车辆控制装置制造方法
【专利摘要】一种车辆控制装置，将车辆的运行状况的控制特性设定为与驾驶员的驾驶意向对应的特性，所述车辆控制装置具备切换单元，该切换单元在根据基于驾驶员的加减速操作的车辆的运行状况的变化而变化的指标超过了规定的阈值时，在产生小的驱动力的所述第一模式与产生比该第一模式大的驱动力的所述第二模式之间进行切换，并且，所述车辆控制装置构成为，所述阈值为设定产生人能够感觉到加速度从零开始线性地变化的加速度极限值的所述控制特性的值。
【专利说明】车辆控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种进行使驱动力或转向等的控制特性以适合驾驶员的意向(喜好或指向)的方式变化的控制的装置。
【背景技术】
[0002]车辆的动力性能主要由与油门开度等驱动要求量相对的节气门开度等输出控制量或变速比的关系来决定，而且转向特性主要由与转向角或转向力相对的转向辅助量来决定，此外悬架特性主要由减振器等产生的衰减力来决定。根据上述的性能或特性而大致决定车辆的运行状况特性，但对车辆要求的特性根据驾驶员的嗜好(驾驶喜好)、行驶路的混杂状况、一般道路与机动车专用道的区别等而不同。因此，以往，开发了一种如下构成的装置:准备变速线图、与油门开度相对的节气门开度的二次特性、减振器的衰减力、由悬架支承的车身的高度(车高)等相互不同的多个模式，通过由驾驶员进行的选择操作来切换模式，或者根据判定的驾驶意向来切换模式。
[0003]例如，在日本特开2008-101742号公报中记载了一种如下的装置:基于车辆的加速度、油门开度、制动踏力等，算出驾驶员要求的机敏的程度、即要求运动型的行驶的程度，在其程度大时(具体而言，在计数值为阈值以上时)，以容易执行运动行驶的方式变更与变速相关的条件。因此，根据日本特开2008-101742号公报记载的装置，驾驶员不进行模式的选择操作，而能够实现驾驶员要求的车辆的运行状况。
[0004]此外，在国际公开第2011/021634号中记载了一种如下构成的装置:基于前后加速度与横向加速度的合成加速度，求出与表示驾驶员的驾驶意向的指标相当的指示指标，基于该指示指标来控制驱动力特性、变速特性或悬架特性等。
[0005]然而，日本特开2008-101742号公报记载的装置构成为根据作为计数值而算出的机敏的程度成为阈值以上，来变更与变速相关的条件，因此即使所述机敏的程度增大，在成为阈值以上之前，也不变更为运动行驶的条件，可能无法进行满足驾驶员的意图的行驶。而且，在将阈值设定为较大的值时，模式不会切换为适合运动型行驶的模式，或者其切换延迟，因此无法得到要求的动力性能，可能无法实现满足驾驶员的意图的车辆的运行状况。与之相反，若将该阈值设定为相对较小的值，则在因行驶路的状况或与并行的其他车辆的关系等而暂时性地加速或减速时，尽管未特别想要进行运动型的行驶，但也会切换成进行运动型的行驶的特性或模式，对于驾驶员而言可能变为具有不适感的行驶特性。
【发明内容】
[0006]本发明着眼于上述的技术性的课题而作出，目的在于提供一种车辆的运行状况不会过度地或频繁地变得机敏，而且当存在驾驶员的要求时，能够成为符合要求的机敏的运行状况特性的车辆控制装置。
[0007]为了实现上述的目的，本发明涉及一种车辆控制装置，将车辆的运行状况的控制特性设定为与驾驶员的驾驶意向对应的特性，其特征在于，所述车辆控制装置具备切换单元，该切换单元在根据基于驾驶员的加减速操作的车辆的运行状况的变化而变化的指标超过了规定的阈值时，将所述车辆的控制模式在产生小的驱动力的所述第一模式和产生比该第一模式大的驱动力的所述第二模式之间进行切换，并且，所述车辆控制装置构成为，所述阈值为与人能够感觉到加速度从零开始线性地变化的加速度极限值相当的值。
[0008]该加速极限值可以是在使车速增大的情况下能够感觉到所述加速度从零开始线性地增大的加速度上限值，而且也可以是在使车速下降的减速的情况下能够感觉到所述加速度(即减速度)从零开始线性地下降的加速度下限值。
[0009]另外，本发明的车辆控制装置可构成为，根据所述指标的值增大而使所述控制特性以所述车辆的运行状况变得机敏的方式变化。
[0010]并且，可以的是，该所述指标包括所述车辆的前后加速度的平方与横向加速度的平方之和的平方根，所述阈值是3.5m/s2以上且4.5m/s2以下的值。
[0011]此外，本发明中的所述切换单元可构成为，从所述指标的值穿过所述阈值而变化的时刻开始，在人能够感觉到所述第一模式与第二模式之间的变化的预先确定的时间内完成从所述第一模式和所述第二模式中的任一方向另一方的切换。该预先确定的时间可以是基于人的信息处理周期而确定的时间，更具体而言，是500毫秒以下的时间。
