专利名称：车辆控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆控制装置。
背景技术：
作为以往的车辆控制装置，例如在专利文献I中公开了基于根据车轮的加速度和滑移率计算出的路面ii进行所谓的ABS控制的防滑控制装置。由此，该防滑控制装置即使处于所有轮进行制动滑移的防滑控制中，也会高精度地估计车身速度，提高防滑控制性能。在先技术文献专利文献 专利文献I :日本专利文件特开平11-048939号公报。
发明内容
发明所要解决的问题然而，如上所述的专利文献I中记载的防滑控制装置例如在ABS控制等对车轮的滑移状态进行控制时的控制精度上还有进一步改善的余地。本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够提高对车轮的滑移状态进行控制时的控制精度的车辆控制装置。用于解决问题的手段为了实现上述目的，本发明涉及的车辆控制装置的特征在于，在与车辆的行驶状态对应的所述车辆的车轮的车轮加速度和所述车辆的车身速度的比率超过了比率阈值时进行以下控制对在所述车轮上产生的制动驱动力进行控制来抑制所述车轮的滑移。另外，在上述车辆控制装置中可以采用以下方式所述比率阈值根据所述车身速度而变化。另外，在上述车辆控制装置中可以采用以下方式在与所述车辆的行驶状态对应的所述车轮的滑移率超过了预先设定的滑移率阈值时进行以下控制对在所述车轮上产生的制动驱动力进行控制来抑制所述车轮的滑移。另外，在上述车辆控制装置中可以采用以下方式所述比率是与所述车轮的滑移率速度相关的参数。为了实现上述目的，本发明涉及的车辆控制装置的特征在于，在与车辆的行驶状态对应的所述车辆的车轮的滑移率超过了预先设定的滑移率阈值时、或者在与所述车辆的行驶状态对应的所述车轮的滑移率速度超过了预先设定的滑移率速度阈值时进行以下控制对在所述车轮上产生的制动驱动力进行控制来抑制所述车轮的滑移。另外，在上述车辆控制装置中可以采用以下方式所述滑移率速度基于所述车轮的车轮速度和所述车辆的车身速度而被计算出。另外，在上述车辆控制装置中可以采用以下方式所述滑移率速度基于所述车轮的车轮加速度和所述车辆的车身速度而被近似地计算出。
发明的效果本发明涉及的车辆控制装置起到能够提高对车轮的滑移状态进行控制时的控制精度的效果。
图I是实施方式I涉及的车辆控制装置的概略构成图；图2是对滑移率的存在概率进行说明的曲线图；图3是表示相对于滑移率的制动摩擦系数的曲线图；图4是对实施方式I涉及的车辆控制装置的滑移率判定进行说明的曲线图；图5是对实施方式I涉及的车辆控制装置的滑移率速度判定进行说明曲线图；图6是对实施方式I涉及的车辆控制装置的控制的一个例子进行说明的流程图；图7是对实施方式I涉及的车辆控制装置的动作的一个例子进行说明的曲线图；图8是实施方式2涉及的车辆控制装置的概略构成图；图9是对实施方式2涉及的车辆控制装置的比率阈值进行说明的曲线图； 图10是对实施方式2涉及的车辆控制装置的比率判定进行说明的曲线图；图11是对实施方式2涉及的车辆控制装置的控制的一个例子进行说明的流程图。
