车辆的运动控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种车辆的运动控制装置。该车辆的运动控制装置具有：车辆加减速指令运算单元，其根据车辆的横向加加速度来计算车辆加减速指令值；第1车辆横摆力矩指令运算单元，其根据所述车辆的横向加加速度来计算第1车辆横摆力矩指令值；第1模式，根据所述车辆加减速指令值，使所述车辆的4个轮中的左右轮产生大体相同的驱动力或驱动扭矩和/或制动力或制动扭矩，来控制车辆的加减速；以及第2模式，根据所述第1车辆横摆力矩指令值，使所述车辆的4个轮中的左右轮产生不同的驱动力或驱动扭矩和/或制动力或制动扭矩，来控制车辆的横摆力矩，所述第1模式在日常区域进行动作，所述第2模式在从所述日常区域至界限区域的过渡区域中进行动作。

【技术实现步骤摘要】
车辆的运动控制装置本申请为2013年9月20日递交的、申请号为201380051395.1、专利技术名称为“车辆的运动控制装置”的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种使用了制动力以及驱动力的车辆的运动控制装置。
技术介绍
在汽车领域中，为了实现环境友好性、稳定性、舒适性的提高，不仅开发了用于防止转向中的自旋、脱离道路等的侧滑防止装置(ElectronicStabilityControl：以下称为ESC)等车辆控制系统，还在加速开发使用了称为车辆间距离控制(AdaptiveCruiseControl：以下称为ACC)或车道离开防止系统、预碰撞安全的智能道路交通系统(IntelligentTransportSystems：以下称为ITS)的车辆控制系统。ESC是基于直接横摆力矩控制(DirectYaw-momentControl：DYC)的想法的车辆运动控制(参照非专利文献1)。如非专利文献1中记载的那样，该DYC是为了提高车辆的操纵性和稳定性，直接促进车辆的绕Z轴的旋转即横摆运动，或通过使左右轮的制动力或驱动力具有差分来控制用于进行恢复的横摆力矩的方法。此外，还存在以下的方法：与通过方向盘操作产生的横向运动相联系自动地进行加减速，由此在前轮和后轮之间产生负载转移，从而提高车辆的操纵性和稳定性的方法(参照非专利文献2)。用于自动进行的加减速指令值(目标前后加速度Gxc)如下式1所示，[式1]基本是向横向加加速度Gy_dot施加增益Cxy，将赋予了一次延迟后的值设成前后加减速指令的简单的控制规则。另外，Gy：车辆横向加速度、Gy_dot：车辆横向加加速度、Cxy：增益、T：一次延迟时间常数、s：拉普拉斯运算符、Gx_DC：偏置。由此，能够模拟职业驾驶员的横向和前后运动的协同控制策略的一部分，可以实现车辆的操纵性和稳定性的提高。当如上所述进行控制时，关于前后加速度与横向加速度的合成加速度(标记为G)，在横轴取车辆的前后加速度，在纵轴取车辆的横向加速度的图表中，随着时间的经过引导(Vectoring)该合成加速度使其进行曲线性迁移，因此被称为“G-Vectoring控制”。该G-Vectoring控制根据横向加加速度来控制车辆的减速度。另一方面，ESC根据车辆的侧滑来控制车辆的横摆力矩。粗略地讲，控制四个轮子的轮胎制动力之和的为G-Vectoring控制，控制左右每两个轮子的差分的为ESC。根据这样的关系，在专利文献1中公开了如下的车辆的运动控制装置，其特征在于，在可独立地控制四轮的驱动力、制动力的车辆的运动控制装置中，具有第一模式和第二模式，其中，第一模式是根据与横向运动相联系的加减速控制指令，使四个轮子中的左右轮产生大体相同的制动/驱动力的模式；第二模式是基于根据车辆的侧滑信息计算出的横摆力矩控制指令，使四个轮子中的左右轮产生不同的制动/驱动力的模式，在横摆力矩指令小时，通过第一模式进行运转，当横摆力矩指令较大时，通过第二模式进行运转。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011－73534号公报非专利文献非专利文献1：Shibahata、Y.；Tomari、T；andKita、T.；SH-AWD:DirectYawControl(DYC)、15.AachenerKolloquiumFahrzeug-undMotorentechnik、p.1627、1640、1641、2006非专利文献2：M.Yamakado、M.Abe:ImprovementinvehicleagilityandstabilitybyG-Vectoringcontrol、VehicleSystemDynamicsVol.48、Supplement、2010、231-254
