车辆的基准运动状态量的运算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车等车辆的行驶运动的控制，更详细而言涉及行驶运动的控制所使 用的基准运动状态量的运算方法。
【背景技术】
[0002] 在车辆的行驶运动的控制中，通过判别作为车辆的实际运动状态量的实际横摆率 与作为车辆的基准运动状态量的基准横摆率的偏差的大小是否超过基准值，来进行车辆的 转弯运行状况是否恶化的判别。并且，当判别为转弯运行状况恶化时，通过控制车轮的制动 力、转向角，来使车辆的行驶运动稳定化。在这种情况下，基准横摆率作为基于车速、前轮的 转向角、车辆的横向加速度而求算的相对于车辆的规范横摆率处于一阶滞后的关系的值进 行运算。
[0003] 上述一阶滞后的时间常数依赖于车速，并且根据车辆的装载状况而变化。尤其是 在公共汽车、卡车那样装载载荷的变动幅度、车辆的重心位置的变动幅度较大的车辆的情 况下，与乘用车相比，由装载状况引起的上述一阶滞后的时间常数的变化幅度较大。因此， 例如下述的专利文献1记载的那样，已经提出了如下的装置：推定车辆重心的车辆前后方 向位置及前后轮的车轴载荷，基于其推定结果来推定成为一阶滞后的时间常数的变动的主 要原因的前后轮的轮胎的侧偏刚度。
[0004] 若设置该推定装置，则能够基于推定出的前后轮的轮胎的侧偏刚度，来修正一阶 滞后的时间常数。因此，即使在装载载荷的变动幅度、车辆的重心位置的变动幅度较大的车 辆中，也能够基于侧偏刚度，与未修正一阶滞后的时间常数的情况相比适当地控制转弯时 的车辆的行驶运动。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献 I :W02010/082288 公报
【发明内容】
[0008] 发明要解决的课题
[0009] 然而，上述一阶滞后的时间常数也根据车辆的横摆惯性矩的变化而变化，车辆的 横摆惯性矩也根据车辆的装载状况而变化。然而，在上述国际公开公报记载的推定装置中， 未考虑由与车辆的装载状况的变化相伴的车辆的横摆惯性矩的变化引起的一阶滞后的时 间常数的变化，在这一点存在改善的余地。
[0010] 本发明鉴于作为车辆的基准运动状态量的基准横摆率的运算中的上述那样的问 题而作出。并且，本发明的主要课题在于，通过反映由与车辆的装载状况的变化相伴的车辆 的横摆惯性矩的变化引起的一阶滞后的时间常数的变化，能够与以往相比高精度地运算车 辆的行驶运动的控制所使用的车辆的基准运动状态量。
[0011] 用于解决课题的方案及发明效果
[0012] 根据本发明，上述的主要课题通过如下的车辆的基准运动状态量的运算方法来实 现，上述车辆的基准运动状态量相对于车辆的规范运动状态量处于一阶滞后的关系，上述 车辆的基准运动状态量的运算方法的特征在于，推定车辆的总重量及车辆的稳定系数，基 于推定出的总重量及稳定系数来运算车辆的横摆惯性矩的推定值，使用横摆惯性矩的推定 值来运算一阶滞后的时间常数，使用时间常数来运算车辆的基准运动状态量。
[0013] 根据上述的结构，基于总重量及稳定系数来运算车辆的横摆惯性矩的推定值，使 用横摆惯性矩的推定值来运算上述一阶滞后的时间常数，使用该时间常数来运算车辆的基 准运动状态量。
[0014] 因此，即使车辆的总重量、车辆重心的车辆前后方向位置发生变化，也能够推定由 于这些变化而变化的车辆的横摆惯性矩。并且，即使车辆的横摆惯性矩伴随着车辆的装载 状况的变化而变化，也能够使用反映了该变化的一阶滞后的时间常数来高精度地运算车辆 的基准运动状态量。
[0015] 而且，根据本发明，在上述的结构中，可以是，上述一阶滞后的时间常数是车速与 系数之积，使用横摆惯性矩的推定值来运算系数。
[0016] 根据上述的结构，使用横摆惯性矩的推定值来运算系数，因此即使车辆的总重量、 车辆重心的车辆前后方向位置发生变化，也能够根据这些变化而准确地运算上述一阶滞后 的时间常数。因此，无论车辆的总重量、车辆重心的车辆前后方向位置的变化如何，都能够 准确地运算相对于车辆的规范运动状态量处于一阶滞后的关系的车辆的基准运动状态量。
[0017] 而且，根据本发明，在上述的结构中，可以是，基于车辆的总重量及车辆重心的车 辆前后方向位置来运算前轮及后轮的侧偏刚度，使用横摆惯性矩的推定值和前轮及后轮的 侧偏刚度来运算上述系数。
