JP2006175992A - 車両安定化制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の安定性向上と制動性能向上の両立を図る。
【解決手段】 車両の左右車輪に異なる制動圧を付与することにより車両にヨーモーメントを発生させる制動制御部２０と、前記車輪の向きを変更するように付勢する操舵制御部１０、とを備え、これら制御部１０，２０によって車両を安定化させる車両安定化制御装置１であって、前記左右車輪と路面との摩擦係数に差があるスプリットμ路か否かを判定するＶＳＡ制御部２５を備え、前記ＶＳＡ制御部２５によりスプリットμ路と判定されているときの制動時には、車速に応じて寄与度の割合変更を実行して、車速が小さいほど制動制御部２０の寄与度に対する操舵制御部１０の寄与度の割合を大きくする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、車両を安定化させる車両安定化制御装置に関するものである。

車両を左右の摩擦係数が違う路面（以下、スプリットμ路という）で制動したときには、左右の制動力差に起因して車両にヨーモーメントが発生し、摩擦係数の高い側（以下、高μ側という）に車両が回転あるいは偏向してしまい、不安定な挙動が発生する。
これを解決するための一手法として、アンチロックブレーキシステム（以下、ＡＢＳと略す）を備えた車両では、スプリットμ路での制動を検知すると、高μ側の前輪の制動力を弱めることにより、左右の制動力差に起因して発生するヨーモーメントを小さくし、車両の安定化を図る方法がある（以下、制動制御による安定化法という）。
また、別の解決手法として、電動ステアリング装置を備えた車両では、車両の不整挙動の方向と反対の方向に転舵あるいは転舵補助するようにステアリングモータを作動させることにより、左右の制動力差に起因して発生するヨーモーメントを小さくし、車両の安定化を図る方法（例えば、特許文献１参照）がある。（以下、操舵制御による安定化法という）。
特開２００３−２９１８３８号公報

しかしながら、前記制動制御による安定化法では、高μ側の前輪の制動力を弱めるので、車両全体の制動力が小さくなり、制動距離が増大してしまう。
また、前記操舵制御による安定化方法では、早いタイミングで大きく転舵する必要があるため、ドライバが違和感を感じるという問題がある。
そこで、この発明は、制動制御と操舵制御を組み合わせることにより、車両の安定化と制動性能の両立を図ることができる車両安定化制御装置を提供するものである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、車両の左右車輪に異なる制動圧を付与することにより車両にヨーモーメントを発生させる制動制御手段（例えば、後述する実施例における制動制御部２０）と、前記車輪の向きを変更するように付勢する操舵制御手段（例えば、後述する実施例における操舵制御部１０）、とを備え、これら制御手段によって車両を安定化させる車両安定化制御装置（例えば、後述する実施例における車両安定化制御装置１）であって、前記左右車輪と路面との摩擦係数に差があるスプリットμ路か否かを判定するスプリットμ路判定手段（例えば、後述する実施例におけるＶＳＡ制御部２５）を備え、前記スプリットμ路判定手段によりスプリットμ路と判定されているときの制動時には、車速に応じて寄与度の割合変更を実行して、車速が小さいほど前記制動制御手段の寄与度に対する前記操舵制御手段の寄与度の割合を大きくすることを特徴とする車両安定化制御装置である。
このように構成することにより、車速が小さいときは主に操舵制御手段による安定化制御によって車両の安定化を図りつつ車両の制動性能を向上させることができ、車速が大きいときは車両の安定化に重きをおいて制動することができる。したがって、スプリットμ路での制動時に、車両の安定化と制動性能の両立を図ることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、制動初期の所定時間が経過した後に前記車速に応じた寄与度の割合変更を実行することを特徴とする。
このように構成することにより、制動開始から所定時間が経過するまでは、制動制御手段による安定化制御と操舵制御手段による安定化制御をフルに活用することができるので、車両を確実に安定させながら制動することができる。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の発明において、前記所定時間は車速が大きいほど長い時間に設定されることを特徴とする。
このように構成することにより、車速が大きいほど、制動制御手段による安定化制御と操舵制御手段による安定化制御をフルに活用する期間を長くすることができるので、車速が大きいときにも車両を確実に安定させながら制動することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記車速に応じた寄与度の割合変更を実行しても車両が所定の安定性を満たさないときには、前記制動制御手段の寄与度の割合を大きくすることを特徴とする。
このように構成することにより、車両を確実に安定させて制動することができる。

請求項１に係る発明によれば、スプリットμ路での制動時に、車両の安定化と制動性能の両立を図ることができる。
請求項２に係る発明によれば、制動開始から所定時間が経過するまでは、制動制御手段による安定化制御と操舵制御手段による安定化制御をフルに活用することができるので、車両を確実に安定させながら制動することができる。
請求項３に係る発明によれば、車速が大きいときにも車両を確実に安定させながら制動することができる。
請求項４に係る発明によれば、車両を確実に安定させて制動することができる。

