车辆转向控制装置和方法

专利名称：车辆转向控制装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种能实现车辆稳定转向的车辆转向控制装置和方法。
背景技术：
1997年1月27日公布的No.2600876号日本专利，举例说明了一种先前提出的机动车辆用的转向控制装置。在这种先前提出的车辆转向控制装置中，以转向速度和转向半径不超过相应的车辆转向性能极限这种方式来进行车辆的自动减速，从而实现稳定的转向。

发明内容
在上述日本专利中所公开的先前提出的车辆转向控制装置中，通过制动控制和发动机控制来进行自动减速。但是，其并没有公开通过制动控制和发动机控制来进行自动减速的具体技术。例如，在车辆驾驶员已经踩下加速踏板的状态下，利用制动控制突然产生自动制动力的情况下，不仅会带给车辆驾驶员不愉快的感觉，而且会因为驱动力与制动力之间的互相抵消，而引起车辆驱动和制动力的能量损失。
因此，本发明的目的是提供一种车辆转向控制装置和方法，其能够抑制带给车辆驾驶员不愉快的感觉，并且能够抑制驱动力与制动力的能量损失。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于机动车辆的转向控制装置，包括用于根据驾驶员的加速器操作而产生驱动力的驱动源；在所述驱动源由从动侧驱动的状态下，用来对车辆施加减速作用的减速作用单元；用于对车辆施加制动力的制动机构；行驶控制单元，当车辆的转向状态满足预定的条件时，其通过所述减速作用单元和所述制动机构中的至少一个，来对车辆进行减速；用于检测所述车辆的转向状态的转向状态检测单元；以及用于检测车辆驾驶员的加速器操作变量的加速器操作变量检测单元；当所述加速器操作变量检测单元检测到的加速器操作变量超过预定值时，所述行驶控制单元限制通过所述制动机构进行减速，并通过所述减速作用单元进行减速。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于机动车辆的转向控制方法，包括提供驱动源，所述驱动源用于根据驾驶员的加速器操作而产生驱动力；提供减速作用单元，所述减速作用单元在所述驱动源由从动侧驱动的状态下，用来对车辆施加减速作用；提供制动机构，所述制动机构用于对车辆施加制动力；当车辆的转向状态满足预定的条件时，通过所述减速作用单元和所述制动机构中的至少一个，来对车辆进行减速；检测所述车辆的转向状态；检测车辆驾驶员的加速器操作变量；以及当检测到的加速器操作变量超过预定值时，限制通过所述制动机构的减速，并通过所述减速作用单元进行减速。
在此发明内容部分不必要描述全部技术特征，因此，本发明也可以是这些已描述特征的再组合。


图1是表示根据本发明的转向控制装置的大致结构框图；图2是制动力控制器的液压回路连接示意图；图3是表示图1所示第一优选实施例的转向控制装置所执行的转向控制程序的控制流程图；图4是用于表示横向摆动率计算过程的框图；图5是表示计算横向摆动率估算值的控制图；图6是表示根据本发明第二优选实施例的转向控制装置所执行的转向控制程序的流程图；图7是表示根据本发明第三优选实施例的转向控制装置所执行的转向控制程序的流程图；图8是表示根据本发明第四优选实施例的转向控制装置所执行的转向控制程序的流程图；图9是表示根据本发明第五优选实施例的转向控制装置所执行的转向控制程序的流程图；图10是表示根据本发明第六优选实施例中的转向控制装置所执行的转向控制程序的流程图；图11是表示根据本发明第七优选实施例的转向控制装置所执行的转向控制程序的流程图；图12是表示根据本发明第八优选实施例的转向控制装置所执行的转向控制程序的流程图。
具体实施例方式
为了便于更好地理解本发明，下面将参照附图对本发明进行描述。
图1显示的是表示根据本发明的转向控制装置的框图。在图1中，控制器5连接下列各种检测装置用于检测各车轮速度Vwi[i＝FL(左前车轮)、FR(右前车轮)、RL(左后车轮)、RR(右后车轮)]的电磁感应式车轮速度传感器1；光学式的非接触式转向盘转角传感器2，其用于检测车辆转向盘的转角θ；检测车身的横向摆动率ΦD的横向摆动率传感器3；以及检测加速踏板的加速器开度Acc的加速器传感器4。需要指出，加速器开度Acc相当于加速器操作变量。
控制器5，例如由微型计算机构成。其根据来自图1所示各个传感器的检测信号来执行将在后面描述的转向控制程序。根据车辆的转向状态，通过驱动控制发动机动力输出控制器6和制动力控制器8中的一个或两个，来进行自动减速。需要指出，发动机动力输出控制器6通过调节发动机7中的节流阀的打开角度、燃料喷射量和点火定时，来控制发动机的动力输出(发动机转速或发动机扭矩)。
此外，如图2所示，制动力控制器8设置在主缸10与各车轮液压缸11FL～11RR之间。主缸10是一种串联式主缸，其能根据车辆驾驶员施加在加速踏板上的压下力而产生两个系统液压，并且其采用对角分开系统，在该对角分开系统中，其主侧液压传递给左前和右后车轮的车轮液压缸11FL、11RR，其副侧液压则传递给右前和左后车轮的车轮液压缸11FR、11RL。
