專利名稱：車用制動力控制裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車用制動力控制裝置以及一種車用制動力控制方法，特別涉及一種車用制動力控制裝置及車用制動力控制方法，該裝置和方法在發(fā)動機(jī)制動作用時對制動力進(jìn)行控制。
背景技術(shù)：
作為像汽車這樣的車輛上的一類制動力控制裝置，已知制動力控制裝置考慮發(fā)動機(jī)制動的同時控制每個車輪的制動力。例如，日本專利公布編號JP-A-10-264791介紹一種制動力控制裝置，根據(jù)制動踏板的下壓量計(jì)算得到目標(biāo)制動力；驅(qū)動輪的制動力來自于驅(qū)動動力源的負(fù)轉(zhuǎn)矩；根據(jù)車輛的駕駛狀況判斷需要分配到驅(qū)動車輪和從動車輪的制動力的制動力分配比率。然后，根據(jù)目標(biāo)制動力，制動力分配比率，以及驅(qū)動動力源的負(fù)轉(zhuǎn)矩部分(發(fā)動機(jī)制動力)，得到驅(qū)動輪和從動輪的制動命令值，最后，根據(jù)制動命令值來控制每個車輪的制動力。
此外，日本專利公布編號JP-A-10-264791還介紹一種用于后輪驅(qū)動車輛的制動力控制系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)動機(jī)制動作用在后驅(qū)動輪上時，增大前輪的制動力，這樣前后輪的制動力分配可以更合理。
然而，傳統(tǒng)的制動力控制裝置，就如日本專利公布編號JP-A-10-264791所介紹的那樣，是基于目標(biāo)制動力、制動力分配比率和發(fā)動機(jī)制動力來控制驅(qū)動輪和從動輪的制動力。當(dāng)發(fā)動機(jī)制動力作用時，通常是通過操縱一個摩擦制動裝置，來控制從動輪的制動力。因此，從動輪摩擦制動裝置的載荷增大，并且摩擦制動裝置的耐用性降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是通過減小負(fù)荷來提高從動輪的各自摩擦制動裝置的耐用性——在需要把發(fā)動機(jī)制動力分配給從動輪和驅(qū)動輪的情況下，只要操作從動輪的各自摩擦制動裝置就可以實(shí)現(xiàn)該目的。
根據(jù)本發(fā)明車用制動力控制裝置的第一方面，在發(fā)動機(jī)制動作用時，判斷車輛的車輛行為是否趨于不穩(wěn)定。在判斷車輛行為趨于不穩(wěn)定的情況下，估算得到發(fā)動機(jī)制動作用時的發(fā)動機(jī)制動力。然后，依據(jù)一種使車輛行為穩(wěn)定的分配，將所估算的發(fā)動機(jī)制動力分配到各個車輪，并且對施加到各個車輪上的實(shí)際發(fā)動機(jī)制動力和實(shí)際摩擦控制力的至少一種進(jìn)行控制，從而達(dá)到分配到各個車輪上的制動力。
根據(jù)本發(fā)明車用制動力控制裝置的第二方面，車輛是后輪驅(qū)動的車輛，并且該控制裝置構(gòu)造為在后輪附著度等于或者小于預(yù)定值的情況下，判斷發(fā)動機(jī)制動作用時車輛行為趨于不穩(wěn)定。
此外，根據(jù)本發(fā)明車用制動力控制裝置的第三方面構(gòu)造為，隨著路面摩擦系數(shù)變小，減小用于判斷車輛行為趨于不穩(wěn)定的情況下的界限值。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，在發(fā)動機(jī)制動力作用時，判斷車輛行為是否趨于不穩(wěn)定。在判斷車輛行為趨于不穩(wěn)定的情況下，估算出發(fā)動機(jī)制動作用時的發(fā)動機(jī)制動力。然后，根據(jù)穩(wěn)定車輛行為的分配，將所估算的發(fā)動機(jī)制動力分配到各個車輪用為制動力，并且施加到各個車輪上的實(shí)際發(fā)動機(jī)制動力和實(shí)際摩擦控制力中的至少一種受到控制，從而達(dá)到分配到各個車輪上的制動力。由于該構(gòu)造，當(dāng)車輛的車輛行為沒有出現(xiàn)不穩(wěn)定的趨勢時，發(fā)動機(jī)制動力不被分配到各個車輪的制動力中。因此，和傳統(tǒng)的制動力控制裝置不論車輛行為是否趨于不穩(wěn)定，都將發(fā)動機(jī)制動力分配到各個車輪的制動力中相比，該裝置可以通過減少負(fù)荷來提高從動輪摩擦制動裝置的耐用性。
此外，通常地，車輛由后輪驅(qū)動的情況下，當(dāng)后輪附著度較小時，發(fā)動機(jī)制動力作用會造成后輪制動力增加，這會導(dǎo)致車輛行為因?yàn)楹筝唫?cè)向力減小而趨于不穩(wěn)定。
根據(jù)上述的第二方面，車輛為后輪驅(qū)動車輛。此外，當(dāng)后輪附著度等于或者小于預(yù)定值時，可以判斷發(fā)動機(jī)制動作用時的車輛行為趨于不穩(wěn)定。因此，由于后輪制動力增加造成后輪側(cè)向力的減少，因而可能可靠地判斷在發(fā)動機(jī)制動作用時車輛行為是否趨于不穩(wěn)定。
另外，通常，隨著路面摩擦系數(shù)減小，車輛車輪上產(chǎn)生的力會變小。因此，隨著路面摩擦系數(shù)減小，車輛行為趨向不穩(wěn)定，并且，一旦車輛行為變得不穩(wěn)定后，恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)就更加困難。
根據(jù)上述的第三方面，隨著路面摩擦系數(shù)減小，判斷車輛行為是否趨于不穩(wěn)定時所用的臨界值也隨之減小。因此，和不考慮路面摩擦系數(shù)的情況相比，本發(fā)明可能準(zhǔn)確地判斷車輛行為是否趨于不穩(wěn)定。