[0012]在本发明的车辆控制装置中，指标根据基于驾驶员的加减速操作的车辆的运行状况的变化而变化，当该指标超过预先确定的阈值而增大时，从驱动力小的第一模式切换成驱动力大的第二模式，或者当所述指标超过所述阈值而下降时，从第二模式切换成第一模式。该阈值为设定产生人能够感觉到加速度从零开始线性地变化的加速度极限值的控制特性的值，因此在基于驾驶员的加减速操作而指标变化时，根据该指标的变化而加速度连续变化，在达到了加速度极限值之后，对模式进行切换而将人线性地感觉到的零点复位，然后加速度进一步连续地变化。因此，能够防止或抑制违反驾驶员的意图而加速度变得不足或加速度变得过大的情况，从而能够提高所谓的驾驶性能。
[0013]另外，在对模式进行切换时，该切换所需的时间在作为人能够感觉到该切换的时间而预先设定的时间内，更具体而言，在基于通常的人的操作以及对该操作的感觉及判断所需的所谓信息处理周期时间而确定的时间内，所以加速度的变化更加连续，其结果是，能够避免或减少操作的连续性与加速度或车辆的运行状况的变化的连续性之间的不一致而提高驾驶性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是用于说明通过本发明的控制装置执行的控制的一例的流程图。
[0015]图2是用于说明人能够体感到加速度的线性的变化的加速度的上限值的图。
[0016]图3是表示指示SPI与最大要求加速度率的关系的映射。
[0017]图4是用于说明运动模式及通常模式的各模式下的发动机转速的校正的一例的图。
[0018]图5是用于说明通过本发明的控制装置执行的控制的另一例的流程图。
[0019]图6是示意性地表示能够作为本发明的控制装置的控制对象的车辆的图。
[0020]图7是将前后加速度及横向加速度的检测值标绘在轮胎摩擦圆上表示的图。
[0021]图8是表示基于瞬时SPI的指示SPI的变化的一例的图。[0022]图9是用于说明瞬时SPI与指示SPI的偏差的时间积分和该积分值的复位的状况的图。
【具体实施方式】
[0023]接下来，参照具体例，说明本发明。能够适用本发明的控制装置的车辆是通过驾驶员对规定的操作设备进行操作而进行加减速或转弯的车辆，其典型的例子是以内燃机或电动机为驱动力源的机动车。在图6中用框图表不有一例。在此表不的车辆I是具备作为转向轮的左右的前轮2和作为驱动轮的左右的后轮3这四轮的车辆，上述的四轮2、3分别经由悬架装置4而支承车身(未图示)。该悬架装置4与以往已知的结构同样，以弹簧和减振器(缓冲器)为主体而构成，在图6中示出了该减振器5。该减振器5构成为利用气体或液体等流体的流动阻力而产生缓冲作用，且构成为能够通过电动机6等促动器来变更该流动阻力的大小。即，在增大流动阻力时，车身不易沉入，形成所谓坚硬感，作为车辆的运行状况，舒适的感觉减少，运动感增大。需要说明的是，也可以构成为通过对上述的减振器5供排加压气体而进行车高的调整(高度控制)。
[0024]在上述的前后轮2、3上分别设有未图示的制动装置，通过踏入配置于驾驶席的制动踏板7而各制动装置进行动作，从而对前后轮2、3施加制动力。
[0025]另一方面，车辆I的驱动力源是将内燃机、电动机或将它们组合而成的机构等以往已知的结构的驱动力源。图6中示出了搭载有内燃机(发动机)8的车辆，在该发动机8的吸气管9设有用于控制吸气量的节气门10。该节气门10是被称为电子节气门的结构，且构成为通过电动机等电控制的促动器11进行开闭动作，并调整开度。并且，该促动器11根据配置于驾驶席的油门踏板12的踏入量即油门开度进行动作而将节气门10调整成规定的开度(节气门开度)。
[0026]油门踏板12的踏入量即油门开度与节气门10的开度的关系能够适当地设定，两者的关系越接近一比一，所谓直接感越强而车辆的运行状况成为运动型的感觉。与之相反，若以节气门开度相对于油门开度相对减小的方式设定控制特性，则车辆的运行状况或加速特性成为所谓温和的感觉。需要说明的是，在使用电动机作为驱动力源时，取代节气门10而设置逆变器或转换器等电流控制器，根据油门开度来调整其电流，并且适当地变更电流值相对于油门开度的关系即运行状况特性或加速特性。
[0027]在图6所示的例子中，在发动机8的输出侧连结有变速器13。该变速器13构成为适当地变更输入转速与输出转速的比率即变速比，可以是例如以往已知的有级式的自动变速器或带式无级变速器或环型无级变速器等中的任一个。因此，变速器13具备未图示的促动器，通过适当地控制该促动器而使变速比分步地(逐级地)变化，或者连续地变化。需要说明的是，该变速控制基本上以设定燃油经济性良好的变速比的方式进行。具体而言，预先准备对应于车速或油门开度等车辆的状态来决定变速比的变速映射，按照该变速映射来执行变速控制，或者基于车速、油门开度等车辆的状态而算出目标输出，根据该目标输出和最佳燃油经济性线来求出目标发动机转速，以成为该目标发动机转速的方式执行变速控制。
