JP2005271821A - 車両の挙動制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 車両の旋回時に旋回外輪へ制動力を付与して制動を行う制動手段と、車両の旋回時のロール状態を検出するロール状態検出手段13と、該旋回外輪のスリップ率Sを演算するスリップ率演算手段21と、目標スリップ率Stを設定する目標スリップ率設定手段43と、該ロール状態が、予め設定された基準状態よりも過剰である場合には、過剰でなくなるように、該制動力の大きさを制御するロールオーバ抑制制御手段23と、該旋回外輪のスリップ率Sが該目標スリップ率Stよりも大きい場合には、該ロールオーバ抑制制御手段23に代わって、該旋回外輪のスリップ率Sが該目標スリップ率Stに近づくように、該制動力の大きさを制御するスリップ率制御手段24とを備える。
【選択図】 図1
Description
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、車両の旋回時に旋回半径の増大を防止して車両姿勢の安定性を確保しながら、車両のロールオーバ(横転)への動きを抑制できるようにした、車両の挙動制御装置を提供することを目的とする。
さらに、該目標スリップ率設定手段は、該ステア特性がアンダステアである場合には、該ステア特性がニュートラルである場合よりも該旋回外輪の前輪の目標スリップ率を小さく設定するとともに該旋回外輪の後輪の目標スリップ率を大きく設定し、該ステア特性がオーバステアである場合には、該ステア特性がニュートラルである場合よりも該旋回外輪の前輪の目標スリップ率を大きく設定するとともに該旋回外輪の後輪の目標スリップ率を小さく設定することが好ましい(請求項3)。
また、本発明の車両の挙動制御装置(請求項2)によれば、オーバステアやアンダステアといった車両のステア特性に応じたスリップ率の制御を、旋回外輪の前輪及び後輪の各々に対して実施することができる。
図1〜図7は本発明の一実施形態にかかる車両の挙動制御装置を示すものであり、図1はその構成を示す制御ブロック図、図2は本装置を備えた車両の制動システムの全体構成を示すシステム構成図、図3は本装置による制御を説明するためのフローチャート、図4は本装置を備えた車両のロールオーバ抑制制御とスリップ率制御とにおける、制動制御量,横加速度及び車輪の横力の大きさを示す模式図であり、(a)は右旋回時のロールオーバ抑制制御におけるもの、(b)は右旋回時のスリップ率制御におけるもの、図5は本装置を備えた車両の挙動を説明する模式図、図6は本装置を備えた車両において、車両のステア特性と各制動輪に設定される目標スリップ率の大きさとの関係を示す模式図であり、(a)はニュートラルステア時のもの、(b)はアンダステア時のもの、(c)はオーバステア時のもの、図7は本装置のスリップ率制御部における制御を説明するための図であり、(a)はスリップ率制御部の制御ブロック図、(b)〜(e)はスリップ率制御における制動制御量の補正特性を示す図である。
なお、本実施形態では、これらのロールオーバ抑制制御やスリップ率制御と、ブレーキペダル1の踏込み量に応じた制動制御(ドライバ制御)との両方の制動制御を統合した制動制御を行うことができるようになっている。
ブレーキECU3には、ステアリングホイール(ハンドル)に付設されたハンドル角センサ11からハンドル角信号が、車体に設置されたヨーレイトセンサ12から車体のヨーレイト信号が、車体に設置されたロールレイトセンサ(ロールレイト検出手段)13から車体のロールレイト信号(パラメータ値)が、各輪の車輪速センサ15から車輪速信号が、ブレーキスイッチ16からブレーキぺダル踏込信号が、液圧センサ14からマスタシリンダ圧力信号が、車体に設置された前後・横加速度センサ(横加速度検出手段)17から前後加速度信号,横加速度信号が、それぞれ入力されるようになっている。
次に、ブレーキECU3の各機能要素について説明する。
ロールオーバ抑制制御部23は、横加速度判定部41とロールレイト判定部42とを備えて構成されている。
ロールレイト判定部42では、ロールレイトの値に基づく所定の開始条件が成立すると、ロールレイトRrの大きさに応じた制動力(第1制御量の制動力)を旋回外輪へ付与する制御(このような制御のことを、以下、ロールレイト制御という)を開始し、また、所定の終了条件が成立すると、この制御を終了するようになっている。また、この制御にかかる、ロールレイトRrの大きさに応じた制動力は、ロールレイト判定部42内で演算されて制動制御部25へ出力されるようになっている。
