车辆运动控制装置的制作方法

专利名称：车辆运动控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及进入弯道时以及/或者脱离弯道时进行车辆的加减速控制的车辆运动控制装置。
背景技术：
作为现有的对侧偏(cornering)时(弯道行驶中)进行加减速控制的车辆的运动控制装置，例如已知有专利文献I所记载的技术。专利文献I所记载的技术的目的在于提供一种能使针对加速器、转向器、制动器操作的具体的控制定时的方针明确化、且进行基于此的运动控制的车辆的运动控制装置。具体而言，在具有对车辆的操舵进行控制的装置的车辆的运动控制装置中，至少具备利用车辆的前后方向或者横方向的加加速度信息来进行车辆的操舵或者前后加减速控制的控制单元。另外，非专利文献I公开了有关根据车辆的横加加速度来设定车辆前后的加减速度的方针。另外，存在下述情况，即，驾驶员为了降低车辆所具有的动能，在进入到弯道为止的区间(进入弯道前)进行减速操作的情况。专利文献2公开了作为自动地进行该减速的方法。专利文献I JP特开2006-123354号公报专利文献2 JP特开平9-73730号公报非专利文献I :山门、安部与利用了加加速度信息的操舵关联地进行加减速的驾驶员模型的提案，自动车技术会学术讲演会前印刷集No. 108-07，pp21-26，2007发明公开发明所要解决的课题关于专利文献I所记载的车辆的运动控制装置，在车辆的前后加速度的控制开始或者结束的定时处于横加加速度为零的附近时来进行控制。另外，非专利文献I公开了有关根据加入了专利文献I的加减速控制的定时的情况下的车辆的横加加速度来计算车辆的前后加速度的基本方针。这是从车辆运动的观点来说，例如，在进入拐角(弯道)时，通过在横加速度增加时来进行减速，由于针对具有地上高度的重心点而作用的惯性力，使前轮侧的载荷增加，从而使前轮的侧偏刚度(cornering stiffness)增加,而另一方面,后轮的载荷减少,进而使后轮的侧偏刚度减少。另外，从拐角(弯道)脱离出时，通过在横加速度减少时进行加速，来使载荷向后轮侧移动，从而谋求车辆的稳定化。另外，在专利文献2中，利用导航等取得前方的弯道半径、至弯道为止的距离等的信息，来决定成为预先设定的目标横加速度的速度，即目标速度，且在至弯道为止的距离期间，生成减速度以从当前车速成为目标车速，从而谋求驾驶员的驾驶负载减轻。
以下，叙述有关这些侧偏时的减速方法的公知技术的课题。在专利文献I或非专利文献I中，关于总这样地根据对车辆生成的横加加速度来附加车辆的前后方向加速度的情形，其并不仅限于在进入弯道时成为考虑了驾驶员意图的控制，还有其他情况。S卩，在仅根据横加加速度进行减速(通过进入弯道，为了增加横加加速度而附加减速)的情况下，由于进入弯道时的速度高，根据驾驶员不同有时会感觉恐怖。由此，以进入弯道前减小动能为目的，需要进行减速。于是，如果将专利文献I或非专利文献I所记载的方法应用到专利文献2时，不能取得根据所述横加加速度进行减速的减速量与弯道前的减速量之间的匹配性，进入弯道时产生减速度的级差，存在会给驾驶员带来车辆行动的不圆滑感的可能性。接下来，叙述有关从弯道脱离时的专利文献I以及非专利文献I所记载的加速方法。在进行稳定旋转的情况下横加速度取恒定值，由此横加加速度成为O。从弯道脱离时从稳定旋转至直线行驶为止的过渡区间中，由于横加速度减少，故横加加速度成为负。此时，尽管从横加加速度为O的定时起开始加速，但附加了加速度的期间仅是横加加速度成为负的期间。当行驶在从弯道脱离时的过渡区间中的情况下，通过进行加速来减少前轮的载荷并增加后轮的载荷，作为结果，恢复横摆力矩得以增加，这从车辆运动力学的观点来说车辆变得稳定，基于这样的观点，是合理且具有效果的。但是，基于其后的驾驶员的至喜好速度为止进行加速这样的观点来说，仅在横加加速度成为负的期间进行加速，由于没有速度的限定条件，加速后的速度过高，或者相反过低，存在会给驾驶员带来不协调感的可能性。