應(yīng)該注意的是，本說明書所使用的“附著度”這一術(shù)語是指，將車輪沿著路面方向運(yùn)動時所能產(chǎn)生的力與車輪沿著路面方向運(yùn)動時已經(jīng)產(chǎn)生的力之間的差，除以車輪沿著路面方向運(yùn)動時所能產(chǎn)生的力而得到的值(ε)。此外，如果將車輪沿著路面方向運(yùn)動時已經(jīng)產(chǎn)生的力除以車輪沿著路面方向運(yùn)動時所能產(chǎn)生的力而得到的值定義為效率因子μ，則附著度ε等于(1-效率因子μ)。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，上述第一方面的結(jié)構(gòu)形式為，根據(jù)分配給驅(qū)動輪的制動力中最小的一個制動力，來控制發(fā)動機(jī)制動力(優(yōu)選方案1)。
再者，根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選方案，上述第一方面的結(jié)構(gòu)形式為，當(dāng)駕駛員執(zhí)行制動操作時，估算根據(jù)駕駛員制動操作量的整車目標(biāo)摩擦制動力，并將估算的發(fā)動機(jī)制動力和估算的整車目標(biāo)摩擦制動力之和分配給各車輪(優(yōu)選方案2)。
根據(jù)本發(fā)明另一個優(yōu)選方案，上述第一方面的結(jié)構(gòu)形式為，估算得到每個車輪的地面載荷，然后按比率將發(fā)動機(jī)制動力分配給各車輪，該比率與各車輪地面載荷的比率一致(優(yōu)選方案3)。
根據(jù)本發(fā)明還有的另一個優(yōu)選方案，上述第二方面的結(jié)構(gòu)形式為，估算得到每個車輪的地面載荷，并依據(jù)與各車輪地面載荷的比率一致的分配比率，將估算的發(fā)動機(jī)制動力和估算的整車目標(biāo)摩擦制動力之和分配給各車輪(優(yōu)選方案4)。
另外，根據(jù)本發(fā)明還有的另一個優(yōu)選方案，上述第一方面的結(jié)構(gòu)形式為，根據(jù)駕駛員的轉(zhuǎn)向量計(jì)算車輛目標(biāo)橫擺率；并計(jì)算得到車輛目標(biāo)橫擺率和車輛實(shí)際橫擺率的差值。然后，將發(fā)動機(jī)制動力分配到各車輪，這樣可以減小車輛目標(biāo)橫擺率和車輛實(shí)際橫擺率差值的大小(優(yōu)選方案5)。
根據(jù)本發(fā)明還有的一個優(yōu)選方案，上述第二方面的結(jié)構(gòu)形式為，根據(jù)駕駛員的轉(zhuǎn)向量計(jì)算出車輛目標(biāo)橫擺率；并計(jì)算得到車輛目標(biāo)橫擺率和車輛實(shí)際橫擺率的差值。然后，將估算得到的發(fā)動機(jī)制動力和估算得到的整車目標(biāo)摩擦制動力之和分配給各車輪，這樣可以減小車輛目標(biāo)橫擺率和車輛實(shí)際橫擺率差值的大小(優(yōu)選方案6)。
此外，根據(jù)本發(fā)明另一個優(yōu)選方案，第二方面包括，在車輛處于非驅(qū)動狀態(tài)、并且后輪附著度等于或者小于預(yù)定值時，判斷發(fā)動機(jī)制動作用時車輛行為趨于不穩(wěn)定(優(yōu)選方案7)。
根據(jù)本發(fā)明還有的一個優(yōu)選方案，第二方面的結(jié)構(gòu)形式為，估算路面摩擦系數(shù)μ，并估算后輪位置的縱向加速度Gxr以及后輪位置的側(cè)向加速度Gyr。然后，根據(jù)路面摩擦系數(shù)μ、縱向加速度Gxr和側(cè)向加速度Gyr，計(jì)算得到后輪的附著度(優(yōu)選方案8)。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，車輛制動力控制方法包括以下步驟判斷在發(fā)動機(jī)制動作用時車輛的車輛行為是否趨向不穩(wěn)定；在判斷車輛的車輛行為趨向不穩(wěn)定的情況下，估算發(fā)動機(jī)制動作用時的發(fā)動機(jī)制動力；依據(jù)使車輛的車輛行為穩(wěn)定的分配方式，將所估算的發(fā)動機(jī)制動力分配給各車輪作為制動力；對施加到各個車輪的實(shí)際發(fā)動機(jī)制動力和實(shí)際摩擦控制力中的至少一個進(jìn)行控制，從而達(dá)到分配到各車輪的制動力。


圖1簡要表示根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的車用制動控制裝置的一個具體實(shí)施例的構(gòu)造，該裝置應(yīng)用在一輛裝備有電機(jī)驅(qū)動的動力轉(zhuǎn)向裝置的后輪驅(qū)動車輛上；圖2是圖1所示具體實(shí)施例的控制系統(tǒng)框圖；圖3為總的流程圖，示出圖1中具體實(shí)施例的制動力控制流程；圖4為流程圖，示出圖3的流程圖步驟S40中計(jì)算路面摩擦系數(shù)μ和后輪附著度εr的程序；圖5為路面摩擦系數(shù)μ和臨界值Ke之間的關(guān)系圖；圖6為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne、節(jié)氣門開度φ、發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩Te和目標(biāo)輸出轉(zhuǎn)矩Tet之間的關(guān)系圖；和圖7為轉(zhuǎn)向力矩Ts、車速V和輔助轉(zhuǎn)矩Tab之間的關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式