[0028]需要说明的是，在发动机8与变速器13之间，根据需要可以设置带锁止离合器的变矩器等传动机构。并且，变速器13的输出轴经由作为最终减速器的差速齿轮14而与后轮3连结。[0029]此外，当说明对前轮2进行转向的转向机构15时，设有将方向盘16的旋转动作向左右的前轮2传递的转向传动机构17，而且设有对方向盘16的转向角度或转向力进行辅助的辅助机构18。该辅助机构18构成为能够调整未图示的促动器的辅助量，因此通过减少辅助量而转向角与前轮2的实际的转向角接近于一比一的关系，所谓转向的直接感增加，车辆的运行状况特性成为所谓运动型的感觉。
[0030]需要说明的是，虽然未特别图示，但是在上述的车辆I上作为用于使运行状况或姿态稳定化的系统，设有防抱死制动系统(ABS)、牵引控制系统、对上述的系统进行统一控制的车辆稳定控制系统(VSC)等。上述的系统以往已知，基于车身速度与车轮速度的偏差而使作用于车轮2、3的制动力下降，或者施加制动力，进而将它们合在一起对发动机转矩进行控制，由此防止或抑制车轮2、3的抱死或打滑而使车辆的运行状况稳定。而且，可以设置能够得到与行驶路或行驶预定路相关的数据(即行驶环境)的导航系统和用于通过手动操作来选择运动模式(运动D)、通常模式(通常D)及低油耗模式(经济模式)等行驶模式的开关，而且可以具备能够使爬坡性能、加速性能或掉头性等运行状况特性变化的四轮驱动机构(4WD)。
[0031]设有得到用于控制上述的发动机8、变速器13或悬架装置4的减振器5、所述辅助机构18、上述的未图示的各系统等的数据的各种传感器。列举该例子的话，设有对前后轮
2、3的转速进行检测的车轮速传感器19、油门开度传感器20、节气门开度传感器21、发动机转速传感器22、对变速器13的输出转速进行检测的输出转速传感器23、转向角传感器24、对前后加速度(Gx)进行检测的前后加速度传感器25、对横向(左右方向)的加速度(横向加速度Gy)进行检测的横向加速度传感器26、横摆率传感器27等。需要说明的是，加速度传感器Gx、Gy可以与在上述的防抱死制动系统(ABS)或车辆稳定控制系统(VSC)等的车辆运行状况控制中使用的加速度传感器共用，或者在搭载气囊的车辆中，可以与为了其展开控制而设置的加速度传感器共用。上述的传感器19?27向电子控制装置(ECU)28传输检测信号(数据)，而且电子控制装置28按照上述的数据及预先存储的数据以及程序进行运算，将其运算结果作为控制指令信号向上述的各系统或者它们的促动器输出。
[0032]在此，说明本发明中的“模式”时，本发明中的“模式”是车辆的运行状况的控制方式，有燃油经济性、肃静性以及加速性等各特性均成为某种程度的水平的通常模式(正常模式)、机敏性、加速性或动力性能比通常模式优异的运动模式、燃油经济性优异的经济模式(节油模式)等。在各个模式中，以实现设计上假定的运行状况的方式，根据各个模式来设定与油门开度相对的节气门开度(或动力源的输出)或发动机转速的关系(即输出特性)、与车速及油门开度相对的变速比的关系(即变速特性)、与车速或转向角相对的转向辅助量的关系(即转向特性)、悬架机构产生的车身的支承高度(即车高)或减振器的衰减力的关系(即悬架特性)的特性。更具体而言，在运动模式中，为了实现机敏的运行状况而如下控制，即:输出增大，而且相对地增大变速比而提高发动机转速，进而减少转向辅助量而提高所谓直接感，并且增大减振器的衰减力而减小车身的沉入，进而车高降低。相对于此，在经济模式中，以使燃油经济性变得良好的方式设定节气门开度或变速比的控制特性，而且以车身的振动减少的方式设定悬架特性，进而转向辅助量增大。在通常模式中，各特性设定为实现上述运动模式与经济模式的中间的运行状况的特性。
[0033]并且，本发明的车辆控制装置不仅根据基于车辆的运行状况而求出的指标来进行设定了任一模式的状态下的控制特性的校正，而且根据该指标来进行模式的切换。在本发明中能够采用的指标优选考虑为表现驾驶员的意图或驾驶意向(喜好或指向)，可以是车辆的加速度或对其进行校正而得到的规定的运算值、油门开度或对其操作速度或者根据它们的值而得到的规定的运算值、转向角或转向速度或者根据它们的值而得到的规定的运算值等。其一例是前述的国际公开第2011/021634号记载的指示SPI，对该指示SPI进行说明的话如以下所述。
[0034]指示SPI是基于将车辆的前后加速度与横向加速度合成后的所谓合成加速度而求出的指标，该合成加速度通过下式来运算，该值的意义是“表示各瞬间的运动度”，设为瞬时SPI (瞬时运动指标)。
[0035]瞬时SPI= (Gx2+Gy2) 1/2