各车轮液压缸11FL、11FR、11RL和11RR安装在盘式制动器内或者鼓式制动器内，在盘式制动器中，借助于在压力作用下的制动块夹住盘式转子而产生制动力；在鼓式制动器中，制动蹄在压力作用下压在制动鼓的内周表面上而产生制动力。制动力控制器8利用在防抱死控制(ABS)、牵引力控制(TCS)、稳定性控制(VDC车辆动态控制)等等之中所使用的制动液压控制回路；并且其被设计成使得各车轮液压缸11FL、11FR、11RL和11RR中的液压能够被增大、保持或者减小，而与车辆驾驶员的制动操作无关。
主缸10的主侧包括常开式第一闸阀12A，其能关闭主缸10与车轮液压缸11FL(或11RR)之间的流道；常开式进口阀13FL(或13RR)，其能关闭第一闸阀12A与车轮液压缸11FL(或11RR)之间的流道；储能器14，其连通在车轮液压缸11FL(或11RR)与进口阀13FL(或13RR)之间；常闭式出口阀15FL(或15RR)，其能打开车轮液压缸11FL(或11RR)和储能器14之间的流道；常闭式第二闸阀16A，其能打开主缸10与第一闸阀12A之间的流道以及储能器14与出口阀15FL(或15RR)之间的流道；以及泵17，其吸入侧连接在储能器14与出口阀15FL(或15RR)之间，其排出侧连接在第一闸阀12A与进口阀13FL(或13RR)之间。减振器室18设置在泵17的排出侧，用以抑制排出的制动液压的脉动以及减弱踏板的振动。
此外，主缸10的副侧包括第一闸阀12B；进口阀13FR(或13RL)；储能器14；出口阀15FR(或15RL)第二闸阀16B；泵17；以及减振器室18。第一闸阀12A、12B，进口阀13FL、13RR、13FR和13RL；出口阀15FL～15RR；以及第二闸阀16A、16B各自是双通-双位开关、单电磁线圈、弹簧偏置式的电磁操作阀。第一闸阀12A、12B与进口阀13FL、13RR、13FR和13RL在未励磁时的正常位置上，打开相应的流道；而出口阀15FL、15FR、15RL和15RR以及第二闸阀16A、16B在未励磁时的正常位置上，关闭相应的流道。
此外，储能器14由弹簧式储能器构成，其中的压缩弹簧与相应的液压缸中的活塞相对。泵17由容积式泵构成，例如带齿的齿轮泵、离心泵或者活塞泵等，它能保证基本恒定的排量而与负载压力无关。下面，描述上述结构中主缸10的主侧的工作过程。当第一闸阀12A、进口阀13FL(或13RR)、出口阀15FL(或15RR)以及第二闸阀16A全部处于未励磁时的正常位置时，来自主缸10的液压直接传递到车轮液压缸11FL(或11RR)，从而进行普通的(正常的)制动。
此外，即使没有对制动踏板进行操作，当进口阀13FL(或13RR)、出口阀15FL(或15RR)以及第二闸阀16A全部都处于未励磁时的正常位置时，第一闸阀12A关闭，当第一闸阀12A和第二闸阀16A因励磁而打开时，泵17被驱动，这样，主缸10中的液压通过第二闸阀16A吸入泵17，并通过进口阀13FL(或13RR)将泵17排出的液压传递到车轮液压缸11FL(或11RR)中。这样，就能增大液压。
当第一闸阀12A、出口阀15FL(或15RR)和第二闸阀16A都处于未励磁时的正常位置时，进口阀13FL(或13RR)因励磁而关闭。此时，从车轮液压缸11FL(或11RR)到主缸10的流道和从车轮液压缸11FL(或11RR)到储能器14的流道都关闭，于是，车轮液压缸11FL(或11RR)的液压保持不变。
此外，当第一闸阀12A和第二闸阀16A都处于未励磁时的正常位置时，进口阀13FL(或13RR)因励磁而关闭，而出口阀15FL(或15RR)因励磁而打开。此时，车轮液压缸11FL(或11RR)的液压因流入储能器14而得以降低。储能器14中的液压借助于泵17而被抽吸，并返回到主缸10。
至于主缸10的副侧，其正常(普通)制动、增压、保持压力和减压的工作过程，与上述主侧的情况相同，故在此省略其详细说明。因此，控制器5能通过驱动控制第一闸阀12A和12B、进口阀13FL～13RR、出口阀15FL～15RR、第二闸阀16A和16B以及泵17来增大、保持和减小相应的车轮液压缸11FL～11RR中的液压。
需要指出，在根据本发明的转向控制装置中，对角分开系统适用于这样的制动系统，即，该制动系统分为左前和右后车轮侧以及右前和左后车轮侧这两个系统。但是，本发明并不仅限于此。也可以采用前后分开系统，其中，制动系统分为前部左右车轮侧以及后部左右车轮侧。此外，虽然在第一优选实施例中采用了弹簧式储能器14，但是，本发明也不仅限于此。只要能暂时储存从各车轮液压缸11FL～11RR排出来的制动液，并能有效地进行减压，储能器14就可以采用下列任意类型重锤式、压缩气体直接加压式、活塞式、金属波纹管式、隔膜式、气囊式以及直列式。
