車輛的基準(zhǔn)運動狀態(tài)量的運算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車等車輛的行駛運動的控制，更詳細(xì)而言涉及行駛運動的控制所使 用的基準(zhǔn)運動狀態(tài)量的運算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在車輛的行駛運動的控制中，通過判別作為車輛的實際運動狀態(tài)量的實際橫擺率 與作為車輛的基準(zhǔn)運動狀態(tài)量的基準(zhǔn)橫擺率的偏差的大小是否超過基準(zhǔn)值，來進(jìn)行車輛的 轉(zhuǎn)彎運行狀況是否惡化的判別。并且，當(dāng)判別為轉(zhuǎn)彎運行狀況惡化時，通過控制車輪的制動 力、轉(zhuǎn)向角，來使車輛的行駛運動穩(wěn)定化。在這種情況下，基準(zhǔn)橫擺率作為基于車速、前輪的 轉(zhuǎn)向角、車輛的橫向加速度而求算的相對于車輛的規(guī)范橫擺率處于一階滯后的關(guān)系的值進(jìn) 行運算。
[0003] 上述一階滯后的時間常數(shù)依賴于車速，并且根據(jù)車輛的裝載狀況而變化。尤其是 在公共汽車、卡車那樣裝載載荷的變動幅度、車輛的重心位置的變動幅度較大的車輛的情 況下，與乘用車相比，由裝載狀況引起的上述一階滯后的時間常數(shù)的變化幅度較大。因此， 例如下述的專利文獻(xiàn)1記載的那樣，已經(jīng)提出了如下的裝置：推定車輛重心的車輛前后方 向位置及前后輪的車軸載荷，基于其推定結(jié)果來推定成為一階滯后的時間常數(shù)的變動的主 要原因的前后輪的輪胎的側(cè)偏剛度。
[0004] 若設(shè)置該推定裝置，則能夠基于推定出的前后輪的輪胎的側(cè)偏剛度，來修正一階 滯后的時間常數(shù)。因此，即使在裝載載荷的變動幅度、車輛的重心位置的變動幅度較大的車 輛中，也能夠基于側(cè)偏剛度，與未修正一階滯后的時間常數(shù)的情況相比適當(dāng)?shù)乜刂妻D(zhuǎn)彎時 的車輛的行駛運動。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn) I :W02010/082288 公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明要解決的課題
[0009] 然而，上述一階滯后的時間常數(shù)也根據(jù)車輛的橫擺慣性矩的變化而變化，車輛的 橫擺慣性矩也根據(jù)車輛的裝載狀況而變化。然而，在上述國際公開公報記載的推定裝置中， 未考慮由與車輛的裝載狀況的變化相伴的車輛的橫擺慣性矩的變化引起的一階滯后的時 間常數(shù)的變化，在這一點存在改善的余地。
[0010] 本發(fā)明鑒于作為車輛的基準(zhǔn)運動狀態(tài)量的基準(zhǔn)橫擺率的運算中的上述那樣的問 題而作出。并且，本發(fā)明的主要課題在于，通過反映由與車輛的裝載狀況的變化相伴的車輛 的橫擺慣性矩的變化引起的一階滯后的時間常數(shù)的變化，能夠與以往相比高精度地運算車 輛的行駛運動的控制所使用的車輛的基準(zhǔn)運動狀態(tài)量。
[0011] 用于解決課題的方案及發(fā)明效果
[0012] 根據(jù)本發(fā)明，上述的主要課題通過如下的車輛的基準(zhǔn)運動狀態(tài)量的運算方法來實 現(xiàn)，上述車輛的基準(zhǔn)運動狀態(tài)量相對于車輛的規(guī)范運動狀態(tài)量處于一階滯后的關(guān)系，上述 車輛的基準(zhǔn)運動狀態(tài)量的運算方法的特征在于，推定車輛的總重量及車輛的穩(wěn)定系數(shù)，基 于推定出的總重量及穩(wěn)定系數(shù)來運算車輛的橫擺慣性矩的推定值，使用橫擺慣性矩的推定 值來運算一階滯后的時間常數(shù)，使用時間常數(shù)來運算車輛的基準(zhǔn)運動狀態(tài)量。
[0013] 根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，基于總重量及穩(wěn)定系數(shù)來運算車輛的橫擺慣性矩的推定值，使 用橫擺慣性矩的推定值來運算上述一階滯后的時間常數(shù)，使用該時間常數(shù)來運算車輛的基 準(zhǔn)運動狀態(tài)量。