[0036]在此，Gx是前后加速度，Gy是横向加速度。
[0037]另外，在上述的运算式中使用的前后加速度Gx中的加速侧加速度或减速侧的加速度(即减速度)的至少任一方优选使用被标准化处理后的值。即，在一般的车辆中，虽然减速侧的加速度比加速侧的加速度大，但该区别几乎无法由驾驶员体感或识别，大多数的情况下，识别为加速侧及减速侧的加速度大致同等地产生。标准化处理是用于对这样的实际的值与驾驶员怀有的感觉的区别进行纠正的处理，对于前后加速度Gx，是增大加速侧的加速度或者减小减速侧的加速度的处理。更具体而言，是求出各个加速度的相对于最大值的比率，并将该比率乘以加速侧或减速侧的加速度的处理。或者是校正相对于横向加速度的减速侧的加速度的处理。总之是与用轮胎摩擦圆表示轮胎能够产生的前后驱动力及横向力的情况一样，以使各方向的最大加速度位于规定半径的圆周上的方式对前后的至少任一方进行加权等校正的处理。因此，通过进行这样的标准化处理，使得对加速侧的加速度和减速侧的加速度的运行状况特性的反映的程度不同。
[0038]如此，使加速度的实际值与驾驶员怀有的感觉根据加速度的方向而存在区别。例如可认为在横摆方向或侧倾方向上的加速度和前后加速度中存在这样的区别。因此，优选使对于方向不同的各加速度的运行状况特性的反映的程度，换言之，使基于任一方向的加速度的运行状况特性的变化的程度与基于其他的方向的加速度的运行状况特性的变化的程度不同。
[0039]将横向加速度Gy的传感器值及进行了上述的标准化处理的前后加速度Gy标绘在轮胎摩擦圆上的例子如图7所示。这是在模拟了一般道路的试验场上行驶的情况的例子，可看透的是，在较大地减速时，横向加速度Gy增大的频度少，但是在减速时产生某种程度的横向加速度Gy是一般的倾向。
[0040]根据上述的瞬时SPI来求取指示SPI。该指示SPI是在变更运行状况特性的控制中使用的指标，是相对于成为该算出的根源的所述瞬时SPI的增大而直接增大，相对于瞬时SPI的下降而延迟下降的指标。尤其是以规定的条件的成立为主要原因而使指示SPI下降。图8示出在制动时产生加速度(制动G)，并基于随之变化的瞬时SPI而求取的指示SPI的变化。在此所示的例子中，瞬时SPI以在上述的图7中标绘的值表示，相对于此，指示SPI设定为瞬时SPI的极大值，在规定的条件成立之前，维持以前的值。即，指示SPI构成作为向增大侧迅速地变化且向下降侧相对延迟变化的指标。
[0041]具体说明的话，在图8中的从控制的开始起的Tl的时间带中，车辆产生加减速，根据该加速度的变化而得到的瞬时SPI增减，但是超过上次的极大值的瞬时SPI在前述的规定的条件的成立之前产生，因此指示SPI逐级增大。相对于此，在t2时刻或t3时刻，由于下降用的条件成立而指示SPI下降。如此使指示SPI下降的条件总之构成为，考虑将指示SPI保持为以前的大值的情况不优选的状态成立，在本发明中以时间的经过为主要原因而成立。
[0042]S卩，考虑将指示SPI保持为以前的大值的情况不优选的状态是保持的指示SPI与期间产生的瞬时SPI的背离相对增大，且其状态持续的状态。因此，维持加速后的车速，或者由于驾驶员的习惯等而使油门踏板12暂时返回等没有特别减速的意图的操作引起的瞬时SPI，不使指示SPI下降，在瞬时SPI低于指示SPI的状态持续规定时间时，使指示SPI下降的条件成立。这样的指示SPI的下降开始条件(即指示SPI的变更条件)可以设为瞬时SPI低于指示SPI的状态的持续时间，而且为了将实际的行驶状态更可靠地反映到指示SPI中，可以将指示SPI与瞬时SPI的偏差的时间积分值(或累积值)达到预先确定的阈值的情况设为指示SPI的下降开始条件。需要说明的是，该阈值只要进行实验或模拟而适当设定即可。若使用后者的积分值，则考虑指示SPI与瞬时SPI的偏差及时间而使指示SPI下降，因此能够进行更准确地反映了实际的行驶状态或运行状况的运行状况特性的变更控制。
[0043]需要说明的是，在图8所示的例子中，到上述的t2时刻为止的指示SPI的保持时间比到t3时刻为止的指示SPI的保持时间长，但这是因为以进行以下的控制的方式构成。即，在前述的Tl的时间带的终期使指示SPI增大为规定值而保持，然后，在前述的下降开始条件成立之前的tl时刻，瞬时SPI增大，与保持的指示SPI的偏差成为预先确定的规定值以下。需要说明的是，该规定值只要进行实验或模拟，或者考虑瞬时SPI的计算误差而适当设定即可。如此瞬时SPI接近于保持的指示SPI的情况是指产生成为保持的指示SPI的源泉的瞬时SPI的加减速状态或转弯状态或接近于此的状态的情况。即，即便增大为保持指示SPI的值的时刻开始经过了一定程度时间，行驶状态也近似为该时间经过之前的时刻的行驶状态，因此即使产生瞬时SPI低于指示SPI的状态，也使前述的下降开始条件的成立延迟并将指示SPI保持为以前的值。该延迟用的控制或处理只要进行如下情况即可:使经过时间的累计值(累积值)或前述的偏差的积分值复位，再次开始经过时间的累计或所述偏差的积分，或者使该累计值或积分值减少规定量，甚至将累计或积分中断一定时间等。
