设置的目标驱动力的条件时，禁止使用根据驾驶员的请求设置的目标驱动力，并且允许使用反映与驾驶员的请求不同的条件的、由DSSECU 50设置的目标驱动力，相对于来自DSSECU 50的目标驱动力禁止使用滤波器114的振动抑制和校正过程。借助于这种布置，避免通过滤波器114的振动抑制和校正过程帮助增大车辆1的振动，由此稳定车辆1的动作。而且，当滤波器114包括在驱动控制ECU 10中时，不必设计与滤波器114相一致的DSSECU 50的DSS仲裁单元55等。因而，满意地抑制车辆1的振动，并且当响应与驾驶员的请求不同的条件设置目标控制值时，容易和适当地保证车辆1的安全性。
当进行在步骤S12处的过程时，驱动控制ECU 10检查PCS标志是否设置为“ON”(S14)。如果确定PCS标志设置为“ON”(在S14处为是)，则再次进行在S12处和向前的过程，从而第一切换单元SW1设置到DSS侧，并且第二切换单元SW2设置到旁通侧。在重复进行在S12和S14处的过程的同时，避免了车辆1的碰撞，导致PCS标志设置为“OFF”。在检测到PCS标志的“OFF”状态(在步骤S14处为否)时，DSSECU 50接通开关56，从而在PCS标志设置为“OFF”时，即在解除(禁止使用)通过DSSECU 50的目标驱动力的设置时，DSS仲裁单元55的最终输出值供给到滤波器114(S16)。
如果假定从目标驱动获得单元112输出的根据驾驶员的请求设置的目标驱动力是如图4A中所示，并且从DSSECU 50输出的目标驱动力如图4B中所示，使PCS标志在时刻t1设置为“OFF”，直到时刻t1允许使用在图4B中表示的来自DSSECU 50的目标驱动力。在这种情况下，第一切换单元SW1和第二切换单元SW2可以在PCS标志设置为“OFF”的时刻t1处立即切换，以把目标驱动获得单元112的输出信号供给到滤波器114。然而，如果这样做，则从最终仲裁单元115输出的最终目标驱动力，可能在目标驱动获得单元112的目标驱动力供给到滤波器114的时刻(时刻t1)周围成为断续的，因为直到时刻t1为止没有信号输入给滤波器114。
另一方面，如果在PCS标志设置为“OFF”时，即在解除通过DSSECU 50的目标驱动力的设置时，DSS仲裁单元55的最终输出供给到滤波器114，如图4C中所示作为在PCS标志设置为“OFF”的时刻(时刻t1)处的初始值，那么，如图4D中所示可保持从最终仲裁单元115输出的目标驱动力的连接性。在这种条件下，即使当禁止使用通过滤波器114的振动抑制和校正过程时，也有可能满意地抑制车辆1的动作的失稳。
当进行在步骤S16处的过程时，在驱动控制ECU 10中的第一切换单元SW1设置到驾驶员请求侧(如在图2中由实线表示的那样)，并且第二切换单元SW2设置到滤波器侧(如在图2中由实线表示的那样)(S18)。结果，关于根据驾驶员的请求设置的目标驱动力进行通过滤波器114的振动抑制和校正过程，由此满意地抑制车辆1的振动。在进行了步骤S18处的过程之后，将重复地进行在步骤S10处和向前的过程。如果在步骤S10处确定PCS标志设置到“OFF”(在S10处为否)，则在步骤S18处第一切换单元SW1设置到驾驶员请求侧，并且第二切换单元SW2设置到滤波器侧。
图5是流程图，用来解释当目标驱动力由ECBECU 20设置时用来切换第二切换单元SW2的过程。在图5中表示的例行程序在车辆1的行驶运动期间以恒定间隔重复地进行。当到进行这个例行程序的时间时，驱动控制ECU 10检查(S20)VDIM标志是否设置到“ON”，其中当ECBECU 20确定需要稳定车辆1的动作时，VDIM标志设置到“ON”。
如果确定VDIM标志设置到“ON”(在步骤S20处为是)，则在驱动控制ECU 10中的第二切换单元SW2设置到旁通侧(如在图2中由虚线表示的那样)(S22)。结果，滤波器114被旁路，从而从第一切换单元SW1供给的信号从第二切换单元SW2供给到ECBECU 20的VDIM仲裁单元22，并且供给到最终仲裁单元115而不通过滤波器114。VDIM仲裁单元22然后在由要求驱动力计算单元21计算的目标驱动力与从目标驱动获得单元112或DSSECU 50供给的未经受通过滤波器114的振动抑制和校正的目标驱动力之间仲裁。而且，最终仲裁单元115在由ECBECU 20的VDIM仲裁单元22设置的目标驱动力与从目标驱动获得单元112或DSSECU 50供给的未经受通过滤波器114的振动抑制和校正的目标驱动力之间仲裁。