ロールレイト制御では、旋回外輪へ制動力が付与される。この時付与される制動力の大きさは、ロールレイトRrの大きさに応じた値として、予め設定された対応マップに基づいて設定されるようになっている。なお、本実施形態においては、ハイドロリックユニット6によって制御されるブレーキ液圧の増減圧勾配PRRRが、ロールレイトRrの大きさに応じた値の制動制御量(第1制御量)として設定されて制動制御部25へ出力されるようになっている。
一方、横加速度判定部41では、横加速度に基づく所定の開始条件が成立すると、横加速度Gyの大きさに応じた制動力(第2制御量の制動力)を旋回外輪へ付与する制御(このような制御のことを、以下、横加速度制御という)を行い、また、所定の終了条件が成立すると、この制御を終了するようになっている。また、この制御にかかる、横加速度Gyの大きさに応じた制動力は、横加速度判定部41内で演算されて制動制御部25へ出力されるようになっている。
横加速度制御では、旋回外輪へ制動力が付与される。この時付与される制動力の大きさは、横加速度Gyの大きさに応じた値として、予め設定された対応マップに基づいて設定されるようになっている。なお、本実施形態においては、ハイドロリックユニット6によって制御されるブレーキ液圧の増減圧勾配PRLAが、横加速度Gyの大きさに応じた値の制動制御量(第2制御量)として設定されて制動制御部25へ出力されるようになっている。
また、ロールオーバ抑制制御部23において、横加速度制御開始条件と、ロールレイト制御開始条件とが同時に成立した場合には、各々の判定部から増減圧勾配PRLA,PRRRが制動制御部25へ出力され、これらを単純加算したものを制御用増減圧勾配PRropとして、実際の制動制御が実施されるようになっている。
まず、目標スリップ率設定部43は、スリップ率制御部24での制御開始条件にかかる目標スリップ率Stを設定する。この目標スリップ率Stは、車両の旋回状況に応じ、予め設定された対応表に基づいて適宜設定される。例えば、車両の旋回の方向(すなわち、その制動輪が旋回内輪であるか、旋回外輪であるか),車両のステア特性(すなわち、アンダステア傾向にあるか、オーバステア傾向にあるか),制動状態(すなわち、制動中であるか否か)等によって、各輪個別に設定される。そして、PD制御部44が、目標スリップ率設定部43で設定された目標スリップ率Stに基づいて、スリップ率制御の制御量(制動力の大きさ)を設定するようになっている。
比例項演算部52では、減算器51で算出された偏差(St−S)に比例ゲインPsrが乗算される。また、微分項演算部43では、減算器51で算出された差(St−S)が時間微分され、ローパスフィルタ54においてフィルタ処理されて、微分ゲインDsrが乗算される。
ここで、比例ゲインPsr,微分ゲインDsrは、図7(b)〜(e)に示すように、前輪の制御量演算と、後輪の制御量演算とでは別の設定となっており、各々、目標スリップ率Stの関数として与えられている。
後輪の比例ゲインPsrは、図7(d)に示すように、前輪の比例ゲインPsr以下の値をとるように設定されている。すなわち、目標スリップ率Stの大きさが所定値St1未満の時には一定の値Psr4(Psr4<Psr1)に設定される。また、目標スリップ率Stの大きさの増大に応じて減少し、目標スリップ率Stの大きさが所定値St2の時にPsr5(Psr5<Psr2)となる。さらに目標スリップ率が増大すると、比例ゲインの減少勾配がやや緩やかに設定されて、目標スリップ率Stの大きさが所定値St3の時に、前輪の比例ゲインと同一の値Psr3となる。そして、目標スリップ率Stが所定値St3以上の時には、一定の値Psr3に設定されるようになっている。
なお、上述のスリップ率制御は、上述のロールオーバ抑制制御よりも優先されて制御されるようになっている。つまり、ロールオーバ抑制制御部23によって増減圧勾配が設定されていたとしても、一旦その制動輪においてスリップ率制御が開始されると、スリップ率制御部24によって設定された増減圧勾配に基づいて実際の制動制御が行われるようになっている。本実施形態においては、制動制御部25においてその判断がなされる。
スリップ率制御の終了条件は、(1)当該車輪が非制動輪になること、(2)スリップ率制御の増減圧勾配PRSRが横加速度制御の増減圧勾配PRLAとロールレイト制御の増減圧勾配PRRRとの和よりも大きくなること、であり、これらの各条件が一つでも成立すると、スリップ率制御を終了する。終了条件(1)は、車輪に制動力を与える必要がなくなった場合を想定したものである。また、終了条件(2)は、スリップ率制御によって制動輪に与えられる制動力が、ロールオーバ抑制制御によって制動輪に与えられるべき制動力を超えた場合を想定したものである。つまり、スリップ率Sを目標スリップ率Stに近づけるための制動力が大きくなり過ぎると、却って横加速度の増大を招き、ロールオーバの抑制がしにくくなる場合があるため、優先して制御されるスリップ率制御の制動力の最大値がロールオーバ抑制制御の制動力を超えないように設定されているのである。