具体实施例方式以下，基于附图对本发明涉及的车辆控制装置的实施方式进行详细地说明。此外，并不是通过该实施方式限定本发明。另外，在下述实施方式中的构成要素中，包含本领域技术人员能够容易置换的要素、或者实质相同的要素。[实施方式I]图I是实施方式I涉及的车辆控制装置的概略构成图，图2是对滑移率的存在概率进行说明的曲线图，图3是表示相对于滑移率的制动摩擦系数的曲线图，图4是对实施方式I涉及的车辆控制装置的滑移率判定进行说明的曲线图，图5是对实施方式I涉及的车辆控制装置的滑移率速度判定进行说明的曲线图，图6是对实施方式I涉及的车辆控制装置的控制的一个例子进行说明的流程图，图7是对实施方式I涉及的车辆控制装置的动作的一个例子进行说明的曲线图。如图I所示，本实施方式的车辆控制装置I被搭载在车辆2上，对在车辆2的车轮3上产生的制动驱动力进行控制来控制车轮3的滑移状态。车辆2包括车辆控制装置I、车轮3、油门踏板4、驱动源5、制动踏板6、以及制动装置7等。在车辆2中，驱动源5根据驾驶员对油门踏板4的操作而产生动力(转矩)，该动力经由变速器、差动装置、驱动轴等动力传递装置(未图示)被传递给车轮3，在该车轮3上产生驱动力。另外，在车辆2中，制动装置7根据驾驶员对制动踏板6的操作而工作，从而在车轮3上产生制动力。驱动源5是内燃机或电动机等行驶用的动力源。制动装置7是从主缸8经由执行器9向与轮缸10连接的油压路径填充作为工作流体的制动油的、各种公知的油压制动装置。制动装置7基本上通过驾驶员操作制动踏板6，从而根据作用在制动踏板6上的踏板踏力(操作力)通过主缸8对制动油施加主缸压(操作压力)。然后，在制动装置7中，该主缸压力在各轮缸10中作为轮缸压(制动压力)而发生作用，由此包含制动钳、制动块、盘式转子等而构成的油压制动部11工作，在车轮3上产生压力制动力。其间，制动装置7通过执行器9根据运转状态适当地对轮缸压进行调压。更具体而言，执行器9例如通过被车辆控制装置I控制的油压控制装置(油压控制回路)构成。执行器9包含多个配管、油贮存器、油泵、与分别设置在各车轮3的各轮缸10连接的各油压配管、用于使各油压配管的油压分别增压、减压、保持的多个电磁阀等构成。执行器9在通常的运转时例如能够通过按照车辆控制装置I的控制指令驱动油泵或预定的电磁阀，从而根据驾驶员对制动踏板6的操作量(踩入量)对作用在轮缸10上的轮缸压进行调压。另外，执行器9在后述的车辆控制时例如能够通过按照车辆控制装置I的控制指令驱动油泵或预定的电磁阀，从而在对作用在轮缸10上的轮缸压增压的增压模式、保持为基本固定的保持模式、对作用在轮缸10上的轮缸压减压的减压模式等下工作。执行器9能够通过由车辆控制装置I进行的控制，根据车辆2的行驶状态针对分别设置在各车轮3上的轮缸10的每个来单独地设定上述模式。即，执行器9能够与驾驶员对制动踏板6·的操作无关地根据车辆2的行驶状态单独地对作用在各车轮3上的制动力进行调节。这里，车辆控制装置I包含以公知的微型计算机为主体的电子电路来构成，所述微型计算机包含CPU、ROM、RAM以及接口。车辆控制装置I被输入与由安装在车辆2的各处的各种传感器、例如分别检测各车轮3的车轮速度的各车轮速度传感器12等检测出的检测结果对应的电信号。车辆控制装置I基于从各种传感器输入的各种输入信号或各种映射执行被保存的控制程序，由此对驱动源5和执行器9进行控制。本实施方式的车辆控制装置I根据车辆2的行驶状态对驱动源5和执行器9进行控制，由此能够实现车辆2的ABS(Antilock Brake System,防抱死制动系统)功能和TRC(Traction Control System,牵引力控制系统)功能等。S卩，当伴随驾驶员对油门踏板4的踩入操作(加速操作)和对制动踏板6的踩入操作(制动操作)而车轮3发生了滑移时，车辆控制装置I对处于该滑移状态的车轮3的制动驱动力进行调节，从而能够对车轮3施加与车辆2的行驶状态对应的最佳的制动驱动力。