下文中，將參照附圖對本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例(下文中簡稱“實(shí)施例”)進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖1是該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明的一種車輛制動力控制裝置應(yīng)用于一輛后輪驅(qū)動的車輛上，該車輛裝備有一個電機(jī)驅(qū)動的動力轉(zhuǎn)向裝置。
圖1所示車輛12有左前輪10FL和右前輪10FR，以及左后輪10RL和右后輪10RR。左前輪10FL和右前輪10FR是從動輪，用做轉(zhuǎn)向車輪。左前輪10FL和右前輪10FR通過轉(zhuǎn)向橫拉桿18L和18R由一個齒條-齒輪型的電機(jī)驅(qū)動動力轉(zhuǎn)向裝置16來帶動轉(zhuǎn)向，該動力轉(zhuǎn)向裝置用以響應(yīng)駕駛員對方向盤14的轉(zhuǎn)向操作。
此外，圖1所示的發(fā)動機(jī)20具有一個電子控制節(jié)氣門20A。通過發(fā)動機(jī)電子控制裝置22控制該電子控制節(jié)氣門20A，來控制發(fā)動機(jī)20的輸出。發(fā)動機(jī)20的驅(qū)動力通過一個自動變速器28傳送到傳動軸30，該自動變速器包括一個液力變扭器24和一個變速器26。然后傳動軸30的驅(qū)動力通過差速齒輪32傳送到左后輪軸34L和右后輪軸34R——因此，可以驅(qū)動作為驅(qū)動輪的左后輪10RL和右后輪10RR轉(zhuǎn)動。
在圖1中所示的實(shí)施例中，電機(jī)驅(qū)動動力轉(zhuǎn)向裝置16采用一套共軸齒條齒輪，由電子控制裝置36進(jìn)行控制。電機(jī)驅(qū)動動力轉(zhuǎn)向裝置16設(shè)有一個電動機(jī)38，和一個換向機(jī)構(gòu)42(例如，一個滾珠絲杠式換向機(jī)構(gòu))，該換向機(jī)構(gòu)可以將電動機(jī)38的旋轉(zhuǎn)扭距轉(zhuǎn)換成作用在齒條40使之往復(fù)運(yùn)動的力。通過產(chǎn)生一個輔助轉(zhuǎn)向力來帶動齒條40使之相對于機(jī)架44運(yùn)動，該動力轉(zhuǎn)向裝置16產(chǎn)生轉(zhuǎn)向輔助力矩用來減輕駕駛員的操縱負(fù)荷。
通過使用制動裝置46的液壓回路48來控制各制動輪缸50FL，50FR，50RL和50RR的制動壓力，對每個車輪的制動力進(jìn)行控制。液壓回路48包括一個油箱，一個油泵，以及各種閥門設(shè)備，在圖1中沒有示出。每個輪缸50FL到50RR的制動力通常是根據(jù)駕駛員作用在制動踏板52的壓力來驅(qū)動制動主缸54進(jìn)而得到控制。然而，在必要時，每個輪缸50FL到50RR通過電子控制裝置56進(jìn)行控制，該裝置將在下面說明。
車輪10FL到10RR各自輪缸50FL到50RR設(shè)有各自的壓力傳感器60FL到60RR，如圖2所示，用來檢測對應(yīng)于輪缸50FL到50RR的各個輪缸內(nèi)部制動壓力Pi(i用fl，fr，rl和rr替代以表示各自的制動壓力)。制動主缸54設(shè)有一個壓力傳感器62，用以檢測制動主缸壓力PM。此外，轉(zhuǎn)向軸64設(shè)有一個轉(zhuǎn)向角傳感器66和一個轉(zhuǎn)矩傳感器68，分別檢測轉(zhuǎn)矩角θ和轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Ts。車輛12也設(shè)置有一個車速傳感器70、一個縱向加速度傳感器72、一個側(cè)向加速度傳感器74和一個橫擺率傳感器76，分別檢測車速V、車輛縱向加速度Gx、車輛側(cè)向加速度Gy和車輛橫擺率γ。必須注意到，通過轉(zhuǎn)向角傳感器66、轉(zhuǎn)矩傳感器68、側(cè)向加速度傳感器74和橫擺率傳感器76，分別檢測得到的轉(zhuǎn)矩角θ、轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Ts、側(cè)向加速度Gy和橫擺率γ是以車輛右轉(zhuǎn)方向作為正方向。
如圖2所示，表示各個傳感器檢測結(jié)果的信號被輸入電子控制裝置56。更特別的是，這些信號包括分別表示由氧傳感器60FL到60RR檢測得到的各輪缸50FL到50RR內(nèi)的各制動壓力Pi的信號；表示由轉(zhuǎn)向角傳感器66檢測得到的轉(zhuǎn)向角θ的信號；表示由車速傳感器70檢測得到的車輛速度V的信號；表示由縱向加速度傳感器72檢測得到的縱向加速度Gx的信號；表示由側(cè)向加速度傳感器74檢測得到的側(cè)向加速度Gy的信號；和表示由橫擺率傳感器76檢測得到的橫擺率的信號。
圖1所示的發(fā)動機(jī)20設(shè)置有一個發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器78，如圖2所示，用以測量發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速Ne。電子控制節(jié)氣門20A設(shè)置有一個節(jié)氣門開度傳感器80用以測量節(jié)氣門開度φ。表示發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne的信號和表示節(jié)氣門開度φ的信號輸入到發(fā)動機(jī)電子控制裝置22。和這些一起的，其他信號包括表示由加速度開度傳感器測量得到的加速度開度的信號，圖中未注出，和表示由進(jìn)氣量傳感器測量得到的進(jìn)氣量的信號，圖中未注出，都被輸入發(fā)動機(jī)電子控制裝置22。發(fā)動機(jī)電子控制裝置22將代表發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne的信號和代表節(jié)氣門開度的信號φ的信號輸出給電子控制裝置56。
