專利名稱：車輛控制裝置和車輛控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛控制裝置和車輛控制方法，其設(shè)定用于車輛行駛的預定目標控制量并至少基于該目標控制量來控制該車輛。
背景技術(shù)：
作為控制車輛振動的裝置，已知一種車輛控制裝置，其使用與駕駛員進行的加速操作、轉(zhuǎn)向操作、和制動操作中的至少一個相對應的物理量作為輸入命令，并相應于輸入命令控制發(fā)動機和制動器的至少一個(例如，日本專利申請早期公開號2004-168148)。為了控制車輛的振動，該車輛控制裝置通過使用與由于來自駕駛員的命令導致發(fā)生的振動相關(guān)的運動模型來修正駕駛員提供的輸入命令，即由作用在輪胎上的路面反作用力造成的上下和/或扭曲振動、與懸架相關(guān)的車身簧上重量的振動、以及車身自身接收的車身簧上重量的振動。
但是，該車輛控制裝置使用單一運動模型以修正駕駛員提供的輸入命令。因此，在能夠根據(jù)駕駛員的喜好等而改變其行駛特性的車輛中，盡管使用了上述車輛控制裝置，但有時仍不能獲得對車輛的良好振動控制。即，如果車輛的阻尼衰減特性基于駕駛員的要求而改變，例如對諸如俯仰振動共振頻率等的車輛的規(guī)格進行改變，則會導致振動控制失效。除了基于駕駛員的要求改變車輛特性的情況之外，車輛規(guī)格也會由于各種其他因素而改變，諸如車輛行駛狀態(tài)的改變以及車輛行駛環(huán)境的改變。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種車輛控制裝置和車輛控制方法，即使車輛規(guī)格根據(jù)駕駛員的請求等而改變，其也能夠?qū)囕v實現(xiàn)良好的振動控制。
本發(fā)明的第一方面涉及一種車輛控制裝置，其設(shè)定用于車輛行駛的目標控制量并至少基于所述目標控制量控制所述車輛。此車輛控制裝置包括至少一個設(shè)定裝置，其用于至少基于駕駛員的請求設(shè)定用于車輛行駛的所述目標控制量；規(guī)格判斷裝置，其用于判斷至少根據(jù)所述駕駛員的請求而改變的車輛規(guī)格是否已經(jīng)改變；第一修正裝置和第二修正裝置，其用于修正由所述至少一個設(shè)定裝置所設(shè)定的所述目標控制量以控制所述車輛的簧上重量的振動，所述第一修正裝置和所述第二修正裝置具有彼此不同的阻尼衰減特性；和切換裝置，其用于在判斷所述車輛規(guī)格已經(jīng)改變時，將對所述振動的控制從用于修正所述設(shè)定目標控制量的所述第一修正裝置切換到與所述改變車輛規(guī)格對應的所述第二修正裝置。
該車輛控制裝置包括至少一個設(shè)定裝置、規(guī)格判斷裝置、第一修正裝置、第二修正裝置和切換裝置。該至少一個設(shè)定裝置基于駕駛員的請求通過諸如加速器踏板、制動器踏板及轉(zhuǎn)向盤等的操作裝置來設(shè)定目標控制量。規(guī)格判斷裝置判斷根據(jù)駕駛員的請求而改變的車輛規(guī)格(例如，根據(jù)由駕駛員設(shè)定的車輛的行駛模式等而改變的車輛俯仰共振頻率)是否已經(jīng)發(fā)生改變。此外，第一修正裝置和第二修正裝置具有各自不同的阻尼衰減特性，并修正目標控制量由此控制車輛的簧上重量的振動。在該車輛控制裝置中，如果規(guī)格判斷裝置判斷車輛規(guī)格已經(jīng)改變，則已被用于修正目標控制量的第一修正裝置被切換至與已改變的車輛規(guī)格相對應的第二修正裝置。于是，通過設(shè)置具有各自不同阻尼衰減特性的第一修正裝置和第二修正裝置，并通過根據(jù)車輛規(guī)格從第一修正裝置切換至第二修正裝置，即使車輛規(guī)格根據(jù)駕駛員的請求等而改變，也可以對車輛實現(xiàn)良好的振動控制。
所述切換裝置可以設(shè)定等待時間，該等待時間開始于當所述車輛規(guī)格已經(jīng)改變時、并結(jié)束于當對于所述振動的所述控制從所述第一修正裝置切換到所述第二修正裝置時。
由于阻尼衰減特性的不同等，通常在達到某個時間點的用于修正目標控制量的第一修正裝置的輸出值與由切換裝置切換后使用的第二修正裝置的輸出值之間會產(chǎn)生不連續(xù)。在此車輛控制裝置中，如果可以設(shè)定開始于當車輛規(guī)格改變時并結(jié)束于切換至第二修正裝置時的等待時間，則可以基本上確保第一修正裝置和第二修正裝置的輸出值之間的連續(xù)性。由此，可以基本上防止或降低修正裝置的切換使得車輛的振動增強或?qū)е聦Τ丝透蓴_的風險。
此外，所述切換裝置可以根據(jù)用于修正目標控制量的所述第一修正裝置的輸出值與對應于已改變的車輛規(guī)格的所述第二修正裝置的輸出值之間的差值確定所述等待時間。
由此，可以有利地確保從第一修正裝置的輸出值到第二修正裝置的輸出值之間的連續(xù)性。因此，可以基本上防止或降低該切換使得車輛的振動增強或?qū)е聦Τ丝偷母蓴_的風險。
在此情況下，如果判斷車輛規(guī)格已經(jīng)改變，則當所述第一修正裝置的輸出值與所述第二修正裝置的輸出值之間的差值收斂到預定值至或低于預定值時，所述切換裝置將所述控制從用于修正目標控制量的所述第一修正裝置切換至與已改變的車輛規(guī)格相對應的所述第二修正裝置。
此外，當所述第一修正裝置的輸出值與所述第二修正裝置的輸出值之間的絕對差值收斂至第一閥值或低于第一閾值時，所述切換裝置可以將所述控制從所述第一修正裝置切換至所述第二修正裝置。
此外，以下構(gòu)造也是可行的。即，當用于修正目標控制量的所述第一修正裝置的輸出值與對應于已改變的車輛規(guī)格的所述第二修正裝置的輸出值之間的所述絕對差值小于或等于所述第一閾值時，所述切換裝置增加計數(shù)值。如果所述計數(shù)值大于第二閾值，則切換裝置將所述控制由所述第一修正裝置切換至所述第二修正裝置。