发明内容
本发明是为了解决这样的问题点而开发的，目的在于提供一种更安全且减少不协调感的、且能以适当的控制量进行在进入弯道时的减速控制(驾驶员开始进行操舵之跟前的减速控制)以及/或者在脱离弯道时的加速控制的车辆运动控制装置。解决课题的手段为了解决上述问题点的本发明的车辆运动控制装置是在进入弯道时以及/或者脱离弯道时进行车辆的加减速控制的车辆运动控制装置，具备横运动关联加减速计算单元，其根据车辆的横加加速度来计算车辆的前后加减速度；和车体速度控制单元，其考虑由横运动关联加减速计算单元计算出的加减速度，来计算弯道前车辆应生成的减速度。发明效果根据本发明，车体速度控制单元考虑通过横运动关联加减速计算单元计算出的加减速度来计算弯道前减速度，因此，不会成为过减速，能够减轻驾驶员的不协调感。以下，根据实施例对各权利要求中的具体效果进行说明。本说明书包含有作为本申请的优先权的基础的日本国专利申请2009-244886号的说明书以及/或者附图所记载的内容。


图I是实施例I中的车辆的构成图。图2是表示实施例I中的控制构成的框图。
图3是用于说明实施例I中的控制流程的流程图。图4是用于表示利用立体式照相机进行的前方的弯道中的入口以及最小半径的估计方法的示意图。图5是表示实施例I中的可靠度的计算方法以及弯道检测判断方法的图。图6是表示与加速器踏板开度相应的增益的图。图7是表现了从弯道前的直线区间至弯道行驶为止的场景的图。图8是表示弯道的过渡区间中的估计横加加速度的计算方法的图。图9是表示基于弯道前减速度和横运动关联加减速度来计算加减速度指令值的方法的图。图10是表示基于弯道前减速度和横运动关联加减速度来计算加减速度指令值的其他方法的图。图11是实施例2中的车辆的构成图。图12是表示实施例2中的控制构成的框图。图13是说明用于解决由于驾驶员的制动器操作与横运动关联加减速度的共存而产生的减速度的不连续问题的方法的图。
图14是说明用于解决由于驾驶员的制动器操作与横运动关联加减速度的共存而产生的减速度的不连续问题的其他方法的图。
图15是表现从弯道中的行驶至直进为止的场景的图。
图16是表示弯道的过渡区间中的估计横加加速度的计算方法的图。
图17是表示对踩踏加速器踏板的期间的加速度指令值进行修正的修正方法的图。
图18是表示实施本发明时的接口(提纽)的图。
图19是表示实施本发明时的对驾驶员进行报知的报知方法的图。
图20是表示通过驱动力方式对车辆附加的横摆力矩为不同时的图。
图21是表示本实施例中的巡航(cruise)控制器的控制方法的图。
标号说明
O车辆
I车轮
2车轮速传感器
3车速计算器
4操舵角传感器
5加速器踏板开度传感器
6车辆运动控制装置
7驱动力产生单元
8制动器
9立体式照相机(弯道识别单元)
10油压制动器组件
11横运动关联加减速计算部
12车体速度控制装置
13加减速度合成部14 发电机15蓄电池16后轮电动机