表示由轉(zhuǎn)矩傳感器68測量得到的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Ts的信號，以及來自電子控制裝置56表示車速V的信號，被輸入到電子控制裝置36。電子控制裝置36將表示轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Ts的信號輸出給電子控制裝置56。
雖然圖中沒有表示，但可以注意到電子控制裝置22，36和56分別包括，例如，一個CPU、一個ROM、一個RAM和一個輸入/輸出接口單元，并且還包括一個帶有已知結(jié)構(gòu)形式的微處理器，其中前面提及的各元件通過一條雙向公用數(shù)據(jù)總線連接在一起。
電子控制裝置56根據(jù)圖3所示的流程圖，判斷車輛是否被發(fā)動機(jī)20驅(qū)動。當(dāng)車輛不被驅(qū)動時，計(jì)算得到發(fā)動機(jī)制動力Feb，以及路面摩擦系數(shù)μ和后輪附著度εr。然后，電子控制裝置56根據(jù)后輪附著度εr，判斷當(dāng)發(fā)動機(jī)制動作用時車輛是否處于車輛行為趨向不穩(wěn)定的狀態(tài)。
另外，當(dāng)判斷車輛行為在發(fā)動機(jī)制動作用時將趨向不穩(wěn)定，電子控制裝置56根據(jù)制動主缸的壓力Pm計(jì)算出整車的目標(biāo)摩擦制動力Fbv。發(fā)動機(jī)制動力Feb和目標(biāo)摩擦力制動力Fbv的總和作為整車的目標(biāo)制動力Fbvt。然后使用一種可以穩(wěn)定車輛行為的假定分配方式，將整車目標(biāo)制動力Fbvt假定分配到車輪上，計(jì)算得到每個車輪的目標(biāo)制動力Fbti(i用fl，fr，rl和rr替代用以表示各個目標(biāo)制動力)。
還有，電子控制裝置56根據(jù)驅(qū)動輪左后輪10RL和右后輪10RR的目標(biāo)制動力Fbtrl和Fbtrr中較小一個值，計(jì)算出發(fā)動機(jī)20的目標(biāo)輸出轉(zhuǎn)矩Tet(為負(fù)值)。電子控制裝置56然后根據(jù)目標(biāo)輸出轉(zhuǎn)矩Tet和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne，計(jì)算得到目標(biāo)節(jié)氣門開度φt，并把表示這一目標(biāo)節(jié)氣門開度φt的指令信號輸出給發(fā)動機(jī)電子控制裝置22。
另外，電子控制裝置56控制車輪10FL到10RR各自的制動壓力Pi，這樣當(dāng)達(dá)到左前輪10FL和右前輪10FR的目標(biāo)制動力Fbtfl和Fbtfr時，也就達(dá)到左后輪10RL和右后輪10RR的目標(biāo)制動力Fbtrl和Fbtrr中的一個——特別是，能夠達(dá)到目標(biāo)制動力Fbtrl和Fbtrr中較大的一個值。
需要注意的是，電子控制裝置56估算得到路面摩擦系數(shù)μ，然后計(jì)算出一個臨界值Ke，這樣該值會隨路面摩擦系數(shù)μ變小而增大。另外，電子控制裝置56根據(jù)判斷后輪附著度εr是否小于臨界值Ke，來判斷車輛在發(fā)動機(jī)制動作用時是否處于車輛行為趨向不穩(wěn)定的狀態(tài)。
電子控制裝置36根據(jù)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Ts和車速V，用圖7所示的關(guān)系曲線圖計(jì)算出一個輔助轉(zhuǎn)矩Tab。計(jì)算得到的這個輔助轉(zhuǎn)矩Tab，當(dāng)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Ts增大時輔助轉(zhuǎn)矩Tab的值隨之增大，當(dāng)車速V增加時輔助轉(zhuǎn)矩Tab的值隨之減小。電機(jī)驅(qū)動動力轉(zhuǎn)向裝置16至少根據(jù)輔助轉(zhuǎn)矩Tab，通過電機(jī)控制裝置36控制輔助轉(zhuǎn)矩。因此，減少了駕駛員的操作負(fù)荷。注意使用電機(jī)驅(qū)動動力轉(zhuǎn)向裝置16控制輔助轉(zhuǎn)矩的方法，并不特別地屬于本發(fā)明的范疇之內(nèi)；因而，在該領(lǐng)域中眾所周知的方法可以被選用來作為控制的執(zhí)行方法。
通常，電子控制裝置22根據(jù)加速器開度、進(jìn)氣量和類似的量，通過控制電控節(jié)氣門20A來控制發(fā)動機(jī)20的輸出。然而，如果從電子控制裝置56收到表示目標(biāo)節(jié)氣門開度φt的指令值，電子控制裝置22就通過控制電控節(jié)氣門20A來執(zhí)行對發(fā)動機(jī)20的控制，這樣節(jié)氣門開度φ達(dá)到目標(biāo)節(jié)氣門開度φt。注意在正常情況下用來控制發(fā)動機(jī)20的方法不特別地屬于本發(fā)明的范疇之內(nèi)；因而，在該領(lǐng)域中眾所周知的方法可以被選用來作為控制的執(zhí)行方法。
下面，參考圖3和圖4中的流程圖，解釋圖中所示實(shí)施例的制動力控制步驟。注意圖3所示流程圖的控制步驟是通過將點(diǎn)火開關(guān)(未示出)切換到ON的位置來啟動；控制步驟按一定時間間隔重復(fù)執(zhí)行。
首先，在步驟S10，讀入代表通過壓力傳感器60FL到60RR測量得到的輪缸50FL到50RR內(nèi)部各制動壓力Pi的信號。在步驟S20，判斷發(fā)動機(jī)20的輸出轉(zhuǎn)矩Te是否為零或者更??；這一輸出轉(zhuǎn)矩Te是根據(jù)如節(jié)氣門開度φ和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne，用圖6所示的關(guān)系圖標(biāo)估算得到。因此，這可以判斷車輛是否處于未驅(qū)動狀態(tài)。如果結(jié)論是否定，則程序執(zhí)行步驟S130，反之如果是肯定，則程序執(zhí)行步驟S30。