此外，在此情況下，所述切換裝置可至少根據(jù)駕駛員的請求改變所述第一閾值和所述第二閾值。
本發(fā)明第一方面的車輛控制裝置還可以包括緊急情況判斷裝置，其用于至少基于所述車輛的行駛狀態(tài)來判斷緊急程度；和第三修正裝置，其用于基于所述緊急程度來修正所述目標控制量。
由此，通過設(shè)置被專用于緊急情況程度(其至少可由車輛的行駛狀態(tài)評估)為高的情況下(例如，緊急停車的情況或車輛的行為變得不穩(wěn)定的情況下)的第三修正裝置，可以利用適用于高緊急程度情況的目標控制量來執(zhí)行振動控制修正。第三修正裝置可以具有這樣的阻尼衰減特性，該阻尼衰減特性在假設(shè)緊急情況程度為高的情況下通過實驗及分析來確定。此外，第三修正裝置也可以是不執(zhí)行衰減率為1的實質(zhì)修正的裝置。
此外，切換裝置可以基于所述緊急程度即時地將對振動的控制從用于修正目標控制量的第一修正裝置切換至第三修正裝置。
如果至少滿足以下情況之一，所述緊急情況判斷裝置判斷所述緊急程度為高(1)已提出緊急制動請求的情況；(2)已提出行為穩(wěn)定請求的情況；(3)已提出制動輔助請求或防撞請求的情況；(4)已檢測到包括碰撞的緊急情況發(fā)生的可能性的情況；和(5)已發(fā)出故障信號的情況。
在此情況下，如果所述行為穩(wěn)定請求與所述防撞請求被同時輸出，則所述至少一個設(shè)定裝置可將優(yōu)先級給予所述防撞請求，且所述切換裝置對應于所述防撞請求可將對振動的所述控制切換至所述第三修正裝置。
由此，通過在緊急程度為高時即時地切換至第三修正裝置，可以有利地確保車輛行駛期間的安全性。
所述目標控制量可以是所述車輛的目標驅(qū)動力，且所述第一修正裝置、所述第二修正裝置和所述第三修正裝置可以是二維陷波濾波器，且所述第一修正裝置、所述第二修正裝置和所述第三修正裝置可以具有各自不同的對于阻尼衰減特性的參數(shù)。
通常，輸入是車輛的目標驅(qū)動力而輸出是車輛的后懸架行程(例如，后懸架的行程)的轉(zhuǎn)換函數(shù)可表示為二次/四次轉(zhuǎn)換函數(shù)。該二次/四次轉(zhuǎn)換函數(shù)包括兩個二次轉(zhuǎn)換函數(shù)。其中之一不會引入振蕩而另一個會引入振蕩。因此，可以利用二維陷波濾波器之一(其取消包含在二次/四次轉(zhuǎn)移函數(shù)中的振蕩引入二次轉(zhuǎn)換函數(shù)的極點)，通過修正作為目標控制量的目標驅(qū)動力，實現(xiàn)對車輛的振動控制。通過設(shè)置對于確定其阻尼衰減特性的參數(shù)彼此不同的第一修正裝置、第二修正裝置和第三修正裝置，并通過根據(jù)已改變的車輛規(guī)格將對振動的控制從第一修正裝置切換至第二修正裝置或切換至第三修正裝置，即使車輛規(guī)格根據(jù)駕駛員的請求等而改變，也可以對車輛實現(xiàn)良好的振動控制。
本發(fā)明的第二方面涉及一種車輛控制裝置，其設(shè)定用于車輛行駛的預定目標控制量并基于所述目標控制量控制所述車輛。所述車輛控制裝置包括至少一個設(shè)定裝置，其用于至少基于駕駛員的請求設(shè)定目標控制量；規(guī)格判斷裝置，其用于判斷至少根據(jù)所述駕駛員的請求而改變的車輛規(guī)格是否已經(jīng)改變；第一修正裝置，其用于在判斷所述車輛規(guī)格未改變的情況下修正由所述至少一個設(shè)定裝置所設(shè)定的所述目標控制量以控制所述車輛的簧上重量的振動，所述第一修正裝置具有阻尼衰減特性；和第二修正裝置，其用于在判斷所述車輛規(guī)格已經(jīng)改變的情況下修正所述目標控制量以控制所述振動，所述第二修正裝置具有與所述第一修正裝置不同的阻尼衰減特性。
本發(fā)明的第三方面涉及一種車輛控制方法，其設(shè)定用于車輛行駛的預定目標控制量，且所述目標控制量由多個修正裝置中的一個修正，所述多個修正裝置具有各自不同的阻尼衰減特性。所述方法包括以下步驟(a)至少基于駕駛員的請求設(shè)定所述目標控制量；(b)判斷至少根據(jù)所述駕駛員的請求而改變的車輛規(guī)格是否已改變的步驟；和(c)在判斷所述車輛規(guī)格已經(jīng)改變的情況下，將對所述車輛的簧上重量的振動的控制從用于修正目標控制量的修正裝置切換至具有與上述修正裝置的所述阻尼衰減特性不相同的阻尼衰減特性的修正裝置。
在本發(fā)明的第二和第三方面中，即使車輛規(guī)格根據(jù)駕駛員的請求等而改變，也可以對車輛實現(xiàn)良好的振動控制。


參考附圖，通過對優(yōu)選實施例的以下說明，本發(fā)明的上述及其他目的、特征以及優(yōu)點將變得清楚，在附圖中使用相似乎標號來表示相似構(gòu)件，其中
圖1是框圖，示出應用了根據(jù)本發(fā)明實施例的車輛控制裝置的車輛的構(gòu)造；圖2是框圖，說明了由根據(jù)本發(fā)明實施例的驅(qū)動控制裝置所執(zhí)行的對內(nèi)燃機和變速器的控制過程；圖3是流程圖，說明了用于修正圖1所示車輛中的目標驅(qū)動力的濾波器切換過程；圖4是時間圖，說明了在濾波器切換之前和之后的修正目標驅(qū)動力的狀態(tài)；圖5是流程圖，說明了用于修正圖1所示車輛中的目標驅(qū)動力的濾波器切換過程；且圖6是時間圖，說明了在濾波器切換之前和之后的修正目標驅(qū)動力的狀態(tài)。
具體實施例方式
以下將參考附圖對實現(xiàn)本發(fā)明的最佳實施例進行說明。