在这个实施例中，当ECBECU 20请求抑制车辆1的驱动力时，VDIM仲裁单元22把来自驱动控制ECU 10的目标驱动力或来自要求驱动力计算单元21的目标驱动力的较小者(最小选择)，设置为其用作目标驱动力的输出值。而且，当ECBECU 20请求增大车辆1的驱动力时，VDIM仲裁单元22把来自驱动控制ECU 10的目标驱动力或来自要求驱动力计算单元21的请求驱动力的较大者(最大选择)，设置为其用作目标驱动力的输出值。在这样的仲裁过程中，如果在来自要求驱动力计算单元21的目标驱动力与对其进行通过滤波器114的振动抑制和校正过程的目标驱动力之间进行仲裁，则可能促使车辆1的振动增大，从而使车辆1的动作失稳。
即，当ECBECU 20请求抑制车辆1的驱动力时，来自目标驱动获得单元112或DSSECU 50的、经受通过滤波器114的振动抑制和校正的目标驱动力可以由在图6A中的单点划线表示，并且由要求驱动力计算单元21计算的目标驱动力可以由在图6A中的双点划线表示。在这样一种情况下，在基于最小选择方法进行仲裁之后的目标驱动力将由在图6B中的实线表示。进行基于最小选择方法的仲裁，当基于由在图6B中的实线表示的目标控制值控制车辆1时，不仅缺乏通过滤波器114的振动抑制效应，而且可能促使车辆1的振动增大。
同样，当ECBECU 20请求增大车辆1的驱动力时，来自目标驱动获得单元112或DSSECU 50的、经受通过滤波器114的振动抑制和校正的目标驱动力可以由在图7A中的单点划线表示，并且由要求驱动力计算单元21计算的目标驱动力可以由在图7A中的双点划线表示。在这样一种情况下，在基于最大选择方法进行仲裁之后的目标驱动力将由在图7B中的实线表示。进行基于最小选择方法的仲裁，当基于由在图7B中的实线表示的目标控制值控制车辆1时，不仅缺乏通过滤波器114的振动抑制效应，而且可能促使车辆1的振动增大。
考虑到这个，如果目标驱动力(第二目标控制值)基于与驾驶员的请求不同的条件由ECBECU 20的要求驱动力计算单元21设置，则本实施例禁止滤波器114校正从目标驱动获得单元112或从DSSECU50供给的目标驱动力(第一目标控制值)。因而在从目标驱动获得单元112或DSSECU 50供给的未校正的目标驱动力与从要求驱动力计算单元21供给的目标驱动力之间进行仲裁。这防止通过滤波器114的振动抑制和校正过程和/或通过VDIM仲裁单元22的目标驱动力的仲裁帮助增大车辆1的振动，从而使车辆1的动作失稳。由于禁止通过滤波器114的振动抑制和校正过程，所以当滤波器114包括在驱动控制ECU 10中时，不必设计与滤波器114一致的ECBECU 20的VDIM仲裁单元22等。因而，满意地抑制车辆1的振动，并且当响应与驾驶员的请求不同的条件设置目标控制值时，容易和适当地保证车辆1的安全性。
应该注意，如果ECBECU 20请求抑制车辆1的驱动力，并且如果VDIM仲裁单元22进行最小选择仲裁，则最终仲裁单元115通常进行最小选择仲裁。而且，如果ECBECU 20请求增大车辆1的驱动力，并且如果VDIM仲裁单元22进行最大选择仲裁，则最终仲裁单元115通常进行最大选择仲裁。
为什么在本实施例中在VDIM仲裁单元22之后的级提供最终仲裁单元115的原因如下。借助于最终仲裁单元115的存在，即使在VDIM仲裁单元22进行最小选择仲裁的同时在驱动控制ECU 10与ECBECU 20之间的通信失效，最小选择仲裁也将由最终仲裁单元115进行。这保证目标驱动力将不大于需要的。借助于这种布置，有可能满意地保证车辆行驶的安全性。即使在VDIM仲裁单元22进行最大选择仲裁的同时在驱动控制ECU 10与ECBECU 20之间的通信失效，最终仲裁单元115也进行最大选择仲裁，由此保证至少由驾驶员请求的目标驱动力被固定。
当进行在步骤S22处的过程时，驱动控制ECU 10检查VDIM标志是否设置到“ON”(S24)。如果确定VDIM标志设置到“ON”(在步骤S24处为是)，则再次进行在S22处和向前的过程，从而第二切换单元SW2设置到旁通侧。在重复地进行在步骤S22和S24处的过程的同时，稳定车辆1的动作，导致了VDIM标志设置到“OFF”。在检测到VDIM标志的“OFF”状态时(在S24处为否)，则ECBECU 20接通开关24，从而在VDIM标志设置到“OFF”时，即在解除(禁止使用)通过要求驱动力计算单元21的目标驱动力的设置时，VDIM仲裁单元22的最终输出值供给到滤波器114(S26)。