[0044]图9是用于说明前述的偏差的积分及其复位的示意图，图9中施加影线的部分的面积相当于积分值。在其过程中，在瞬时SPI与指示SPI的差成为规定值Ad以下的til时刻，积分值复位，再次开始所述偏差的积分。因此，即使将指示SPI保持为规定的值的持续时间延长，其下降开始条件也不成立，因此指示SPI维持成以前的值。并且，再次开始了积分之后，若瞬时SPI成为比前一个的指示SPI大的值，则将指示SPI更新并保持为与瞬时SPI对应的大值。
[0045]接下来，说明采用上述的指示SPI作为指标的本发明的车辆控制装置的控制例。图1是用于说明在以能够选择通常模式和运动模式的车辆为对象的控制装置中适用了本发明的例子的流程图，基于此时刻的行驶状态，或者基于加速度传感器的检测值来运算瞬时SPI (步骤SI)，基于该瞬时SPI来运算指示SPI (步骤S2)。上述的瞬时SPI及指示SPI的求出方法如上所述。接下来，判断求出的指示SPI是否比规定的阈值X小(步骤S3)。该阈值X为用于选择模式的基准的值，在本发明中，如以下叙述那样设定。[0046]指示SPI如前述那样基于加速度而求出，反映了驾驶意向，实质上是合成加速度的绝对值，因此若指示SPI为大值，则以车辆的运行状况变得更机敏的方式设定输出特性或变速特性等各特性。例如，以相对于油门开度的节气门开度或输出转矩增大，而且驱动力增大的方式，设定低速侧的变速比(相对大的变速比)。即，以适合于运动型的行驶的方式变更各特性。如此，若指示SPI增大，则车辆的加速度根据油门开度等驱动要求量而增大。然而，使加速度增大或者产生大的驱动力的控制总之在搭载有发动机的车辆中是使其最低转速增大的控制，但按照驾驶员的要求的加速度的变化在从零开始的规定的范围内，对于驾驶员而言体感作为线性的变化，但是在超过该范围时，难以得到加速度为何种程度的感触，难以体感加速度从零开始的线性的变化。换言之，加速操作与体感的加速度的变化背离，可能成为不适感。而且，若车速增大，则达到能够产生的最大加速度为止的所谓富余加速度减少，即便进行油门操作，加速度也难以增大。
[0047]图2示出了以车辆的加速度为刺激量从“O”逐渐增大，并将搭乘于该车辆的人感觉到的加速度作为感觉量的测定结果，在得到该图2所示的数据的实验中，韦伯比为“0.87”。对于多个搭乘者得到的数据在图2中分别由不同的记号表示，随着加速度增大而感觉量与刺激量的对应关系变得稀薄，当加速度超过4.5m/s2时，无法判别与大部分的搭乘者体感为加速度的加速度的关系。因此，在要求指示SPI超过4.5m/s2的加速度时，即使车辆进行按照要求的加速，也不能体感加速度的变化，无法判断是否为意料的行驶状态。
[0048]另一方面，上述的阈值X是如后述那样用于选择通常模式和运动模式中的任一个，或者切换成任一个的基准值，用于判定指示SPI的值的大小。而且，该指示SPI基于合成加速度而求出，即便是暂时性的方向盘操作、油门操作或制动操作，但只要前后加速度或横向加速度增大，该合成加速度也成为大值。因此，即使驾驶员未意料到机敏的运行状况(即运动行驶)，在由于不注意或障碍物的回避等而暂时较大地转向或踏入油门踏板或进行了制动操作时，指示SPI的值也增大。因此，在对该指示SPI的值的大小进行判定的上述的阈值X小的情况下，设定运动模式的判断容易成立，根据阈值X的值，尽管驾驶员不是特意，但也可能频繁地切换成运动模式。因此，上述的阈值X优选是以4.5m/s2为上限的规定的范围的值。该判定的下限值是向运动模式的自动的切换不会频繁产生的程度的值，可以基于实验或模拟等来设定。在本发明中，根据实验或模拟等的结果，优选以“3.5m/s2”为阈值X的下限值。因此，“3.5m/s2至4.5m/s2”中的设计上确定的值相当于本发明中的加速度上限值。
[0049]因此，在由于指示SPI的值比阈值X小而在步骤S3中作出肯定的判断时，选择通常模式作为基本特性(步骤S4)。与之相反，在由于指示SPI的值为阈值X以上而在步骤S3中作出否定判断时，选择运动模式作为基本特性(步骤S5)。即，若指示SPI增大而成为阈值X以上，则选择运动模式，从此状态开始若指示SPI下降而小于阈值X，则返回通常模式。上述的模式是指车辆的行驶特性或控制特性，通常模式是在车辆的计划或设计的阶段假定的运行状况的控制特性，运动模式是比通常模式机敏的运行状况的控制特性。需要说明的是，在将所谓家用汽车或豪华车等车辆中的通常模式与被称为所谓运动车或GT车等的车辆的通常模式进行比较的情况下，在后者的车辆的通常模式中，车辆的运行状况相对机敏。