圖1是框圖，示出應用了根據(jù)本發(fā)明實施例的車輛控制裝置的車輛的構(gòu)造。圖1所示的車輛1具有作為驅(qū)動源的諸如汽油發(fā)動機、柴油發(fā)動機等的內(nèi)燃機(未示出)。該內(nèi)燃機包括燃油噴射裝置2、點火裝置3、以及電控節(jié)氣門4(以下簡稱為“節(jié)氣門4”)等。車輛1還設(shè)置有傳輸由內(nèi)燃機產(chǎn)生的動力的變速器5，諸如自動變速器、無級變速器等等。此外，車輛1還設(shè)置有電控制動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向裝置以及電控懸架，電控制動系統(tǒng)包括根據(jù)制動踏板等的操作量而被電控的制動致動器6、轉(zhuǎn)向裝置包括可變齒輪機構(gòu)和諸如電子輔助單元等的轉(zhuǎn)向致動器7，并根據(jù)轉(zhuǎn)向盤的操作量而被電控，電控懸架包括被電控以改變其阻尼力的多個減振器8等。
車輛1的內(nèi)燃機和變速器5由驅(qū)動控制電控單元(以下稱為“驅(qū)動控制ECU”，每個電控單元都被稱為“ECU”)10控制。本實施例中的驅(qū)動控制ECU 10被構(gòu)造為例如多處理器單元，并包括執(zhí)行各種計算機進程的多個CPU、存儲各種控制程序的ROM、用作存儲數(shù)據(jù)并執(zhí)行程序的工作區(qū)域的RAM、輸入/輸出接口、以及存儲裝置等(均未在圖中示出)。加速器傳感器11、制動器傳感器12以及轉(zhuǎn)向角傳感器14連接至驅(qū)動控制ECU 10。
加速器傳感器11檢測由駕駛員進行的加速踏板的操作量，并將表示檢測值的信號傳給驅(qū)動控制ECU 10。制動器傳感器12檢測由駕駛員進行的制動踏板的操作量，并將表示檢測值的信號傳給驅(qū)動控制ECU 10。轉(zhuǎn)向角傳感器14檢測轉(zhuǎn)向角，即由駕駛員進行的轉(zhuǎn)向盤的操作量，并將表示檢測值的信號傳給驅(qū)動控制ECU 10。根據(jù)由來自傳感器11、12、14的信號所表示的駕駛員的要求以及來自其他傳感器(未示出)的檢測值，驅(qū)動控制ECU 10控制燃油噴射裝置2、點火裝置3、節(jié)氣門4和變速器5以滿足駕駛員的要求。
此外，作為行駛特征(行駛模式)確定單元的模式切換器15連接至驅(qū)動控制ECU 10。模式切換器15被用來切換包含在電控懸架系統(tǒng)內(nèi)的減振器8的阻尼力。通過操作模式切換器15，可以改變車輛1的行駛特性，即行駛模式。在本實施例中，當駕駛員關(guān)閉模式切換器15時，各個減振器8的阻尼力都被設(shè)定為標準值，由此車輛1的行駛特性被設(shè)定為正常模式。此外，如果操作模式切換器15并設(shè)定“模式1”，則各個減振器8的阻尼力被設(shè)定為對于標準設(shè)定相對較硬側(cè)，由此車輛1的行駛特性被設(shè)定為動力模式。在動力模式期間，車輛1的加速性能的優(yōu)先級高于振動控制。如果操作模式切換器15并設(shè)定“模式2”，則各個減振器8的阻尼力被設(shè)定為對于標準設(shè)定相對較軟側(cè)，由此車輛1的行駛特性被設(shè)定為舒適模式。在舒適模式期間，車輛1的振動控制的優(yōu)先級高于加速性能。
驅(qū)動控制ECU 10經(jīng)由車內(nèi)LAN或經(jīng)由無線通信而連接至ECBECU20、轉(zhuǎn)向ECU 30、懸架ECU 40、和DSSECU 50。ECBECU 20控制上述電控制動系統(tǒng)，具體地，基于來自包括制動器傳感器12的各個傳感器的檢測值來控制制動致動器6等。本實施例中的ECBECU 20被構(gòu)造為能夠執(zhí)行對車輛1的驅(qū)動、轉(zhuǎn)向和制動的集成控制(VDIM車輛動態(tài)集成管理)，從而與驅(qū)動控制ECU 10、轉(zhuǎn)向ECU 30和懸架ECU 40協(xié)同以穩(wěn)定車輛1的行為。
轉(zhuǎn)向ECU 30控制車輛1的轉(zhuǎn)向裝置，具體地，基于來自包括轉(zhuǎn)向角傳感器14的各個傳感器的檢測值來控制轉(zhuǎn)向致動器7等。懸架ECU 40控制上述電控懸架，具體地，根據(jù)由駕駛員進行的對模式切換器15的操作來控制各個減振器8的阻尼力的切換。DSSECU 50集中地控制駕駛員的駕駛輔助和替代，并起巡航控制器、制動輔助單元、以及防撞系統(tǒng)(碰撞前安全系統(tǒng))的作用。很明顯驅(qū)動控制ECU 10、ECBECU 20、轉(zhuǎn)向ECU30、懸架ECU 40以及DSSECU 50從各個傳感器等接收為控制所需的信息，這些傳感器例如是節(jié)氣門開度傳感器、車速傳感器、縱向加速度傳感器、橫擺率傳感器、和雷達單元，以及用于獲取車輛1的行駛環(huán)境相關(guān)信息的單元(環(huán)境信息獲取單元)，其包括例如用于檢測車輛間距的監(jiān)控系統(tǒng)、導航系統(tǒng)、道路交通信息通信系統(tǒng)(VICS)、以及用于獲取車輛間距的圖像捕捉單元或車輛間距傳感器。
圖2是解釋由驅(qū)動控制ECU 10執(zhí)行的對變速器和作為驅(qū)動裝置的內(nèi)燃機的控制的過程的框圖。與此圖相關(guān)的控制基本上由驅(qū)動控制ECU 10(或包含在其中的任何處理器)來執(zhí)行。即，如圖2所示，驅(qū)動控制ECU10包括目標加速度獲取單元111、目標驅(qū)動力獲取單元112、第一仲裁器114、濾波器組115、切換器116、第二仲裁器118、以及控制量設(shè)定部分119。