在步驟S30，發(fā)動機(jī)20的輸出轉(zhuǎn)矩Te根據(jù)節(jié)氣門開度φ和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne，用圖6所示的關(guān)系圖計(jì)算得到；并且發(fā)動機(jī)制動力Feb根據(jù)輸出轉(zhuǎn)矩Te和傳動鏈的傳動比計(jì)算得到。
在步驟S40，路面摩擦系數(shù)μ和后輪附著度εr根據(jù)圖4所示的程序計(jì)算得到。然后，在步驟70，臨界值Ke根據(jù)路面摩擦系數(shù)μ，按照圖5所示的關(guān)系圖計(jì)算得到，從而當(dāng)路面摩擦系數(shù)μ變小時臨界值Ke隨之增大。
在步驟S80判斷后輪附著度εr是否小于臨界值Ke。也就是說，判斷車輛行為在發(fā)動機(jī)制動Feb作用時是否趨向不穩(wěn)定。當(dāng)結(jié)論為否定時，則程序執(zhí)行步驟S130，反之如果結(jié)果為肯定則執(zhí)行步驟S90。
在步驟S90，整車目標(biāo)摩擦驅(qū)動力Fbv的計(jì)算是，制動主缸壓力Pm轉(zhuǎn)換為整車制動力的轉(zhuǎn)換系數(shù)Kv(正值)，與制動主缸壓力Pm的乘積計(jì)算得到。另外，整車目標(biāo)制動力Fbvt作為發(fā)動機(jī)制動力Feb與目標(biāo)摩擦制動力Fbv之和計(jì)算得到。此外，地面載荷Wi(i分別用fl，fr，rl和rr替代以表示各自的地面載荷)根據(jù)車輛縱向加速度Gx和車輛側(cè)向加速度Gy，使用該發(fā)明領(lǐng)域眾所周知的方法計(jì)算得到。將目標(biāo)制動力Fbvt分配到各車輪10FL到10RR的各假定分配量，也就是，各個目標(biāo)制動力Fbti(i＝fl，fr，rl，rr)是根據(jù)下文方程(1)計(jì)算得到，方程中地面載荷Wi為W。
Fbti＝Fbvt×Wi/W …(1)在步驟S100，首先，取作為驅(qū)動輪的左后輪和右后輪的目標(biāo)制動力Fbtrl和Fbtrr中較小的值設(shè)成Fbtrmin。然后，轉(zhuǎn)矩根據(jù)Fbtrmin的兩倍值(目標(biāo)發(fā)動機(jī)制動力Febt)和傳動鏈的傳動比計(jì)算得到發(fā)動機(jī)20的目標(biāo)輸出轉(zhuǎn)矩Tet。
在步驟S110，根據(jù)前左輪10FL和前右輪10FR的目標(biāo)制動力分別計(jì)算得到前左輪10FL和前右輪10FR的目標(biāo)制動壓力Pbtfl和Pbtfr。執(zhí)行控制使前左輪10FL和前右輪10FR的制動壓力Pfl和Pfr分別變得與目標(biāo)制動壓力Pbtfl和Pbtfr相等。由此，計(jì)算出左后輪10RL和右后輪10RR的目標(biāo)制動力Fbtrl和Fbtrr之間較大的一個與Fbtmin之間的差值ΔFbtr。然后，根據(jù)差值ΔFbtr計(jì)算得到目標(biāo)制動壓力Pbtr，并執(zhí)行控制使各車輪10FL到10RR的制動壓力Pi變得與目標(biāo)制動壓力Pbtr相等。
在步驟S120，根據(jù)目標(biāo)輸出轉(zhuǎn)矩Tet和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne用圖6所示的關(guān)系圖計(jì)算得到目標(biāo)節(jié)氣門開度φt。然后表示目標(biāo)節(jié)氣門開度φt的指令信號輸出給發(fā)動機(jī)電子控制裝置22，在此之后，程序執(zhí)行步驟S10。
在步驟S130，制動主缸54和輪缸50FR，50FL，50RR和50RL保持連通，這樣的結(jié)果是，每個車輪10FR，10FL，10RR和10RL的制動壓力可以通過制動主缸壓力Pm控制，從而實(shí)現(xiàn)正常的制動力控制。在此之后，程序回到步驟S10。
圖4所示的計(jì)算程序的步驟S42用來計(jì)算路面摩擦系數(shù)μ和后輪附著度εr，例如，道路摩擦系數(shù)μ是根據(jù)車輛縱向加速度Gx和車輛側(cè)向加速度Gy按照下文方程(2)計(jì)算得到。在方程(2)中，g是重力加速度。
μ＝(Gx2+Gy2)1/2/g…(2)在步驟S44中，車輛在后輪位置的縱向加速度Gxr是根據(jù)縱向加速度Gx和橫擺率γ按照方程(3)計(jì)算得到。在方程(3)中，Lf和Lr各自代表車輛重心到前車輪軸和后車輪軸的距離。然后，在步驟S46，按照方程(4)計(jì)算系數(shù)Kr，其中車輛橫擺慣性力矩設(shè)為Iz，車輛質(zhì)量設(shè)為M。由此，根據(jù)車輛側(cè)向加速度Gy和橫擺率γ的差值γd，按照方程(5)計(jì)算得到在后輪位置的車輛側(cè)向加速度Gyr；并且，在步驟S48，根據(jù)方程(6)計(jì)算得到后輪附著度εr。
Gxr＝Gx·(Lf+Lr)/Lf…(3)Kr＝Iz·(Lf+Lr)/(Lf-M)…(4)Gyr＝Gy-Kr·γd …(5)公式1ϵr=1-Gxr2+Gyr2gμ---------(6)]]>因此，圖中所示具體實(shí)施例中，當(dāng)車輛處于非驅(qū)動狀態(tài)，步驟20的結(jié)論為肯定，在步驟S30中計(jì)算發(fā)動機(jī)制動力Feb；在步驟S40中計(jì)算路面摩擦系數(shù)μ和后輪附著度εr；在步驟S70，根據(jù)路面摩擦系數(shù)μ計(jì)算得到臨界值Ke，這樣當(dāng)路面摩擦系數(shù)μ變小時臨界值Ke隨之增加。
