JP2007290492A - 車両状態検出装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】路面反力トルクを用いた車両状態検出装置において、運手者がハンドルを切り戻しているときにおいても、車両がアンダーステア状態であると検出してしまうという課題があった。
【解決手段】路面反力トルク検出手段101により車両のタイヤが路面から受ける実路面反力トルクを検出し、規範路面反力トルク演算手段102により車両の走行状態に基づいて規範路面反力トルクを演算し、操舵状態検出手段103により車両を運転する運転者の操舵状態を検出し、車両挙動状態検出手段104により前記路面反力トルク検出手段の出力と前記規範路面反力演算手段の出力に基づき車両の不安定挙動状態を検出するようにした車両状態検出装置であって、前記操舵状態検出手段が前記運転者の操舵状態が切り戻しであること検出したときは、前記車両挙動状態検出手段による前記車両の前記不安定挙動状態の検出を禁止するようにした。
【選択図】図1

Description

この発明は、走行中の車両のアンダーステア等の不安定挙動状態を検出する車両状態検出装置に関する。
走行中の車両のアンダーステア等の不安定挙動状態を検出する従来の車両状態検出装置は、実横滑り角を検出する横滑り角測定器と、規範路面反力トルクに相当する規範アライメントトルクを演算する規範アライメントトルク演算器と、走行中の車両が路面から受ける実路面反力トルクに相当する実アライメントトルクを検出するアライメントトルク測定器と、実アライメントトルクと規範アライメントトルクとの偏差の絶対値をアライメントトルク偏差として演算するアライメントトルク偏差演算器と、アライメントトルク偏差を所定量と比較し、アライメントトルク偏差が所定量以上の場合に車両の挙動が不安定であると判定する車両挙動安定性判別器とを備えており、規範アライメントトルクと実アライメントトルクとの偏差の絶対値を用いて走行中の車両の不安定状態を判定するようにしている。(例えば、特許文献1参照)
特開2003−341538号公報
従来の車両状態検出装置では、走行中の車両の不安定挙動状態を判定するために、規範アライメントトルクと実アライメントトルクとの偏差の絶対値を用いている。従がって、規範アライメントトルクと実アライメントトルクとの偏差から推定される単純な不安定状態でアンダーステアを判定することはできるが、運転者がハンドルを切り戻している状態においても、アンダーステアを検出するという誤判定の恐れがあった。また誤判定に基づいてアンダーステアを抑制すると、車両の自転運動を助長してしまうという課題があった。
この発明は、従来の車両状態検出装置に於けるこのような課題を解消するためになされたもので、誤判定することなく正確に車両の不安定挙動状態を検出することができる車両状態検出装置を提供することを目的とする。
この発明に係る車両状態検出装置は、車両のタイヤが路面から受ける実路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段と、前記車両の走行状態に基づいてその走行状態に於ける規範路面反力トルクを演算する規範路面反力トルク演算手段と、前記車両を運転する運転者の操舵状態を検出する操舵状態検出手段と、前記路面反力トルク検出手段の出力と前記規範路面反力演算手段の出力に基づき前記車両の不安定挙動状態を検出する車両挙動状態検出手段とを備え、前記操舵状態検出手段が前記運転者の操舵状態が切り戻しであること検出したときは、前記車両挙動状態検出手段による前記車両の前記不安定挙動状態の検出を禁止するようにしたものである。
又、この発明に係る車両状態検出装置は、車両のタイヤが路面から受ける実路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段と、前記車両の走行状態に基づいてその走行状態に於ける規範路面反力トルクを演算する規範路面反力トルク演算手段と、前記路面反力トルク検出手段の出力の方向と前記規範路面反力トルク演算手段の出力の方向とが同一であるか否かを判定する路面反力方向判定手段と、前記路面反力トルク検出手段の出力と前記規範路面反力演算手段の出力に基づき前記車両の不安定挙動状態を検出する車両挙動状態検出手段とを備え、前記路面反力方向判定手段が、前記路面反力トルク検出手段の出力の方向と前記規範路面反力トルク演算手段の出力の方向とが同一でないと判定したときは、前記車両挙動状態検出手段による前記車両の不安定挙動状態の検出を禁止するようにしたものである。
更に、この発明に係る車両状態検出装置は、車両のタイヤが路面から受ける実路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段と、前記車両の走行状態に基づいてその走行状態に於ける規範路面反力トルクを演算する規範路面反力トルク演算手段と、前記車両を運転する運転者のハンドルの手放し状態を判定する手放し状態判定手段と、前記路面反力トルク検出手段の出力と前記規範路面反力演算手段の出力に基づき前記車両の不安定挙動状態を検出する車両挙動状態検出手段とを備え、前記手放し状態判定手段が前記ハンドルの手放し状態であることを判定したときは、前記車両挙動状態検出手段による前記車両の前記不安定挙動状態の検出を禁止するようにしたものである。