目標加速度獲取單元111通過使用提供駕駛員所進行的加速器操作量與車輛1的目標加速度之間關(guān)系的關(guān)系圖等，獲取與來自加速器傳感器11的信號所表示的加速器操作量相對應的車輛1的目標加速度，然后將表示獲取值的信號傳給目標驅(qū)動力獲取單元112。目標驅(qū)動力獲取單元112通過使用提供車輛1的目標加速度與內(nèi)燃機的目標驅(qū)動力之間關(guān)系的關(guān)系圖等，獲取與目標加速獲取單元111所獲取的目標加速度(即，加速器操作量)相對應的內(nèi)燃機的目標驅(qū)動力。然后，目標驅(qū)動力獲取單元112將表示獲取值的信號傳給第一仲裁器114。
基于來自目標驅(qū)動力獲取單元112的信號及來自DSSECU 50(其是包含在車輛1中的另一個控制裝置)的要求的至少任一個，第一仲裁器114設(shè)定內(nèi)燃機的目標驅(qū)動力Pt。具體而言，本實施例中的DSSECU 50也起所謂巡航控制器的作用，其輔助或替代由駕駛員進行的車輛1的駕駛。如果駕駛員要求執(zhí)行巡航控制，則DSSECU 50向第一仲裁器114提出請求，要求巡航控制所需的驅(qū)動力。在此情況下，第一仲裁器114基本上通過將來自作為巡航控制器的DSSECU 50的要求驅(qū)動力與來自目標驅(qū)動力獲取單元112的目標驅(qū)動力相加來設(shè)定內(nèi)燃機的目標驅(qū)動力Pt。此外，本實施例中的DSSECU 50也起上述制動輔助單元或防撞系統(tǒng)的作用。如果DSSECU 50提出制動輔助請求或防撞請求，則第一仲裁器114基本上使來自DSSECU 50的請求的優(yōu)先級高于來自目標驅(qū)動力獲取單元112的目標驅(qū)動力，并將來自DSSECU 50的要求驅(qū)動力設(shè)定為內(nèi)燃機的目標驅(qū)動力Pt。
濾波器組115包括多個濾波器(F1、F2、F3...Fn，其中n是1或更大的正整數(shù)，例如是大于車輛1的行駛模式的數(shù)量的整數(shù)，所述多個濾波器中的每個都可修正由第一仲裁器114設(shè)定的最終目標驅(qū)動力Pt，由此可以控制車輛1的簧上重量的振動)以及一個緊急情況用濾波器Fe。在本實施例中，構(gòu)成濾波器組115的濾波器F1至Fn是具有彼此不同阻尼衰減特性的二維陷波濾波器。來自第一仲裁器114的信號被傳至濾波器組115的濾波器F1至Fn，且濾波器F1至Fn中的每個都執(zhí)行相對于目標驅(qū)動力Pt的振動控制修正處理。
類似的，濾波器組115中的緊急情況用濾波器Fe也被構(gòu)造為二維陷波濾波器，并執(zhí)行相對于來自第一仲裁器114的目標驅(qū)動力Pt的振動控制修正處理。緊急情況用濾波器Fe被專用于緊急程度(其至少可由車輛的行駛狀態(tài)評估)較高的情況，例如，緊急停車的情況或車輛的行為變得不穩(wěn)定的情況。例如通過在假設(shè)緊急程度為高的情況下的實驗和分析來確定緊急情況用濾波器Fe的阻尼衰減特性。此外，緊急情況用濾波器Fe也可以不是二維陷波濾波器，但也可以是不執(zhí)行衰減率為1的實質(zhì)修正的濾波器。
切換器116連接至濾波器組115的各個濾波器F1至Fn以及Fe。如圖2所示，切換器116包括切換部分116a以及通過控制切換部116a來切換濾波器用于修正目標驅(qū)動力Pt的濾波器設(shè)定部分117。如從圖2可知，濾波器設(shè)定部分117被連接至用于設(shè)定車輛1的行駛模式(行駛特性)的模式切換器15、諸如用于檢測車輛的行駛狀態(tài)的轉(zhuǎn)向角度傳感器14等的傳感器等、以及諸如導航系統(tǒng)等用于獲取關(guān)于車輛1的行駛環(huán)境的信息的環(huán)境信息獲取單元?；谲囕v1的行駛模式或行駛狀態(tài)，以及從模式切換器15獲得的行駛環(huán)境等，濾波器設(shè)定部分117從濾波器組115的濾波器F1至Fn中選擇最佳的濾波器，并將命令信號傳給切換部分116a，使得來自所選濾波器的輸出(即修正后目標驅(qū)動力Ptc)經(jīng)由切換部分116a被傳給第二仲裁器118。
基于來自切換器116的修正后目標驅(qū)動力Ptc和來自包含在車輛1中的另一控制裝置ECBECU 20的請求中的至少一個，第二仲裁器118設(shè)定目標驅(qū)動力Ptc。即，本實施例中的ECBECU 20也執(zhí)行用于穩(wěn)定車輛1行為的控制。如果車輛1的行為變得不穩(wěn)定，則ECBECU 20向第二仲裁器118提出請求要求穩(wěn)定車輛1的行為所需的驅(qū)動力。在此情況下，根據(jù)車輛1的行為，第二仲裁器118將來自切換器116的目標驅(qū)動力Ptc和來自ECBECU 20的所需驅(qū)動力中的較大者或較小者設(shè)定為其輸出值(所謂最小選擇或最大選擇)。此外，如果DSSECU 50提出防撞請求而ECBECU 20提出行為穩(wěn)定請求，則第二仲裁器118會將優(yōu)先級給予來自DSSECU 50的防撞請求。
基于第二仲裁器118的輸出值，控制量設(shè)定部分119確定對燃油噴射裝置2、點火裝置3、節(jié)氣門4和變速器5的控制量?；谟煽刂屏吭O(shè)定部分119所確定的控制量，驅(qū)動控制ECU 10產(chǎn)生用于燃油噴射裝置2、點火裝置3、節(jié)氣門4和變速器5的控制信號，并將這些控制信號傳至這些裝置等。由此，車輛1的內(nèi)燃機及變速器5被控制以滿足來自駕駛員或ECBECU 20和DSSECU 50的請求。
為本實施例中為驅(qū)動控制ECU 10設(shè)定了濾波器組115(其包括如上所述由二維陷波濾波器形成的濾波器F1至Fn以及Fe)的原因如下。例如，如果車輛1是后輪驅(qū)動車輛，則其中輸入是車輛的目標驅(qū)動力而輸出是車輛的后懸架行程的轉(zhuǎn)換函數(shù)可基本上表示為表達式(1)所示的二次/四次轉(zhuǎn)換函數(shù)。