此外，在步驟S80，判斷后輪附著度εr是否小于臨界值Ke?；诖耍袛喟l(fā)動機(jī)制動力Feb作用時車輛行為是否趨向不穩(wěn)定。當(dāng)車輛行為趨于不穩(wěn)定，在步驟S90，由發(fā)動機(jī)制動力Feb和目標(biāo)摩擦制動力Fbv之和計(jì)算得到整車目標(biāo)制動力Fbvt。然后，假想按照和地面載荷分配到各車輪10FL到10RR的比率一致的分配比率，將整車目標(biāo)制動力Fbvt分配給各車輪10FL到10RR計(jì)算得到各車輪10FL到10RR的目標(biāo)制動力Fbti。
在步驟S100，作為驅(qū)動輪的左后輪和右后輪的目標(biāo)制動力Fbtrl和Fbtrr中較小的值，設(shè)成Fbtrmin。然后，轉(zhuǎn)矩根據(jù)Fbtrmin的兩倍值和傳動鏈的傳動比計(jì)算得到發(fā)動機(jī)20的目標(biāo)輸出轉(zhuǎn)矩Tet。在步驟S120，根據(jù)目標(biāo)輸出轉(zhuǎn)矩Tet和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne計(jì)算得到目標(biāo)節(jié)氣門開度φt，并且將代表目標(biāo)節(jié)氣門開度φt的指令信號輸出給發(fā)動機(jī)電子控制裝置22。
另外，在步驟S110，根據(jù)左前輪10FL和右前輪10FR的目標(biāo)制動力Fbtfl和Fbtfr各自計(jì)算得到左前輪10FL和右前輪10FR的目標(biāo)制動壓力Pbtfl和Pbtfr。執(zhí)行控制使左前輪10FL和右前輪10FR的制動壓力Pfl和Pfr變得和目標(biāo)制動壓力Pbtfl和Pbtfr相等。由此，計(jì)算出左后輪10RL和右后輪10RR的目標(biāo)制動力Fbtrl和Fbtrr之間較大的值與Fbtrmin之間的差值ΔFbtr。然后，根據(jù)差值ΔFbtr計(jì)算得到目標(biāo)制動壓力Pbtr，執(zhí)行控制使各車輪10FL到10RR的制動壓力Pi與目標(biāo)制動壓力Pbtr相等。
此外，在步驟S80，當(dāng)結(jié)論為否定時，即，當(dāng)發(fā)動機(jī)制動力Feb作用時車輛行為不趨向不穩(wěn)定時，則不執(zhí)行步驟S90和S120。同樣，當(dāng)步驟S20判斷車輛被驅(qū)動，在步驟S130，制動主缸54和輪缸50FR，50FL，50RR和50RL保持連通；結(jié)果，各車輪10FR，10FL，10RR和10RL的制動壓力Pi可以通過制動主缸壓力Pm控制以實(shí)現(xiàn)正常的制動力控制。
因此，步驟S90到S120只在發(fā)動機(jī)制動力Feb作用時車輛行為趨向不穩(wěn)定的情況下才執(zhí)行——在這種情況下，根據(jù)使車輛行為趨向穩(wěn)定的分配比率，將發(fā)動機(jī)制動力Feb分配給各個車輪10FL到10RR。這樣，和傳統(tǒng)制動力控制裝置將發(fā)動機(jī)制動力分配到各車輪時不考慮車輛行為是否趨于不穩(wěn)定相比，在本發(fā)明實(shí)施例中，車輪(從動輪左前輪和右前輪，左后輪和右后輪)的各車輪制動裝置因?yàn)榘l(fā)動機(jī)制動力的真正分配而減小負(fù)載。例如，在陡峭的山路下坡時，將減少各車輪制動裝置的工作頻率和工作時間，這樣就可以提高耐用性。
特別是，根據(jù)圖中所示實(shí)施例，用來判斷發(fā)動機(jī)制動力作用時車輛行為是否趨向不穩(wěn)定的后輪附著度εr，是根據(jù)路面摩擦系數(shù)μ、后輪位置的車輛縱向加速度Gxr以及后輪位置的車輛側(cè)向加速度Gyr、按照圖4所示的程序計(jì)算得到。因此，很容易就能判斷發(fā)動機(jī)制動力作用時車輛行為是否趨向不穩(wěn)定。
另外，根據(jù)圖中所示的實(shí)施例，在步驟S70，根據(jù)路面摩擦系數(shù)μ計(jì)算得到臨界值Ke，也就是在路面摩擦系數(shù)μ減小時臨界值Ke隨之增大。然后，根據(jù)后輪附著度εr是否小于臨界值Ke，判斷車輛行為在發(fā)動機(jī)制動力Feb作用時是否趨向不穩(wěn)定。因此，當(dāng)路面摩擦系數(shù)μ減小，即，當(dāng)車輛行為更趨向不穩(wěn)定時，更能在早期就判斷車輛行為趨向不穩(wěn)定。這樣，就能沒有響應(yīng)延遲地有效禁止車輛行為趨于不穩(wěn)定。
上文中，詳細(xì)介紹了本發(fā)明的一個具體實(shí)施例。然而，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的那樣，本發(fā)明并不局限于該實(shí)施例，在本發(fā)明的范疇內(nèi)可以通過各種其他實(shí)施例實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
例如，上文所述的實(shí)施例中，根據(jù)后輪位置的車輛縱向加速度和車輛側(cè)向加速度、或者后輪的縱向力和側(cè)向力計(jì)算得到后輪附著度εr。不管使用何種方法，計(jì)算后輪附著度εr的方法可以選用本領(lǐng)域技術(shù)人員所選用的其他已知方法。例如，可以采用基于每個車輪速度的相關(guān)信息的計(jì)算方法，如專利USP No.6,447,076(對應(yīng)日本專利公布編號No.JP-A-2000-108863)中提及，該專利是本發(fā)明申請人和其他兩個申請人的聯(lián)合申請。