この発明に係る車両状態検出装置によれば、操舵状態検出手段が運転者の操舵状態が切り戻しであること検出したときは、車両挙動状態検出手段による車両の不安定挙動状態の検出を禁止するようにしたので、誤判定すること無く正確に車両の不安定挙動状態を検出することできる。
又、この発明に係る車両状態検出装置によれば、路面反力方向判定手段が、路面反力トルク検出手段の出力の方向と規範路面反力トルク演算手段の出力の方向とが同一でないと判定したときは、車両挙動状態検出手段による車両の不安定挙動状態の検出を禁止するようにしたので、誤判定すること無く正確に車両の不安定挙動状態を検出することできる。
更に、この発明に係る車両状態検出装置によれば、手放し状態判定手段がハンドルの手放し状態であることを判定したときは、車両挙動状態検出手段による車両の前記不安定挙動状態の検出を禁止するようにしたので、誤判定すること無く正確に車両の不安定挙動状態を検出することできる。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る車両状態検出装置を示すブロック図である。以下の実施の形態1の説明では、車両の不安定状態としてのアンダーステアの検出について説明する。図1に於いて、路面反力トルク検出手段101は、車両のタイヤが路面から受ける実路面反力トルクを検出する。
規範路面反力トルク演算手段102は、車両の走行状態量から理想的な路面反力トルクである規範路面反力トルクを演算する。操舵状態判定手段103は、運転者の操舵状態を判定する。車両挙動状態検出手段104は、路面反力トルク検出手段101と規範路面反力トルク演算手段102と操舵状態判定手段103とからの信号を受けて車両の挙動状態を検出する。
路面反力トルク検出手段101は、周知の技術を用いて構成すればよく、例えば特開2005−324737号公報に示されているように、運転者の操舵トルクと電動パワーステアリングのアシストトルクから、実路面反力トルクを推定するように構成してもよいし、ロードセル等を用いて直接実路面反力トルクを測定するよう構成しても良い。
又、規範路面反力トルク演算手段102は、周知の技術を用いて構成すればよく、例えば特開2005−324737号公報に示されているように、ハンドル角及び車両の走行速度と規範路面反力トルクとの関係が記されたハンドル角・走行速度と規範路面反力トルクとのマップから、規範路面反力トルクを演算するよう構成しても良い。
路面反力トルク検出手段101、規範路面反力トルク演算手段102、操舵状態判定手段103、及び車両挙動状態検出手段104の夫々の検出結果及び演算結果は、メモリ(図示せず)に記憶される。
次に、実施の形態1に係る車両状態検出装置の動作を、図2に示すフローチャートに基づいて説明する。プログラムがスタートすると、先ず、ステップS101に於いて、操舵状態検出手段103により操舵角を検出し、その検出結果をメモリに記憶する。次に、ステップS102に進み、同じく操舵状態検出手段103により操舵トルクを検出し、その検出結果をメモリに記憶する。
次に、ステップS103に進み、路面反力トルク検出手段101により実路面反力トルクを検出しその検出結果をメモリに記憶する。更に、ステップS104に進み、規範路面反力トルク検出手段102により規範路面反力トルクを演算し、その検出結果をメモリに記憶する。
次に、ステップS105に進み、メモリに記憶した実路面反力トルクと規範路面反力トルクとの偏差である路面反力トルク偏差の絶対値を演算し、その演算結果をメモリに記憶する。次に、ステップS106に於いて、ステップS105にて演算した路面反力トルク偏差の絶対値が閾値より大きいか否かを判定し、路面反力トルク偏差の絶対値が閾値より大きい場合(Yes)はステップS107に進み、閾値より小さい場合(No)はスタートに戻る。
ステップS107に於いて、メモリに記憶した操舵角と操舵トルクにより運転者の操作が切り戻し状態か否かを判定し、運転者がハンドルを切り戻しをしていることを検出した場合(Yes)はスタートに戻り、運転者の操作が切り戻しをしていない状態である(No)と判定した場合は、ステップS108に進む。ステップS108では、アンダーステア検出フラグを出力し、プログラムの動作を終了する。
ステップS107に於ける判定は、運転者が操舵するハンドル角と操舵トルクを検出し、操舵角と操舵トルクの符号の積から判定しても良いし、操舵角と操舵角速度等、周知の技術を用いて操舵状態である切り増し、保舵、切り戻しを判定するようにしても良い。
以上述べた実施の形態1による車両状態検出装置によれば、規範路面反力トルクと実路面反力トルクとの偏差である路面反力トルク偏差の絶対値が閾値より大きい場合に、運転者の操舵状態が切り戻しであるか否かを判定し、切り戻しであると判定した場合にアンダーステアの検出を禁止することにより、運転者がハンドルを切り戻している状態に於いてアンダーステアを検出するという誤判定が防止され、正確な車両状態の検出をすることが可能となる。
実施の形態2.