如果假定根据从目标驱动获得单元112输出的、根据驾驶员的请求设置的目标驱动力如图8A中所示，并且在ECBECU 20中请求抑制驱动力时从要求驱动力计算单元21输出的目标驱动力(它小于在图8A中表示的例子中根据驾驶员的请求设置的目标驱动力)如图8B中所示，则在VDIM标志在时刻ta处被设置到“OFF”的情况下，根据最小选择方法允许使用在图8B中表示的来自ECBECU 20的目标驱动力，直到时刻ta。在这种情况下，在VDIM标志被设置到“OFF”的时刻ta处，第二切换单元SW2可以立即切换到滤波器侧，以把目标驱动获得单元112的输出信号供给到滤波器114。然而，如果这样做，则从最终仲裁单元115输出的最终目标驱动力可能在目标驱动获得单元112的目标驱动力供给到滤波器114的时刻(时刻ta)周围成为断续的，因为直到时刻ta为止没有信号输入给滤波器114。
同样，如果假定根据从目标驱动获得单元112输出的、根据驾驶员的请求设置的目标驱动力如图9A中所示，并且在ECBECU 20中请求增大驱动力时从要求驱动力计算单元21输出的目标驱动力(它大于在图9A中表示的例子中根据驾驶员的请求设置的目标驱动力)如图9B中所示，则在VDIM标志在时刻ta处被设置到“OFF”的情况下，根据最大选择方法允许使用在图9B中表示的来自ECBECU 20的目标驱动力，直到时刻ta。在这种情况下，在VDIM标志被设置到“OFF”的时刻ta处，第二切换单元SW2可以立即切换到滤波器侧，以把目标驱动获得单元112的输出信号供给到滤波器114。然而，如果这样做，则从最终仲裁单元115输出的最终目标驱动力可能在目标驱动获得单元112的目标驱动力供给到滤波器114的时刻(时刻ta)周围成为断续的，因为直到时刻ta为止没有信号输入给滤波器114。
另一方面，如果在VDIM标志设置到“OFF”时，即在解除通过ECBECU 20的目标驱动力的设置时，VDIM仲裁单元22的最终输出供给到滤波器114，作为如图8C或9C中所示在VDIM标志检测为“OFF”(在步骤S24处为否)的时刻(时刻ta)处的初始值，那么，如图8D或图9D中所示，可保持从最终仲裁单元115输出的目标驱动力的连续性。在这种情况下，即使当禁止使用通过滤波器114的振动抑制和校正过程时，也有可能满意地抑制车辆1的动作的失稳。
在进行在步骤S26处的过程时，在驱动控制ECU 10中的第二切换单元SW2设置到滤波器侧(如在图2中由实线表示的那样)(S28)。结果，关于根据驾驶员的请求设置的目标驱动力进行通过滤波器114的振动抑制和校正过程，由此满意地抑制车辆1的振动。在进行在步骤S28处的过程之后，重复地进行在步骤S20处和向前的过程。如果在步骤S20处确定VDIM标志设置为“OFF”(在步骤S20处为否)，则第二切换单元SW2在步骤S28中保持在滤波器侧。
而且，本发明不限于这些实施例，而不脱离本发明的范围可以进行各种变更和修改。
本申请基于在2005年7月4日对日本专利局提交的日本优先权申请No.2005-195124，该申请的整个内容通过参考由此包括。
权利要求
1.一种响应与车辆的行驶有关的目标控制值来控制所述车辆的车辆控制设备，包括第一目标控制值设置单元，配置成响应驾驶员的请求设置第一目标控制值；校正单元，配置成校正由所述第一目标控制值设置单元设置的所述第一目标控制值，从而抑制所述车辆的过弹力振动；第二目标控制值设置单元，配置成响应与所述驾驶员的请求不同的条件而设置第二目标控制值；及仲裁单元，配置成在所述第一目标控制值与所述第二目标控制值之间仲裁，其中，如果所述第二目标控制值设置单元设置了所述第二目标控制值，则防止所述校正单元校正所述第一目标控制值，并且所述仲裁单元在未经所述校正单元校正的所述第一目标控制值与所述第二目标控制值之间仲裁。
2.根据权利要求1所述的车辆控制设备，还包括切换单元，该切换单元配置成在所述校正单元与所述仲裁单元之间选择性地切换由所述第一目标控制值设置单元设置的所述第一目标控制值的目的地，其中，如果所述第二目标控制值设置单元设置了所述第二目标控制值，则切换单元把所述第一目标控制值直接供给到所述仲裁单元而无需所述校正单元用作中间单元。
3.根据权利要求1所述的车辆控制设备，其中，当所述第二目标控制值设置单元解除所述第二目标控制值的设置时，所述校正单元接收所述仲裁单元的最终输出值，其中当解除所述第二目标控制值的设置时输出该最终输出值。