[0050]另外，各模式中含有的控制特性包括发动机8的输出控制特性、变速特性、转向特性、悬架特性等，对其输出特性进行说明的话，在运动模式中，油门开度与节气门开度或燃料喷射量的关系设定成为近似于由直线或接近直线的线表示的比例关系的关系，在通常模式中，油门开度与节气门开度或燃料喷射量的关系设定为由二次曲线表示的关系。即，在运动模式中，相对于油门开度的变化，发动机输出敏感地变化，相对于此，在通常模式中，在油门开度小的状态下，与油门开度的变化相对的发动机输出的变化减小。而且，当说明变速特性时，在运动模式中，以使驱动力增大的方式设定在高车速下也较大的变速比，或者以使发动机转速成为高转速的方式控制变速比，相对于此，在通常模式中，设定比运动模式产生的变速比小的变速比，或者以使发动机转速成为低转速的方式控制变速比。
[0051]当说明转向特性时，在运动模式中，以对于转向的所谓直接感变得显著的方式较小地设定转向辅助量，在通常模式中，转向辅助量设定得比运动模式中的转向辅助量大。并且，当说明悬架特性时，在运动模式中，为了抑制车身的侧倾或俯仰等而较大地设定减振器的衰减力，而且以使车高降低的方式进行控制，相对于此，在通常模式中，为了提高振动的吸收性而较小地设定减振器的衰减力，而且以车高变高的方式进行控制。
[0052]上述的各控制特性分别一并预先准备作为通常模式及运动模式，在选择任一个模式时，各控制特性切换成选择的模式下的特性。具体而言，对控制所使用的映射进行变更，或者变更控制增益，或者对检测到的数据或根据该数据运算的控制数据进行校正，或者变更该校正用的系数。
[0053]紧接着上述的步骤S4或步骤S5，或者在运算了指示SPI之后，运算最大要求加速度率(步骤S6)。该例如图3所示。在此，最大要求加速度率对富余驱动力进行限定，例如最大要求加速度率为100%是车辆能产生的最大的加速度的状态，对于变速器13，设定发动机转速成为最大的变速比或最大的变速比(最低车速侧的变速比)，而且例如最大要求加速度率为50%是车辆能产生的最大的加速度的一半的加速度的状态，对于变速器13，设定中间的变速比。在图3所示的例子中，指示SPI越大，最大要求加速度率越大。图3的实线所示的基本特性是基于车辆实际行驶得到的数据来计算指示SPI与最大要求加速度率的关系而求出的值，进行实车的行驶或模拟而适当进行了校正后的值。相对于该基本特性，在最大要求加速度率增大的一侧设定了特性线时，车辆的加速度相对增大，因此成为所谓运动型的运行状况特性或加速特性。与之相反，在最大要求加速度率减小的一侧设定了特性线时，车辆的加速度相对减小，因此成为所谓舒适的运行状况特性或加速特性。
[0054]接下来，执行基本特性的校正用的运算(步骤S7)。该基本特性的校正是在通常模式和运动模式的各个模式的范围内，根据指示SPI或驱动要求量等来变更控制特性的控制，例如说明变速控制时，将基于在各个模式中使用的映射而得到的变速比或变速级在指示SPI或油门开度越大时，越校正为大的变速比或低速侧的变速比。这可以对变速比或变速级自身进行校正，但也可以对用于求出变速比或变速级的数据进行校正。图4中通过发动机转速而示出这样的校正的内容，图4的(a)是运动模式的例子，伴随着指示SPI的增大而将发动机转速进行增大校正。而且，图4的(b)是通常模式的例子，以伴随着油门开度的增大而发动机转速增大的方式进行控制。
[0055]根据上述的控制，存在基于通常模式中的基本特性而求出的控制量、基于运动模式中的基本特性而求出的控制量、以及在各个基本特性的校正运算中求出的控制量。上述的控制量的任一个因某些限制因素而受到限制，相对于其他的控制量而成为小的值(减小运行状况的机敏度的值)。因此，在图1所示的控制例中，执行调停控制(步骤S8)。该调停控制是将上述的基于通常模式中的基本特性而求出的控制量与基于运动模式中的基本特性而求出的控制量、以及在各个基本特性的校正运算中求出的控制量进行比较，选择上述的控制量中的车辆的运行状况更加机敏的控制量的控制。例如在以变速比为控制对象时，选择大的变速比，这是被称为最大选择的选择控制。而且在以变速级为控制对象时，选择更低速侧的变速级，这是被称为最小选择的选择控制。需要说明的是，该步骤S8中的调停控制在本发明中并非不可或缺的控制，也可以不执行。