[0018] 根据上述的结构，基于车辆的总重量及车辆重心的车辆前后方向位置来运算前轮 及后轮的侧偏刚度，使用横摆惯性矩的推定值和前轮及后轮的侧偏刚度来运算上述系数。
[0019] 因此，与使用横摆惯性矩的推定值和预先设定的前轮及后轮的侧偏刚度来运算上 述系数的情况相比，即使在车辆的总重量、车辆重心的车辆前后方向位置发生变化的情况 下，也能够准确地运算上述系数。因此，无论车辆的总重量、车辆重心的车辆前后方向位置 的变化如何，都能够更准确地运算车辆的基准运动状态量。
[0020] 而且，根据本发明，在上述的结构中，可以是，基于推定出的总重量及稳定系数来 推定相对于车辆的标准状态的车辆的总重量的变化量及车辆重心的车辆前后方向位置的 变化量，基于车辆的总重量的变化量及车辆重心的车辆前后方向位置的变化量来推定车辆 的横摆惯性矩的变化量，运算推定出的横摆惯性矩的变化量与对车辆的标准状态预先设定 的横摆惯性矩的标准值之和作为车辆的横摆惯性矩的推定值。
[0021] 根据上述的结构，推定相对于车辆的标准状态的车辆的总重量的变化量及车辆重 心的车辆前后方向位置的变化量，基于这些变化量来推定车辆的横摆惯性矩的变化量。并 且，运算推定出的横摆惯性矩的变化量与对车辆的标准状态预先设定的横摆惯性矩的标准 值之和作为车辆的横摆惯性矩的推定值。
[0022] 因此，即使由于车辆的装载状况发生变化而车辆的总重量、车辆重心的车辆前后 方向位置发生变化，也能够推定由这些变化引起的车辆的横摆惯性矩的变化量，由此准确 地推定车辆的横摆惯性矩。因此，即使车辆的横摆惯性矩伴随着车辆的装载状况的变化而 变化，也能够以反映该变化的方式使上述一阶滞后的时间常数变化，由此能够高精度地运 算车辆的基准运动状态量。
[0023] 而且，根据本发明，在上述的结构中，可以是，使用存储装置来运算车辆的横摆惯 性矩的推定值和前轮及后轮的侧偏刚度的推定值，上述存储装置存储预先求出的车辆的总 重量及车辆的稳定系数与车辆的横摆惯性矩的关系，并存储预先求出的车辆的总重量及车 辆的稳定系数与前轮及后轮的侧偏刚度的关系，使用横摆惯性矩的推定值和前轮及后轮的 侧偏刚度的推定值来运算一阶滞后的时间常数。
[0024] 根据上述的结构，使用存储上述关系的存储装置，运算车辆的横摆惯性矩的推定 值和前轮及后轮的侧偏刚度的推定值，使用这些推定值来运算一阶滞后的时间常数。因此， 与推定相对于车辆的标准状态的车辆的总重量的变化量及车辆重心的车辆前后方向位置 的变化量并基于此来推定车辆的横摆惯性矩的情况相比，能够容易地运算车辆的横摆惯性 矩的推定值。而且，与基于车辆的总重量及车辆重心的车辆前后方向位置来推定前轮及后 轮的车轴载荷并基于此来运算前轮及后轮的侧偏刚度的情况相比，能够容易地运算前轮及 后轮的侧偏刚度的推定值。因此，能够容易地运算一阶滞后的时间常数，由此容易地运算车 辆的基准运动状态量。
[0025] 而且，根据本发明，在上述的结构中，可以是，一阶滞后的时间常数是车速与系数 之积，使用横摆惯性矩的推定值和前轮及后轮的侧偏刚度的推定值来运算系数。
[0026] 根据上述的结构，能够容易地运算上述系数，由此能够容易地运算一阶滞后的时 间常数。
[0027] 而且，根据本发明，在上述的结构中，可以是，在车辆的总重量和车辆的稳定系数 中的一方为基于另一方的阈值以下时，不运算车辆的横摆惯性矩的推定值而将横摆惯性矩 的推定值设定为标准值。
[0028] 在车辆的总重量的变化量及车辆的稳定系数的变化量较小时，车辆的横摆惯性矩 与标准值相比变化的量也较小。因此，运算车辆的横摆惯性矩的推定值的必要性较低，也可 以不运算推定值。
[0029] 根据上述的结构，在车辆的总重量及车辆的稳定系数中的一方为基于另一方的阈 值以下时，不运算车辆的横摆惯性矩的推定值而将横摆惯性矩的推定值设定为标准值。因 此，在车辆的横摆惯性矩与标准值相比变化的量较小的状况下，能够省略车辆的横摆惯性 矩的推定值的运算，能够降低运算车辆的基准运动状态量的装置的运算负载。
[0030] 课题解决方案的优选方式
[0031] 将车辆的轴距设为L，将前轮的实际转向角设为δ，将车辆的横向加速度设为Gy。 而且，将车速设为V，将车辆的稳定系数设为Kh，将拉普拉斯算子设为s。车辆的基准横摆率 Yst由下述的式（1)表示。即，车辆的基准横摆率Yst作为相对于式（1)的右边的（）内 的值即车辆的规范横摆率yt的一阶滞后的值进行运算。