此外，在第一优选实施例中，第一闸阀12A、12B和进口阀13FL～13RR处于未励磁时的正常位置时，打开流道；而出口阀15FL～15RR与第二闸阀16A和16B处于未励磁时的正常位置时，关闭流道。然而，本发明并不仅限于此。总之，由于每一个阀门都能进行关闭和开启，所以也可以采用下述工作方式的阀即，第一闸阀12A、12B和进口阀13FL～13RR处于励磁时的偏置位置时，可以打开流道；而出口阀15FL～15RR与第二闸阀16A和16B处于励磁时的偏置位置时，可以关闭流道。
下面，根据图3中的流程图来描述由控制器5所执行的转向控制程序。执行这种转向控制程序是每隔预定的时间，定时、间歇地进行的(例如，每隔10毫秒)。如图3所示，在步骤S1中，控制器5读取下列数据各车轮速度Vwi、转向盘的转角θ、横向摆动率的检测值ΦD、以及加速器开度Acc。
在随后的步骤S2中，控制器5根据各车轮的速度Vwi计算转向速度V。需要指出，在第一实施例中，转向速度V是根据各车轮的速度Vwi计算出来的。但是，本发明并不仅限于此。借助于加速度传感器能够检测出车身向前和向后的加速度(纵向加速度)，并且能够考虑到该纵向加速度而计算出转向速度V。在随后的步骤S3中，控制器5根据图4中所示的框图来计算车身的横向摆动率Φ。
首先，请参阅图5中所示的控制图，控制器5根据转向盘的转角θ和转向速度V，计算出横向摆动率估算值ΦE。需要指出，用于计算横向摆动率估算值ΦE的控制图是用这种方式画出来的即，以横轴表示转向盘的转角θ，而以纵轴表示横向摆动率估算值ΦE，当转向盘的转角θ增大时，横向摆动率ΦE增大，并且其增大率随着转向速度V的增大而减小。然后，如下述等式(1)所示，通过在横向摆动率检测值ΦD的绝对值和横向摆动率估算值ΦE的绝对值之间选择一个较大的值，而计算出最终的横向摆动率Φ。需要指出，在横向摆动率检测值ΦD的绝对值和横向摆动率估算值ΦE的绝对值之间选择较大值的理由是能尽快地进行减速控制，例如，在旋转较慢的模式中，在路面与轮胎的摩擦系数(也称为路面摩擦系数)μ小的道路上，虽然转向盘的转角θ并不是很大，但是横向摆动率Φ也会增大。
Φ＝max[|ΦD|，|ΦE|](1)在随后的步骤S4中，如下面的等式(2)所示，控制器5根据当前的转向状态，计算目标转向速度V*。需要指出，μ是路面与轮胎的摩擦系数，并且，其可以根据滑动率和制动操作量(主缸的压力)来估算，或者根据路面的图像数据和气温来估算，或者根据路面判断传感器(GVSGround View Sensor)的检测结果来估算，或者也可以根据基础结构来获得。此外，YgL表示极限横向加速度，并且其被设定为使车辆能够进行稳定转向的预定值(例如，0.45G)。不过，极限横向加速度YgL可以根据各车轮的滑动率而变化。
V*＝μ×YgL/|Φ| (2)在随后的步骤S5中，控制器5按照下面的等式(3)所示来计算目标减速度Xg*。需要指出，在等式(3)中，ΔV表示转向速度V与目标转向速度V*之间的差值(V-V*)，t表示预定的时间，k是一个系数。
Xg*＝k×ΔV/t (3)需要指出，控制器5仅仅根据转向速度V与目标转向速度V*之间的差值ΔV来计算目标减速度Xg*。然而，本发明并不仅限于此。如下面的等式(4)所示，控制器5也可以利用差值ΔV向增大方向的变化速度(每单位时间内的变化量)dΔV来计算目标减速度Xg*。需要指出，k1和k2是系数。此外，变化速度dΔV可以是每一个演算周期的变化量，或者可以是预定时间内的平均变化量。
Xg*＝(k1×ΔV+k2×dΔV)/t (4)在随后的步骤S6中，控制器5判断目标减速度Xg*是否大于0。如果判断的结果是Xg*≤0，则控制器5判断出不需要自动减速，并返回预定的主程序。另一方面，如果判断的结果是Xg*＞0，则控制器5判断出需要自动减速，于是程序进入步骤S7。在步骤S7中，控制器5判断加速器开度Acc是否大于预定值α。需要指出，预定值α的值可以是0，或者是表示这种程度的值即，车辆驾驶员只是把脚轻轻地放在加速踏板上，并且控制器5能判断出车辆驾驶员没有进行加速操作的意图。还需要指出，预定值α例如可以为5％(完全打开状态是100％，完全关闭状态是0％)。如果判断的结果是Acc＞α，则控制器5判断出车辆驾驶员有进行加速器操作的意图，即，判断出车辆驾驶员有加速的意图，于是，程序进入步骤S8。
在步骤S8中，控制器5通过发动机动力输出控制器6以某一抑制量来抑制发动机的动力输出，以达到目标减速度Xg*，并且，在由从动侧(车轮侧)驱动发动机7这种状态下、利用发动机7对车辆实施减速作用，即，对车辆进行发动机制动，然后返回预定的程序。另一方面，如果在步骤S7中的判断结果指示Acc≤α，则控制器5判断出车辆驾驶员没有操作加速器的意图，即，车辆驾驶员没有加速意图，于是程序进入下面所描述的步骤S9。
在步骤S9中，发动机控制器5通过发动机动力输出控制器6抑制发动机的动力输出，以便达到目标减速度Xg*，并对车辆实施发动机制动。
在随后的步骤S10中，控制器5计算快速达到目标减速度Xg*所需要的各车轮液压缸压力的目标值，并通过驱动控制制动力控制器8使实际液压与该目标值一致，并在施加摩擦制动后，返回预定的主程序。