4.根据权利要求1所述的车辆控制设备，其中，所述仲裁单元配置成选择基本同时供给的所述第一目标控制值和所述第二目标控制值的较小者。
5.根据权利要求1所述的车辆控制设备，其中，所述仲裁单元配置成选择基本同时供给的所述第一目标控制值和所述第二目标控制值的较大者。
6.根据权利要求1所述的车辆控制设备，其中，所述第二目标控制值设置单元配置成，响应所述车辆行驶条件和所述车辆行驶环境的至少一个设置所述第二目标控制值，从而稳定所述车辆的动作。
7.一种通过借助于校正单元校正与车辆的行驶有关的、并且根据驾驶员的请求而设置的第一目标控制值从而抑制所述车辆的过弹力振动的抑制车辆振动的方法，包括步骤(a)，响应与所述驾驶员的请求不同的条件设置第二目标控制值；步骤(b)，如果所述第二目标控制值由步骤(a)设置，则防止所述校正单元校正所述第一目标控制值；及步骤(c)，在未经所述校正单元校正的所述第一目标控制值与所述第二目标控制值之间仲裁。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括步骤(d)当解除所述第二目标控制值的设置时，把步骤(c)的最终仲裁结果供给到所述校正单元，所述最终仲裁结果是在解除所述第二目标控制值的设置时得到的步骤(c)的结果。
9.一种响应与车辆行驶有关的目标控制值来控制所述车辆的车辆控制设备，包括第一目标控制值设置单元，配置成响应驾驶员的请求设置第一目标控制值；第二目标控制值设置单元，配置成响应与所述驾驶员的请求不同的条件设置第二目标控制值；及校正单元，配置成校正由所述第一目标控制值设置单元设置的所述第一目标控制值、或由所述第二目标控制值设置单元设置的所述第二目标控制值，从而抑制所述车辆的过弹力振动，其中，当所述第二目标控制值设置单元设置了所述第二目标控制值时，禁止使用所述第一目标控制值，并且在预定条件下防止所述校正单元校正所述第二目标控制值。
10.根据权利要求9所述的车辆控制设备，还包括第一切换单元，配置成选择性地允许使用由所述第一目标控制值设置单元设置的所述第一目标控制值和由所述第二目标控制值设置单元设置的所述第二目标控制值之一；和第二切换单元，配置成控制是否把从所述第一切换单元输出的所述第一目标控制值或所述第二目标控制值供给到所述校正单元。
11.根据权利要求9所述的车辆控制设备，其中，当所述第二目标控制值设置单元解除所述第二目标控制值的设置时，所述校正单元接收第二目标控制值设置单元的最终设置值，其中在解除所述第二目标控制值的设置时输出该最终设置值。
12.根据权利要求9所述的车辆控制设备，其中，所述第二目标控制值设置单元配置成，响应所述驾驶员的请求、所述车辆的行驶条件、及车辆的行驶环境的至少一个而设置所述第二目标控制值，从而协助或代替所述车辆的驾驶。
13.一种通过借助于校正单元校正与车辆行驶有关的、并且根据驾驶员的请求而设置的第一目标控制值从而抑制所述车辆的过弹力振动的抑制车辆振动的方法，包括步骤(a)，响应与所述驾驶员的请求不同的条件设置第二目标控制值；和步骤(b)，如果所述第二目标控制值由步骤(a)设置，则禁止使用所述第一目标控制值并且在预定条件下防止所述校正单元校正所述第二目标控制值。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括步骤(c)当解除所述第二目标控制值的设置时，把步骤(a)的最终设置值供给到所述校正单元，所述最终设置值是在解除所述第二目标控制值的设置时由步骤(a)设置的值。
全文摘要
一种响应目标控制值来控制车辆的车辆控制设备，包括第一设置单元，配置成响应驾驶员的请求设置第一目标控制值；校正单元，配置成校正由第一设置单元设置的第一目标控制值，从而抑制车辆的过弹力振动；第二设置单元，配置成响应与驾驶员的请求不同的条件设置第二目标控制值；及仲裁单元，配置成在第一目标控制值与第二目标控制值之间仲裁，其中，如果第二设置单元设置了第二目标控制值，则防止校正单元校正第一目标控制值，并且仲裁单元在未经校正单元校正的第一目标控制值与第二目标控制值之间仲裁。
文档编号B60R21/01GK1891548SQ200610099999
公开日2007年1月10日 申请日期2006年7月4日 优先权日2005年7月4日
发明者及川善贵, 高松秀树, 稻垣匠二, 中井康裕, 河原研司 申请人:丰田自动车株式会社