加速感評價裝置以及車輛控制裝置的製作方法
2023-07-28 11:21:11 1
專利名稱：加速感評價裝置以及車輛控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及加速感評價裝置以及車輛控制裝置，特別涉及可在實際 車輛中對駕駛員所感知的加速感進行評價的加速感評價裝置、以及可以 實現駕駛員所期望的加速性能的車輛控制裝置。
背景技術：
作為本發明的基礎的以往的汽車用動力傳遞機構的模型化系統，使 用車輛模型和人模型，使用駕駛員的頭的傾斜角、對轉速表的視覺量、
對發動機轉速的聽覺量、以及作用於駕駛員身體的正常壓力波形等，來
評價汽車用動力傳遞機構切換特性(日本特表2004 - 530088號公報)。
然而，在以往的技術中，沒有運算表示駕駛員的對加速度的期望值 的物理量。因此，存在無法進行針對駕駛員的加速度期望值的體感加速 度的評價的問題。
發明內容
本發明是為解決上述問題點而完成的，提供一種可以通過運算表示 駕駛員的加速度期望值的物理量，來進行針對駕駛員的加速度期望值的 體感加速度的評價的加速感評價裝置、以及可以實現駕駛員所期望的加 速性能的車輛控制裝置。
為了達成上述目的，本發明之l是一種加速感評價裝置，其特徵是， 具有操作量檢測部，檢測駕駛員在加速車輛時針對車輛的操作量；車 輛/人的動作檢測部，檢測車輛動作量或車輛行動量以及駕駛員的動作 量；期望值物理量運算部，基於上述操作量檢測部的檢測值以及上述車 輛/人的動作檢測部的檢測值，來運算表示駕駛員所期望的加速性能的 期望值的期望值物理量；體感物理量運算部，基於上述車輛/人的動作 檢測部的檢測值，運算表示駕駛員所感知到的加速度的體感的體感物理 量；比較運算部，比較上述期望值物理量和上述體感物理量並輸出；評 價值運算部，基於上述比較運算部的輸出，運算加速感的評價值。
在本發明之l的加速感評價裝置中，以期望值的物理量為目標值， 基於期望值的物理量、與例如表示駕駛員藉助於駕駛員座椅所感知的體 感的物理量之間的偏差或比值，來評價加速感，且該期望值是根據駕駛 員針對車輛的操作量而得到的表示駕駛員所期望的加速性能的期望值。
因此，與僅利用基於全開加速等特定的行駛模式的車輛物理量來進行評 價的加速性能評價法相比，可以利用各種行駛模式來對加速感進行評 價。
此外，在本發明之l的加速感評價裝置中，為了補償基於行駛環境 的駕駛員心理的特性，還可以具有駕駛員心理特性補償部，用以修正期 望值的物理量。
另外，本發明之2是車輛控制裝置具有操作量檢測部，檢測駕駛 員加速車輛時針對車輛的操作量；車輛/人的動作檢測部，檢測車輛動 作量或車輛動作量以及駕駛員的動作量；期望值物理量運算部，基於上 述操作量檢測部的檢測值以及上述車輛/人的動作檢測部的檢測值，來 運算表示駕駛員所期望的加速性能的期望值的期望值物理量；體感物理 量運算部，基於上述車輛/人的動作檢測部的檢測值，運算表示駕駛員 所感知到的加速度的體感的體感物理量；比較運算部，比較上述期望值 物理量和上述體感物理量並輸出；死區部，輸入上述比較運算部的輸出， 將人的閾值特性設為死區；車輛/人體響應補償部，輸入上述死區部的 輸出，補償車輛和人體的響應特性並輸出；控制部，基於上述車輛/人 體響應補償部的輸出，控制車輛以得到駕駛員所期望的加速性能。
在本發明之2的車輛控制裝置中，基於超過人的閾值特性的死區、 例如超過人的知覺閾值的死區的偏差或比值來控制車輛，以獲得駕駛員 所期望的加速性能。因此，根據車輛的控制可進行甚至是人體的前後晃 動的相位補償，得到平穩的加速性能。
在本發明之2的車輛控制裝置中，可以控制發動機轉矩以及變速機 的變速比中的至少一者。
上述本發明之l以及本發明之2的期望值物理量運算部，具有車 輛前後加速度運算部，基於油門開度、變速機的變速級數、車輛重量、 車速以及行駛路面信息，來運算車輛前後加速度；響應特性濾波器單元，