以下、この発明に係る車両安定化制御装置の一実施例を図１から図４の図面を参照して説明する。
図１の制御ブロック図に示すように、車両安定化制御装置１は、操舵制御部１０と制動制御部２０と寄与度制御部３０とを備えている。
この実施例における車両の操舵装置は、転舵輪（例えば前輪）を転舵させる転舵機構とステアリングシャフトとが機械的に連結されるとともに、操舵力を補助するためのステアリングモータが前記転舵機構に連係されて構成された、いわゆる電動パワーステアリング装置である。操舵制御部１０は、この電動パワーステアリング装置のステアリングモータの駆動電流を制御する。この実施例において、操舵制御部１０は、車輪の向きを変更するように付勢する操舵制御手段を構成する。

操舵制御部１０は、ＥＰＳ基本制御部１１と、ＥＰＳ補正電流計算部１２とを備えている。
ＥＰＳ基本制御部１１は、トルクセンサ１３により検出されるステアリングシャフトに作用する操舵トルクと、車速センサ１４により検出される車速とに基づいて、操舵トルクと車速に応じたベース電流を決定する。この場合、操舵トルクが大きくなるにしたがってベース電流は大きく設定され、車速が大きくなるにしたがってベース電流は小さく設定される。

ＥＰＳ補正電流計算部１２は、ヨーレートセンサ３４で検出される車両のヨーレートに応じて、車両を安定にする方向へステアリングモータに対する補正電流を算出する。また、ＥＰＳ補正電流計算部１２は、車両がスプリットμ路で制動したときに、左右の制動力差に起因して発生する車両の不整挙動を抑制するように（すなわち不整挙動の方向と反対の方向に補助操舵力を発生させるように）、ステアリングモータに対する補正電流を算出する。このために、ＥＰＳ補正電流計算部１２には、後述する制動制御部２０のＶＳＡ制御部２５から、スプリットμ路か否かの判断結果と安定化補正量が入力される。ＥＰＳ補正電流計算部１２は、これら入力信号に基づいて、安定化補正量に応じた補正電流を算出する。
なお、ＥＰＳ補正電流計算部１２で設定される補正電流にはリミット値（上限値）が設けられており、ＥＰＳ補正電流計算部１２の補正電流がリミット値に達したときには、それを知らせる信号（以下、リミット信号と称す）がＥＰＳ補正電流計算部１２からＶＳＡ制御部２５に出力される。
そして、操舵制御部１０は、ベース電流を補正電流で補正してステアリングモータの目標駆動電流（ＥＰＳ制御電流）を算出する。

制動制御部２０は、車体速計算部２１と、スリップ率計算部２２と、車輪加速度計算部２３と、アンチロックブレーキシステム基本制御部（以下、ＡＢＳ基本制御部と略す）２４と、スタビリティコントロール（以下、ＶＳＡと略す）制御部２５と、を備えている。
車体速計算部２１は、車両の４輪の車輪速センサ２６で検出した各車輪の車輪速に基づいて車体速（すなわち、車速）を算出する。
スリップ率計算部２２は、車輪速センサ２６で検出した各車輪の車輪速と、車体速計算部２１で算出された車速に基づいてスリップ率を算出する。
車輪加速度計算部２３は、車輪速センサ２６で検出した各車輪速を時間微分して各車輪の車輪加速度を算出する。

ＡＢＳ基本制御部２４は、アンチロックブレーキシステムの基本制御を行う制御部であり、車輪速センサ２６で検出した各車輪の車輪速と、車体速計算部２１で算出された車速と、スリップ率計算部２２で算出されたスリップ率と、車輪加速度計算部２３で算出された各車輪の車輪加速度に基づいて、制動時にロック傾向にある車輪を判断し、その車輪をロックさせないブレーキ油圧となるようにブレーキ油圧制御バルブの基本制御量を決定する。

ＶＳＡ制御部２５は、車体速計算部２１で算出された車速と、スリップ率計算部２２で算出されたスリップ率に基づいて、スプリットμ路か否かを判断するとともに、安定化補正量を算出する。ここで、安定化補正量とは、左右の制動力差に起因して発生するヨーモーメントを小さくするために、高μ側の前輪の制動力を弱める際に必要なスリップ率の補正量（目標スリップ率補正量）に応じたブレーキ油圧制御バルブ補正制御量である。なお、前述したリミット信号がＥＰＳ補正電流計算部１２からＶＳＡ制御部２５に出力されたときには、ＶＳＡ制御部２５における安定化補正量を通常時（ＥＰＳ補正電流計算部１２の補正電流がリミット値に達していない時）よりも増加するように設定されている。
そして、制動制御部２０は、ＡＢＳ基本制御部２４で算出したブレーキ油圧制御バルブの基本制御量を、ＶＳＡ制御部２５で算出した安定化補正量で補正して、ブレーキ油圧制御バルブの制御量を算出する。この実施例において、制動制御部２０は、左右車輪に異なる制動圧を付与することにより車両にヨーモーメントを発生させる制動制御手段を構成する。