制動制御部25は、実質的な各制動輪5のホイールブレーキ10の制動力を制御するようになっている。
まず、ロールオーバ抑制制御部23によるロールオーバ抑制制御が実施される場合、横加速度判定部41による横加速度制御の制動制御量としての増減圧勾配PRLAと、ロールレイト判定部42によるロールレイト制御の制動制御量としての増減圧勾配PRRRとが入力されて、これらの和が制御用増減圧勾配PRropとして設定され、この制御用増減圧勾配PRropに基づいた制動力を各制動輪5のホイールブレーキ10へ付与するようになっている(式2)。
PRRR:ロールレイト制御による増減圧勾配
PRLA:横加速度制御による増減圧勾配
また、スリップ率制御部24によるスリップ率制御が実施される場合には、スリップ率制御部24で設定された増減圧勾配PRSRが制御用増減圧勾配PRropとして設定され、この制御用増減圧勾配PRropに基づいた制動力を各制動輪5のホイールブレーキ10へ付与する(式3)。
PRSR:スリップ率制御による増減圧勾配
そして、ロールオーバ抑制制御部23によるロールオーバ抑制制御とスリップ率制御部24によるスリップ率制御とが同時に実施される場合には、スリップ率制御が優先されて、実施される。このような制御の優先実施は、各制動輪毎に判断されるようになっている。
オーバステア・アンダステア判定部(ステア特性判定手段)26は、目標ヨーモーメントYMd値の正負に基づいて、車両のステア特性がオーバステア傾向、又はアンダステア傾向のどちらであるかを判定する。この判定に用いられる目標ヨーモーメントYMdの値は、目標ヨーレイト算出部31,ヨーレイト偏差算出部32及び目標ヨーモーメント算出部33での演算によって算出されるようになっている。以下、順を追って説明する。
以下の式4に従って、目標ヨーレイトYtが算出される。
Ydev:ヨーレイト偏差
Yt:目標ヨーレイト
Yr:実ヨーレイト
なお、ここで演算されたヨーレイト偏差Ydevは、車両の旋回方向に関わらずアンダステア側(回頭制御側)を正、オーバステア側(復元制御側)を負で符号を統一するために、右旋回時にはそのままの値を、左旋回時には符号を反転させた値をヨーレイト偏差Ydevとしている。また、ここで演算されたヨーレイト偏差Ydevは、ステア特性に対応するステア特性値として、目標ヨーモーメント算出部33へ出力される。
そして、オーバステア・アンダステア判定部26において、目標ヨーモーメント算出部33から入力される目標ヨーモーメントYMd値の正負に基づいて、車両のステア特性が判定される。つまり、目標ヨーモーメントYMd値が正の場合にはアンダステア傾向にあると判定され、目標モーメントYMd値が負の場合にはオーバステア状態にあると判定されるようになっている。なお、ここで判定された車両のオーバステア、又はアンダステアの状態は、スリップ率制御部24へ出力される。
まず、ステップA10では、ロールオーバ抑制制御が実施されているか否かが判定される。例えば、ロールレイト制御又は横加速度制御の開始条件が成立しているか否かによって判定されてもよいし、横加速度制御の増減圧勾配PRLAとロールレイト制御の増減圧勾配PRRRとの和が0であるか否かによって判定されてもよい。ここで、ロールオーバ抑制制御が実施されていないと判定された場合にはそのまま本フローを終了するが、ロールオーバ抑制制御が実施されていると判定されると、次のステップA20へ進む。
図4(a)に示すように、右旋回時に、ロールオーバ抑制制御によって車両に制動力が付与されるとき、旋回時には車両の旋回内輪側から外輪側への荷重移動が発生するため、旋回外輪に制動力が付与されることによって効果的に車両を減速させることができる。
まず、ロールオーバ抑制制御部23においてはロールレイト,横加速度の値に基づく所定の開始条件が、スリップ率制御部24においては各制動輪5のスリップ率Sの値に基づく所定の開始条件が、それぞれ随時判定されている。点Aにおいて、ロールレイト又は横加速度の値に基づく所定の開始条件が成立して、ロールオーバ抑制制御が開始されると、ハイドロリックユニット6によって制御されるブレーキ液圧の増減圧勾配PRRR,PRLAがロールオーバ抑制制御部23から制動制御部25へ出力される。そして制動制御部25は、これらの増減圧勾配PRRR,PRLAの和として制御用増減圧勾配PRropを設定し、この制御用増減圧勾配PRropに基づいた制動力を各制動輪5のホイールブレーキ10へ付与する。