還有，在上述的實(shí)施例中，每個車輛的目標(biāo)制動力Fbti的計(jì)算，是將發(fā)動機(jī)制動力Feb和目標(biāo)摩擦制動力Fbv之和作為車輛的整車目標(biāo)制動力Fbvt，按照和各個車輪地面載荷Wi的比率所對應(yīng)的比率進(jìn)行假設(shè)分配而得到。然而，車輛的整車目標(biāo)摩擦制動力Fbvt在車輪中進(jìn)行假設(shè)分配，這樣根據(jù)轉(zhuǎn)向角θ和車速V計(jì)算得到的車輪橫擺率γ和目標(biāo)車輪橫擺率γt的差值大小將會減少。
另外，在上述的實(shí)施例中，本發(fā)明所使用的車輪是后輪驅(qū)動的車輛。但是，本發(fā)明也可以用于前輪驅(qū)動或者四輪驅(qū)動的車輛。
權(quán)利要求
1.一種車用制動力控制裝置，其特征在于包括判斷裝置，在發(fā)動機(jī)制動作用時，判斷車輛(12)的車輛行為是否趨向不穩(wěn)定；估算裝置，在判斷車輛(12)的車輛行為趨向不穩(wěn)定的情況下，在發(fā)動機(jī)制動作用時估算發(fā)動機(jī)制動力；分配裝置，依據(jù)使車輛(12)的車輛行為穩(wěn)定的分配，將所估算的發(fā)動機(jī)制動力分配到各個車輪(10FL，10FR，10RL，10RR)作為制動力；和控制裝置，對施加到各個車輪(10FL，10FR，10RL，10RR)上的實(shí)際發(fā)動機(jī)制動力和實(shí)際摩擦控制力中的至少一個進(jìn)行控制，從而達(dá)到分配到各個車輪(10FL，10FR，10RL，10RR)上的制動力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用制動力控制裝置，其中車輛(12)為后輪驅(qū)動車輛，并且判斷裝置在后輪(10RL，10RR)的附著度等于或小于預(yù)定值的情況下，判斷發(fā)動機(jī)制動作用時車輛行為趨于不穩(wěn)定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車用制動力控制裝置，其中判斷裝置在車輛(12)處于非驅(qū)動狀態(tài)并且后輪(10RL，10RR)的附著度等于或小于預(yù)定值的情況下，判斷發(fā)動機(jī)制動作用時車輛行為趨向不穩(wěn)定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車用制動力控制裝置，其中判斷裝置估算路面摩擦系數(shù)，估算后輪位置的縱向加速度和后輪位置的側(cè)向加速度，并根據(jù)路面摩擦系數(shù)、縱向加速度和側(cè)向加速度計(jì)算后輪(10RL，10RR)的附著度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的車用制動力控制裝置，其中路面摩擦系數(shù)變小時，判斷裝置減小在該情況下判斷車輛行為趨向不穩(wěn)定所用的臨界值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的車用制動力控制裝置，其中控制裝置根據(jù)分配到驅(qū)動輪(10RL，10RR)上的制動力中最小的一個，控制發(fā)動機(jī)制動力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的車用制動力控制裝置，其中分配裝置當(dāng)駕駛員執(zhí)行制動操作時，根據(jù)駕駛員進(jìn)行的制動操作量估算整車目標(biāo)摩擦制動力，然后將所估算的發(fā)動機(jī)制動力和所估算的整車目標(biāo)摩擦制動力之和，分配給各個車輪(10FL，10FR，10RL，10RR)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車用制動力控制裝置，其中分配裝置估算每個車輪的地面載荷，然后將所估算的發(fā)動機(jī)制動力和所估算的整車目標(biāo)摩擦制動力之和，按照與各個車輪(10FL，10FR，10RL，10RR)的地面載荷分配比率一致的比率，分配給各個車輪(10FL，10FR，10RL，10RR)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車用制動力控制裝置，其中分配裝置根據(jù)駕駛員的轉(zhuǎn)向量計(jì)算車輛目標(biāo)橫擺率，然后計(jì)算車輛目標(biāo)橫擺率和車輛實(shí)際橫擺率的差值，并將所估算的發(fā)動機(jī)制動力和所估算的整車目標(biāo)摩擦制動力之和，分配給各個車輪(10FL，10FR，10RL，10RR)，這樣車輛目標(biāo)橫擺率和車輛實(shí)際橫擺率的差值大小將減小。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的車用制動力控制裝置，其中分配裝置估算每個車輪的地面載荷，并將發(fā)動機(jī)制動力按照與各個車輪(10FL，10FR，10RL，10RR)的地面載荷分配比率一致的比率，分配給各個車輪(10FL，10FR，10RL，10RR)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的車用制動力控制裝置，其中分配裝置根據(jù)駕駛員的轉(zhuǎn)向量計(jì)算車輛目標(biāo)橫擺率，計(jì)算車輛目標(biāo)橫擺率和車輛實(shí)際橫擺率的差值，并分配發(fā)動機(jī)制動力，這樣，減少了車輛目標(biāo)橫擺率和車輛實(shí)際橫擺率的差值大小。