Pxr(s)=K·ωn12·ωn22z1·z2·s-z1s2+2ξ1·ωn1·ωn12·s-z2s2+2ξ2·ωn2·s+ωn22]]>=K·G1(s)·G2(s)···(1)]]>該二次/四次轉(zhuǎn)換函數(shù)(1)包括兩個二次轉(zhuǎn)換函數(shù)G1(s)和G2(s)。表達式(1)表明二次轉(zhuǎn)換函數(shù)G1(s)中的衰減率ζ1的值是振蕩的，而二次轉(zhuǎn)換函數(shù)G2(s)中的衰減率ζ2是非振蕩的。因此，表達式(1)中的二次轉(zhuǎn)換函數(shù)G2(s)不會引入振蕩而二次轉(zhuǎn)換函數(shù)G1(s)會引入振蕩。由此，利用形成為二維陷波濾波器的濾波器F1至Fn以及Fe中之一(其取消包含在表達式(1)的二次/四次轉(zhuǎn)換函數(shù)中的振蕩引入二次轉(zhuǎn)換函數(shù)G1(s)的極點)，通過將目標驅(qū)動力Pt修正為目標控制量，可以實現(xiàn)對車輛1的振動控制。
將表達式(1)的二次轉(zhuǎn)換函數(shù)G1(s)的極點取消的二維陷波濾波器采用二次/四次轉(zhuǎn)換函數(shù)的形式，并可被表示為以下表達式(2)，其中ωm是規(guī)范頻率；ξm是規(guī)范衰減率；ωp是作為設(shè)備(plant)的車輛1的驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)備頻率(plant frequency)；而ξp是設(shè)備衰減率(plant dampingratio)。由此，驅(qū)動控制ECU 10設(shè)置有濾波器F1至Fn以及Fe，他們被構(gòu)造使得通過使用表達式(2)的修正等式來修正目標驅(qū)動力Pt。
C(s)=s2+2ξp·ωp·s+ωp2s2+2ξm·ωm·s+ωm2···(2)]]>在此情況下，表達式(2)中的諸如規(guī)范頻率ωm、規(guī)范衰減率ξm、設(shè)備頻率ωp和設(shè)備衰減率ξp之類的參數(shù)根據(jù)諸如俯仰共振頻率的車輛1的規(guī)格的改變而取不同的值。而車輛1的規(guī)格則根據(jù)與駕駛員的要求(選擇)相應地確定的車輛1的行駛特性(即行駛模式)的改變以及諸如車輛1的行駛環(huán)境及行駛狀態(tài)之類的因素(擾動)的改變而取不同的值。因此，為了應對車輛規(guī)格的改變，本實施例中的車輛1的濾波器組115的濾波器F1至Fn在規(guī)范頻率ωm、規(guī)范衰減率ξm、設(shè)備頻率ωp、以及設(shè)備衰減率ξp的值上彼此不同，即，將濾波器F1至Fn的阻尼衰減特性被確定為彼此不同。
通過使用預定的關(guān)系圖等，與由駕駛員設(shè)定的行駛模式以及從各個傳感器及導航系統(tǒng)等獲得的車輛的行駛狀態(tài)或行駛環(huán)境相對應，包含在切換器116中的濾波器設(shè)定部分117獲取諸如俯仰共振頻率等的車輛規(guī)格，并判斷車輛規(guī)格是否已改變。如果判斷車輛規(guī)格已改變，則濾波器設(shè)定部分117根據(jù)預定條件從濾波器組115的濾波器F1至Fn及Fe中選擇與當前車輛規(guī)格相對應的濾波器。然后，濾波器設(shè)定部分117將命令信號傳給切換部分116a，使得所選的濾波器被連接至控制量設(shè)定部分119。于是，從與車輛規(guī)格相對應地選擇的濾波器F1至Fn或Fe輸出的修正后目標驅(qū)動力Ptc被提供至控制量設(shè)定部分119。
通過設(shè)置參數(shù)(用于確定其阻尼衰減特性)不同的多個濾波器F1至Fn及Fe，并通過根據(jù)諸如俯仰共振頻率之類的在車輛行駛期間改變的車輛規(guī)格來切換濾波器F1至Fn及Fe，無論取決于駕駛員要求及各種外部因素等的車輛規(guī)格的改變，總是可以實現(xiàn)對車輛1的良好的振動控制。此外，如果如本實施例中，具有分別不同的阻尼衰減特性的多個濾波器F1至Fn及Fe根據(jù)車輛規(guī)格切換而從一個切換到另一個，則例如與一個濾波器的參數(shù)根據(jù)行駛模式等改變的情況相比，可以確保對車輛規(guī)格改變的良好響應。
此外，如上所述在根據(jù)車輛規(guī)格的改變通過從一個到另一個的切換來使用多個濾波器F1至Fn的情況下，由于阻尼衰減特性不同等，經(jīng)常在達到某個時間點的用于修正目標驅(qū)動力Pt的濾波器的輸出值與由切換器116切換后使用的濾波器的輸出值之間存在不連續(xù)。如果在輸出值不連續(xù)的濾波器之間進行切換，則存在如下風險濾波器F1至Fn之間的切換增加車輛1的振動或?qū)е聦Τ丝偷母蓴_。
因此，為了抑制振動以維持車輛1的良好的駕駛舒適性，根據(jù)圖3所示的過程來執(zhí)行對濾波器F1至Fn的切換。圖3所示的例程由驅(qū)動控制ECU 10在車輛1行駛期間以預定時間間隔重復執(zhí)行。當?shù)竭_該例程的執(zhí)行時間時，首先由切換器116的濾波器設(shè)定部分117判斷前述緊急程度是高還是低(S10)。在本實施例中，例如在以下情況下，判斷緊急程度為高。
1.已經(jīng)從ECBECU 20輸出緊急制動請求的情況。
2.已經(jīng)從ECBECU 20輸出行為穩(wěn)定請求的情況。
3.已經(jīng)從DSSECU 50輸出制動輔助請求或防撞請求的情況。
4.已由諸如雷達單元、監(jiān)視系統(tǒng)等的監(jiān)控系統(tǒng)檢測到諸如碰撞等緊急情況發(fā)生的可能性的情況。