需要指出，发动机7对应于驱动源，发动机动力输出控制器6对应于减速作用单元，而制动力控制器8和车轮液压缸11FL～11RR对应于制动机构。此外，步骤S2中的处理对应于转向状态检测单元，步骤S3～S10中的一系列处理对应于行驶控制单元，而加速器传感器4对应于加速器操作变量检测单元。
下面，说明第一优选实施例的作用和优点。现在，假定车辆正在转向。此时，由于目标减速度Xg*等于或小于零(在步骤S6中的判断为“否”)，所以维持稳定的转向。因此，控制器5判断出不需要进行自动减速。于是，根据驾驶员的加速操作进行普通的发动机动力输出，以这种方式使发动机动力输出控制器6处于非驱动状态，并且，根据驾驶员的制动补偿进行普通制动，以这种方式使制动力控制器8处于非驱动状态。
当车辆驾驶员增大转向盘的转向操作变量，或者车辆驾驶员增大加速器操作变量，而使得目标减速度Xg*变得大于0(在步骤S6中的判断为“是”)时，车辆的转向状态接近于转向性能的极限，因而控制器5判断出需要进行自动减速。
此时，由于加速器的操作变量Acc大于预定值α(在步骤S7中的判断为“是”)，所以控制器5判断出驾驶员踩下了加速踏板，并且禁止通过制动力控制器8的摩擦制动。然后，在步骤S8中，通过发动机动力输出控制器6，只借助于发动机制动使车辆减速。因此，能消除在驾驶员踩下加速踏板这种状态下、通过车轮液压缸11FL～11RR突然施加制动而给驾驶员带来的不愉快的感觉。此外，在根据驾驶员的加速器操作变量、通过发动机7产生驱动力的状态下，能够减少在车轮液压缸11FL～11RR上施加制动力时的驱动力和制动力的能量损失。
另一方面，如果加速器开度Acc等于或者小于预定值α(在步骤S7中的判断为“否”)，则控制器5判断出驾驶员只是把脚放在加速踏板上。于是，在步骤S9和S10中，控制器5借助于发动机动力输出控制器6通过发动机制动，并借助于制动力控制器8通过摩擦制动，来使车辆减速。这样，能很快达到目标减速度Xg*，并且能提高安全减速性能。
如上所述，仅通过发动机制动的自动减速，或者通过发动机制动和摩擦制动这两种制动方式的自动减速，使得目标减速度Xg*等于或小于零，以便使车辆回到能稳定地转向的状态。然后，发动机动力输出控制器6和制动力控制器8两者又再次处于非驱动的状态，自动减速结束。需要指出，在上述第一优选实施例中，车辆仅通过发动机制动进行减速，而禁止摩擦制动。然而，本发明并不仅限于此。即，如果施加轻微的摩擦制动，就不会带给驾驶员不愉快的感觉。因此，并不是禁止摩擦制动，而是可以对它进行限制。这就是说，可以采用这种轻微程度的摩擦制动而使得车辆驾驶员感觉不到车辆在进行减速。
还需要指出，在上述第一实施例中，当加速器开度Acc等于或者小于预定值α时，既通过发动机制动，也通过摩擦制动来使车辆减速。但是，本发明并不仅限于此。即，由于仅通过解除对摩擦制动的限制，就能使车辆充分减速，所以也可以不使用发动机制动，而只用摩擦制动。
此外，在上述第一实施例中，采用液压制动器作为制动机构来进行制动，其中，液压是传递压力的媒介。然而，本发明并不仅限于此。也可以采用利用钢索、联杆或者大气压力作为传递媒介的其它任何制动机构。而且，在上述第一实施例中，采用的是利用摩擦阻力(例如，借助于制动块在压力作用下夹住盘式转子，或者施加推压力使制动蹄压在制动鼓的内圆周表面上)来产生制动力的摩擦制动器。但是，本发明并不仅限于此。也可以采用任何其它类型的制动机构，例如，借助于磁性阻力而产生制动力的电磁制动器，借助于空气阻力而产生制动力的空气力制动器，借助于产生电力而产生制动力的再生式制动器等等。
此外，尽管在上述第一实施例中，利用抑制发动机的动力输出来获得减速作用。但是，本发明并不仅限于此，也可以通过把车辆传动的速比变换到减速侧来获得减速作用。也就是说，发动机7处于由从动侧(车轮侧)来驱动的状态下，只要可以阻滞发动机7而获得减速作用，就可以使用任何装置。
在上述第一实施例中，可以根据转向速度V和目标转向速度V*之间的差值ΔV来计算目标减速度Xg*，并且，当这个目标减速度Xg*大于0时，进行自动减速。但是，本发明并不仅限于此。也可以在转向速度V比目标转向速度V*大时，进行自动减速。此外，不仅可以计算出转向速度，而且也可以计算出转向半径和目标转向半径，并且，可以在转向半径变得比目标转向半径小的时侯，进行自动减速。总之，可以进行自动减速，从而使车辆的转向状态不超过转向性能的极限。
下面，参照图6说明本发明的第二优选实施例。在这个第二实施例中，自动减速是只通过发动机制动来实现、还是通过发动机制动和摩擦制动这两种方式来实现，是这样确定的不仅要考虑加速器操作变量Acc，而且还要考虑到加速器操作变量Acc向减小方向的变化速度dAccN。这就是说，如图6所示，在第二实施例的转向控制程序中，除了增加新的步骤S20之外，在执行图3中步骤S8的处理之前，执行与图3所示的转向控制程序相同的处理。因此，与图3对应的部分，标以相同的参考标号，并且在此省略对这些部分的详细说明。