12.一種車用制動力控制方法，其特征在于包括以下步驟在發(fā)動機(jī)制動作用時，判斷車輛(12)的車輛行為是否趨向不穩(wěn)定；在判斷車輛(12)的車輛行為趨向不穩(wěn)定的情況下，估算發(fā)動機(jī)制動作用時的發(fā)動機(jī)制動力；依據(jù)使車輛(12)的車輛行為穩(wěn)定的分配，將所估算的發(fā)動機(jī)制動力分配到各個車輪(10FL，10FR，10RL，10RR)作為制動力；以及對施加到各個車輪(10FL，10FR，10RL，10RR)上的實(shí)際發(fā)動機(jī)制動力和實(shí)際摩擦控制力中的至少一個進(jìn)行控制，從而達(dá)到分配到各個車輪(10FL，10FR，10RL，10RR)上的制動力。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的車用制動力控制方法，其中車輛是后輪驅(qū)動車輛，并且在后輪(10RL，10RR)的附著度等于或小于預(yù)定值的情況下，判斷發(fā)動機(jī)制動作用時車輛行為趨向不穩(wěn)定。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的車用制動力控制方法，其中在車輛(12)處于非驅(qū)動狀態(tài)并且后輪(10RL，10RR)的附著度等于或小于預(yù)定值的情況下，判斷發(fā)動機(jī)制動作用時車輛行為趨向不穩(wěn)定。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的車用制動力控制方法，還包括以下步驟估算路面摩擦系數(shù)；估算后輪位置的縱向加速度和后輪位置的側(cè)向加速度；和根據(jù)路面摩擦系數(shù)、縱向加速度和側(cè)向加速度，計(jì)算后輪(10RL，10RR)的附著度。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)所述的車用制動力控制方法，其中路面摩擦系數(shù)減小時，判斷車輛行為趨向不穩(wěn)定時所用的臨界值也隨之減小。
17.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)所述的車用制動力控制方法，其中根據(jù)分配到驅(qū)動輪(10RL，10RR)上的制動力中最小的一個，對發(fā)動機(jī)制動力進(jìn)行控制。
18.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)所述的車用制動力控制方法，還包括以下步驟當(dāng)駕駛員執(zhí)行制動操作時，根據(jù)駕駛員的制動操作量估算整車的目標(biāo)摩擦制動力，并且將所估算的發(fā)動機(jī)制動力和所估算的整車目標(biāo)摩擦制動力之和，分配給各個車輪(10FL，10FR，10RL，10RR)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的車用制動力控制方法，還包括以下步驟估算每個車輪(10FL，10FR，10RL，10RR)的地面載荷；并按照與各個車輪(10FL，10FR，10RL，10RR)的地面載荷分配比率一致的比率，分配所估算的發(fā)動機(jī)制動力和所估算的整車目標(biāo)摩擦制動力之和。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的車用制動力控制方法，還包括以下步驟根據(jù)駕駛員的轉(zhuǎn)向量計(jì)算車輛目標(biāo)橫擺率；和計(jì)算車輛目標(biāo)橫擺率和車輛實(shí)際橫擺率的差值，并分配所估算的發(fā)動機(jī)制動力和所估算的整車目標(biāo)摩擦制動力之和，從而減少車輛目標(biāo)橫擺率和車輛實(shí)際橫擺率的差值大小。
21.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)所述的車用制動力控制方法，還包括以下步驟估算各個車輪(10FL，10FR，10RL，10RR)的地面載荷，并按照與各個車輪(10FL，10FR，10RL，10RR)的地面載荷分配比率一致的比率，分配發(fā)動機(jī)制動力。
22.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)所述的車用制動力控制方法，還包括以下步驟根據(jù)駕駛員的轉(zhuǎn)向量計(jì)算車輛目標(biāo)橫擺率；和計(jì)算車輛目標(biāo)橫擺率和車輛實(shí)際橫擺率的差值，并分配發(fā)動機(jī)制動力，從而減小車輛目標(biāo)橫擺率和車輛實(shí)際橫擺率的差值大小。
全文摘要
在一種車用制動力控制裝置中，計(jì)算發(fā)動機(jī)制動力Feb(S30)；計(jì)算路面摩擦系數(shù)μ和后輪附著度εr(S40)；計(jì)算臨界值Ke，該臨界值Ke隨著路面摩擦系數(shù)μ的減小而增大(S70)。當(dāng)后輪的附著度εr小于臨界值Ke時，判斷在發(fā)動機(jī)制動力Feb作用時，車輛的車輛行為趨向不穩(wěn)定(S80)。在這種情況下，依照使車輛的車輛行為穩(wěn)定的分配，將發(fā)動機(jī)制動力Feb和目標(biāo)摩擦制動力Fbv之和分配到各個車輪，其中目標(biāo)摩擦制動力Fbv是根據(jù)駕駛員的轉(zhuǎn)向量得到的?；谠摲峙涞慕Y(jié)果，對摩擦制動力和發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制(S90到S120)。
文檔編號B60W10/06GK1521070SQ200310123798
公開日2004年8月18日 申請日期2003年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月17日
發(fā)明者稻垣匠二, 淺野憲司, 司 申請人:豐田自動車株式會社