[0056]如以上所述，变速比或变速级按照各模式的基本特性来控制，或者按照校正了基本特性后的特性来控制。而且，与对上述的变速比或变速级的控制并行地或者在之后运算底盘特性(步骤S9)，而且运算驱动力特性(步骤S10)。上述的特性通过如下方式适当设定:通过分别设置的促动器使前述的节气门10的控制特性、变速器13的变速特性、悬架装置4中的减振器5的衰减特性、辅助机构18的辅助特性等变化。该控制特性的变化的一般的倾向是指示SPI越大，车辆的运行状况越向能够进行机敏的所谓运动型的行驶的特性的变化。更具体而言，是驱动力增大而能够进行敏捷的加速的特性、车身被牢固地支承而沉入或浮起相对少的特性、对于转向的辅助量少的存在转向的所谓直接感的特性。关于上述底盘特性及驱动力特性，预先设定通常模式中的基本特性和运动模式中的基本特性，按照各个基本特性来控制转向辅助量、减振器的衰减力、或相对于油门开度的节气门开度，而且在各个基本特性的范围内，按照指示SPI来校正控制量的大小。
[0057]在执行上述的控制的本发明的车辆控制装置中，为了选择模式而设置上述的阈值X，因此在指示SPI穿过该阈值X而变化时，对模式进行切换。该阈值X如前述那样是在
3.5m/s2以上且4.5m/s2的范围内预先确定的值。即，是与人能够识别到加速度从“O”开始线性地变化的最大值相当的值。因此，例如以通常模式进行行驶的状态下，合成加速度的绝对值增大，当该值超过阈值X时，从通常模式切换成运动模式，按照运动模式的基本特性来执行加速度等的各控制。若说明加速度的话，在到达了能够体感到该线性的变化的最大值程度之后，对模式进行切换而加速度重新增大。因此，加速度重新从“O”增大，能够体感该线性的变化。即，将零点复位而根据驾驶员的意图使驾驶员能够体感车辆的运行状况的变化，因此驾驶性能提高。需要说明的是，在此，“加速度的线性的变化”是指变化的倾向恒定或者直线性地变化，因此，“无法体感加速度的线性的变化”是指虽然能够体感加速度变化的情况但其变化不连续，或者变化的倾向与以前不同。
[0058]在对上述的模式进行切换时，加速度不再暂时性地变化，在切换了模式之后再次变化，因此切换了模式之后的加速度的变化成为从“O”开始的变化，在复位了人线性地感觉到加速度变化的零点之后，能够体感该线性的变化。然而，当模式的切换需要长时间时，驾驶员识别到加速度的变化中断，可认为这样的加速度的变化的停滞存在成为不适感的可能性。为了避免产生这样的不适感，以使模式的切换在预先确定的规定时间内完成的方式进行控制。
[0059]在本发明中，该模式切换所需的规定时间如以下所述那样设定。即，根据“人的信息处理模型”，具备平均的操作能力或感觉能力的人按照自身的意志而进行了某种操作时，从该操作的意图的发生到操作的完成的识别为止，需要移动手指或手的实际的操作的时间、感知到进行了该操作的情况的时间、识别操作的完成或结果的时间。上述的各时间之和是250毫秒至500毫秒左右。因此若能在该最长时间的范围内实现操作的结果，则能够得到操作与其结果的实现的一体感，可认为未产生所谓延迟感或滞后感。因此在本发明中，从指不SPI达到如述的阈值X的时刻开始，最晚在500晕秒以内，优选在250晕秒以内完成丰旲式的切换。该规定时间中也包含控制系统中的控制的延迟时间。其结果是，模式的切换以前的加速度的线性的变化和切换了模式之后的加速度的线性的变化在复位了人线性地感觉的零点之后进行，因此能够回避或抑制不适感。
[0060]上述的运动模式是以车辆的运行状况变得机敏的方式设定了各控制特性的模式，因此燃油经济性比在通常模式中控制的情况稍差。因此也可以设定比运行状况的机敏度更重视燃油经济性的模式，这是可以称为经济模式(节油模式)的模式，主要是将发动机转速维持成最佳燃油经济性的转速的模式。而且，以适合该发动机转速或伴随于此的驱动力的方式设定底盘特性或驱动力特性。图5是用于说明也能够选择经济模式时的控制例的流程图，该控制例对于指示SPI设置下限阈值Xl和上限阈值X2，基于指示SPI与上述的阈值X1、X2的比较结果，来选择运动模式及通常模式以及经济模式。
[0061]具体说明的话，瞬时SPI及指示SPI的运算(步骤SI及步骤S2)与图1所示的控制例同样地进行，判断该指示SPI是否小于下限阈值Xl (步骤S31)。该下限阈值Xl是搭乘于车辆的人在通常的驾驶姿态下，从零开始感觉到变化的加速度的最小值或相当于该最小值的油门开度等参数，在低车速的市区行驶时，是1.0m/s2至1.5m/s2。因此，该下限阈值Xl根据车辆的结构或所谓车辆等级，按车辆而设定作为不同的值。由于指示SPI为下限阈值Xl以上而在步骤S31中作出否定判断时，判断指示SPI是否小于上限阈值X2 0X1)(步骤S32)。该上限阈值X2是搭乘于车辆的具有平均的感觉的人在通常的驾驶姿态下感觉到加速度至少从大致零开始线性地变化的情况的加速度的最大值、或者相当于该最大值的油门开度等参数，与车速无关地都为3.5m/s2至4.5m/s2。该上限阈值X2是通过实验等而预先确定的值，因此根据车辆的结构或所谓车辆等级，该上限阈值X2按车辆而设定为不同的值。