在图6的步骤S20中，控制器5判断，向减小方向的变化速度dAccN是否等于或小于预定值β。需要指出如果变化速度dAccN是正值，则表示加速器中的速度变化量是向着加速度减小的方向变化；如果是负值，则表示加速器中的速度变化量是向着加速度增大的方向变化；并且，这个变化速度可以是每一个计算周期的变化量，或者可以是在预定时间内的平均变化量。此外，预定值β设定为正值，例如，是300％/sec。当步骤S20中的判断结果是dAccN≤β时，则控制器5判断出车辆驾驶员的意图是要对加速器进行操作，于是程序进入步骤S8。另一方面，如果判断结果是dAccN＞β，则控制器5判断出车辆驾驶员的意图是要很快地使车辆减速，于是程序进入步骤S9。
需要指出，步骤S20中的处理构成了行驶控制单元的一部分。根据转向控制装置的第二实施例，即使加速器操作变量Acc超过预定值α，当驾驶员希望快速减速而释放制动踏板时，也能够通过既利用发动机制动又利用摩擦制动的自动减速来使车辆快速减速。即，即使驾驶员希望快速减速，由于加速器操作变量Acc超过预定值α，所以也能够避免只有发动机制动起作用这样的情况。这样，驾驶员的减速意图能快速响应地反映在自动减速上。第二实施例中的其它作用和优点与上述第一实施例中的相同。
接着，下面将说明本发明的转向控制装置的第三优选实施例。在第三实施例中，减速作用的大小根据加速器开度Acc的大小而变化。也就是说，在第三实施例的转向控制程序中，图3所示步骤S8中的处理用新的步骤S30来代替。第三实施例中进行的其它步骤与第二实施例中图6所示的步骤相同。因此，在此省略其它步骤的详细描述。
在步骤S30中，控制器5参照图7的流程图中所示的控制图。需要指出，控制图的横轴表示加速器开度Acc，纵轴表示发动机动力输出的抑制量，并且该控制图以这种方式设定随着加速器开度Acc变大，发动机动力输出的抑制量下降(变小)。然后，根据计算出的发动机动力输出的抑制量，来抑制发动机的动力输出。由发动机动力输出控制器6来抑制发动机动力输出，从而对车辆进行发动机制动。即，根据驾驶员所要求的发动机动力输出，或者根据进行自适应常速行驶控制(ACCAdaptive Cruise Control)或根据进行车速控制的装置(ASCDAuto Speed Control Device)所指令的发动机动力输出中，减去上述抑制量后所得到的值，作为最终的发动机动力输出。需要指出，在步骤S30中所执行的处理，构成了行驶控制单元的一部分。
根据第三优选实施例，当车辆只借助于发动机制动而进行减速时，不仅发动机的动力输出均匀地抑制，而且，随着加速器开度Acc变小，减速作用变小。因此，当驾驶员大幅度踩下加速踏板时，就能减小减速作用。因此，能高精度地将车辆驾驶员对车辆进行减速的意图反映在自动减速上。
在第三实施例中，发动机动力输出的抑制量，根据加速器开度Acc而连续且无限制地变化。但是，本发明并不仅限于此。发动机动力输出的抑制量也可以根据加速器开度Acc而以分段的方式变化，或者，也可以在一个阶段中变化。此外，发动机动力输出的抑制量可以根据加速器开度而呈曲线状变化。不过，本发明也不仅限于此。发动机动力输出的抑制量也可以根据加速器开度Acc的大小而呈直线状变化。
在第三实施例中，无论何时执行转向控制程序，都能计算出发动机动力输出的抑制量，并按照这个抑制量来抑制发动机的动力输出。但是，本发明并不仅限于此。例如，也可以存储进行自动减速时的抑制量，可以根据所存储的抑制量来抑制发动机的动力输出，直到目标减速度Xg*再次回到0或者到0以下。
此外，上述借助于发动机制动的减速作用，仅当只借助于发动机制动来进行自动减速时，才根据加速器开度Acc而变化。但是，本发明并不仅限于此。在步骤S9中，自动减速是借助于发动机制动和摩擦制动两种制动方式来进行的，由发动机制动所产生的减速作用可以根据加速器开度Acc而变化。此外，第三实施例是基于第二实施例的，但是，它也可以基于第一实施例。第三实施例的其它作用和优点与第二实施例所描述的相同。
下面，参照图8对本发明的转向控制装置的第四优选实施例进行描述。在第四实施例中，借助于发动机制动的减速作用的大小，根据加速器开度Acc向增大方向的变化速度dAccP而变化。这就是说，在第四实施例的转向控制程序中，除了把图7中所示的步骤S30的处理改变为图8中所示的新的步骤S40之外，进行与图7的转向控制程序相同的处理。因此，在此省略对其它步骤的详细描述。
在步骤S40中，控制器5参照图8的流程图中所示的控制图，根据向增大方向的变化速度dAccP计算出发动机动力输出的抑制量(调节量)。需要指出，控制图中，横轴表示向增大方向的变化速度dAccP，纵轴表示发动机动力输出的抑制量，并且该控制图以这种方式设定随着变化速度dAccP的变大，发动机动力输出的抑制量就下降。需要指出，正值表示加速器开度向增大方向的变化速度，而负值表示加速器开度向减小方向的变化速度。然后，根据计算出的发动机动力输出的抑制量，由发动机动力输出控制器6抑制发动机的动力输出，并使发动机制动起作用。在步骤S40中的处理构成了行驶控制单元的一部分。