车辆控制装置I调节驱动源5的输出和制动装置7的作为制动压力的轮缸压(以下，只要没有特别说明就称为“制动压”)来控制在车轮3上产生的制动驱动力，从而对车轮3的滑移状态、例如车轮3的滑移率进行控制，所述车轮3的滑移率是表示车轮3的轮胎和路面的滑移(滑动)的指标。车辆控制装置I对在车轮3上产生的制动驱动力进行控制，使得实际的滑移率成为目标的滑移率。这里，目标的滑移率例如是车轮3的轮胎的摩擦系数为最大的峰值y滑移率的附近的滑移率。车辆控制装置I为了实现车辆2的ABS功能和TRC功能，而根据车辆2的行驶状态执行该滑移率的控制(滑移率控制)。例如，车辆控制装置I为了抑制在制动装置7根据驾驶员对制动踏板6的踩入操作而工作时可在车轮3上产生的滑移，执行上述滑移率控制来作为ABS功能作用时的制动力控制。该情况下，车辆控制装置I以使实际的滑移率成为目标的滑移率的方式对制动装置7的制动压进行调节，对在车轮3上产生的制动力进行控制。车辆控制装置I在实际的滑移率大于目标的滑移率的情况下对制动压进行减压、降低制动力，另一方面，在实际的滑移率小于目标的滑移率的情况下对制动压进行增压、增加制动力。车辆控制装置I通过重复进行上述动作能够防止制动抱死并缩短车辆2的制动距离，并且能够提高车辆稳定性和转向性。
然而，车辆控制装置I在如上所述的滑移率控制中，例如在基于车轮3的滑移率或者实质与滑移率相当的参数判定制动装置7的制动压的减压开始的情况下，例如有可能根据滑移率的检测精度而在减压开始的判定上产生偏差。这考虑是以下等原因例如使用在判定上的车轮3的滑移率自身说到底是估计值，另外，根据行驶的路面y (例如雪道)、车辆2的车身速度、荷重等，车轮3的轮胎ii -S (摩擦系数-滑移率)特性和轮胎的摩擦系数为最大的峰值U滑移率也发生变化。例如，当车辆2的ABS功能作用时，荷重也以伴随车辆2的减速的加速度的变化量发生变化，由此，峰值U滑移率等也发生变化。如此，在滑移率控制中，针对干扰或设计误差等不确定的变化，轮胎U-S特性和峰值y滑移率发生变化，由此有可能存在控制精度不稳定的运转区域。由此，例如如图2、图3所示，相对于滑移率控制中的目标的滑移率的存在范围A(用实线图示)，实际实现的滑移率的存在范围B(用虚线图示)有可能扩大，其结果是，平均制动U有可能降低。因此，本实施方式的车辆控制装置I通过将车轮3的滑移率速度、或者与车轮 3的滑移率速度相关的参数使用在滑移率控制的开始判定上，能够实现对车轮3的滑移状态进行控制时的控制精度的提高。此外，在以下的说明中，对ABS功能作用时的滑移率控制(制动力控制)进行说明。另外，在本实施方式的说明中，对在滑移率控制的开始判定上使用车轮3的滑移率速度的情况进行说明。车辆控制装置I包含进行各种处理的处理部13、存储有对车辆2的各部进行控制的计算机程序等的存储部14、对车辆2的各部进行驱动的未图示的驱动电路、以及连接各种传感器的输入输出部15来构成，它们之间彼此连接，彼此能够进行信号的收发。并且，在车辆控制装置I中，处理部13在功能概念上设置有根据车辆2的行驶状态求出车轮3的滑移率的滑移率检测部13a、根据车辆2的行驶状态求出车轮3的滑移率速度的滑移率速度检测部13b、对作用在车辆2的车轮3上的制动驱动力进行控制的制动驱动力控制部13c。滑移率检测部13a使用各种公知的方法求出车轮3的滑移率。滑移率检测部13a例如基于车轮速度传感器12检测出的各车轮3的车轮速度和根据各车轮3的车轮速度估计出的车辆2的车身速度使用下述式I所示的数学式(I)求出滑移率。在该数学式(I)中，S表示滑移率，Vw表示车轮速度，Vr表示车身速度。此外，滑移率基于由各车轮速度传感器12检测出的各检测值与各车轮3对应地分别被计算。以下，只要没有特别说明，与该滑移率有关的计算、判定、控制等作为根据各车轮3而分别被执行的计算、判定、控制等来进行说明。[式I]