図3は、この発明の実施の形態2に係る車両状態検出装置を示すブロック図である。図3に於いて、路面反力トルク検出手段201は、車両のタイヤが路面から受ける実路面反力トルクを検出する。規範路面反力トルク演算手段202は、車両の走行状態量から理想的な路面反力トルクである規範路面反力トルクを演算する。路面反力方向判定手段203は、路面反力トルク検出手段201からの信号と規範路面反力トルク演算手段202からの信号に基づいて、路面反力トルクの方向を判定する。
車両挙動状態検出手段204は、路面反力トルク検出手段201からの信号と規範路面反力トルク演算手段202からの信号、及び路面反力方向判定手段203からの信号に基づいて、車両の挙動状態を検出する。路面反力トルク検出手段201と、規範路面反力トルク演算手段202と、路面反力方向判定手段203とによる、夫々の検出結果及び演算結果は、メモリ(図示せず)に記憶される。
路面反力トルク検出手段201は、周知の技術を用いて構成すればよく、例えば特開2005−324737号公報に示されているように、運転者の操舵トルクと電動パワーステアリングのアシストトルクから、実路面トルクを推定するように構成してもよいし、ロードセル等を用いて直接実路面トルクを測定するよう構成しても良い。
又、規範路面反力トルク演算手段202は、周知の技術を用いて構成すればよく、例えば特開2005−324737号公報に示されているように、ハンドル角および車両の走行速度と規範路面反力トルクとの関係が記されたハンドル角・走行速度と規範路面反力トルクとのマップから、規範路面反力トルクを演算するよう構成しても良い。
次に、実施の形態2に係る車両状態検出装置の動作を、図4に示すフローチャートに基づいて説明する。プログラムがスタートすると、先ず、ステップS201に於いて、路面反力トルク検出手段201により実路面反力トルクを検出し、メモリに記憶する。次に、ステップS202に進み、規範路面反力トルク演算手段202により規範路面反力トルクを演算し、メモリに記憶する。
次に、ステップS203に進んで、メモリに記憶した実路面反力トルクと規範路面反力トルクの偏差である路面反力トルク偏差の絶対値を演算し、メモリに記憶すると共に、その路面反力トルク偏差の絶対値が閾値より大きいか否かを判定し、閾値より小さい場合(No)はスタートに戻り、路面反力トルク偏差の絶対値が閾値より大きい場合(Yes)はステップS204に進む。
ステップS204に於いて、メモリに記憶した実路面反力トルクと規範路面反力トルクの出力の方向が一致しているか否かを路面反力方向判定手段203により判定する。判定の結果、実路面反力トルクと規範路面反力トルクの方向が一致している場合(Yes)は、ステップS205に進んでアンダーステア検出フラグを出力し、出力の方向が一致していない場合(No)は、スタートに戻る。
図5は、路面反力方向判定手段203の構成を示すブロック図である。路面反力方向判定手段203では、規範路面反力トルクと実路面反力トルクを乗算器301により乗算し、その乗算した結果を比較器302により「0」と比較し、「0」以上であれば、規範路面反力トルクと実路面反力トルクの方向が同一であると判定する。
図6は、路面反力判定手段203に於ける路面反力方向判定動作のフローチャートであり、図4のステップS206の部分に相当する。図6に於いて、プログラムがスタートすると、先ず、ステップS301にて、メモリに記憶した規範路面反力トルクとメモリに記憶した実路面反力トルクとを乗算器301により乗算して積を演算する。次に、ステップS302に進み、その乗算した積の値が「0」より大きいか否かを比較器302により比較し、その比較結果が「0」より大きいなら、規範路面反力トルクと実路面反力トルクの方向が同一であると判定する。
実施の形態2による車両状態検出装置によれば、規範路面反力トルクと実路面反力トルクとの偏差である路面反力トルク偏差の絶対値が閾値より大きい場合に、規範路面反力トルクと実路面反力トルクの方向を判定し、これらのトルクが同一方向であるときにのみアンダーステアを検出しているので、規範路面反力トルクと実路面反力トルクの方向性が一致しない状態に於いてアンダーステアを検出するという誤判定を無くすることができ、正確な車両状態の検出が可能となる。
実施の形態3.