根据转向控制装置的第四实施例，当车辆只依靠发动机制动来减速时，随着向增大方向的变化速度dAccP变大，发动机动力输出的抑制量变小，于是，减速作用就减小。因此，加快踩下加速踏板的速度，就能减小减速作用。因此，就能以高精度将驾驶员减小车辆速度的意图反映在自动减速上。本实施例的其它作用和优点与第三实施例所述的相同。
下面，参照图9对根据本发明的转向控制装置的第五实施例进行描述。在第五实施例中，通过发动机制动的减速作用的大小，根据上述差值ΔV向增大方向变化的变化速度dΔV而变化。即，在第五实施例的转向控制程序中，将图7中所示的步骤S30的处理改变为图9中所示的新的步骤S50。其它的步骤都与图7中所示的相同。与图7相对应的部分，标以同样的标号，并且在此省略其详细说明。
在步骤S50中，控制器5参照图9的流程图中所示的控制图，根据向增大方向的变化速度dΔV计算出发动机动力输出的抑制量(调节量)。在图9的流程图中所示的控制图，其横轴表示向增大方向的变化速度dΔV，其纵轴表示发动机动力输出的抑制量。并且，随着变化速度dΔV变大，发动机动力输出的抑制量也增大。然后，根据计算出的发动机动力输出的抑制量，通过发动机动力输出控制器6来抑制发动机的动力输出，并将发动机制动作用于车身。在步骤S50中的处理构成了行驶控制单元的一部分。
根据第五实施例，当车辆仅仅依靠发动机制动来减速时，不能均匀地抑制发动机动力输出。这是因为，随着向增大方向的变化速度dΔV变大，发动机动力输出的抑制量也变大，并且减速作用也越大。这是因为当差值ΔV的增大速度增大时，可以预想到目标减速度Xg*将急剧增大。因此，通过预先增大减速作用，就能抑制减速作用的急剧变化，并能进行平稳的自动减速，而且仅借助于发动机制动就能快速而充分地进行自动减速。本实施例的其它作用和优点与第三实施例中所述的相同。
下面，参照图10描述根据本发明的转向控制装置的第六优选实施例。在第六实施例中，借助于发动机制动的减速作用的大小，根据加速器开度Acc和差值ΔV向增大方向的变化速度dΔV的倒数(向减小方向的变化速度)1/dΔV而变化。即，在第六实施例的转向控制程序中，除了把图7中所示的步骤S30改变为新的步骤S60之外，执行与图7所示的转向控制程序相同的处理。因此，与图7中所示相同的步骤，标以相同的参考标号，并且在此省略对相同步骤的程序的详细描述。
在步骤S60中，控制器5参照图10的流程图中所示的控制图，根据加速器开度Acc和差值ΔV向增大方向的变化速度dΔV的倒数1/dΔV，计算出发动机动力输出的抑制量。在步骤S60中所使用的控制图是三维图，其横轴表示加速器开度Acc，其纵轴表示倒数1/dΔV，而其高度轴表示发动机输出的抑制量。并且这样设定加速器开度Acc和倒数1/dΔV越大，发动机动力输出的抑制量就越小(下降)。根据计算出的发动机动力输出的抑制量，由发动机动力输出控制器6来抑制发动机的动力输出，并实施发动机制动。在步骤S60中的处理构成了行驶控制单元的一部分。
根据第六实施例，当车辆仅仅依靠发动机制动来减速时，发动机的动力输出不能被均匀地抑制，而是随着加速器开度Acc的增大和差值ΔV减小速度(1/dΔV)的增大，减速作用变小。因此，当驾驶员大幅度踩下加速踏板时，就能减小减速作用，从而能以高精度将驾驶员对车辆进行减速的意图反映在自动减速上。此外，当差值ΔV的减小速度很大时，由于期望目标减速度Xg*迅速减小，所以，能通过预先减小减速作用，来抑制减速作用急剧变化，从而能进行平稳的自动减速。本实施例的其它作用和优点与第三实施例中所述的相同。
下面，参照图11描述根据本发明的转向控制装置的第七优选实施例。在第七实施例中，借助于发动机制动的减速作用的大小，随着车辆的转向状态而变化。即，在第七实施例的转向控制程序中，如图11所示，除了把图7中所示的步骤S30的处理改变为新的步骤S70之外，第七实施例中的转向控制装置执行与图7中所示的转向控制程序相同的程序。因此，凡是与图7所示相同的步骤均标以相同的参考标号，并且在此省略对相同步骤的详细描述。
具体而言，在步骤S70中，控制器5参照图11的流程图中所示的控制图，根据表示转向状态的参数viz.、横向摆动率Φ、横向加速度Yg和转角θ，计算出发动机动力输出的抑制量(节流量)。上述控制图中，横轴表示转向状态，纵轴表示发动机动力输出的抑制量。当转向状态接近于转向性能的极限时，即，当横向摆动率Φ、横向加速度Yg和转角θ变大时，发动机动力输出的抑制量也变大(增大)。然后，根据计算出的发动机动力输出的抑制量，由发动机动力输出控制器6抑制发动机的动力输出，以对车辆进行发动机制动。需要指出，在步骤S70中的处理构成了行驶控制单元的一部分。