Vr — VwS=…⑴
Vr滑移率速度检测部13b使用各种公知的方法求出车轮3的滑移率速度。滑移率速度检测部13b例如能够通过计算滑移率检测部13a求出的滑移率的时间微分值来求出车轮3的滑移率速度(换而言之滑移率的变化速度)dS/dt。即，这里的滑移率速度检测部13b根据基于车轮3的车轮速度Vw和车辆2的车身速度Vr计算出的滑移率S求出滑移率速度dS/dt。进一步换而言之，本实施方式的滑移率速度dS/dt结果是基于车轮3的车轮速度Vw和车辆2的车身速度Vr计算的。制动驱动力控制部13c在与车辆2的行驶状态对应的车辆2的车轮3的滑移率超过了预先设定的滑移率阈值时、或者在与车辆2的行驶状态对应的车轮3的滑移率速度超过了预先设定的滑移率速度阈值时，进行以下控制对在车轮3上产生的制动驱动力进行控制来抑制车轮3的滑移。这里，制动驱动力控制部13c分别单独地进行作为使用了车轮3的滑移率的控制开始判定的滑移率判定、以及作为使用了车轮3的滑移率速度的控制开始判定的滑移率速度判定。即，控制开始判定阈值针对车轮3的滑移率和车轮3的滑移率速度分别单独地设定，即，针对车轮3的滑移率预先设定滑移率阈值，针对滑移率速度预先设定滑移率速度阈值。制动驱动力控制部13c在控制开始判定时，独立地分别判定车轮3的滑移率和车轮3的滑移率速度。由此，该车辆控制装置I例如即使在峰值U滑移率根据制动踏板6的踩入方式的差异而发生变化、或者滑移率和滑移率速度的关系根据低y路或高U路等路面状況的变化而发生变化的情况下，也能适当地进行控制开始判定。具体地说，制动驱动力控制部13c例如如图4的S-ii (滑移率-摩擦系数)曲线图所示，作为滑移率判定，而比较滑移率检测部13a求出的车轮3的滑移率S和滑移率阈值SI，在滑移率S超过了滑移率阈值SI时执行以下控制对在车轮3上产生的制动驱动力进 行控制来抑制车轮3的滑移。滑移率阈值SI是根据上述的峰值y滑移率而预先设定的目标的滑移率。该滑移率阈值SI可以具有预定的范围。制动驱动力控制部13c例如在执行了对在车轮3上产生的制动驱动力进行控制来抑制车轮3的滑移的控制的情况下，以将滑移率S收入到预定的范围的方式控制制动驱动力。这里，制动驱动力控制部13c控制制动装置7的执行器9，由此在滑移率S大于滑移率阈值SI (目标的滑移率)的情况下对制动压进行减压、降低制动力，另一方面在滑移率S小于滑移率阈值SI的情况下对制动压进行增压、增加制动力。除此以外，制动驱动力控制部13c例如如图5的S-dS/dt (滑移率-滑移率速度)曲线图所示，作为滑移率速度判定，而比较滑移率速度检测部13b求出的车轮3的滑移率速度dS/dt和滑移率速度阈值DS，在滑移率速度dS/dt超过了滑移率速度阈值DS时执行以下控制对在车轮3上产生的制动驱动力进行控制来抑制车轮3的滑移。滑移率速度阈值DS是根据上述的峰值U滑移率而预先设定的目标的滑移率速度。该滑移率速度阈值DS可以具有预定的范围。