根據基於行駛路面信息的響應特性，來修正上述車輛前後加速度；微分 單元，對來自響應特性濾波器單元的輸出值進行微分。
本發明之l的加速感評價裝置的體感物理量運算部，可以具有皮 膚感覺加速度運算部，在由於加速時的駕駛員的前後晃動而引起駕駛員 的後背按壓座椅靠背時有按壓載荷作用於其後背的情況下，基於該按壓 栽荷的加速前後的變化量，而將與上述變化量等效的前後加速度作為皮 膚感覺加速度進行運算；微分單元，對來自上述運算部的輸出值進行微 分，並作為皮膚感覺前後衝擊(jerk)而進行輸出。
本發明之1的加速感評價裝置的上述車輛/人的動作檢測部，檢測駕 駛員的頭部的前後加速度、駕駛員的肩的前後加速度以及駕駛員的肩的 傾斜角，上述體感物理量運算部，具有深部感覺加速度運算部，且該深 部感覺加速度運算部基於上述駕駛員的頭部的前後加速度、上述駕駛員 的肩的前後加速度以及上述駕駛員的肩的傾斜角，運算駕駛員的頸部的 前後衝擊以及深部感覺加速度。
另外，可以使本發明之2的車輛控制裝置的體感物理量運算部具有 載荷比偏差運算部，將由於加速時的駕駛員的前後晃動而引起駕駛員的 後背按壓座椅靠背時的、作用於其後背的按壓載荷的加速前後的變化量 作為載荷比偏差進行運算；微分單元，對來自上述運算部的輸出值進行 微分，並作為載荷比偏差的速度進行輸出。
可以根據期望值的物理量的大小來改變本發明之2的死區部的死區 的寬度。
如上說明，根據本發明的加速感評價裝置，基於根據駕駛員針對車 輛的操作量所得到的表示駕駛員所期望的加速性能的期望值的期望值 物理量，和表示駕駛員感知的體感的物理量的偏差或比值，來評價加速 感。因此，得到可以在各種的行駛模式下評價加速感的效杲。
另外，根據本發明的車輛控制裝置，基於超過人的閾值特性的死區 的偏差或比值，控制車輛以獲得駕駛員所期望的加速性能。因此，得到 如下的效果可以根據車輛的控制，甚至對人體的前後晃動進行相位補 償，得到平穩的加速性能。
圖l是表示本發明的第一實施方式的加速感評價裝置的方框圖。
圖2是詳細地表示第一實施方式的加速感評價裝置的方框圖。
圖3是詳細地表示第二實施方式的加速感評價裝置的方框圖。
圖4是表示本發明的加速感評價裝置的變形例(第三實施方式)的 方框圖。
圖5是表示在圖4的轉換單元中使用的史蒂文斯冪定律的特性的線圖。
圖6是表示本發明的第四實施方式的、控制發動機轉矩的車輛控制 裝置的方框圖。
圖7是詳細表示第四實施方式的車輛控制裝置的方框圖。
圖8是詳細表示第五實施方式的車輛控制裝置中的體感物理量運算 部的方框圖。
圖9是表示本發明的行駛環境補償型加速性自適應車輛控制裝置的 實施方式(第六實施方式)的方框圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發明的實施方式進行詳細地說明。第一實施方 式中，作為與駕駛員對車輛進行了操作時的加速度相關聯的操作量，檢
測油門開度以及變速級數(或變速模式)。並且，作為車輛/人的狀態量， 檢測傾斜角、車輛重量、發動機轉速、車速、路面坡度、針對座椅的坐 墊的載荷即坐墊載荷Wc、針對座椅靠背的載荷即靠背載荷Wb、以及 車身地板前後加速度。基於這些檢測結果進行加速感評價。
如圖l所示，在第一實施方式的加速感評價裝置中，設置有操作量 檢測部10、以及車輛/人的狀態量檢測部12。操作量檢測部IO，檢測與 駕駛員對車輛進行了操作時的加速度相關聯的操作量、即油門開度以及 變速模式或變速級數等的車輛操作量。車輛/人的狀態量檢測部12，檢測車輛狀態量以及駕駛員的狀態量亦即人的狀態量的至少一者。在車輛
狀態量中，包括傾斜角、加速時由駕駛員向坐墊作用的載荷亦即坐墊 載荷Wc、由於加速時的駕駛員的前後晃動而引起駕駛員的後背按壓座 椅靠背時，作用於駕駛員後背的針對靠背的載荷亦即靠背載荷Wb、以 及車身地板前後加速度、車輛重量、車速、以及路面坡度等。