在第七优选实施例中，当车辆仅仅依靠发动机制动来减速时，发动机的动力输出不能被均匀地抑制。当转向状态越是接近于转向性能的极限(极限值)，发动机动力输出的抑制量就越大，并且减速作用也增大。因此，即使驾驶员使加速器开度Acc大致恒定，由于转向操作变量增大，也会使得车辆的转向状态接近其转向性能的极限。即使在如上所述的这种状态下，仅依靠发动机制动，也能快速而充分地进行自动减速。
需要指出，在第七实施例中，仅根据车辆的转向状态来改变借助于发动机制动的减速作用的大小。但是，本发明并不仅限于此，也可以根据诸如横向摆动率Φ、横向加速度Yg和转向盘转角θ等参数向增大方向的变化速度，来改变借助于发动机制动的减速作用的大小。本实施例的其它作用和优点与第三实施例中所述的相同。
下面，参照图12描述根据本发明的转向控制装置的第八优选实施例。在第八实施例中，借助于发动机制动的减速作用的大小，随着路面与轮胎之间的摩擦系数μ而变化。这就是说，在第八实施例的转向控制程序中，除了将图7中所示的步骤S30的处理变为图12中所示的新的步骤S80之外，该转向控制装置执行与图7中所示的转向控制程序相同的处理。因此，具有与图7中所示相同参考标号的步骤是相同的步骤，在此省略其详细描述。
在步骤S80中，控制器5参照图12的流程图中所示的控制图，根据路面与轮胎之间的摩擦系数μ，计算出发动机动力输出的抑制量(节流量)。上述控制图中，横轴表示路面与轮胎之间的摩擦系数μ，纵轴表示发动机动力输出的抑制量。随着路面与轮胎之间的摩擦系数μ变小(变低)，发动机动力输出的抑制量就减小(变小)。根据计算出的发动机动力输出的抑制量，借助于发动机动力输出控制器6来抑制发动机动力输出，并且使发动机制动起作用。在步骤S80中的处理构成了行驶控制单元的一部分。
根据第八实施例，当仅仅依靠发动机制动来对车辆进行减速时，发动机的动力输出不能被均匀地抑制。当路面与轮胎之间的摩擦系数μ变小(降低)时，发动机动力输出的抑制量就减小(变小)，减速作用也减小。因此，当车辆在路面与轮胎之间的摩擦系数μ小的道路上行驶时，就能避免对车辆施加大的减速作用，从而使车辆能够进行适度的自动减速，以防止车辆运动状态的恶化。需要指出，在第八实施例中，发动机动力输出的抑制量，随着路面与轮胎之间的摩擦系数μ而呈非线性地变化。但是，本发明并不仅限于此。发动机动力输出的抑制量也可以随着路面与轮胎之间的摩擦系数μ而呈线性地变化。本实施例的其它作用和优点与第三实施例中所述的相同。
需要指出，在上述第三～第五、第七、第八实施例中，借助于发动机制动的减速作用的大小，是随着加速器开度Acc、加速器开度Acc的变化速度dAcc、差值ΔV的变化速度dΔV、车辆的转向状态和路面与轮胎之间的摩擦系数μ而变化的。但是，本发明并不仅限于此。换言之，减速作用的大小也可以通过各种参数的任意组合来改变。例如，可以计算出对应于各种参数的校正系数，然后可以用发动机动力输出的抑制量的参考值乘以该校正系数，来计算出最终的发动机动力输出的抑制量。
本申请基于2004年11月29日在日本提出的申请号为No.2004-344388的日本在先专利申请，其全部内容以引用的方式并入本文。
虽然上面参照本发明的一些实施例对本发明进行了描述，但是本发明并不仅限于以上这些实施例。本技术领域的技术人员按照上述实施例中的教导，可以对上述实施例作出各种修改和变化。本发明的保护范围应参照权利要求书来确定。
权利要求
1.一种用于机动车辆的转向控制装置，包括驱动源，根据驾驶员的加速器操作而产生驱动力；制动机构，其对车辆施加制动力；其特征在于，所述转向控制装置还包括减速作用单元，在所述驱动源由从动侧驱动的状态下，对车辆施加减速作用；行驶控制单元，当车辆的转向状态满足预定的条件时，其通过所述减速作用单元和所述制动机构中的至少一个，来对车辆进行减速；转向状态检测单元，其检测所述车辆的转向状态；以及加速器操作变量检测单元，其检测车辆驾驶员的加速器操作变量；当所述加速器操作变量检测单元检测到的加速器操作变量超过预定值时，所述行驶控制单元限制通过所述制动机构进行减速，并通过所述减速作用单元进行减速。
2.如权利要求1所述的用于机动车辆的转向控制装置，其特征在于，当所述加速器操作变量超过预定值，并且当所述加速器操作变量向减少方向的变化速度超过另一个预定值时，所述行驶控制单元解除通过所述制动机构进行减速的限制，并对车辆进行减速。
3.如权利要求1所述的用于机动车辆的转向控制装置，其特征在于，当所述加速器操作变量检测单元所检测到的加速器操作变量变大时，所述行驶控制单元使通过所述减速作用单元的减速作用减小。
4.如权利要求1所述的用于机动车辆的转向控制装置，其特征在于，当所述加速器操作变量向增大方向的变化速度变大时，所述行驶控制单元使通过所述减速作用单元的减速作用减小。
5.如权利要求1所述的用于机动车辆的转向控制装置，其特征在于，所述行驶控制单元计算所述车辆的目标转向状态，当计算出的目标转向状态与通过所述转向状态检测单元检测到的转向状态之间的差值向增大方向的变化速度变大时，所述行驶控制单元使通过所述减速作用单元的减速作用增大。