5.與控制相關(guān)的故障監(jiān)控系統(tǒng)已產(chǎn)生故障信號的情況(包括發(fā)生計算異?；蚩刂颇＝M異常的情況)。
如果濾波器設(shè)定部分117判斷當前狀況不符合情況(1)至(5)中的一個且緊急程度為低(S10處為“是”)，則通過使用預定關(guān)系圖等，并基于從模式切換器15等獲得的車輛1的行駛模式和行駛狀態(tài)以及行駛環(huán)境，濾波器設(shè)定部分117獲取在該時間點發(fā)生的俯仰共振頻率作為車輛規(guī)格。然后，濾波器設(shè)定部分117判斷俯仰共振頻率是否由于駕駛員的要求、外部因素等已從先前值(如果僅在車輛啟動后較短的時間則為預定初始值)發(fā)生改變(S12)。如果判斷作為車輛規(guī)格的俯仰共振頻率已從先前值改變(S12處為“是”)，則根據(jù)預定條件，濾波器設(shè)定部分117從濾波器組115的濾波器F1至Fn中選擇并確定與在該時間點產(chǎn)生的俯仰共振頻率相對應的濾波器(S14)。隨后，濾波器設(shè)定部分117再次判斷緊急程度是否為低(S16)。如果在S16處判斷緊急程度為高(S 16處為“否”)，則如圖3所示再次執(zhí)行S10的判斷處理。
相反地，如果在S16處判斷緊急程度較低(S16處為“是”)，則濾波器設(shè)定部分117找出到該時間點用于修正目標驅(qū)動力Pt(經(jīng)由切換部分116a被連接至第二仲裁器118)的濾波器(以下稱為“濾波器Fb”)的輸出值Ub與在S14處所確定的新的濾波器(以下稱為“濾波器Fa”)的輸出值Ua之間的絕對差值，并判斷該絕對差值是否小于或等于預定閾值K(S18)。如果判斷該絕對差值小于或等于預定閾值K(S18處為“是”)，則濾波器設(shè)定部分117將預定計數(shù)器(未示出)增加“1”(S20)，并判斷計數(shù)器的計數(shù)值是否小于或等于預定閾值N(S22)。相反地，如果判斷絕對差值大于閾值K(S18處為“否”)，則濾波器設(shè)定部分117執(zhí)行S22的判斷處理而不增加計數(shù)器。
如果判斷計數(shù)器的計數(shù)值小于或等于閾值N(S22處為“是”)，則重復從S16開始的處理。如果在重復執(zhí)行從S16至S22的處理時判斷計數(shù)器的計數(shù)值變?yōu)榇笥陂撝礜(S22處為“否”)，則濾波器設(shè)定部分117復位計數(shù)器，并將命令信號傳至切換部分116a，使得來自在S14確定的新的濾波器Fa的輸出(即修正后目標驅(qū)動力Ptc)經(jīng)由切換部分116a被傳至第二仲裁器118(S24)。由此，用于對從第一仲裁器114輸出的目標驅(qū)動力Pt進行振動控制修正的濾波器從濾波器Fb被切換至新的濾波器Fa。
如上所述，如果在車輛1中，作為車輛規(guī)格的俯仰共振頻率由于駕駛員的要求及外部因素等而改變，則從構(gòu)成濾波器組115的濾波器F1至Fn中確定與改變后俯仰共振頻率相對應的濾波器Fa。然后，在從S16至S22的處理重復執(zhí)行特定次數(shù)后，濾波器Fb被切換至新的濾波器Fa。即，在車輛1中，如圖4所示，如果判斷作為車輛規(guī)格的俯仰共振頻率已在時間點t1改變，則在實際執(zhí)行濾波器切換之前重復執(zhí)行從S16至S22的處理，即在時間點t1之后的某個時間點t2執(zhí)行濾波器切換。
就是說，在本實施例中，在切換器116的濾波器設(shè)定部分117判斷俯仰共振頻率已改變之后，在切換部分116a中設(shè)定了在濾波器切換執(zhí)行之前的等待時間tw，使得在已被用于在該時間修正目標驅(qū)動力Pt的濾波器Fb的輸出值Ub與對應于改變后俯仰共振頻率的濾波器Fa的輸出值Ua之間的絕對差值已經(jīng)穩(wěn)定在預定值K或低于預定值K時執(zhí)行濾波器切換。因為切換前濾波器Fb的輸出值Ub與切換后濾波器Fa的輸出值Ua隨著時間的經(jīng)過會近似地收斂到駕駛員要求的驅(qū)動力，故如圖4所示，等待時間tw可有利地確保切換前濾波器Fb的輸出值與切換后濾波器Fa的輸出值之間的連續(xù)性。因此，在車輛1中，基本上可以防止或減少如下情況濾波器切換使車輛1的振動增強或?qū)е聦Τ丝偷母蓴_。
如果圖3的例程中在S10處判斷當前狀況符合條件(1)至(5)中之一而因此緊急程度為高(S10處為“否”)，則濾波器設(shè)定部分117選擇緊急情況用濾波器Fe作為用于修正目標驅(qū)動力Pt的濾波器，并將命令信號傳至切換部分116a，使得緊急情況用濾波器Fe與控制量設(shè)定部分119立即連接(S30)而不執(zhí)行從S16至S22的處理。
即，如果已經(jīng)判斷緊急程度為高，則本實施例中的切換器116的濾波器設(shè)定部分117立即將已被用至該時間的濾波器Fb切換至緊急情況用濾波器Fe而不設(shè)定在緊急程度為低時才設(shè)定的等待時間tw。需要注意的是，這里使用的術(shù)語“立即”也包括特定緩沖時間存在的情況。因此，假設(shè)在時間點t1′時判斷緊急程度為高，則如圖6所示大約在時間點t1′開始使用用于修正目標驅(qū)動力Pt的緊急情況用濾波器Fe。在此情況下，如圖6所示，基本上不能確保切換前濾波器Fb的輸出值與切換后濾波器Fa的輸出值之間的連續(xù)性。但是，在判斷緊急程度為高時通過在該時間點立即執(zhí)行濾波器切換，可以通過使用緊急情況用濾波器Fe執(zhí)行與緊急程度為高的情況相對應的對目標控制量的合適振動控制修正，并有利地確保車輛行駛的安全性。