具体实施例方式[实施例I]<车辆构成>图I表示车辆的构成例。如图I所示，车辆O构成为包括车轮la、lb、lc、ld ;车轮速传感器2a、2b、2c、2d ;车速计算器3 ;操舵角传感器4 ;加速器踏板开度检测传感器5 ； 车辆运动控制装置6 ;驱动力产生单元7 ;油压制动器8a、8b、8c、8d ;立体式照相机9 ;油压制动器组件10。以下，进行各构成部的详细说明。车轮1&、113、1(、1(1的转速是通过车轮速传感器2&、213、2(3、2(1来检测的。车速计算器3基于通过各轮的车轮速传感器2a、2b、2c、2d检测到的各车轮的转速，来计算车辆O的行驶方向的速度即车速V。在车速计算器3中，首先，对各车轮的角速度乘以车轮的旋转半径来计算各车轮的行驶方向的速度Va、Vb、Vc、Vd。车速V可以是速度Va、Vb、Vc、Vd的平均值。另外，虽未图示，也能够将来自利用了毫米波雷达等的对地车速传感器的信号作为车速V。操舵角传感器4对车辆O的操舵角进行检测，例如一般利用公知的旋转编码器方式。通过操舵角传感器4所检测出的操舵角δ被输入到车辆运动控制装置6。加速器踏板开度检测传感器5对驾驶员所进行的加速器踏板的踩踏量进行检测， 例如，一般可通过传感器内的霍尔元件等将其置换为电信号后并作为电压进行输出。车辆运动控制装置6可由电气电路与微机或者仅由微机来构成，作为控制构成， 包括横运动关联加减速计算部11、车体速度控制装置12、加减速度合成部13。通过车辆运动控制装置6所计算出的减速度被作为液压指令值而发送给油压制动器组件10。另外，关于弯道前的减速度的计算逻辑，将在后面叙述。油压制动器组件10例如利用进行泵压提升式的BBW(Brake By Wire :线控制动) 控制的组件。油压制动器组件10是具有用于对各轮的油压制动器8a、8b、8c、8d发送液压的液压伺服器。驾驶员的制动器操作量是对主缸(master cylinder)压 踏板冲程、将来自车辆运动控制装置6的加减速度指令值进行变换后的指令主缸压与指令车轮制动缸压进行比较，将最大值作为对液压伺服器的指令值。液压伺服器按照成为实现指令值的液压的方式来进行控制，对各轮的制动器8a、8b、8c、8d发送液压。驱动力产生单元7是用于驱动车辆O的单元，例如，由发动机(内燃机构)与变速齿轮、差动齿轮构成。或者，也可取代发动机而利用电动机来构成。加速器踏板开度检测传感器5的信号被发送给发动机控制器组件(未图示)，基于该信息来控制节流阀的开闭。立体式照相机9是由配置在筐体的左右的2台的单眼照相机来构成，实现对车辆周围的环境进行识别的功能。另外，照相机的台数并不仅限于2台，也可以具备3台以上。 筐体例如安装在车室内的室内镜附近，在内部具备对摄像的图像进行处理的CPU或RAM、 匪等。
7
通过左右的照相机而摄像得到的图像基于左右的视差、至道路周围的物体为止的距离等，来计算车辆O至弯道入口为止的距离LPC以及前方弯道中的最小半径Rmin。关于图像处理方法的详细说明由于已在公知的文献(例如JP特开2008-240166等)中有记载， 故省略。<控制构成>图2是表示本实施例中的控制构成。如上所述，将各传感器的输出发送给横运动关联加减速计算部11与车体速度控制装置12。在横运动关联加减速计算部11中，利用来自操舵角传感器4、车速计算器3的信息，来计算与车辆O的横运动关联的前后加减速度即横运动关联加减速度Gx_dGy并输出给加减速度合成部13，并且对从前方的直进向弯道转移的过渡区间(缓和曲线区间)的车辆O的横加加速度进行估计，并作为估计横加加速度 Gx_dGypre而输出给车体速度控制装置12。车体速度控制装置12计算在弯道前应减速的减速度，并向加减速度合成部13输出。加减速度合成部13对通过横运动关联加减速计算部11计算出的横运动关联加减速度 Gx_dGy以及通过车体速度控制装置12计算出的减速度Gx_preC进行合成，并作为最终的减速度而进行输出。