寄与度制御部３０は、安定化判定部３１と、配分計算部３２と、タイマー３３とを備えている。
安定化判定部３１は、ヨーレートセンサ３４で検出されるヨーレートに基づいて、車両が安定しているか否かを判定する。
配分計算部３２は、安定化判定部３１における判定結果と、制動制御部２０における車体速計算部２１で算出された車速に基づいて、スプリットμ路での制動時における操舵制御部１０による安定化制御と制動制御部２０による安定化制御の寄与度の配分を算出する。なお、寄与度の配分は、後述するように、操舵制御部１０による安定化制御の制御ゲインと、制動制御部２０による安定化制御の制御ゲインを設定することにより行われる。この配分（制御ゲイン）は、配分計算部３２から操舵制御部１０と制動制御部２０に出力され、操舵制御部１０においてＥＰＳ補正電流計算部１２で算出された補正電流に対するゲイン補正が行われ、制動制御部２０においてＶＳＡ制御部２５で算出した安定化補正量に対するゲイン補正が行われる。なお、この実施例では図３に示すように、操舵制御部１０における安定化制御の制御ゲインを車速に関わらず「１．０」としているが、この制御ゲインを車速に応じて変化させることも可能である。
タイマー３３は、スプリットμ路での制動を開始してからの経過時間等をカウントする。

次に、この実施例における車両の安定化制御について、図２のフローチャートに従って説明する。
図２のフローチャートに示される車両安定化制御ルーチンは電子制御装置によって実行される。
まず、ステップＳ１０１において、現在車両が制動時か否かを判定し、判定結果が「ＮＯ」（非制動時）である場合は本ルーチンの実行を一旦終了し、判定結果が「ＹＥＳ」（制動時）である場合は、ステップＳ１０２に進んで、スプリットμ路か否かを判定する。
ステップＳ１０２における判定結果が「ＮＯ」（非スプリットμ路）である場合は、本ルーチンの実行を一旦終了し、ステップＳ１０２における判定結果が「ＹＥＳ」（スプリットμ路）である場合は、ステップＳ１０３に進み、制動開始から第１の所定時間Ｔ１が経過したか否かを判定する。なお、この第１の所定時間Ｔ１はスプリットμ路制動開始時の車速に応じて可変になっており、車速が大きいほど所定時間Ｔ１は長い時間に設定されるようになっている。

ステップＳ１０３における判定結果が「ＮＯ」（Ｔ１経過していない）である場合は、ステップＳ１０４に進み、ＶＳＡによる安定化の制御ゲイン（以下、ＶＳＡ制御ゲインという）とＥＰＳによる安定化の制御ゲイン（ＥＰＳ安定化制御ゲインという）をいずれも「１」に設定して、本ルーチンの実行を一旦終了する。すなわち、図４に示すように、制動開始から所定時間Ｔ１が経過するまでは、ＶＳＡによる安定化制御とＥＰＳによる安定化制御をフルに活用して（制御量を大きくして）車両の安定化を図る。

ステップＳ１０３における判定結果が「ＹＥＳ」（Ｔ１経過した）である場合は、ステップＳ１０５に進み、所定時間Ｔ１経過時の車速に応じて、ＶＳＡによる安定化制御とＥＰＳによる安定化制御の寄与度を変更する。なお、この実施例では、ＥＰＳ安定化制御ゲインは車速にかかわらず「１」とし、ＶＳＡ制御ゲインだけを車速に応じて変更することにより、ＶＳＡとＥＰＳの安定化制御の寄与度を変更する。ＶＳＡ制御ゲインは配分計算部３２において設定され、図３に示すように、車速が所定値Ｖ１未満では１より小さい所定値（例えば「０」）に設定され、Ｖ１以上Ｖ２未満で１次関数的に漸次増大し、Ｖ２以上では「１」に設定される。つまり、制動開始から所定時間Ｔ１が経過した後は、車速が大きいほどＶＳＡによる安定化制御の寄与度を大きくし、車速が小さいほどＶＳＡによる安定化制御の寄与度を小さくする。なお、図４は、所定時間Ｔ１経過時の車速がＶ２以上の場合の例である。