利用操作量檢測部10檢測出的車輛操作量以及利用狀態量檢測部 12檢測出的車輛/人的狀態量，可以根據加速感的評價的精度等條件變 更。在狀態量檢測部12中，也可以還檢測傾斜率、車速、以及發動機 轉速等的車輛狀態量，也可以還檢測駕駛員的狀態量亦即人的狀態量。
操作量檢測部10以及狀態量檢測部12的輸出端，與期望值物理量 運算部14連接。期望值物理量運算部14，基於操作量亦即油門開度以 及變速級數、和車輛狀態量亦即車輛重量、車速、以及路面坡度，運算 表示駕駛員所期望的加速性能的期望值的期望值物理量。車輛/人的狀 態量檢測部12的輸出端，既與期望值物理量運算部14連接，也與體感 物理量運算部16連接。體感物理量運算部16，基於坐墊載荷Wc、靠 背載荷Wb、以及車身地板前後加速度，運算表示駕駛員感知的加速度 的體感的體感物理量。
期望值物理量運算部14以及體感物理量運算部16，與比較運算部 18連接。比較運算部18，運算期望值物理量與體感物理量的偏差，或 期望值物理量與體感物理量的比值。由比較運算部18運算的偏差或比 值，也可以以期望值物理量以及體感物理量的某一為基準，通過運算該 偏差或比值，可以運算表示體感相對期望值為何種程度的指標。
比較運算部18與評價物理量運算部20連接。評價物理量運算部20, 基於比較運算部18的輸出，運算相對於期望值物理量的體感物理量的 的評價值(評價物理量)H。
如圖2所示，在期望值物理量運算部14中，設置有車輛前後加速 度運算部14a、響應延遲時間算出部14b。車輛前後加速度運算部14a, 基於油門開度、變速級數、車輛重量、車速、以及路面坡度來運算車輛 前後方向的加速度亦即車輛前後加速度oc。響應延遲時間算出部14b， 基於路面坡度計算出由於行駛路面狀況而引起的響應延遲時間(時間常數)T。響應延遲時間算出部14b，例如根據上坡或下坡計算出響應延 遲時間T。
另外，車輛前後加速度運算部14a，與人體響應部14e連接，且該 人體響應部14e具有由響應特性濾波器構成的一次延遲單元。響應特性 濾波器，包含與上坡以及下坡等的行駛路面信息相應的響應延遲時間 T、以及最終值Kl,根據基於行駛路面信息的響應特性，修正加速性能 的期望值物理量。該響應延遲時間T，是駕駛員根據由狀態檢測部12 所檢測出的路面坡度而期望的人體響應的響應時間。使車輛前後加速度 oc通過包含人體響應部14e的最終值(增益)Kl的一次延遲單元，由 此，來輸出表示與駕駛員的後背的壓迫感等效的加速度的加速度期望值 ocbc。即，從人體響應部14e輸出相對於前後方向的人體晃動而言的所 期望的加速度的期望值，且該前後方向的人體晃動是相對於車身地板的 前後加速度的基於靠背的彈簧和乘員的質量而產生的。
另外，在人體響應部14e的輸出端，連接有對人體響應部14e的輸 出進行微分的第1微分單元14f。通過對人體響應部14e的輸出亦即加 速度期望值ocbc進行樣史分，輸出衝擊(jerk)的期望值Jbc。
這裡，關於本實施方式的人體響應部，對如上述說明那樣〗吏用具有 增益K1的一次延遲的例子進行了說明，但本發明不局限於該構成。人 體響應部也可以j吏用n次的延遲特性。
在本實施方式中，上述內容是最低限度的構成。另外，為了提高期 望值物理量運算部的運算精度，只要賦予上身前後傳遞涵數即可。
在體感物理量運算部16中，設置有座椅載荷存儲部16a。座椅載荷 存儲部16a，基於車身地板前後加速度，存儲車身地板前後加速度產生 之前的座椅載荷(坐墊載荷Wci、以及靠背載荷Wbi)。
另外，在體感物理量運算部16中，設置有載荷比運算部16b、以及 載荷比運算部16c。載荷比運算部16b，運算當前的靠背載荷Wb對坐 墊載荷Wc與靠背載荷Wb之和的比值、即加速後的載荷比R。載荷比 運算部16c，運算加速前的靠背載荷Wbi對坐墊載荷Wci與靠背載荷 Wbi之和的比值、即加速前的載荷比Ri。這裡，之所以〗吏用各載荷比
運算部來運算靠椅載荷比，是為了消除駕駛員的體重差。
載荷比運算部16b以及載荷比運算部16c的各輸出端，與減法計算 單元16d連接。在減法計算單元16d中運算載荷比偏差ARb，且該載 荷比偏差△ Rb是從加速後的載荷比R中減去加速前的載荷比Ri而得到 的。在減法計算單元16d的輸出端，連接有乘法單元16e。乘法單元16e 對載荷比偏差ARb乘以用於換算成皮膚感覺加速度ocbl的換算係數 Kg。乘法單元16e，將對載荷比偏差ARb乘以換算係數Kg後而得到的 乘積作為皮膚感覺加速度ocbl輸出。由此，可以在由於加速時的駕駛 員的前後晃動而引起駕駛員後背按壓座椅靠背時有按壓載荷作用於其 後背的情況下，基於該按壓載荷的加速前後的變化量、即載荷比偏差， 將與變化量等效的上述加速度作為皮膚感覺加速度ocbl進行運算。
另外，在乘法要素16e的輸出端，連接有對乘法單元16e的輸出進 行孩史分的第2微分單元16f，通過對皮膚感覺加速度abl進行微分輸出 皮膚感覺前後衝擊Jb。
在比較運算部18中，設置有減法計算單元18a、以及減法計算單元 18b。減法計算單元18a輸出從加速度期望值ocbc中減去皮膚感覺加速 度otbl後的差值。減法計算單元18b輸出從衝擊期望值Jbc中減去皮 膚感覺衝擊Jb後而得到的差值。乘法計算單元18c與減法計算單元18a 連接，用以進行乘以係數A的計算，且乘法計算單元18d與減法計算單 元18b連接，用以進行乘以係數B的計算。
而且，評價物理量運算部20,基於乘法計算單元18c以及乘法計算 單元18d的各輸出，對實際駕駛員所感知的體感物理量相對根據油門開 度而得到的駕駛員的加速度的期望值(加速度期望值ocbc、以及衝擊期 望值Jbc)為何種程度進行評價，並將評價值(評價物理量)H輸出。
下面，對評價值H的計算進行說明，評價物理量運算部20，對比 較運算部18的輸出△ ocb、 AJb，以與事先進行的加速感的感官評價之 間的關係式作為基礎運算評價物理量。在本實施方式中，把加速度的偏 差Aab、和衝擊的偏差AJb作為輸入，以與感官評價之間的回歸式為 基礎，按照下式運算評價值H。
formula see original document page 12這裡，kl以及k2是回歸係數，C是常數。
此外，在上述中，作為求解評價值的回歸式，雖然表示了一次線性 回歸式，但本發明並不局限於此。為了求得評價值，也可以使用非線性 的回歸式。
利用本實施方式的操作檢測部10得到的駕駛員的油門開度，是表 示駕駛員的加速度的意圖的信息。在油門開度增加時，可以將相對於當 前狀況車速的車速增加(驅動力增加)要求、即油門開度，看作為相當 於車輛加速度的量。只是對於車輛加速度，即便油門開度相同，由於變 速機的變速級數而引起驅動力不同。另外，還由與基於車速或路面坡度 的行駛阻力之間的均衡情況來決定。由此看出，由車輛前後加速度運算 部14a,根據油門開度、基於變速機的變速級數的驅動力、車速、由路 面坡度決定的行駛阻力、以及車輛重量，來推定車輛前後加速度。
另一方面，作為駕駛員對於已產生的車輛加速度，感知加速的感覺 器，有由皮膚感覺和深部感覺構成的體性感覺器。皮膚感覺，是由皮膚 感覺接受器的默可爾(Merkel)板和邁斯納(Meissner )小體來感知後 背按壓座椅時的載荷以及載荷變化。另外，深部感覺，由位於骨骼肌的 肌梭為了維持姿勢通過肌肉或肌腱的動作(伸縮)來感知。因此，可以 將各種交通工具的加速體驗的加速度的大小，考慮成通過體性感覺量的 方式來存儲的量。
因此，將針對於駕駛員的油門操作所期望的加速，通過利用體性感 覺所感知的物理量來表現即可。因此，已說明的例子中，與車輛加速度 相應考慮人體響應的同時，將沒有加速震動的特性假設成理想的期望 值，並且作為人體響應部的特性在本實施方式中使用了一次延遲。而且， 一次延遲的時間常數T,在路面為上坡和下坡的情況下，駕駛員預先期 望的響應時間不同。即，在路面為上坡的情況下，駕駛員根據經驗期望 與平坦路的時間常數T相比較大。另外，在路面為下坡的情況下，駕駛 員期望與平坦路的時間常T相比較小。將這樣得到的加速度期望值oc bc 通過第一微分單元進行微分，來運算衝擊期望值Jbc。其是與皮膚感覺 接受器的載荷變化相當的值(加速前後上身質量沒有變化)。
根據本實施方式，根據與加速度相關聯的操作量以及車輛狀態量來 運算加速度的期望值物理量的同時，根據車輛狀態量來運算加速度的體 感物理量。基於運算出的加速度的期望值的物理量和加速度的體感物理 量的偏差或比值，可以評價加速度的體感對於駕駛員的加速度的期望為 何種程度。
下面，參照圖3對本發明的第二實施方式的加速度評價裝置進行說 明。本實施方式，利用車輛/人的狀態量檢測部來檢測出車輛狀態量以 及人的狀態量(車輛/人的狀態量)，並且除第一實施方式中用到的皮 膚感覺加速度abl以及皮膚感覺前後沖擊Jb以外，還作為體感物理量 運算頸部的前後衝擊Jn以及深部感覺加速度ab2。因此，在本實施方 式中，如圖3所示，作為車輛/人的狀態量，除車身地板前後加速度、 坐墊載荷Wc、以及靠背載荷Wb以外，還檢測出駕駛員的頭部的前後 加速度ah、駕駛員的肩的前後加速度as、以及駕駛員的肩的傾斜角 Ps。
另外，在圖3中對與圖l對應的部分標以相同符號省略說明。
在本實施方式中，還利用車輛/人的狀態量檢測部12來檢測駕駛 員的頭部的前後加速度ah、駕駛員的肩的前後加速度ocs、以及駕駛員 的肩的傾斜角Ps。
另外，如圖3所示，在本實施方式的體感物理量運算部16中，設 置有M次的低通過濾波器16g。該低通過濾波器16g是為了除去噪聲和 除去人體晃動的響應頻率以上的變動成分而設置的，向低通過濾波器 16g，分別輸入駕駛員的頭部的前後加速度ah、駕駛員的肩的前後加速 度ocs、以及駕駛員的肩的傾斜角Ps的檢測值，來除去噪聲和除去人體 晃動的響應頻率以上的變動部分。在低通過濾波器16g的輸出端，設置 有減法計算單元16h。減法計算單元16h輸出從駕駛員的頭部的前後加 速度och的檢測值中減去駕駛員的肩的前後減速度as後而得到的偏差 △ ahs。該偏差A ahs表示作為刺^t力作用於頸部的加速度。
另外，在體感物理量運算部16中，設置有乘法計算單元16i、以及 乘法計算單元16j。在乘法計算單元16i中，進行乘以第2換算係數Kgn 的計算，用以將加速度換算成力。乘法計算單元16i對從減法計算單元16h輸出的偏差乘以換算係數Kgn,將偏差換算成力輸出。乘法計算單 元16j對傾斜角Ps乘以第3換算係數Kgs，換算成深部感覺加速度oc b2。
在乘法計算單元16i的輸出端，設置有第3微分單元16k。第3微 分單元16k對乘法計算單元16i的輸出進行微分，作為前後沖擊Jn輸 出。前後衝擊Jn是與頸部的前後刺激力的變化量成比例的量。
在本實施方式中，通過利用第3微分單元16k進行微分，來運算與 對頸部作用的刺激力的變化成比例的頸部的前後沖擊Jn。之所以運算 頸部的前後衝擊Jn,是因為考慮到，由於頭部的質量與上身質量相比 較小，所以當產生突然加速時，在姿勢維持功能發生作用之前，頭部先 於身體向後方移動，之後靠其後頸的筋肉力量使頭部回復至原來的位
置，通過此時作用於頸部的衝擊的大小，來感知加速震動的強度。
向乘法計算單元16j中，輸入除去了噪聲以及人體晃動的響應頻率 以上的變動的肩的傾斜角Ps，並將對傾斜角Ps乘以第3換算係數Kgs 後而得到的值作為深部感覺加速度ct b2輸出。該深部感覺加速度a b2， 相當於駕駛員欲保持自身的姿勢而由自身所忍受的量。
利用i史置於本實施方式的比較運算部18的減法計算單元18a，從加 速度期望值abc中減去皮膚感覺加速度abl以及深部感覺加速度otb2 之和。利用乘法計算單元18c對偏差(=ocbc- otbl- ocb2)乘以係數 A後換算成加速度的偏差A ab。另外，對從衝擊期望值Jbc中減去皮 膚感覺前後衝擊Jb後而得到的偏差乘以係數B，來運算衝擊的偏差A Jb,並且基於上述(1)式來運算評價值H。
在本實施方式中，除皮膚感覺加速度ocbl以及皮膚感覺前後衝擊 Jb以外，作為體感物理量還運算頸部的前後衝擊Jn以及深部感覺加速 度otb2。因此，與第一實施方式相比，可進行精度更高的加速感的評價。
下面，對本發明的加速度評價裝置的變形例(第三實施方式)進行 說明。該變形例，如圖4所示，是按照用以描述刺激與感覺之間的關係 的下面的(2)式表示的史蒂文斯(Stevens)冪定律，來改變由體感物 理量運算部的兩個載荷比運算部16b、 16c的各個輸出端所輸入的載荷
比的情形。在圖5中表示史蒂文斯冪定律的特性。
R, = k Ra …(2 )
這裡R相當於刺激的載荷比，R，是表示感覺的物理量、k以及a 是參數。
根據該變形例，利用每個使用了感覺係數k的轉換單元16m，將加速 後的載荷比R、以及加速前的載荷比Ri轉換成與駕駛員的感覺相應的值。 由此，可以運算精度優良的皮膚感覺加速度ocb、以及皮膚感覺前後衝擊 Jb。
下面，參照圖6對本發明的第四實施方式的控制發動機轉矩的車輛控 制裝置進行說明。本實施方式，作為操作量檢測出油門開度以及變速級數， 作為車輛/人的狀態量檢測出車身 1前後加速度、坐墊載荷Wc、靠背 載荷Wb、車輛重量、車速、以及路面乾變等，利用第一實施方式的加速 感評價裝置來控制發動機轉矩。因此，對於在圖6中與圖l對應的部分以 及在圖7中與圖2對應的部分，標以相同符號並省略說明。
如圖6所示，在本實施方式中，死區部22與比較運算部18的輸出端 連接，且該死區部22具有人的知覺閾值-dh +(111的寬度的死區。車輛 /人體響應補償部24與死區部22的輸出端連接，且車輛/人體響應補償 部24用以進4於車輛和人體的響應的補償。發動才幾轉矩控制部26與車輛/ 人體響應補償部24連接，且該發動機轉矩控制部26用以基於車輛/人體 響應補償部24輸出來控制發動機轉矩。
如圖7所示，在本實施方式的期望值物理量運算部14中，取代圖2 的一次延遲單元，設置有將最g設為Kw的一次延遲單元14g。通過使 駕駛員的座椅靠背的加速度變化，從包含最g Kw的一次延遲單元14g 通過，來從一次延遲單元14g輸出載荷比偏差的期望值ARbc。
另夕卜，從與一次延遲單元14g的輸出端連接的第1微分單元14f，通過 對載荷比偏差的期望值ARbc進行微分，輸出載荷比偏差的速度的期望值 Rbc。
在本實施方式的體感物理量運算部16中，和圖2的加速感評價裝置不同，沒有設置乘法計算單元16e。因此，從體感物理量運算部16中，分別 輸出載荷比偏差ARb、利用微分單元16f對載荷比偏差ARb進行微分而 得到的載荷比偏差的速度Rb。
本實施方式的比較運算部18,具有從載荷比偏差的期望值ARbc中 減去載荷比偏差ARb的減法計算單元18a;以及從載荷比偏差的速度的期 望值Rbc中減去載荷比偏差的速度Rb的減法計算單元18b。
在死區部22中，設置有死區部22a、死區部22b、乘法計算單元22c、 以及乘法計算單元22d。死區部22a,與減法計算單元18a的輸出端連接， 並且具有-dh1 +dhl的寬度的死區。死區部22b，與減法計算單元18b 的輸出端連接，並且具有-dh2 ~ + dh2的寬度的死區。乘法計算單元22c， 與死區部22a的輸出端連接，而且對所輸入的數據乘以係數Gl。乘法計 算單元22d,與死區部22b的輸出端連接，而且對所輸入的數據乘以係數 G2。
另外，載荷比偏差的速度的期望值Rbc的數據，按照下述的式子,皮輸 入到死區部22b以改變死區的寬度。
dh2 = r Rbc …(3 )
這裡，r是韋伯比(Weberratio)、 dh2《控制精度。
設置於死區部22的乘法計算單元22c以及乘法計算單元22d的輸出 端，分別輸入到車輛/人體響應補償部24。
在發動機轉矩控制部26中，隨著以下各值的增大，即(a)對於 從載荷比偏差的期望值ARbc中減去載荷比偏差ARb後得到的偏差，將 其除去人的閾值特性後，乘以係數G1而得到的值；(b)對於從載荷比偏 差的速度的期望值Rbc中減去載荷比偏差的速度Rb後得到的偏差，將其 除去人的閾值特性後，乘以係數G2而得到的值，通過控制點火時間、燃 料噴射量、空氣量、以及變速級的至少一個來進行控制以使轉矩增大。
另外，在柴油機中，隨著以下各值的增大，即(a)對於從載荷比 偏差的期望值ARbc中減去載荷比偏差ARb後得到的偏差，將其除去人 的閾值特性後，乘以係數G1而得到的值；(b)對於從載荷比偏差的速度
的期望值Rbc中減去載荷比偏差的速度Rb後得到的偏差，將其除去人的 閾值特性後，乘以係數G2而得到的值，通過使燃料噴射量增加來進行控 制以使轉矩增大。由此，可以提高車輛的加速性能。
下面，參照圖8對第五實施方式的車輛控制裝置進行說明。本實施方 式，只在第四實施方式中改變體感物理量運算部。即，取代檢測坐墊載荷 Wc以及靠背載荷Wb,作為車輛/人的狀態量檢測坐墊撓度以及靠背撓 度，根據坐墊撓度運算坐墊載荷Wc，並且，根據靠背撓度運算靠背載荷 Wb。因此，省略對於體感物理量運算部16以外的部分的圖示，在圖8中 對於與圖7對應的部分標以相同符號並省略"^兌明。
如圖8所示，在本實施方式的體感物理量運算部中，設置有坐墊載 荷Wc運算部16p，才艮據坐墊撓度運算坐墊載荷Wc;靠背載荷Wb運算部 16q，根據靠背撓度運算靠背載荷Wb。坐墊載荷Wc運算部16p以及靠背 載^ Wb運算部16q均分別與座椅載荷存儲部16a以及載荷比運算部16b 連接。座椅載荷存儲部16a與載荷比運算部16c連接。
在座椅載荷存儲部16a中，如上述說明，基於所輸入的車身地板前後 加速度，存儲加速度產生前的坐墊載荷Wci以及靠背載荷Wbi。
在本實施方式中，無需檢測坐墊載荷Wc以及靠背載荷Wb，而檢測 坐墊撓度以及靠背撓度。而且，可以根據坐墊撓度來運算坐墊載荷Wc的 同時，可以根據靠背撓度來運算靠背載荷Wb。
下面，對行駛環境補償型加速性自適應車輛控制裝置的實施方式(第 六實施方式)進行說明。本實施方式，在圖1所示的第一實施方式的加速 感評價裝置中設置了駕駛員心理特性補償部30。
根據本實施方式，可以進行基於行駛環境的駕駛員心理的特性的補償。
行駛環境補償型加速性能自適應車輛控制裝置的主要構成示於圖 9。為了進行基於行駛環境的駕駛員心理特性的補償，在圖7的加速性 能自適應車輛控制裝置的構成中，附加了駕駛員心理特性補償部30用
以修正期望值物理量。在駕駛員急於爭先時，急加速或急減速會增多， 油門和剎車的操作頻率變高。根據這樣的操作頻率來運算駕駛員的心急 程度。以使圖7的實施例中所示的期望值物理量運算部14的一次延遲
單元14g的最終值Kw的大小根據心急程度而增大的方式，在駕駛員心 理特性補償部中進行運算，修正期望值物理量、即荷重比期望值和荷重 速度比期望值。由此，得到基於駕駛員的心理狀態的加速性能。另外， 雖然表示了在加速性能自適應控制裝置中設置了駕駛員心理特性補償 部的實施方式，但也可以適用於加速感評價裝置。
產業上的可利用性
可以提供可以利用各種行駛模式來評價加速感的加速感評價裝置， 還可以提供可以得到平穩加速性能的車輛控制裝置。
權利要求
1.一種加速感評價裝置，其特徵在於，具有操作量檢測部，檢測駕駛員在加速車輛時針對車輛的操作量；車輛/人的動作檢測部，檢測車輛動作量或車輛動作量以及駕駛員的動作量；期望值物理量運算部，基於上述操作量檢測部的檢測值以及上述車輛/人的動作檢測部的檢測值，來運算表示駕駛員所期望的加速性能的期望值的期望值物理量；體感物理量運算部，基於上述車輛/人的動作檢測部的檢測值，運算表示駕駛員所感知到的加速度的體感的體感物理量；比較運算部，比較上述期望值物理量和上述體感物理量並輸出；評價值運算部，基於上述比較運算部的輸出，運算加速感的評價值。
2. 根據權利要求l所述的加速感評價裝置，其特徵在於，為了補 償基於行駛環境的駕駛員心理的特性，還具有駕駛員心理特性補償部， 用以修正上述期望值物理量。
3. 根據權利要求l所述的加速感評價裝置，其特徵在於， 上述期望值物理量運算部具有車輛前後加速度運算部，基於油門開度、變速機的變速級數、車輛重量、車速以及行駛路面信息，來運算 車輛前後加速度；響應特性濾波器單元，根據基於行駛路面信息的響應特性，來修正 上述車輛前後加速度並輸出；微分單元，對來自響應特性濾波器單元的輸出值進行微分。
4. 根據權利要求l所述的加速感評價裝置，其特徵在於， 上述體感物理量運算部具有皮膚感覺加速度運算部，在由於加速時的駕駛員的前後晃動而引起 駕駛員的後背按壓座椅靠背時有按壓載荷作用於其後背的情況下，基於 該按壓載荷的加速前後的變化量，而將與上述變化量等效的前後加速度 作為皮膚感覺加速度進行運算並輸出；微分單元，對來自上述皮膚感覺加速度運算部的輸出值進行微分， 並作為皮膚感覺前後衝擊而進行輸出。
5. 根據權利要求4所述的加速感評價裝置，其特徵在於， 上述車輛/人的動作檢測部檢測駕駛員的頭部的前後加速度、駕駛員的肩的前後加速度以及駕駛員的肩的傾斜角，上述體感物理量運算部具有深部感覺加速度運算部，且該深部感覺加速度運算部基於上述駕駛員的頭部的前後加速度、上述駕駛員的肩的 前後加速度以及上述駕駛員的肩的傾斜角，運算駕駛員的頸部的前後沖 擊以及深部感覺加速度。
6. —種車輛控制裝置，其特徵在於，具有操作量檢測部，檢測駕駛員加速車輛時針對車輛的操作量； 車輛/人的動作檢測部，檢測車輛動作量、或車輛動作量以及駕駛 員的動作量；期望值物理量運算部，基於上述操作量檢測部的檢測值以及上述車 輛/人的動作檢測部的檢測值，來運算表示駕駛員所期望的加速性能的 期望值的期望值物理量；體感物理量運算部，基於上述車輛/人的動作檢測部的檢測值，運 算表示駕駛員所感知到的加速度的體感的體感物理量；比較運算部，比較上述期望值物理量和上述體感物理量並輸出； 死區部，輸入上述比較運算部的輸出，將人的閾值特性設為死區； 車輛/人體響應補償部，輸入上述死區部的輸出，補償車輛和人體的響應特性並輸出；控制部，基於上述車輛/人體響應補償部的輸出，控制車輛，以得 到駕駛員所期望的加速性能。
7. 根據權利要求6所述的車輛控制裝置，其特徵在於， 上述控制部控制發動機轉矩以及變速機的變速比的至少一者。
8. 根據權利要求6所述的車輛控制裝置，其特徵在於， 上述期待值物理量運算部具有車輛前後加速度運算部，基於油門開度、變速機的變速級數、車輛 重量、車速以及行駛路面信息，來運算車輛前後加速度；響應特性濾波器單元，根據基於行駛路面信息的響應特性，來修正 上述車輛前後加速度並輸出；微分單元，對來自響應特性濾波器單元的輸出值進行微分。
9. 根據權利要求6所述的車輛控制裝置，其特徵在於， 上迷體感物理量運算部具有載荷比偏差運算部，在由於加速時的駕駛員的前後晃動而引起駕駛員的後背按壓座椅靠背時有按壓栽荷作 用於其後背的情況下，將該按壓載荷的加速前後的變化量作為載荷比偏 差進行運算並輸出；微分單元，對來自上述載荷比偏差運算部的輸出值進行微分，並作 為載荷比偏差的速度進行輸出。
10.根據權利要求6所述的車輛控制裝置，其特徵在於， 根據上述期望值物理量的大小來改變上述死區部的死區的寬度。
全文摘要
本發明提供對與駕駛員的加速度期望值相對應的體感加速度進行評價的加速感評價裝置、以及利用評價結果來控制車輛的車輛控制裝置。該評價裝置，檢測出駕駛員在加速車輛時針對車輛的操作量，檢測出車輛動作量，並基於這些檢測值，運算表示駕駛員所期望的加速性能的期望值的期望值物理量，運算表示駕駛員所感知的加速度的體感的體感物理量，並基於期待值物理量和體感物理量的偏差或比值，來運算加速感的評價值。
文檔編號F16H59/50GK101208590SQ200680023349
公開日2008年6月25日 申請日期2006年7月4日 優先權日2005年7月5日
發明者國分三輝, 安田榮一, 寺澤位好, 小野英一, 嶋田真典, 松永彰生, 武井一剛, 水野雅彥, 野崎雄介 申請人:豐田自動車株式會社