如圖5所示，在用于修正目標驅(qū)動力Pt的濾波器切換至緊急情況用濾波器Fe之后，濾波器設(shè)定部分117判斷模式切換器15是否已被駕駛員操作以改變車輛1的行駛模式(S32)。在本實施例的車輛1中，如果在緊急程度為高的同時駕駛員經(jīng)由模式切換器15作出改變行駛模式的請求，則在那時不改變行駛模式。具體而言，如果在S32判斷模式切換器15已被駕駛員操作(S32處為“是”)，則濾波器設(shè)定部分117將緊急情況時模式改變標志打開，其表示在緊急程度為高的同時模式切換器15被駕駛員操作，并且濾波器設(shè)定部分117將表示駕駛員所意圖的行駛模式的信息存儲到預定存儲區(qū)域中(S34)。同時，如果在S32處判斷模式切換器15沒有被駕駛員操作(S32處為“否”)，則略過處理S34。
在執(zhí)行S34的處理之后，或者如果已在S32作出否定判斷，則濾波器設(shè)定部分117判斷是否緊急程度為高(S36)。如果在S36判斷緊急程度為高(S36處為“是”)，則重復從S32至S36的處理。因此，如果判斷緊急程度為高，則繼續(xù)使用緊急情況用濾波器Fe來用于對目標驅(qū)動力Pt的振動控制修正。由此，可以執(zhí)行對目標驅(qū)動力Pt合適的振動控制修正，且由此可有利地確保車輛行駛期間的安全。相反地，如果在S36判斷緊急程度為低(S36處為“否”)，則再次執(zhí)行S10的判斷處理。
這樣，重復執(zhí)行從S10開始的處理。如果判斷緊急程度為低(S10處為“是”)并判斷作為車輛規(guī)格的俯仰共振頻率未改變(S12處為“否”)，則濾波器設(shè)定部分117判斷緊急情況時模式改變標志是否被打開(S26)。如果判斷緊急情況時模式改變標志還沒有被打開(S26中為否)，則再次執(zhí)行S10的判斷處理。
相反地，如果判斷緊急情況時模式改變標志已經(jīng)被打開(S26中為是)，則濾波器設(shè)定部分117從預定存儲區(qū)域讀取相關(guān)于駕駛員所需的行駛模式的信息，并關(guān)閉緊急情況時模式改變標志(S28)。然后，利用在S28從存儲器讀取的信息，濾波器設(shè)定部分117確定用于修正目標驅(qū)動力Pt的新的濾波器(S14)。由此，如果在緊急程度為高時駕駛員提出行駛模式改變請求，則可以在反映駕駛員意圖的同時實現(xiàn)對車輛1良好的振動控制。
盡管基于對于確定等待時間tw(即切換濾波器的時機)的閾值K和閾值N的每個僅存在一個值的假設(shè)描述了本實施例，但這僅是示例說明。就是說，可以存在多個閾值K以與切換前和切換后的濾波器輸出值之間的差值進行比較，以及多個閾值N以與小于或等于閾值K的偏差次數(shù)進行比較。在此情況下，建議從多個閾值K和多個閾值N中選擇與駕駛員指定的行駛模式以及諸如車輛1的行駛狀態(tài)和行駛環(huán)境的其他因素相對應的閾值K和閾值N，并通過所選的閾值K和閾值N的使用來確定濾波器切換時機。
等待時間tw可以是恒定值，這可使得與濾波器切換相關(guān)的控制簡化。也可以具有多個預定等待時間tw。在此情況下，可以從多個等待時間tw中選擇與駕駛員指定的行駛模式以及諸如車輛1的行駛狀態(tài)和行駛環(huán)境之類的其他因素相對應的等待時間tw，并可根據(jù)所選的等待時間tw執(zhí)行濾波器切換。
權(quán)利要求
1.一種車輛控制裝置，其設(shè)定用于車輛行駛的預定目標控制量并基于所述目標控制量控制所述車輛，其特征在于包括至少一個設(shè)定裝置(114)，其用于至少基于駕駛員的請求設(shè)定所述目標控制量；規(guī)格判斷裝置(117)，其用于判斷至少根據(jù)所述駕駛員的請求而改變的車輛規(guī)格是否已經(jīng)改變；第一修正裝置(115)和第二修正裝置(115)，其用于修正由所述至少一個設(shè)定裝置(114)所設(shè)定的所述目標控制量以控制所述車輛的簧上重量的振動，所述第一修正裝置(115)和所述第二修正裝置(115)具有彼此不同的阻尼衰減特性；和切換裝置(116)，其用于在判斷所述車輛規(guī)格已經(jīng)改變的情況下，將對所述振動的控制從所述第一修正裝置(115)切換到所述第二修正裝置(115)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛控制裝置，其中所述第一修正裝置(115)用于在所述車輛規(guī)格改變之前修正所述目標控制量，且其中所述第二修正裝置(115)對應于所述已改變的車輛規(guī)格。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輛控制裝置，其中所述切換裝置(116)能夠設(shè)定等待時間，所述等待時間開始于當所述車輛規(guī)格已經(jīng)改變時、并結(jié)束于當對于所述振動的所述控制從所述第一修正裝置(115)切換到所述第二修正裝置(115)時。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛控制裝置，其中所述切換裝置(116)根據(jù)所述第一修正裝置(115)的輸出值與所述第二修正裝置(115)的輸出值之間的差值來確定所述等待時間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輛控制裝置，其中當所述第一修正裝置(115)的輸出值與所述第二修正裝置(115)的輸出值之間的差值收斂到預定值或低于預定值時，所述切換裝置(116)將所述控制從所述第一修正裝置(115)切換至所述第二修正裝置(115)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輛控制裝置，其中當所述第一修正裝置(115)的輸出值與所述第二修正裝置(115)的輸出值之間的絕對差值收斂到第一閥值或低于第一閾值時，所述切換裝置(116)將所述控制從所述第一修正裝置