[0014] 因此，即使車輛的總重量、車輛重心的車輛前后方向位置發(fā)生變化，也能夠推定由 于這些變化而變化的車輛的橫擺慣性矩。并且，即使車輛的橫擺慣性矩伴隨著車輛的裝載 狀況的變化而變化，也能夠使用反映了該變化的一階滯后的時間常數(shù)來高精度地運算車輛 的基準(zhǔn)運動狀態(tài)量。
[0015] 而且，根據(jù)本發(fā)明，在上述的結(jié)構(gòu)中，可以是，上述一階滯后的時間常數(shù)是車速與 系數(shù)之積，使用橫擺慣性矩的推定值來運算系數(shù)。
[0016] 根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，使用橫擺慣性矩的推定值來運算系數(shù)，因此即使車輛的總重量、 車輛重心的車輛前后方向位置發(fā)生變化，也能夠根據(jù)這些變化而準(zhǔn)確地運算上述一階滯后 的時間常數(shù)。因此，無論車輛的總重量、車輛重心的車輛前后方向位置的變化如何，都能夠 準(zhǔn)確地運算相對于車輛的規(guī)范運動狀態(tài)量處于一階滯后的關(guān)系的車輛的基準(zhǔn)運動狀態(tài)量。
[0017] 而且，根據(jù)本發(fā)明，在上述的結(jié)構(gòu)中，可以是，基于車輛的總重量及車輛重心的車 輛前后方向位置來運算前輪及后輪的側(cè)偏剛度，使用橫擺慣性矩的推定值和前輪及后輪的 側(cè)偏剛度來運算上述系數(shù)。
[0018] 根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，基于車輛的總重量及車輛重心的車輛前后方向位置來運算前輪 及后輪的側(cè)偏剛度，使用橫擺慣性矩的推定值和前輪及后輪的側(cè)偏剛度來運算上述系數(shù)。
[0019] 因此，與使用橫擺慣性矩的推定值和預(yù)先設(shè)定的前輪及后輪的側(cè)偏剛度來運算上 述系數(shù)的情況相比，即使在車輛的總重量、車輛重心的車輛前后方向位置發(fā)生變化的情況 下，也能夠準(zhǔn)確地運算上述系數(shù)。因此，無論車輛的總重量、車輛重心的車輛前后方向位置 的變化如何，都能夠更準(zhǔn)確地運算車輛的基準(zhǔn)運動狀態(tài)量。
[0020] 而且，根據(jù)本發(fā)明，在上述的結(jié)構(gòu)中，可以是，基于推定出的總重量及穩(wěn)定系數(shù)來 推定相對于車輛的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的車輛的總重量的變化量及車輛重心的車輛前后方向位置的 變化量，基于車輛的總重量的變化量及車輛重心的車輛前后方向位置的變化量來推定車輛 的橫擺慣性矩的變化量，運算推定出的橫擺慣性矩的變化量與對車輛的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)預(yù)先設(shè)定 的橫擺慣性矩的標(biāo)準(zhǔn)值之和作為車輛的橫擺慣性矩的推定值。
[0021] 根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，推定相對于車輛的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的車輛的總重量的變化量及車輛重 心的車輛前后方向位置的變化量，基于這些變化量來推定車輛的橫擺慣性矩的變化量。并 且，運算推定出的橫擺慣性矩的變化量與對車輛的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)預(yù)先設(shè)定的橫擺慣性矩的標(biāo)準(zhǔn) 值之和作為車輛的橫擺慣性矩的推定值。
[0022] 因此，即使由于車輛的裝載狀況發(fā)生變化而車輛的總重量、車輛重心的車輛前后 方向位置發(fā)生變化，也能夠推定由這些變化引起的車輛的橫擺慣性矩的變化量，由此準(zhǔn)確 地推定車輛的橫擺慣性矩。因此，即使車輛的橫擺慣性矩伴隨著車輛的裝載狀況的變化而 變化，也能夠以反映該變化的方式使上述一階滯后的時間常數(shù)變化，由此能夠高精度地運 算車輛的基準(zhǔn)運動狀態(tài)量。