<控制流程>利用图3来具体地说明控制流程。首先，在步骤SlO中，计算从车辆O至前方的弯道入口 C为止的距离LPC以及弯道的最小弯道半径Rmin (弯道信息取得单元)。这可考虑例如通过搭载于弯道镜的通信机等将至前方的弯道为止的距离或半径的信息(弯道信息)向车辆O进行发送的情形，但在本实施例中，对有关利用立体式照相机9并基于前方的车道标识或障碍物的配置来估计弯道的方法进行说明。图4假定了如下的场景，即从直进区间(弯道前区间地点A C，区间长LPC)起经过弯道的过渡区间(缓和曲线区间地点C D，区间长LCL)后进入弯道的稳定旋转区间(圆弧曲线区间地点D E，半径Rmin)这样的进入弯道时的场景。立体式照相机9针对沿着车辆O的前后方向的车辆中心轴的延长线X上相互具有一定间隔而设置的参照点(称为“分段点”)的各点(XrXpXyXyXf·)，检测至左右的道路端为止的距离。基于该距离数据，将车辆中心轴的延长线X与道路中央线之间的距离分别设为％、 yi、y2、y3…。应计算的信息有从车辆O至过渡区间为止的距离LPC以及稳定旋转区间的半径 Rmin0过渡区间(区间CD)在一般道路中以螺旋曲线进行近似。这在以点C作为原点的座标系中来表示道路中央线的轨迹时，能够以下述式表示，[数式I]
(L2 L4 、X = L.X I--r* H--— - ^ **
t 40ii2 3456及4,、
、 j ·**(!)[数式2]
权利要求
1.一种车辆运动控制装置，是在进入弯道时以及/或者脱离弯道时进行车辆的加减速控制的车辆运动控制装置，其特征在于，具备横运动关联加减速计算单元，其根据在进入弯道时作用于车辆的横加加速度来计算横运动关联加减速度，所述横运动关联加减速度是与所述车辆的横运动关联的前后加减速度；和车体速度控制装置，其考虑由该横运动关联加减速计算装置计算出的横运动关联加减速度，来计算在所述弯道前所述车辆要生成的弯道前减速度。
2.根据权利要求I所述的车辆运动控制装置，其特征在于，所述车辆运动控制装置具有弯道信息取得单元，其用于取得包含所述弯道的弯道半径和从车辆起至弯道为止的距离的信息在内的弯道信息，所述横运动关联加减速计算单元基于由所述弯道信息取得单元取得的所述弯道信息， 来计算对所述横加加速度进行了估计而得到的估计横加加速度，并基于该估计横加加速度，来计算对所述横运动关联加减速度进行了估计而得到的估计横运动关联加减速度，所述车体速度控制装置基于由所述横运动关联加减速计算单元计算出的所述估计横运动关联加减速度，来计算所述弯道前减速度。
3.根据权利要求2所述的车辆运动控制装置，其特征在于，所述横运动关联加减速计算单元基于所述弯道信息和车速，来计算弯道行驶中作用于车辆的最大横加速度，并基于该最大横加速度来计算所述估计横加加速度。
4.根据权利要求3所述的车辆运动控制装置，其特征在于，所述横运动关联加减速计算单元通过以一次方程式来近似所述横加速度至所述最大横加速度为止进行增加的比例，来计算所述估计横加加速度。
5.根据权利要求I所述的车辆运动控制装置，其特征在于，所述车辆运动控制装置具有加减速度合成单元，其基于由所述车体速度控制装置计算出的弯道前减速度和由所述横运动关联加减速计算单元计算出的横运动关联加减速度， 来计算用于控制所述车辆的加减速度的加减速度指令值。
6.根据权利要求5所述的车辆运动控制装置，其特征在于，所述加减速度合成单元将所述弯道前减速度的最大值作为所述加减速度指令值保持。