また、旋回外輪に制動力が付与されると、車両の重心に対して旋回の外側(つまり、ここでは車両の左側)にのみ後方への制動力が働くため、旋回外側へのヨーモーメントが発生する。さらに、制動力の増大によって制動輪の横力が減少するため、横加速度との釣り合いの関係から旋回半径が増大するようになる(この場合、前輪は旋回外側へのヨーモーメント,後輪は旋回内側へのヨーモーメント増加方向に作用するため、車両の前後バランス、ヨー方向のバランスは変化しない)。これらによって、車両の旋回半径が増大して横加速度を減少させることができ、車両のロールオーバへの動きを抑制することができる。
例えば、上述の実施形態では、スリップ率制御の終了条件として、(1)当該車輪が非制動輪になること、又は、(2)スリップ率制御の増減圧勾配PRSRが横加速度制御の増減圧勾配PRLAとロールレイト制御の増減圧勾配PRRRとの和よりも大きくなること、のいずれかが成立することとなっているが、これらの条件に加えて、ロールオーバの傾向が極めて強い場合にも、スリップ率制御を終了する(あるいは、開始しない)ように構成してもよい。このように、スリップ率制御よりもロールオーバ抑制制御の方が効果的に車両の安定化を図ることができる場合を予め想定して、スリップ率制御がロールオーバ抑制制御に優先して実施される車両の走行状態をより詳細に設定することによって、より正確で安定した姿勢制御を行うことができるようになる。
また同様に、スリップ率制御の増減圧勾配PRSRが各制動輪5のスリップ率Sに応じた値として、予め設定された対応マップに基づいて設定されるようになっているが、別のロジックによって設定されるように構成してもよい。
2 マスタシリンダ
3 制動用コントローラ(ブレーキECU)
4 ブレーキ液リザーバ
5FL,5FR,5RL,5RR 制動輪
6 ハイドロリックユニット
10 ホイールブレーキ
11 ハンドル角センサ
12 ヨーレイトセンサ
13 ロールレイトセンサ(ロール状態検出手段)
15 車輪速センサ
16 ブレーキスイッチ
17 前後・横加速度センサ(横加速度検出手段)
21 車両運動状態入力部(スリップ率演算手段)
22 ドライバ運転状態入力部
23 ロールオーバ抑制制御部(ロールオーバ抑制制御手段)
24 スリップ率制御部(スリップ率制御手段)
25 制動制御部
26 オーバステア・アンダステア判定部(ステア特性判定手段)
31 目標ヨーレイト算出部
32 ヨーレイト偏差算出部
33 目標ヨーモーメント算出部
41 横加速度判定部
42 ロールレイト判定部
43 目標スリップ率設定部(目標スリップ率設定手段)
44 PD制御部
51 減算機
52 比例項演算部
53 微分項演算部
54 ローパスフィルタ
55 加算器
56 リミッタ
Claims (3)
- 車両の旋回時に旋回外輪へ制動力を付与して制動を行う制動手段と、
該車両の旋回時のロール状態を検出するロール状態検出手段と、
該旋回外輪のスリップ率を演算するスリップ率演算手段と、
該車両の走行状態に応じて目標スリップ率を設定する目標スリップ率設定手段と、
該ロール状態検出手段によって検出された該ロール状態が、予め設定された基準状態よりも過剰である場合には、該ロール状態が該基準状態よりも過剰でなくなるように、該制動手段が該旋回外輪へ付与する該制動力の大きさを制御するロールオーバ抑制制御手段と、
該スリップ率演算手段によって演算された該旋回外輪のスリップ率が該目標スリップ率よりも大きい場合には、該ロールオーバ抑制制御手段に代わって、該旋回外輪のスリップ率が該目標スリップ率に近づくように、該制動手段が該旋回外輪へ付与する該制動力の大きさを制御するスリップ率制御手段と
を備えたことを特徴とする、車両の挙動制御装置。 - 該車両の旋回時のステア特性がオーバステアであるかアンダステアであるかを判定するステア特性判定手段とを備え、
該目標スリップ率設定手段は、該ステア特性判定手段で判定された該車両のステア特性に基づいて、該旋回外輪の前輪及び後輪のスリップ率を各々設定する
ことを特徴とする、請求項1記載の車両の挙動制御装置。 - 該目標スリップ率設定手段は、該ステア特性がアンダステアである場合には、該ステア特性がニュートラルである場合よりも該旋回外輪の前輪の目標スリップ率を小さく設定するとともに該旋回外輪の後輪の目標スリップ率を大きく設定し、該ステア特性がオーバステアである場合には、該ステア特性がニュートラルである場合よりも該旋回外輪の前輪の目標スリップ率を大きく設定するとともに該旋回外輪の後輪の目標スリップ率を小さく設定する
ことを特徴とする、請求項2記載の車両の挙動制御装置。
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A521 | Written amendment |
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A02 | Decision of refusal |
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