6.如权利要求1所述的用于机动车辆的转向控制装置，其特征在于，当所述车辆的转向状态接近于所述车辆的转向性能的极限时，所述行驶控制单元使通过所述减速作用单元的减速作用增大。
7.如权利要求1所述的用于机动车辆的转向控制装置，其特征在于，当路面与轮胎的摩擦系数减小时，所述行驶控制单元使通过所述减速作用单元的减速作用减小。
8.如权利要求1所述的用于机动车辆的转向控制装置，其特征在于，所述行驶控制单元计算目标转向状态；并且，当所述加速器操作变量变大、且计算出的所述目标转向状态与通过所述转向状态检测单元检测到的转向状态之间的差值的减小速度变大时，所述行驶控制单元使通过所述减速作用单元的减速作用减小。
9.如权利要求1所述的用于机动车辆的转向控制装置，其特征在于，所述转向状态检测单元包括转向速度计算单元，其根据各车轮的速度计算车辆转向速度；所述行驶控制单元包括横向摆动率计算单元，其计算横向摆动率；目标转向速度计算单元，其根据计算出的横向摆动率、路面与轮胎的摩擦系数和极限横向加速度，计算目标转向速度；目标减速度计算单元，其根据计算出的转向速度与目标转向速度之间的差值来计算目标减速度；自动制动判断单元，其判断所述目标减速度是否大于零，以判断是否需要自动制动；以及第一减速执行单元，当所述目标减速度大于零，并且检测到的加速器操作变量超过所述预定值时，仅通过发动机制动来执行自动制动。
10.如权利要求9所述的用于机动车辆的转向控制装置，其特征在于，所述行驶控制单元还包括第二减速执行单元，当所述目标减速度大于零，并且所述加速器操作变量等于或者小于所述预定值时，所述第二减速执行单元通过发动机和制动机构两种方式执行自动制动。
11.如权利要求9所述的用于机动车辆的转向控制装置，其特征在于，所述行驶控制单元还包括加速器操作变量变化速度判断单元，其用于判断加速器操作变量向减小方向的变化速度是否等于或小于另一个预定值；并且当所述目标减速度大于零，所述加速器操作变量超过所述预定值，而且所述加速器操作变量向减小方向的变化速度等于或小于所述另一个预定值时，所述第一减速执行单元执行通过发动机制动的自动制动。
12.如权利要求11所述的用于机动车辆的转向控制装置，其特征在于，当所述加速器操作变量检测单元检测到的加速器操作变量变大时，所述第一减速执行单元使发动机动力输出的抑制量减少，以减小通过发动机的减速作用。
13.如权利要求11所述的用于机动车辆的转向控制装置，其特征在于，当所述加速器操作变量向增大方向的变化速度变大时，所述第一减速执行单元使发动机动力输出的抑制量减小，以减小通过发动机的减速作用。
14.如权利要求11所述的用于机动车辆的转向控制装置，其特征在于，当所述转向速度与所述目标转向速度之间的差值向增大方向的变化速度增大时，所述第一减速执行单元使发动机动力输出的抑制量增大，以增大通过发动机制动的减速作用。
15.如权利要求11所述的用于机动车辆的转向控制装置，其特征在于，当车辆的转向状态接近于所述车辆的转向性能的极限时，所述第一减速执行单元使发动机动力输出的抑制量增大，以增大通过发动机制动的减速作用。
16.如权利要求11所述的用于机动车辆的转向控制装置，其特征在于，当路面与轮胎的摩擦系数减小时，所述第一减速执行单元使发动机动力输出的抑制量减小，以减小通过发动机制动的减速作用。
17.如权利要求11所述的用于机动车辆的转向控制装置，其特征在于，当所述加速器操作变量增大，并且当所述转向速度与所述目标转向速度之间的差值向减小方向的变化速度增大时，所述第一减速执行单元使发动机动力输出的抑制量减小，以减小通过发动机制动的减速作用。
18.如权利要求9所述的用于机动车辆的转向控制装置，其特征在于，所述目标减速度计算单元根据所述差值以及所述差值向增大方向的变化速度，来计算所述目标减速度。
19.一种用于机动车辆的转向控制方法，包括提供驱动源，所述驱动源根据驾驶员的加速器操作而产生驱动力；提供制动机构，所述制动机构对车辆施加制动力；其特征在于，所述转向控制方法还包括提供减速作用单元，所述减速作用单元在所述驱动源由从动侧驱动的状态下，对车辆施加减速作用；当车辆的转向状态满足预定的条件时，通过所述减速作用单元和所述制动机构中的至少一个，来对车辆进行减速；检测所述车辆的转向状态；检测车辆驾驶员的加速器操作变量；以及当检测到的加速器操作变量超过预定值时，限制通过所述制动机构的减速，并通过所述减速作用单元进行减速。
全文摘要
在本发明的用于机动车辆的转向控制装置和方法中，当车辆的转向状态满足预定条件时，该车辆通过减速作用部件和制动机构二者中的至少一个进行减速；检测车辆驾驶员的加速器操作变量，并且，当检测到的加速器操作变量超过预定值(α)时，限制通过制动机构的减速，并通过减速作用部件进行减速。
文档编号F02D29/02GK1781784SQ200510123749
公开日2006年6月7日 申请日期2005年11月22日 优先权日2004年11月29日
发明者石本武 申请人:日产自动车株式会社