该情况下，制动驱动力控制部13c由于与滑移率判定单独地进行该滑移率速度判定，因此即使滑移率S是比滑移率阈值SI小的滑移率S0，如果滑移率速度dS/dt超过了滑移率速度阈值DS则也能开始以下控制对在车轮3上产生的制动驱动力进行控制来抑制车轮3的滑移。这里，当将对车轮3上产生的制动驱动力进行控制来抑制车轮3的滑移的控制设为了执行的情况下的控制是与上述的说明基本相同的。如上所述构成的车辆控制装置I由于在滑移率速度超过滑移率速度阈值时进行对在车轮3上产生的制动驱动力进行控制来抑制车轮3的滑移的控制，因此能够判断仅通过滑移率无法把握的车轮状态(滑移状态)，并根据上述适当地对制动压进行减压、降低制动力，其中，所述滑移率速度相当于与在制动装置7工作时可在车轮3上产生的滑移对应的车轮3的车轮速度的下降程度。其结果是，车辆控制装置I由于目标的滑移率的存在概率提高、平均制动U和平均减速度增加，因此能够缩短制动距离。另外，通过上述，车辆控制装置I在对制动驱动力进行控制来控制车轮3的滑移状态的滑移率控制中，能够适当地应对干扰和设计误差等的不确定的变动，能够提高所谓的鲁棒性。因此，该车辆控制装置I能够通过在车轮3的滑移率控制中采用滑移率速度的控制逻辑，来适当地进行滑移率控制，从而能够提高控制车轮3的滑移状态时的控制精度。另外，车辆控制装置I由于不使通常使用的使用了滑移率的滑移率判定和与其单独进行的使用滑移率速度的滑移率速度判定干涉而双重并用，因此能够应对各种各样的路面，能够进一步提闻鲁棒性，能够进一步提闻控制精度。接着，参考图6的流程图对车辆控制装置I中的控制的一个例子进行说明。此外，这些控制例程以按照几毫秒(ms)至几十毫秒的控制周期重复地被执行。首先，车辆控制装置I的制动驱动力控制部13c作为滑移率判定，判定通过滑移率检测部13a求出的车轮3的滑移率S是否大于预先设定的滑移率阈值SI (S100)。制动驱动力控制部13c在判定为滑移率S是滑移率阈值SI以下的情况下(S100
否)，作为滑移率速度判定，判定由滑移率速度检测部13b求出的车轮3的滑移率速度dS/dt是否大于预先设定的滑移率速度阈值DS (S102)。制动驱动力控制部13c在判定为滑移率速度dS/dt是滑移率速度阈值DS以下的情况下(S102 :否)，结束当前的控制周期，转移到下一个控制周期。制动驱动力控制部13c在判定为滑移率S大于滑移率阈值SI的情况下(S100 是)、或者在判定为滑移率速度dS/dt大于滑移率速度阈值DS的情况下(S102 :是)，开始ABS控制(滑移率控制)，对制动压减压，降低在车轮3上产生的制动力(S104)，结束当前的控制周期，并转移到下一个控制周期。该情况下，制动驱动力控制部13c例如只要根据车辆2的加速度或车身速度、滑移率、滑移率速度等设定制动压的减压量、换而言之设定制动驱动力的降低量即可。此外，在制动压的增压侧的控制中、换而言之在制动驱动力的增加侧的控制中，滑移率判定(S100)、滑移率速度判定(S102)中的滑移率S和滑移率速度dS/dt与滑移率阈值SI和滑移率速度阈值DS的大小关系相反，在S104中对制动压增压，增加在车轮3上产生的制动力。图7是对如上所述构成的车辆控制装置I的动作的一个例子进行说明的S-dS/dt (滑移率-滑移率速度)曲线图，图示了多个(两个)制动踏板6的踩入方式或路面状況(路面U)等的条件不同的情况。如本图所示的线A和线B那样，即使是相同的滑移率，如果制动踏板6的踩入方式或路面状況(路面iO等的条件不同，则滑移率速度会不同。