[0062]由于指示SPI比上限阈值X2小而在步骤S32中作出肯定判断时，选择通常模式作为基本特性(步骤S4)，反之由于指示SPI为上限阈值X2以上而在步骤S32中作出否定判断时，选择运动模式作为基本特性(步骤S5)。上述步骤S4及步骤S5的控制是与前述的图1所示的步骤S4及步骤S5同样的控制。
[0063]另一方面，由于指示SPI比下限阈值Xl小而在步骤S31中作出肯定判断时，选择经济模式作为基本特性(步骤S33)。该经济模式是进行以燃油经济性变得良好的情况为优先的控制的模式，因此在该经济模式中，驱动力小或其变化缓慢，因此变速比多使用小的变速比，而且减振器的衰减力小，以车高变高的方式进行控制，此外转向辅助量比其他的模式增大。这样的各控制特性可以预先准备。并且，根据上述的步骤S4、步骤S5以及步骤S33中的任一个而选择任一个模式，或者切换成任一个模式之后，执行步骤S6至步骤SlO的控制。需要说明的是，上述步骤S6至步骤SlO的控制与前述的图1所示的控制相同，因此省略其说明。
[0064]因此，在执行图5所示的控制的情况下，模式更多样化，因此能够自动地设定适合于各驾驶员的行驶性能或适合于各行驶环境的行驶性能，除了驾驶性能提高以外，还能够改善燃油经济性。
【权利要求】
1.一种车辆控制装置，将车辆的运行状况的控制特性设定为与驾驶员的驾驶意向对应的特性，其特征在于， 所述车辆控制装置具备切换单元，该切换单元在根据基于驾驶员的加减速操作的车辆的运行状况的变化而变化的指标超过了规定的阈值时，将所述车辆的控制模式在产生小的驱动力的所述第一模式与产生比该第一模式大的驱动力的所述第二模式之间切换，并且， 所述车辆控制装置构成为，所述阈值为与人能够感觉到加速度从零开始线性地变化的加速度极限值相当的值。
2.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于， 所述车辆控制装置构成为，在设定了所述第一模式的状态下，所述阈值为设定产生能够感觉到所述加速度从零开始线性地增大的加速度上限值的所述控制特性的值， 所述车辆控制装置构成为，在所述指标增大而超过了所述阈值时，从所述第一模式切换成所述第二模式。
3.根据权利要求1或2所述的车辆控制装置，其特征在于， 所述车辆控制装置构成为，在设定了所述第二模式的状态下，所述阈值为设定产生能够感觉到所述加速度从零开始线性地下降的加速度下限值的所述控制特性的值， 所述车辆控制装置构成为，在所述指标下降而变为所述阈值以下时，从所述第二模式切换成所述第一模式。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于， 所述车辆控制装置构成为，根据所述指标的值增大而使所述控制特性以所述车辆的运行状况变得机敏的方式变化。
5.根据权利要求1?4中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于， 所述指标包括所述车辆的前后加速度的平方与横向加速度的平方之和的平方根， 所述阈值是3.5m/s2以上且4.5m/s2以下的值。
6.根据权利要求1?5中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于， 所述切换单元构成为，从所述指标的值穿过所述阈值而变化的时刻开始，在人能够感觉到所述第一模式与第二模式之间的变化的预先确定的时间内完成从所述第一模式和所述第二模式中的任一方向另一方的切换。
7.根据权利要求6所述的车辆控制装置，其特征在于， 所述预先确定的时间是基于人的信息处理周期而确定的时间。
8.根据权利要求6或7所述的车辆控制装置，其特征在于， 所述预先确定的时间是500毫秒以下的时间。
9.根据权利要求6?8中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于， 所述预先确定的时间是包含用于在所述第一模式与第二模式之间切换模式的切换控制中的控制延迟时间在内的时间。
10.根据权利要求1?9中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于， 所述切换单元构成为，在所述指标超过所述阈值而从第一模式切换成第二模式之后所述指标变得比所述阈值小时，从第二模式返回到第一模式。
【文档编号】B60W30/18GK103764471SQ201180073195
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2011年8月29日 优先权日:2011年8月29日
【发明者】竹内启祐, 棚桥敏雄, 安形义满, 川崎智秀, 能村真 申请人:丰田自动车株式会社