技术实现思路
专利技术要解决的问题ESC是一种单独地对左右轮调整各轮的制动力来产生偏转力矩，并进行反馈控制，从而使通过车辆运动模型计算出的理想的运动与实际运动接近的方法。控制所需要的横摆力矩根据车辆的运动状态时时刻刻发生变化，因此为了实现该横摆力矩，笼统地讲具有以下2个条件。(1)通过车辆运动模型的高精度化、高速运算确保理想的运动状态的计算精度；车辆运动状态的正确的测量、推定；基于这些的正确的侧滑信息的计算、正确的滑动速率的运算、控制为此，难以向CAN(ControlAreaNetwork，控制区域网络)等各种通信速度不同的(还存在延迟信号)环境进行安装，需要控制状态量自身(滑动速率或液压指令等)不会受到与CAN信号的通信的影响的ESC单元内的专用的控制器。(2)用于早期动作防止的控制干预阈值的优化原本，ESC为了向车辆的左右轮作用不同的制动力，驾驶员在注意到ESC运转时，感觉到通常的制动在一侧失效。此外，在现有的ESC中，因为使用气筒数量较少的柱塞泵，或通过开/关阀控制在蓄能器中蓄积的液压，所以产生较大的声音和振动，因此需要进行协调，以使ESC仅在确实需要的情况下进行动作。为此，需要将控制干预阈值取得较大，在车辆确实陷入不稳定状态后进行控制。另一方面，G-Vectoring控制(以下，称为GVC)是基本上将与车辆的横向加加速度成比例的加减速设为控制指令的控制运算附加非常小的开环控制。进行减速控制时的制动与驾驶员通常操作的常用制动相同，是4轮同压控制，并且进行了如下报告：即使如上那样进行控制不仅不会产生不舒适感，而且因为模拟了职业驾驶员的横向和前后运动的协同控制策略的一部分，所以车辆的旋转和俯仰协同，驾驶舒适。此外，只要进行与驾驶员同等程度的速度的减速控制即可，因此可以通过使用通常的CAN信号将控制指令发送给制动控制器来实现控制。然而，因为频繁地从通常区域开始进行运转，所以需要不会产生动作声音和振动的NVH(Noise、Vibration、Harshness：噪声、振动与声振粗糙度)性能高，并且耐久性高的用于减速的执行器(智能执行器)。图4表示ESC和GVC的各自的条件、将这些条件组合后的混合控制的条件。如上所述，关于ESC和GVC的混合控制，运动性能最高，但为了满足ESC侧的条件，需要向NVH性能优越的高级规格的ESC单元内的专用控制器中加入ESC和GVC的混合控制软件。并且，例如通过使ESC侧的阈值发生变化来进行“协调”，能够使GVC与ESC的联系变得平滑。具体而言，能够采用以下的方法：通过使ESC的过度转向修正的干预阈值变小，最大限度地产生由GVC实现的敏捷性(Agility)提升效果(强制使提升效果接近中性转向)，通过ESC应对万一产生的自旋。现实中，向ESC单元内的专用控制器组入ESC和GVC的混合控制软件必须是ESC供应商。为了向更多的驾驶员提供该技术，需要与更多的实现方式对应。图5表示将GVC逻辑配备在硬件的哪个控制器上的比较表(将GVC以外的控制内容记载为现有控制)。例如在图5的No.2中，是作为智能执行器使用电动液压型制动执行器来实现GVC，通过通常的通用ESC来实现侧滑防止效果的结构。此外，在No.5中，是将电动汽车的再生制动力用于GVC，通过通常的通用ESC来实现侧滑防止效果的结构。此外，No.1、3、4、6使用NVH性能高的高级ESC，但除了No.1以外，在需要高速运算的ESC控制器的外侧配备GVC逻辑，通过CAN信号对高级规格的ESC进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆的运动控制装置，其特征在于，具有：车辆加减速指令运算单元，其根据车辆的横向加加速度来计算车辆加减速指令值；第1车辆横摆力矩指令运算单元，其根据所述车辆的横向加加速度来计算第1车辆横摆力矩指令值；第1模式，根据所述车辆加减速指令值，使所述车辆的4个轮中的左右轮产生大体相同的驱动力或驱动扭矩和/或制动力或制动扭矩，来控制车辆的加减速；以及第2模式，根据所述第1车辆横摆力矩指令值，使所述车辆的4个轮中的左右轮产生不同的驱动力或驱动扭矩和/或制动力或制动扭矩，来控制车辆的横摆力矩，所述第1模式在日常区域进行动作，所述第2模式在从所述日常区域至界限区域的过渡区域中进行动作。