(115)切換至所述第二修正裝置(115)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛控制裝置，其中當所述絕對差值小于或等于所述第一閾值時，所述切換裝置(116)增加計數(shù)值，且其中如果所述計數(shù)值大于第二閾值，則所述切換裝置(116)判斷所述絕對差值已經(jīng)收斂到所述第一閥值或低于所述第一閾值，并將所述控制從所述第一修正裝置(115)切換至所述第二修正裝置(115)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛控制裝置，其中所述切換裝置(116)至少根據(jù)駕駛員的請求改變所述第一閾值和所述第二閾值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輛控制裝置，還包括緊急情況判斷裝置，其用于至少基于所述車輛的行駛狀態(tài)來判斷緊急程度；和第三修正裝置(115)，其用于基于所述緊急程度來修正所述目標控制量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛控制裝置，其中所述切換裝置(116)基于所述緊急程度即時地將所述控制從所述第一修正裝置(115)切換至所述第三修正裝置(115)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛控制裝置，其中如果至少滿足以下情況之一，所述緊急情況判斷裝置判斷所述緊急程度為高(1)已提出緊急制動請求的情況；(2)已提出行為穩(wěn)定請求的情況；(3)已提出制動輔助請求或防撞請求的情況；(4)已檢測到包括碰撞的緊急情況發(fā)生的可能性的情況；和(5)已發(fā)出故障信號的情況。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的車輛控制裝置，其中如果所述行為穩(wěn)定請求與所述防撞請求被同時輸出，則所述至少一個設(shè)定裝置(118)將優(yōu)先級給予所述防撞請求，且所述切換裝置(116)對應于所述防撞請求將所述控制切換至所述第三修正裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛控制裝置，其中所述目標控制量是所述車輛的目標驅(qū)動力，而且所述第一修正裝置(115)、所述第二修正裝置.(115)和所述第三修正裝置(115)是二維陷波濾波器，且所述第一修正裝置(115)、所述第二修正裝置(115)和所述第三修正裝置(115)具有各自不同的對于阻尼衰減特性的參數(shù)。
14.一種車輛控制裝置，其設(shè)定用于車輛行駛的預定目標控制量并至少基于所述目標控制量控制所述車輛，其特征在于包括至少一個設(shè)定裝置(114)，其用于至少基于駕駛員的請求設(shè)定所述目標控制量；規(guī)格判斷裝置(117)，其用于判斷至少根據(jù)所述駕駛員的請求而改變的車輛規(guī)格是否已經(jīng)改變；第一修正裝置(115)，其用于在判斷所述車輛規(guī)格未改變的情況下修正由所述至少一個設(shè)定裝置(114)所設(shè)定的所述目標控制量以控制所述車輛的簧上重量的振動，所述第一修正裝置(115)具有阻尼衰減特性；和第二修正裝置(115)，其用于在判斷所述車輛規(guī)格已經(jīng)改變的情況下修正所述目標控制量以控制所述振動，所述第二修正裝置(115)具有與所述第一修正裝置(115)不同的阻尼衰減特性。
15.一種車輛控制方法，其中設(shè)定了用于車輛行駛的預定目標控制量，且所述目標控制量由多個修正裝置中的一個修正以控制所述車輛的簧上重量的振動，所述多個修正裝置具有各自不同的阻尼衰減特性，所述方法包括以下步驟(a)至少基于駕駛員的請求設(shè)定所述目標控制量；(b)判斷至少根據(jù)所述駕駛員的請求而改變的車輛規(guī)格是否已經(jīng)改變；和(c)在判斷所述車輛規(guī)格已經(jīng)改變的情況下，將對所述車輛的簧上重量的振動的控制從第一修正裝置(115)切換至第二修正裝置(115)，所述第一修正裝置(115)具有阻尼衰減特性，其修正所述設(shè)定的目標控制量，所述第二修正裝置(115)具有與所述第一修正裝置(115)不同的阻尼衰減特性，其修正所述被修正的目標控制量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種車輛控制裝置和車輛控制方法。車輛(1)具有基于目標驅(qū)動力來控制內(nèi)燃機或變速器(5)的驅(qū)動控制ECU(10)。該驅(qū)動控制ECU(10)具有基于駕駛員的請求等設(shè)定目標驅(qū)動力的第一仲裁器(114)、具有各自不同的阻尼衰減特性并修正來自第一仲裁器(114)的目標驅(qū)動力以控制車輛(1)的簧上重量的振動的濾波器(Fl至Fn及Fe)、以及包括切換部分(116a)和濾波器設(shè)定部分(117)的切換器(116)。濾波器設(shè)定部分(117)判斷俯仰共振頻率是否已經(jīng)改變。如果判斷俯仰共振頻率已經(jīng)改變，則濾波器設(shè)定部分(117)從已被用于修正目標驅(qū)動力的濾波器切換至與改變后的俯仰共振頻率對應的濾波器。
文檔編號B60W10/06GK1891514SQ200610098419
公開日2007年1月10日 申請日期2006年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月4日
發(fā)明者及川善貴, 高松秀樹, 稻垣匠二, 河原研司, 中井康裕 申請人:豐田自動車株式會社, 株式會社電裝