次に、ステップＳ１０６に進み、ステップＳ１０５において安定化制御の寄与度を変更してから第２の所定時間Ｔ２が経過したか否かを判定する。ステップＳ１０６における判定結果が「ＮＯ」（Ｔ２経過していない）である場合は、本ルーチンの実行を一旦終了する。なお、一度ステップＳ１０５において安定化制御の寄与度を変更してから第２の所定時間Ｔ２が経過するまでは、ステップＳ１０５において設定した安定化制御の寄与度を保持する。
ステップＳ１０６における判定結果が「ＹＥＳ」（Ｔ２経過した）である場合は、ステップＳ１０７に進み、ヨーレートセンサで検出されたヨーレートに基づいて、車両が安定しているか否かを判定する。
ステップＳ１０７における判定結果が「ＹＥＳ」（安定した）である場合は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、ステップＳ１０７における判定結果が「ＮＯ」（安定していない）である場合は、ステップＳ１０８に進み、ＶＳＡ制御ゲインを増大させてＶＳＡによる安定化制御の寄与度を増大し、本ルーチンの実行を一旦終了する。すなわち、ステップＳ１０５において車速に応じた寄与度変更を実施してから所定時間Ｔ２が経過した時に車両の安定が得られない場合には、ＶＳＡ制御ゲインを大きくして、車両の安定化を促進する。

このように、この実施例では、スプリットμ路での制動開始から第１の所定時間Ｔ１が経過するまでは、ＶＳＡによる安定化制御とＥＰＳによる安定化制御をフルに活用するので、車両を確実に安定させながら制動することができる。特に、車速に応じて第１の所定時間Ｔ１を可変にし、車速が大きいほどＶＳＡによる安定化制御とＥＰＳによる安定化制御をフルに活用する期間を長くするようにしているので、車速が大きくても車両を確実に安定させながら制動することができる。

また、第１の所定時間Ｔ１を経過した後は、所定時間Ｔ１経過時の車速に応じて、ＶＳＡによる安定化制御とＥＰＳによる安定化制御の寄与度を変更し、前記車速が大きいほどＶＳＡによる安定化制御の寄与度を大きくし、車速が小さいほどＶＳＡによる安定化制御の寄与度を小さくするので、車速が大きいときは車両の安定化に重きをおいて制動することができ、車速が小さいときは主にＥＰＳの安定化制御によって車両の安定化を図りつつ車両の制動性を向上させることができる。

さらに、前述のように寄与度を変更した後、第２の所定時間Ｔ２が経過した時に車両が安定しないときには、ＶＳＡによる安定化制御の寄与度を増大するので、車両を確実に安定させて制動することができる。
したがって、スプリットμ路での制動時に、車両の安定化と制動性能の両立を図ることができる。

〔他の実施例〕
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、前述した実施例では、操舵制御装置を操作子と転舵機構とが機械的に連結されて構成された電動ステアリング装置としたが、操舵制御装置は、操作子と転舵機構とが機械的に分離されていて、操作子に反力を作用させる反力モータと、転舵輪を転舵させるステアリングモータとを備えた所謂ステアバイワイヤ式の操舵装置であってもよい。

この発明に係る車両安定化制御装置の一実施例におけるブロック図である。 前記実施例における車両の安定化制御を示すフローチャートである。 前記実施例において、車速とＶＳＡ制御ゲインの関係を示す図である。 前記実施例において、ＶＳＡ制御ゲインとＥＰＳ安定化制御ゲインの時間的変化を示す図である。

符号の説明

１ 車両安定化制御装置
１０ 操舵制御部（操舵制御手段）
２０ 制動制御部（制動制御手段）
２５ ＶＳＡ制御部（スプリットμ路判定手段）

Claims (4)

1. 車両の左右車輪に異なる制動圧を付与することにより車両にヨーモーメントを発生させる制動制御手段と、前記車輪の向きを変更するように付勢する操舵制御手段、とを備え、これら制御手段によって車両を安定化させる車両安定化制御装置であって、
   前記左右車輪と路面との摩擦係数に差があるスプリットμ路か否かを判定するスプリットμ路判定手段を備え、前記スプリットμ路判定手段によりスプリットμ路と判定されているときの制動時には、車速に応じて寄与度の割合変更を実行して、車速が小さいほど前記制動制御手段の寄与度に対する前記操舵制御手段の寄与度の割合を大きくすることを特徴とする車両安定化制御装置。
2. 制動初期の所定時間が経過した後に前記車速に応じた寄与度の割合変更を実行することを特徴とする請求項１に記載の車両安定化制御装置。
3. 前記所定時間は車速が大きいほど長い時間に設定されることを特徴とする請求項２に記載の車両安定化制御装置。
4. 前記車速に応じた寄与度の割合変更を実行しても車両が所定の安定性を満たさないときには、前記制動制御手段の寄与度の割合を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の車両安定化制御装置。

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