[0023] 而且，根據(jù)本發(fā)明，在上述的結(jié)構(gòu)中，可以是，使用存儲裝置來運算車輛的橫擺慣 性矩的推定值和前輪及后輪的側(cè)偏剛度的推定值，上述存儲裝置存儲預(yù)先求出的車輛的總 重量及車輛的穩(wěn)定系數(shù)與車輛的橫擺慣性矩的關(guān)系，并存儲預(yù)先求出的車輛的總重量及車 輛的穩(wěn)定系數(shù)與前輪及后輪的側(cè)偏剛度的關(guān)系，使用橫擺慣性矩的推定值和前輪及后輪的 側(cè)偏剛度的推定值來運算一階滯后的時間常數(shù)。
[0024] 根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，使用存儲上述關(guān)系的存儲裝置，運算車輛的橫擺慣性矩的推定 值和前輪及后輪的側(cè)偏剛度的推定值，使用這些推定值來運算一階滯后的時間常數(shù)。因此， 與推定相對于車輛的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的車輛的總重量的變化量及車輛重心的車輛前后方向位置 的變化量并基于此來推定車輛的橫擺慣性矩的情況相比，能夠容易地運算車輛的橫擺慣性 矩的推定值。而且，與基于車輛的總重量及車輛重心的車輛前后方向位置來推定前輪及后 輪的車軸載荷并基于此來運算前輪及后輪的側(cè)偏剛度的情況相比，能夠容易地運算前輪及 后輪的側(cè)偏剛度的推定值。因此，能夠容易地運算一階滯后的時間常數(shù)，由此容易地運算車 輛的基準(zhǔn)運動狀態(tài)量。
[0025] 而且，根據(jù)本發(fā)明，在上述的結(jié)構(gòu)中，可以是，一階滯后的時間常數(shù)是車速與系數(shù) 之積，使用橫擺慣性矩的推定值和前輪及后輪的側(cè)偏剛度的推定值來運算系數(shù)。
[0026] 根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，能夠容易地運算上述系數(shù)，由此能夠容易地運算一階滯后的時 間常數(shù)。
[0027] 而且，根據(jù)本發(fā)明，在上述的結(jié)構(gòu)中，可以是，在車輛的總重量和車輛的穩(wěn)定系數(shù) 中的一方為基于另一方的閾值以下時，不運算車輛的橫擺慣性矩的推定值而將橫擺慣性矩 的推定值設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)值。
[0028] 在車輛的總重量的變化量及車輛的穩(wěn)定系數(shù)的變化量較小時，車輛的橫擺慣性矩 與標(biāo)準(zhǔn)值相比變化的量也較小。因此，運算車輛的橫擺慣性矩的推定值的必要性較低，也可 以不運算推定值。
[0029] 根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，在車輛的總重量及車輛的穩(wěn)定系數(shù)中的一方為基于另一方的閾 值以下時，不運算車輛的橫擺慣性矩的推定值而將橫擺慣性矩的推定值設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)值。因 此，在車輛的橫擺慣性矩與標(biāo)準(zhǔn)值相比變化的量較小的狀況下，能夠省略車輛的橫擺慣性 矩的推定值的運算，能夠降低運算車輛的基準(zhǔn)運動狀態(tài)量的裝置的運算負(fù)載。
[0030] 課題解決方案的優(yōu)選方式
[0031] 將車輛的軸距設(shè)為L，將前輪的實際轉(zhuǎn)向角設(shè)為δ，將車輛的橫向加速度設(shè)為Gy。 而且，將車速設(shè)為V，將車輛的穩(wěn)定系數(shù)設(shè)為Kh，將拉普拉斯算子設(shè)為s。車輛的基準(zhǔn)橫擺率 Yst由下述的式（1)表示。即，車輛的基準(zhǔn)橫擺率Yst作為相對于式（1)的右邊的（）內(nèi) 的值即車輛的規(guī)范橫擺率yt的一階滯后的值進(jìn)行運算。