该情况下，车辆控制装置I由于如上所述与滑移率判定不同另外进行该滑移率速度判定，因此例如在线B的条件下，在滑移率S变为滑移率阈值SI之前不开始抑制车轮3的滑移的控制。与此相对，车辆控制装置I在线A的条件下在滑移率S变为滑移率阈值SI之前如果滑移率速度dS/dt超过滑移率速度阈值DS，则开始对在车轮3上产生的制动驱动力进行控制来抑制车轮3的滑移的控制，其结果是，能够可靠地抑制滑移率的过冲等。根据以上说明的实施方式涉及的车辆控制装置I，在与车辆2的行驶状态对应的车辆2的车轮3的滑移率超过了预先设定的滑移率阈值时、或者当与车辆2的行驶状态对应的车轮3的滑移率速度超过了预先设定的滑移率速度阈值时，进行对在车轮3上产生的制动驱动力进行控制来抑制车轮3的滑移的控制。因此，车辆控制装置I例如能够降低驾驶员进行的制动踏板6的踩踏方式等的操作或路面的影响等，提高对车轮3的滑移状态进行控制时的控制精度。此外，在以上的说明中，滑移率速度dS/dt通过对滑移率S以时间进行微分来计算，结果是，作为基于车轮3的车轮速度Vw和车辆2的车身速度Vr而计算的情况而进行了说明，但并不限于此。滑移率速度dS/dt可以通过计算滑移率S的每单位时间的变化量来计算。另外，滑移率速度dS/dt可以如以下说明的那样，基于车轮3的车轮加速度和车辆2的车身速度来近似地计算。即，滑移率速度检测部13b可以不管滑移率S如何而基于车轮3的车轮加速度和车辆2的车身速度来近似地计算滑移率速度dS/dt。具体地，上述的数学式(I)能够如下述式2所示的数学式(2)那样进行变形。[式2]
权利要求
1.一种车辆控制装置，其特征在于， 在与车辆的行驶状态对应的所述车辆的车轮的车轮加速度和所述车辆的车身速度的比率超过了比率阈值时进行以下控制对在所述车轮上产生的制动驱动力进行控制来抑制所述车轮的滑移。
2.如权利要求I所述的车辆控制装置，其中， 所述比率阈值根据所述车身速度而变化。
3.如权利要求I或2所述的车辆控制装置，其中， 在与所述车辆的行驶状态对应的所述车轮的滑移率超过了预先设定的滑移率阈值时进行以下控制对在所述车轮上产生的制动驱动力进行控制来抑制所述车轮的滑移。
4.如权利要求I至3中任一项所述的车辆控制装置，其中， 所述比率是与所述车轮的滑移率速度相关的参数。
5.—种车辆控制装置，其特征在于， 在与车辆的行驶状态对应的所述车辆的车轮的滑移率超过了预先设定的滑移率阈值时、或者在与所述车辆的行驶状态对应的所述车轮的滑移率速度超过了预先设定的滑移率速度阈值时进行以下控制对在所述车轮上产生的制动驱动力进行控制来抑制所述车轮的滑移。
6.如权利要求5所述的车辆控制装置，其中， 所述滑移率速度基于所述车轮的车轮速度和所述车辆的车身速度而被计算出。
7.如权利要求5所述的车辆控制装置，其中， 所述滑移率速度基于所述车轮的车轮加速度和所述车辆的车身速度而被近似地计算出。
全文摘要
在与车辆(2)的行驶状态对应的车辆(2)的车轮(3)的滑移率超过了预先设定的滑移率阈值时、或者在与车辆(2)的行驶状态对应的车轮(3)的车轮加速度和车辆(2)的车身速度的比率超过了比率阈值时，进行以下控制对在车轮(3)上产生的制动驱动力进行控制来抑制车轮(3)的滑移。因此，例如，能够降低驾驶员进行的操作或路面的影响等，提高在对车轮(3)的滑移状态进行控制时的控制精度。
文档编号B60T8/1761GK102791546SQ20108006510
公开日2012年11月21日 申请日期2010年3月2日 优先权日2010年3月2日
发明者大久保良辅 申请人:丰田自动车株式会社