7.根据权利要求5所述的车辆运动控制装置，其特征在于，所述加减速度合成单元将由所述车体速度控制装置计算出的所述弯道前减速度的最大值和由所述横运动关联加减速计算单元计算出的横运动关联加减速度进行比较，并将其中较大的一方作为所述加减速度指令值。
8.根据权利要求6所述的车辆运动控制装置，其特征在于，所述加减速度合成单元伴随着所述横运动关联加减速度的减小而使所述加减速度指令值减小。
9.根据权利要求I所述的车辆运动控制装置，其特征在于，所述车辆运动控制装置具有制动器指令值计算单元，其基于制动器踏板的操作量来计算用于控制所述车辆的减速度的制动器指令值；以及加减速度合成单元，其基于由该制动器指令值计算单元计算出的制动器指令值和由所述横运动关联加减速计算单元计算出的横运动关联加减速度，来计算用于控制所述车辆的加减速度的加减速度指令值。
10.根据权利要求9所述的车辆运动控制装置，其特征在于，在所述制动器踏板处于操作中且未由所述横运动关联加减速计算单元计算出所述横运动关联加减速度时，所述加减速度合成单元将由所述制动器指令值计算单元计算出的制动器指令值作为所述加减速度指令值，在所述制动器踏板的操作中由所述横运动关联加减速计算装置开始计算所述横运动关联加减速度，且计算出的所述横运动关联加减速度成为了规定值以上时，将所述制动器指令值作为所述加减速度指令值保持。
11.根据权利要求10所述的车辆运动控制装置，其特征在于，在所述制动器踏板的操作量成为零时，所述加减速度合成单元将所述加减速度指令值和所述横运动关联加减速度进行比较，并在与所述加减速度指令值相比所述横运动关联加减速度的减速度较低时，使所述加减速度指令值向所述横运动关联加减速度进行渐进收敛。
12.—种车辆运动控制装置，是在进入弯道时以及/或者脱离弯道时进行车辆的加减速控制的车辆运动控制装置，其特征在于，具有横运动关联加减速计算单元，其根据在脱离弯道时作用于车辆的横加加速度来计算横运动关联加减速度，所述横运动关联加减速度是与所述车辆的横运动关联的前后加减速度；以及车体速度控制单元，其考虑由该横运动关联加减速计算单元计算出的所述横运动关联加减速度，来计算车辆的弯道脱离加速度。
13.根据权利要求12所述的车辆运动控制装置，其特征在于，仅在加速器踏板被踩踏的期间，将由所述横运动关联加减速计算单元计算出的所述横运动关联加减速度保持为在车辆的横加速度进行减小的弯道的过渡区间中所计算出的加速度的最大值。
14.根据权利要求13所述的车辆运动控制装置，其特征在于，将由所述横运动关联加减速计算单元计算出的所述横运动关联加减速度保持为在车辆的横加速度进行减小的弯道的过渡区间中所计算出的加速度的最大值，并对应于加速器开度的减小而减小。
全文摘要
提供一种考虑弯道行驶中的减速量而设定弯道前的减速量的车辆运动控制装置。车辆运动控制装置(6)具备横运动关联加减速计算单元(11)，其根据进入弯道时作用于车辆(0)的横加加速度Gy_max来计算与车辆(0)的横运动关联的前后加减速度即横运动关联加减速度Gx_dGy；以及车体速度控制装置(12)，其考虑由横运动关联加减速计算装置(11)计算出的横运动关联加减速度Gx_dGy，来计算弯道前需使车辆(0)生成的弯道前减速度Gx_preC。由此，能够防止弯道前减速度Gx_preC的过减速，能够使弯道前减速度Gx_preC与横运动关联加减速度Gx_dGy之间顺利地相接，能够减轻驾驶员的不协调感。
文档编号B60W40/10GK102596660SQ20108004750
公开日2012年7月18日 申请日期2010年8月10日 优先权日2009年10月23日
发明者山门诚, 斋藤真二郎, 横山笃, 高桥绚也 申请人:日立汽车系统株式会社