【技术特征摘要】
2012.10.01 JP 2012-2190171.一种车辆的运动控制装置，其特征在于，具有：车辆加减速指令运算单元，其根据车辆的横向加加速度来计算车辆加减速指令值；第1车辆横摆力矩指令运算单元，其根据所述车辆的横向加加速度来计算第1车辆横摆力矩指令值；第1模式，根据所述车辆加减速指令值，使所述车辆的4个轮中的左右轮产生大体相同的驱动力或驱动扭矩和/或制动力或制动扭矩，来控制车辆的加减速；以及第2模式，根据所述第1车辆横摆力矩指令值，使所述车辆的4个轮中的左右轮产生不同的驱动力或驱动扭矩和/或制动力或制动扭矩，来控制车辆的横摆力矩，所述第1模式在日常区域进行动作，所述第2模式在从所述日常区域至界限区域的过渡区域中进行动作。2.根据权利要求1所述的车辆的运动控制装置，其特征在于，所述第1模式是第1.1模式和第1.2模式中的某一方或双方，其中，第1.1模式为在车辆横向加速度与车辆横向加加速度的积为正时，基于通过所述车辆加减速指令运算单元根据所述车辆的横向加加速度计算出的车辆加减速指令值，来控制车辆的减速的模式；第1.2模式为在车辆横向加速度与车辆横向加加速度的积为负时，基于通过所述车辆加减速指令运算单元根据所述车辆的横向加加速度计算出的车辆加减速指令值，来控制车辆的加速的模式。3.根据权利要求1所述的车辆的运动控制装置，其特征在于，所述第2模式是第2.1模式和第2.2模式中的某一方或双方，其中，第2.1模式为在车辆横向加速度与车辆横向加加速度的积为正时，基于所述第1车辆横摆力矩指令运算单元根据所述车辆的横向加加速度计算出的所述第1车辆横摆力矩指令值即车辆转向促进侧的横摆力矩指令值，来控制车辆的转向促进侧的横摆力矩的模式；第2.2模式为在车辆横向加速度与车辆横向加加速度的积为负时，基于所述第1车辆横摆力矩指令运算单元根据所述车辆的横向加加速度计算出的所述第1车辆横摆力矩指令值即车辆稳定侧的横摆力矩指令值，来控制车辆的稳定侧的横摆力矩的模式。4.根据权利要求1所述的车辆的运动控制装置，其特征在于，所述界限区域是目标横向运动与实际横向运动的偏差即横向运动偏差成为预定值以上的区域。5.根据权利要求1所述的车辆的运动控制装置，其特征在于，具有根据所述车辆的侧滑信息，计算第2车辆横摆力矩指令值的第2车辆横摆力矩指令运算单元，并且具有所述第1车辆横摆力矩指令值与所述第2车辆横摆力矩指令值的调停单元，所述调停单元采用并输出所述第1车辆横摆力矩指令值和所述第2车辆横摆力矩指令值中的绝对值大的一方。6.根据权利要求1所述的车辆的运动控制装置，其特征在于，在相同的控制器内具备所述车辆加减速指令运算单元和所述第1车辆横摆力矩指令运算单元，从所述控制器通过通信将由所述车辆加减速指令运算单元计算出的所述车辆加减速指令值和由所述第1车辆横摆力矩指令运算单元计算出的所述第1车辆横摆力矩指令值发送给所述控制单元。7.根据权利要求1所述的车辆的运动控制装置，其特征在于，具有产生制动力或制动扭矩的电动机，所述控制单元具有再生单元，该再生单元再生在由所述电动机产生所述制动力或所述制动扭矩时所产生的电力。8.根据权利要求1所述的车辆的运动控制装置，其特征在于，生成所述车辆加减速指令值，以便在所述车辆的横向加速度增加时使所述车辆减速，在所述车辆的横向加速度减少时使所述车辆加速。9.根据权利要求1所述的车辆的运动控制装置，其特征在于，生成所述车辆加减速指令值...

【专利技术属性】
技术研发人员：山门诚，佐佐木光秀，植山干夫，长塚敬一郎，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP