JP2004175353A

JP2004175353A - 車両安定性向上システムのための方法及び装置

Info

Publication number: JP2004175353A
Application number: JP2003395434A
Authority: JP
Inventors: William C Lin; ウィリアム・シー・リン; Shih-Ken Chen; シー−ケン・チェン
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2003-11-26
Publication date: 2004-06-24
Also published as: EP1426268A3; DE60319790D1; EP1426268A2; US6819998B2; US20040102887A1; EP1426268B1; DE60319790T2

Abstract

【課題】車両サブシステムを有する車両のための車両安定性向上システムを提供すること。
【解決手段】車両サブシステム（５０、８０、９０）を有する車両のための車両安定性向上システムは、車両パラメータを感知するためのセンサー（１１０、１２０、１３０、１４０、１５０）と、車両サブシステム（５０、８０、９０）を調整するための車両制御システム（１５０、１８０）と、傾斜角補償制御指令を含むレジスタを有するメモリ（２１０）と、車両制御システム（１５０、１８０）を制御するためにセンサー（１１０、１２０、１３０、１４０、１５０）及びメモリに応答するコントローラー（２００）とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に、車両に関するものであり、より詳細には、車両安定性向上（ＶＳＥ）システムを用いて車両を安定化するための方法及び装置に関する。

ハンドル、ブレーキ及びサスペンションのサブシステムのような従来の車両シャーシのサブシステムは受動的であり、稼動状態におけるそれらのシステムのレスポンスは、車両が製造地点を離れる前に決定されていた。ブレーキング・システムの技術の進歩は、車両のヨーレート（yaw late）・フィードバックを利用する差動ブレーキングをもたらした。そのような進歩は車両安定性向上システムに組み込まれ、車両安定性向上システムにおいては、オンボードのコントローラーが車両のヨーレートを監視し、車両の方向安定性を改良するための適切な制御指令を決定し、修正ヨーモーメント（yaw moment）を生成する適切なブレーキング・メカニズムの作動を実行する。そのような車両安定性向上システムは、典型的には、平地の状況に基づく制御アルゴリズムを利用する。

一つの実施の形態において、少なくとも一つの車両サブシステムを有する車両のための車両安定性向上システムは、車両パラメータを感知するためのセンサーと、車両サブシステムを調整するための車両制御システムと、傾斜角補償制御指令を含むレジスタを有するメモリと、車両制御システムを制御するためにセンサー及びメモリに応答するコントローラーとを備える。

他の実施の形態において、車両サブシステムを有する車両における車両安定性向上システムを制御する方法は、車両パラメータを感知する工程と、車両パラメータに応じて制御利得係数を決定する工程と、車両パラメータに応じて制御フラグの状態を決定する工程と、制御利得係数及び制御フラグに応じて制御指令を計算する工程であって、制御指令が傾斜角補償制御指令を含む工程と、車両サブシステムを調整するために制御指令に応じて車両制御システムを作動させる工程とを含む。

例としての実施の形態であり、同様の構成要素が同様の番号を付けられる図面を参照する。
本発明の実施の形態の詳細な説明は、本明細書において、図１〜１３に関連し、限定ではなく例示により提示される。

車両
図１は、前部１５、シャーシ２０、シャーシ２０の上に配置されたボディ３０、シャーシ２０に回転可能に結合された一組の車輪４０、前輪４２を操縦するために配置された前輪ステアリング・メカニズム５０、運転者が指令したステアリング・トルクをステアリング・メカニズム５０に転送するためのハンドル６０、指令により単独で又は集合的に一組の車輪４０を制動するためのブレーキング・メカニズム８０、後輪４４を操縦するために配置された後輪ステアリング・メカニズム９０及び制御システム１００を有する車両１０の一般化された概略図である。後輪ステアリング・メカニズム９０は、ゼネラル・モータース（ＧＭ）社製ＳｉｅｒｒａＤｅｎａｌｉピックアップ・トラックの２００２年型の後輪ステアリング・システムにおいて見られる種類のものであり得る。ステアリング・メカニズム５０、９０及びブレーキング・メカニズム８０は、代わりに車両サブシステムと呼ばれる。コントローラー１００は、以下のセンサー、即ち、実際の車両ヨーレートを感知するためのヨーレート・センサー（ＹＲ）１１０、車両１０の速度を感知するための速度センサー（ＶＳ）１２０、車両の横方向加速度の絶対値を感知するための加速度計などの横方向加速度センサー（Ａｙ）１３０、及び前輪ステアリング・メカニズム５０のステアリング角を感知するための前輪ステアリング角センサー（ＦＷＳＳ）１４０を含む。感知されたパラメータは、代わりに、車両パラメータと呼ばれる。制御システム１００は、また、後輪ステアリング・メカニズム９０を調整するための例えば電気的に制御されたアクチュエーター及びダンパーを含む後輪ステアリング・メカニズム制御システム１５０と、ブレーキング・メカニズム８０を指令により作動させるためのブレーキング・メカニズム制御システム１８０（例えば、電気的に制御されたアクチュエーター及びダンパー）とを含み得る。メカニズム制御システム１５０及び１８０は、代わりに車両制御システムと呼ばれる。制御システム１００は、更に、二輪駆動又は四輪駆動モードを選択するための二輪駆動／四輪駆動（２ＷＤ／４ＷＤ）モード選択スイッチ１６０、牽引されるトレーラーの存在又は不在を補償する駆動モードを選択するためのトレーラー・モード選択スイッチ１７０、及びセンサー１１０、１２０、１３０、１４０及び車両制御システム１５０と動作可能に通信するように配置される中央コントローラー２００を含む。制御線８２、１１２、１２２、１３２、１４２、１５２、１６２、１７２は、単純にするために単一の線として描かれているが、コントローラー２００と通信し、及び／又は車両制御システム１５０を作動させるための信号通信線及び動作的なリンクの両方を表わす。

２ＷＤ／４ＷＤモード選択スイッチ１６０及びトレーラー・モード選択スイッチ１７０は、プッシュボタン型のスイッチでもトグル型のスイッチでもよく、又は、適切なモード選択信号を生成するのに適した任意の他の型のスイッチでもよい。スイッチ１６０、１７０は、また、運転者に駆動モード選択に関するフィードバックを提供するためのディスプレイ（図示せず）を含み得る。コントローラー２００は、以下に論じるように、センサー情報、レジスタ情報、フラグ設定、利得係数のルックアップ・テーブル、及び任意の他の関連情報を蓄積するためのメモリ２１０を含む。車両電気システム７０は、コントローラー２００及び車両制御システム１５０を含む車両の電気的に作動されるシステム全てに電力を供給する。

開示された実施の形態は自動車のような四輪を有する車両に関連するが、本明細書に記載された発明は、後輪ステアリングを用いるために配置され得る任意の数の車輪を有する任意の車両に適用可能であることが理解される。

技術用語
本発明を実現するために本明細書において利用される技術用語には、以下の変数が含まれる。

変数名を囲む引用符（“”）は、個々の変数の値を含むメモリ２１０内のレジスタを表わし、「｜｜」は「絶対値」演算子を示し、変数名に続く一重引用符（’）は「微分」演算子を示す。数式内に現われる変数名は個々の変数に関連付けられた値を表わし、処理内に現われる変数名はメモリ２１０のレジスタに蓄積された関連する値に関連付けられた指令信号を有する指令を表わす。

コントローラーの概要
コントローラー２００は、車両サブシステムを制御するため、より詳細には、本明細書に記載された制御ロジックに従ってブレーキング・メカニズム８０及び後輪ステアリング・メカニズム９０を制御するために適応されたマイクロプロセッサ・ベースの制御システムである。コントローラー２００は、典型的には、マイクロプロセッサ、例えばＲＯＭ及びＲＡＭなどのメモリ２１０、及び、様々な入力信号を受信し、様々なアクチュエータ及び制御システムに様々な制御指令を出力するための既知の型式の適切な入出力回路を含む。コントローラー２００により実現される制御ロジックは、制御サンプリング速度Ｔで繰り返され、図２〜図１０を参照することにより最もよく理解される。

図２〜９は、一般に、コントローラー２００により実現されるロジックを表わす一連のフローチャート及びブロック図を描く。図２は、本発明を実現するための処理３００の一般化されたフローチャートを描き、図３は、本発明を実現するための制御システムのブロック図４００を描く。図３のブロック図は、以下に論じられ、又は図４及び図５に描かれるサブ・プロセスに分解される。図４は、ヨーレート・フィードバック（ＹＲＦＢ）処理のフローチャートを描き、図５は、サイドスリップ・レート・フィードバック（ＳＲＦＢ）処理のフローチャートを描く。制御ロジックは適宜、個々のサブ・プロセスに進み、その後、図３のメイン・プロセスに戻る。図５に描かれたサブ・プロセスは、図６、図７及び図８に描かれるサブ・サブ・プロセスを有する。図６は、予備的なサイドスリップ・レート制御指令成分（Ｃ_SR0）を計算するためのフローチャートを描く。図７は、サイドスリップ・レート制御利得係数（Ｋ_SR）を計算するためのフローチャートを描く。図８は、傾斜角補償制御指令（Ｃ_BAC）を計算するためのフローチャートを描く。路面に関する傾斜角は、一般に、道路の湾曲部分が傾斜角を有する場合の路面の湾曲として記載される。図９のフローチャートは、安定性制御指令を提供するために様々な制御指令成分を組み合わせる統合処理を示す。図１０の利得係数のグラフ表示は、図３のフィードフォワード制御処理において利用される。

制御アルゴリズム
図２において、本発明を実現するための一般化されたフローチャート３００は、システムの全てのフラグ、レジスタ、タイマー、カウンタ及び制御指令を他に注意がない限りゼロにリセットする初期化手順を含む開始３１０において始まる。制御ロジックは、次いで、制御ループ３２０に入り、制御ループ３２０は、上記に論じられた様々なセンサーからの車両パラメータを感知する工程であって、より詳細には、車両速度、前輪ステアリング角、車両ヨーレート及び車両の横方向加速度を感知する工程３３０と、例えばルックアップ・テーブルから制御利得係数を決定する工程３４０と、例えばヨーレート及びサイドスリップ・レートの制御フラグのような制御フラグの状態を決定する工程３５０と、制御システム１５０、１８０への制御指令を計算する工程３６０と、それらに応じて制御メカニズム８０、９０を作動させる工程３７０とを含む。一つの通過制御ループ３２０は、個々のサンプリング間隔Ｔで完了する。処理３００は、コントローラー２００が処理を中断するか、又は、電気システム７０がパワー・ダウンする３８０で終了する。

図３において、ブロック図で表示される処理４００は、図２の制御ループ３２０の処理を表わす。処理４００は、フィードフォワード制御処理であるブロック４１０、所望のヨーレート（ＹＲｄｅｓ）処理であるブロック４２０、傾斜角補償（ＢＡＣ）処理であるブロック４３０、ヨーレート・フィードバック（ＹＲＦＢ）処理であるブロック４４０及びサイドスリップ・レート・フィードバック（ＳＲＦＢ）処理であるブロック４５０を含む。処理４００は、また、ヨーレート・センサー１１０、速度センサー１２０、横方向加速度センサー１３０及び前輪ステアリング角センサー１４０に対するセンサー出力を有する車両１０を描く。安定性制御指令（Ｃ_SC）４６０は、車両１０に処理入力を提供し、それに応じてコントローラー２００は、ブレーキング・メカニズム８０を作動させるブレーキング・メカニズム制御システム１８０と後輪ステアリング・メカニズム９０を作動させる後輪ステアリング・メカニズム制御システム１５０とに適切な制御指令を提供する。車両１０が（差動）ブレーキング・メカニズム８０及び後輪ステアリング・メカニズム９０の両方を備えている場合、個々の制御システム１８０、１５０が作動させられるが、そうでなければ、利用可能な一つだけの制御システム及びメカニズムが作動させられる。

フィードフォワード制御
図３に示されるブロック４１０のフィードフォワード制御処理（オープンループ制御処理とも言う）は、速度センサー１２０及び前輪ステアリング角センサー１４０からの入力を受け取り、
δ_r=R/F*δ_f …（１）
のδ_r（後輪ステアリング角）により決定された出力であるフィードフォワード指令（Ｃ_FF）４７０を提供する。

式（１）におけるδ_f（前輪ステアリング角）の値は、前輪ステアリング角センサー１４０により提供される。式（１）におけるＲ／Ｆの値は、曲線あてはめ数式又はルックアップ・テーブル（図示せず）により提供され得る図１０のグラフに含まれる情報から得られる。図１０において、車両速度Ｖ_x５２０の関数としてＲ／Ｆ５１０を描くグラフ５００は、トレーラー無し５３０とトレーラー有り５４０という二つの条件について示される。運転者によるアクセスに適するように配置されるトレーラー・モード選択スイッチ１７０は、コントローラー２００に、トレーラー運搬状況に関する情報を提供する。スイッチ１７０からのトレーラー・モード５３０及び５４０、センサー１２０からの車両速度５２０、及びセンサー１４０からの前輪ステアリング角δ_fを提供されると、コントローラー２００は、図１０からＲ／Ｆ５１０の適切な値を決定し、式（１）に適用して、フィードフォワード指令４７０出力のためのδ_rの値を決定する（フィードフォワード指令Ｃ_FF４７０は式（１）の後輪ステアリング角δ_rと同義である）。

図１０において、トレーラー有りモード及びトレーラー無しモードにおけるＲ／Ｆの値は、車両速度が約３５ｋｐｈより小さい場合に負であり、車両速度が約６５ｋｐｈより大きい場合に正である。Ｒ／Ｆ比率が正であるとき、オープンループ後輪ステアリングは、前輪と同相である、又は前輪と同じ方向に操縦されると言われる。Ｒ／Ｆ比率が負であるとき、オープンループ後輪ステアリングは、前輪と逆相である、又は前輪と反対の方向に操縦されると言われる。そのようなオープンループ後輪ステアリングにより、車両安定性は低速及び高速において向上され得る。しかし、更なる車両安定性の向上は、以下に論じられるように、フィードフォワード制御即ちオープンループ後輪ステアリング制御と、傾斜角を補償したヨーレート・フィードバック及びサイドスリップ・レート・フィードバックの制御とを組み合わせることにより達成され得る。

補償されていない所望のヨーレート
図３に示されるブロック４２０の所望のヨーレート（ＹＲｄｅｓ）処理は、速度センサー１２０、前輪ステアリング角センサー１４０及びフィードフォワード制御４１０からの入力を受け取り、

により、出力である補償されていない所望のヨーレート（ＹＲｄ）４２２を提供する。
傾斜角補償
図３に示されるブロック４３０の傾斜角補償（ＢＡＣ）処理は、ＹＲｄ４２２、センサー１１０からのヨーレート（ＹＲ）、センサー１２０からの車両速度Ｖ_x、及びセンサー１３０からの横方向加速度（Ａ_y）である入力を受け取り、
YRb=YRd-K_uG_w(Vy_dot-gSin(φ)) …（３）
に従って、出力である傾斜角補償ヨーレート（ＹＲｂ）４３２を提供する。ただし、

Vy_dot=車両サイドスリップ・レート
gSin(φ)=道路の傾斜による重力的な加速度
である。

式（３）の変数とセンサー入力との関係をより良く理解するために、横方向加速度センサー１３０が以下の情報を含むことが理解されるべきである。即ち、
Ay=Vy_dot+YR*V_x-gSin(φ) …（５）
であり、項を整理し直すと、
Ay-YR*V_x=Vy_dot-gSin(φ) …（６）
である。また、本発明によると、傾斜角を補償されたヨーレート（ＹＲｂ）は、
YRb=YRd-KuGw(Ay-YR*V_x) …（７）
であり、これを式（６）と組み合わせると上記の式（３）が提供される。

サイドスリップ・レートVy_dotの値は、また、式（５）を整理し直して、
Vy_dot=Ay-YR*Vx+gSin(φ) …（８）
を得ることにより決定される。

gSin(φ)項は、道路の傾斜角による加速度を表わす低周波信号であり、Vy_dot項は車両のサイドスリップ・レートを表わす高周波信号である。従って、（Ay-YR*V_x）の結果としての信号が既知の設計の低域フィルターを通過する場合、車両のサイドスリップ・レート情報の高周波数成分が本質的に除去され、低周波数成分と高周波数成分とが分離される。

ヨーレート統合器
図３のブロック４３５のヨーレート統合処理は、入力としてＹＲｂ４３２及びセンサー１１０からのＹＲを受け取り、
E_YR=YR-YRb …（９）
に従って、出力であるヨーレート誤差（Ｅ_YR）を提供する。

ヨーレート・フィードバック
図３のブロック４４０のヨーレート・フィードバック（ＹＲＦＢ）処理は、ブロック４３５からのＥ_YR及びセンサー１２０からのＶ_xを入力として受け取り、図４に従って、出力であるヨーレート制御指令成分Ｃ_YR４４２を提供する。

図４において、ブロック４４０のＹＲＦＢ処理は、ブロック６００において開始し、入力値Ｖ_xが受信されるブロック６０２に進む。ブロック６０４において、上記に論じられたようにヨーレート誤差Ｅ_YRが決定され、コントローラー２００が以下に示されるルックアップ・テーブル１に車両速度Ｖ_xを入力して制御利得係数Ｋ_YRを取り出すことによりヨーレート制御利得係数Ｋ_YRが決定される。

コントローラー２００は、テーブル１の値に対して、中間の又は境界外の値を得るために必要な内挿又は外挿の計算を実行する。後でルックアップ・テーブルを参照することにより、コントローラ２００によりテーブル１に対して実行される内挿／外挿の操作は、他のルックアップ・テーブルの値を含む分析にも適用可能であることが理解される。図４の処理は、Ｖ_xがしきい値速度Ｖ_th（例えば１０キロ毎時）より小さいか否かが決定されるブロック６０６に進む。ブロック６０６の条件が満たされる場合、制御ロジックは、ヨーレート制御フラグ（Ｃｔｌ＿ＹＲ）が（０）に設定され、制御カウンタ（Ｃｎｔｒ）が（０）に設定されるブロック６０８へ進む。ブロック６０８の後、図４の処理は、制御ロジックがやって来た図３の処理に戻るブロック６１０において終了する。

ブロック６０６の条件が満たされない場合、制御ロジックは、ヨーレート制御フラグが（０）に設定されているか否かが決定されるブロック６１２に進む。ブロック６１２の条件が満たされる場合、制御ロジックは、ヨーレート誤差の絶対値｜Ｅ_YR｜がルックアップ・テーブル２に示される第一のヨーレート不感帯しきい値ＤＢ１_YRより大きいか否かが決定されるブロック６１４に進む。

ブロック６１４の条件が満たされる場合、制御ロジックは、ヨーレート制御フラグ（Ｃｔｌ＿ＹＲ）が（１）に設定され、論理カウンタ（Ｃｎｔｒ）が予め決められた値（Ｃ₀）である例えば５００に設定されるブロック６１６に進む。Ｃｎｔｒ値の（１）は、０．０１０秒である時間間隔Ｔの一つに相当する。従って、５００であるＣ₀は、５秒に相当する。ブロック６１６の後、又はブロック６１４の条件が満たされない場合、制御ロジックは、ヨーレート制御フラグ（Ｃｔｌ＿ＹＲ）が（１）に設定されているか否かが決定されるブロック６１８に進む。ブロック６１８の条件が満たされる場合、制御ロジックは、ヨーレート制御成分Ｃ_YRが、
C_YR=E_YR*K_YR …（１０）
に従って計算されるブロック６２０に進む。

ブロック６２０の後、制御ロジックはブロック６２２において図４の処理を抜け、図３の処理に戻る。ブロック６１８の条件が満たされない場合、制御ロジックは、ヨーレート制御成分Ｃ_YRが（０）に設定されるブロック６２４に進む。ブロック６２４の後、制御ロジックはブロック６２２に進み、上記に記載されたように進行する。

ブロック６１２の条件が満たされない場合、制御ロジックは、ヨーレート誤差の絶対値｜Ｅ_YR｜がルックアップ・テーブル３に示される第二のヨーレート不感帯しきい値ＤＢ２_YRより小さいか否かが決定されるブロック６２６に進む。

ブロック６２６の条件が満たされる場合、制御ロジックは、論理カウンタ（Ｃｎｔｒ）が減らされるブロック６２８に進む。ブロック６２８の後、ブロック６３０は、論理カウンタ（Ｃｎｔｒ）が（０）より小さいか否かを決定する。ブロック６３０の条件が満たされる場合、ブロック６３２において、ヨーレート制御フラグ（Ｃｔｌ＿ＹＲ）が（０）に設定され、論理カウンタ（Ｃｎｔｒ）が（０）に設定される。ブロック６３２の後、又はブロック６３０の条件が満たされない場合、又はブロック６２６の条件が満たされない場合、制御ロジックはブロック６１８に進み、処理は上記に論じられたように続く。

ブロック６１０又は６２２において図４の処理を抜けると、制御ロジックは、図３のＣｔｌ＿ＹＲの値とＣ_YR４４２とによる処理に戻る。
サイドスリップ・レート・フィードバック
図３のブロック４５０のサイドスリップ・レート・フィードバック（ＳＲＦＢ）処理は、センサー１１０からのＹＲ、センサー１２０からのＶ_x及びセンサー１３０からのＡｙである入力を受け取り、図５に従って、出力であるサイドスリップ・レート制御指令（Ｃ_SR）４５２及び傾斜角補償制御指令（Ｃ_BAC）４５３を提供する。

図５において、ＳＲＦＢ処理ブロック４５０は、ブロック７００において開始し、センサー１３０からのＡｙ、センサー１２０からのＶ_x及びセンサー１１０からのＹＲである入力値が受け取られるブロック７０２に進む。ブロック７０２の後、制御ロジックは、Ｖ_xがしきい値速度Ｖ_th（例えば１０キロメートル毎時）より小さいか否かが決定されるブロック７０４に進む。ブロック７０４の条件が満たされる場合、制御ロジックは、サイドスリップ・レート制御フラグ（Ｃｔｌ＿ＳＲ）が（０）に設定され、論理カウンタ（Ｃｎｔｒ）が（０）に設定されるブロック７０６に進む。ブロック４５０の処理は、ブロック７０８において、Ｃｔｌ＿ＳＲの値を持って終了し、サイドスリップ・レート・フィードバック制御指令（Ｃ_SR）４５２及び傾斜角補償制御指令（Ｃ_BAC）４５３の値は変わらない。

ブロック７０４の条件が満たされない場合、制御ロジックは、Ｃｔｌ＿ＳＲが（０）であるか否かが決定されるブロック７１０に進む。Ｃｔｌ＿ＳＲが（０）である場合、ブロック７１２において、サイドスリップ・レートの絶対値（｜Ｖｙ＿ｄｏｔ｜）が、ルックアップ・テーブル４に示される第一のサイドスリップ・レート不感帯しきい値ＤＢ１_SRより大きいか否かが決定される。

ブロック７１２の条件が満たされる場合、ブロック７１４において、Ｃｔｌ＿ＳＲが（１）に設定され、ＣｎｔｒがＣ₀に設定される。ブロック７１４の後、又はブロック７１２の条件が満たされない場合、制御ロジックは、Ｃｔｌ＿ＳＲが（１）であるか否かが決定されるブロック７１６に進む。Ｃｔｌ＿ＳＲが（１）である場合、ブロック７１８において、Ｃｔｌ＿ＹＲが（１）であるか否かが決定される。Ｃｔｌ＿ＹＲが（１）である場合、ブロック７２０において、下記の式（１１）
C_SR=K_SR(Ay-YR*V_x) …（１１）
及び図７に従ってＣ_SRが設定される。

ブロック７２０の後、制御ロジックは、以下に論じられる図８に従ってＣ_BAC（傾斜角補償指令）の値が計算されるブロック７２１に進む。ブロック７２１の後、図５の処理はブロック７２２において、Ｃｔｌ＿ＳＲの値、Ｃ_SR４５２及びＣ_BAC４５３を持って終了する。

ブロック７１８の条件が満たされない場合、制御ロジックは、Ｃｔｌ＿ＳＲが（０）に設定され、Ｃｎｔｒが（０）に設定されるブロック７２４に進む。ブロック７２４の後、ブロック７２６においてＣ_SRが（０）に設定され、ブロック７２２において、図５の処理は上記に論じられたように終了する。ブロック７１６の条件が満たされない場合、制御ロジックはブロック７２６に進み、上記に論じられたように進行する。ブロック７１０の条件が満たされない場合、制御ロジックは、サイドスリップ・レートの絶対値（｜Ｖｙ＿ｄｏｔ｜）が、ルックアップ・テーブル５に示される第二のサイドスリップ・レート不感帯しきい値ＤＢ２_SRより小さいか否かが決定されるブロック７２８に進む。

ブロック７２８において条件が満たされると、ブロック７３０においてＣｎｔｒが減らされ、ブロック７３２においてＣｎｔｒが（０）より小さいか否かが決定される。Ｃｎｔｒが（０）より小さい場合、ブロック７３４においてＣｔｌ＿ＳＲが（０）に設定され、Ｃｎｔｒが（０）に設定される。ブロック７３４の後、又はブロック７３２の条件が満たされない場合、又はブロック７２８の条件が満たされない場合、制御ロジックはブロック７１６に進み、上記に論じられたように進行する。

ブロック７０８又は７２２において図５の処理を抜けると、制御ロジックは、図３のＣｔｌ＿ＳＲの値とＣ_SR４５２とによる処理に戻る。
図６において、図５のブロック７２０において用いられるＣ_SR0を計算する処理が提供される。Ｃ_SR0は、平地の状況に対する所望のサイドスリップ・レート制御利得係数（Ｋ_SR ^*）を乗じたサイドスリップ・レート（Ｖ_{y_dot}）を表わす。図６の処理７５０は、ブロック７５２において開始し、センサー１１０からのヨーレート（ＹＲ）、センサー１３０からの横方向加速度（Ａｙ）及びセンサー１２０からの車両速度（Ｖ_x）に対する入力パラメータが受信されるブロック７５４に進む。ブロック７５６において、
Vy_dot_est=Ay-YR*V_x …（１２）
に従って、サイドスリップ・レート予測（Ｖｙ＿ｄｏｔ＿ｅｓｔ）が作成される。

式（１２）のＶｙ＿ｄｏｔ＿ｅｓｔ項は、図８に示されるように（センサー信号の高周波数成分及び低周波数成分に関する上記の説明参照）、ｇＳｉｎ（φ）の低周波数成分を含まないので、Ｖｙ＿ｄｏｔの予測と考えられる。ブロック７５８において、制御ロジックは、以下に示されるルックアップ・テーブル６にセンサー１２０からの既知の車両速度（Ｖ_x）を入力し、上記に記載された内挿／外挿の操作が適用される利得係数Ｋ_SR ^*の値を取り出す。

ブロック７６０において、
C_SR0=Vy_dot_est*K_SR* …（１３）
に従って、Ｃ_SR0の値が計算される。

図６の処理７５０は、ブロック７６２において終了し、Ｃ_SR0の値を持って図５のブロック７２０に戻る。
図７において、図５のブロック７２０において用いられるＫ_SRを計算する処理が提供される。一般に、Ｋ_SRは平地ではない状況に対するサイドスリップ・レート制御利得を表わし、
K_SR=K_SR*+K_BAC…（１４）
に従って決定される。Ｋ_SRは、基本的に、図７の処理に関して以下に論じれらる傾斜角制御利得係数（Ｋ_BAC）により修正されたサイドスリップ・レート制御利得係数（Ｋ_SR ^*）である。

図７の処理７８０はブロック７８２において開始し、センサー１２０からの車両速度（Ｖ_x）、アンダーステア係数（Ｋｕ）及びルックアップ・テーブル１からのヨーレート・フィードバック利得（Ｋ_YR）である処理入力パラメータが受信されるブロック７８４に進む。ブロック７８６において、制御ロジックは、上記に論じられるようにルックアップ・テーブル６から利得係数Ｋ_SR ^*の値を決定し、ブロック７８８に進む。ブロック７８８において、上記の式（４）に従ってＧ_wの値が計算され、
K_BAC=K_YR*K_u*Gw …（１５）
に従ってＫ_BACの値が計算される。

ブロック７８８の後、処理は、式（１５）からのＫ_BACの値が、Ｋ_SRの値を提供する式（１４）に用いられるブロック７９０に続く。ブロック７９０の後、図７の処理７８０はブロック７９２において終了し、Ｋ_SR値を持って図５のブロック７２０へ戻る。

図８において、ＳＲＦＢ４５０処理において決定されるもう一つの制御指令成分であるＣ_BAC（傾斜角補償指令）処理８００が示される。処理８００はブロック８０２において開始し、センサー１２０からの車両速度（Ｖ_x）、センサー１１０からの車両ヨーレート（ＹＲ）、センサー１３０からの車両の横方向加速度（Ａｙ）、上記のルックアップ・テーブル６からの平地に対するサイドスリップ・レート制御利得（Ｋ_SR ^*）、図４のブロック４４０の処理からのヨーレート制御フラグ（Ｃｔｌ＿ＹＲ）及び図５のブロック４５０の処理からのサイドスリップ・レート制御フラグ（Ｃｔｌ＿ＳＲ）である入力パラメータが受信されるブロック８０４に進む。ブロック８０６において、
G_BA=YR*V_x-Ay …（１６）
に従って傾斜角利得Ｇ_BAが計算され、上記に論じられたように、車両のサイドスリップ・レート情報の高周波数成分を除去する低域フィルターに通される。

ブロック８０８において、Ｃｔｌ＿ＹＲ及びＣｔｌ＿ＳＲの両方が不活性であるか（即ち、ゼロに設定されているか）否かが決定される。両方が不活性である場合、ブロック８１０において、
C_BAC=K_SR ^*＊G_BA …（１７）
に従ってＣ_BACが計算され、そうでない場合、Ｃ_BACは更新されない。

ブロック８１０の後、又はブロック８０８の条件が満たされない場合、図８の処理はブロック８１２において終了し、Ｃ_BAC４５３の更新された値を持ってブロック４５０の処理に戻る。

統合器
図３において、統合器４５５は、様々な制御指令Ｃ_YR４４２、Ｃ_SR４５２、Ｃ_BAC４５３及びＣ_FF４７０を組合せ、図９に従って安定性制御指令Ｃ_SC４６０を提供する。図９において、統合処理８５０はブロック８５２において開始し、様々な制御指令入力（Ｃ_YR４４２、Ｃ_SR４５２、Ｃ_BAC４５３及びＣ_FF４７０）が受信されるブロック８５４に進む。ブロック８５４の後、
C_SC=C_YR+C_SR+C_BAC+C_FF …（１８）
に従って、安定性制御指令Ｃ_SC４６０が計算される。

図９の処理はブロック８５８で終了し、安定性制御指令Ｃ_SC４６０に対する値を持って図３のブロック４５５の処理に戻る。
コントローラー２００は、後輪ステアリング・メカニズム制御システム１５０及びブレーキング・メカニズム制御システム１８０を制御するためにＣ_SC４６０を適用し、それにより、傾斜角補償により車両の安定性を向上させるためのブレーキング・メカニズム８０及び後輪ステアリング・メカニズム９０の作動を可能とする。コントローラー２００は、特定の制御システムの存在又は不在を認識し、後輪ステアリング・メカニズム制御システム１５０、ブレーキング・メカニズム制御システム１８０又はその両方を有する車両に安定性制御指令Ｃ_SCを適用するようにプログラムされ得る。代わりの実施の形態は、制御ロジックに追加的なセンサー入力を提供する車両ロール角センサーを含み得る。

本発明は例としての実施の形態に関連して説明されたが、本発明の範囲を逸脱することなく様々な変更がなされ、均等物が本発明の構成要素に置き換えられ得ることが当業者により理解されるべきである。加えて、特定の状況又は素材を本発明の教示内容に適応するために、本発明の本質的な範囲を逸脱することなく多くの修正が為され得る。従って、本発明は、本発明を実行するために企図される最良の方法として開示された特定の実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に入る全ての実施の形態を含むことが意図される。

図１は、本発明を実現するために機能する車両の一般化された概略図である。図２は、本発明を実現するための処理の一般化されたフローチャートである。図３は、本発明を実現するための制御システムのブロック図である。図４は、図３の制御システムにおいて利用されるヨーレート制御指令を決定する処理のフローチャートである。図５は、図３の制御システムにおいて利用されるサイドスリップ・レート制御指令及び傾斜角補償制御指令を決定する処理のフローチャートである。図６は、図５の処理において利用される予備的なサイドスリップ・レート制御指令を決定する処理のフローチャートである。図７は、図５の処理において利用されるサイドスリップ制御利得を決定する処理のフローチャートである。図８は、図５の処理において利用される傾斜角補償制御指令を決定する処理のフローチャートである。図９は、図３の制御システムにおいて利用される安定性制御指令を決定する処理のフローチャートである。図１０は、図３の制御システムにおいて利用される、車両速度の関数としての処理利得係数のグラフ表示である。

符号の説明

１０車両、１５前部、２０シャーシ、３０ボディ、４０車輪、４２前輪、４４後輪、５０前輪ステアリング・メカニズム、６０ハンドル、７０車両電気システム、８０ブレーキング・メカニズム、９０後輪ステアリング・メカニズム、１００制御システム、１１０ヨーレート・センサー（ＹＲ）、１２０速度センサー（ＶＳ）、１３０横方向加速度センサー（Ａｙ）、１４０前輪ステアリング角センサー（ＦＷＳＳ）、１５０後輪ステアリング・メカニズム制御システム、１８０ブレーキング・メカニズム制御システム、２００コントローラー、２１０メモリ、

Claims

車両サブシステムを有する車両のための車両安定性向上システムであって、
車両パラメータを感知するためのセンサーと、
前記車両サブシステムを調整するための車両制御システムと、
傾斜角補償制御指令を含むレジスタを含むメモリと、
前記車両制御システムを制御するために、前記センサー及び前記メモリに応答するコントローラーと、
を備えるシステム。
請求項１記載の車両安定性向上システムであって、前記メモリが、更に、ヨーレート制御指令を含む第二のレジスタを含むシステム。
請求項２記載の車両安定性向上システムであって、前記メモリが、更に、サイドスリップ・レート制御指令を含む第三のレジスタを含むシステム。
請求項３記載の車両安定性向上システムであって、前記メモリが、更に、フィードフォワード制御指令を含む第四のレジスタを含むシステム。
請求項４記載の車両安定性向上システムであって、前記車両制御システムがブレーキング・メカニズム制御システムを含むシステム。
請求項４記載の車両安定性向上システムであって、前記車両制御システムが、後輪ステアリング・メカニズム制御システムを含むシステム。
請求項５記載の車両安定性向上システムであって、前記車両制御システムが、更に、後輪ステアリング・メカニズム制御システムを含むシステム。
請求項１記載の車両安定性向上システムであって、前記メモリが、更に、傾斜角を有する路面に応じたサイドスリップ・レート制御利得を有するレジスタを含み、前記サイドスリップ・レート制御利得が、水平な路面に応じたサイドスリップ・レート制御利得の関数であるシステム。
請求項１記載の車両安定性向上システムであって、前記傾斜角補償制御指令が、
G_BA=(YR)(V_x)-(Ay)
という式の信号に適用される低域フィルターの出力信号に応答するシステム。
請求項１記載の車両安定性向上システムであって、前記センサーが、速度センサー、ヨーレート・センサー、加速度センサー及び前輪ステアリング角センサーのうちの少なくとも一つを含むシステム。
車両サブシステムを有する車両において車両安定性向上システムを制御するための方法であって、
車両パラメータを感知する工程と、
前記車両パラメータに応じて制御利得係数を決定する工程と、
前記車両パラメータに応じて制御フラグの状態を決定する工程と、
前記制御利得係数及び前記制御フラグに応じて制御指令を計算する工程であって、前記制御指令が傾斜角補償制御指令を含む工程と、
前記車両サブシステムを調整するための前記制御指令に応じて車両制御システムを作動させる工程と、
を含む方法。
請求項１１記載の制御方法であって、制御指令を計算する前記工程が、更に、ヨーレート制御指令を含む制御指令を計算する工程を含む方法。
請求項１２記載の制御方法であって、制御指令を計算する前記工程が、更に、サイドスリップ・レート制御指令を含む制御指令を計算する工程を含む方法。
請求項１３記載の制御方法であって、制御指令を計算する前記工程が、更に、フィードフォワード制御指令を含む制御指令を計算する工程を含む方法。
請求項１４記載の制御方法であって、車両制御システムを作動させる前記工程が、更に、ブレーキング・メカニズム制御システムを作動させる工程を含む方法。
請求項１４記載の制御方法であって、車両制御システムを作動させる前記工程が、更に、後輪ステアリング・メカニズム制御システムを作動させる工程を含む方法。
請求項１５記載の制御方法であって、車両制御システムを作動させる前記工程が、更に、後輪ステアリング・メカニズム制御システムを作動させる工程を含む方法。
請求項１１記載の制御方法であって、制御利得係数を決定する前記工程が、更に、
平面に対する第一のサイドスリップ・レート制御利得係数を決定する工程と、
傾斜角補償制御利得係数を計算する工程と、
傾斜角を有する面に対する第二のサイドスリップ・レート制御利得係数を計算する工程であって、前記第二のサイドスリップ・レート制御利得係数が前記第一のサイドスリップ・レート制御利得係数及び前記傾斜角補償制御利得係数に応答する工程と、
を含む方法。
請求項１１記載の制御方法であって、制御指令を計算する前記工程が、更に、傾斜角補償制御指令を計算する工程であって、前記傾斜角補償制御指令が、
G_BA=(YR)(V_x)-(Ay)
という式による信号に適用される低域フィルターの出力信号に応答する工程を含む方法。
請求項１１記載の制御方法であって、車両パラメータを感知する前記工程が、更に、車両速度、車両ヨーレート、車両加速度及び車両の前輪ステアリング角のうちの少なくとも一つを感知する工程を含む方法。