図7は、この発明の実施の形態3に係る車両状態検出装置を示すブロック図である。図7に於いて、路面反力トルク検出手段401は、車両のタイヤが路面から受ける実路面反力トルクを検出する。規範路面反力トルク演算手段402は、車両の走行状態量から理想的な路面反力トルクである規範路面反力トルクを演算する。手放し状態判定手段403は、運転者がハンドルから手を放した状態を検出する。車両挙動状態検出手段404は、路面反力トルク検出手段401と規範路面反力トルク演算手段402と手放し状態判定手段403からの出力に基づいて車両挙動の状態を検出する。
路面反力トルク検出手段401と、規範路面反力トルク演算手段402と、手放し状態判定手段403、及び車両挙動状態検出手段404の、夫々の検出結果及び演算結果は、メモリ(図示せず)に記憶される。
路面反力トルク検出手段401は、周知の技術を用いて構成すればよく、例えば特開2005−324737号公報に示されているように、運転者の操舵トルクと電動パワーステアリングのアシストトルクから、実路面トルクを推定するように構成してもよいし、ロードセル等を用いて直接実路面トルクを測定するよう構成しても良い。
又、規範路面反力トルク演算手段402は、周知の技術を用いて構成すればよく、例えば特開2005−324737号公報に示されているように、ハンドル角および車両の走行速度と規範路面反力トルクとの関係が記されたハンドル角・走行速度と規範路面反力トルクとのマップから、規範路面反力トルクを演算するよう構成しても良い。
次に実施の形態3の動作を、図8のフローチャートに基づいて説明する。プログラムがスタートして、先ず、ステップS401に於いて路面反力トルク検出手段401により実路面反力トルクを検出し、その検出結果をメモリに記憶する。次に、ステップS402にて規範路面反力トルク演算手段402により規範路面反力トルクを演算し、その演算結果をメモリに記憶する。次に、ステップS403に進み、メモリに記憶した実路面反力トルクと規範路面反力トルクの偏差である路面反力トルク偏差の絶対値を演算し、その演算結果をメモリに記憶すると共に、その路面反力トルク偏差の絶対値が閾値より大きいか否かを判定する。
ステップS403にて演算した路面反力トルク偏差の絶対値が、閾値より大きい場合(Yes)はステップS404に進み、閾値より小さい場合(No)はスタートに戻る。ステップS404では、手放し状態判定手段403により運手者がハンドルから手を放している手放し状態であるか否かを判定し、手放し状態でないと判定した場合(No)は、ステップS405に進み、手放し状態であると判定した場合(Yes)は、スタートに戻る。ステップS405では、アンダーステア検出フラグを出力する。
図9は、手放し状態判定手段403の構成を示すブロック図である。手放し状態判定手段403では、路面反力トルク検出手段401の検出した実路面反力トルクとステアリング機構の摩擦トルクとを、比較器501により比較し、実路面反力トルクがステアリング機構の摩擦トルク以下であれば、手放し状態であると判定する。
図10は、手放し状態判定手段403による手放し状態判定動作のフローチャートであり、図8のステップS404の部分に相当する。プログラムがスタートして、先ず、ステップS501に於いてメモリに記憶した実路面反力トルクを読み込む。次に、ステップS502にて読み込んだ実路面反力トルクとステアリング機構の摩擦トルクとを比較器501により比較し、実路面反力トルクがステアリング機構の摩擦トルクより小さい場合(Yes)は、手放し状態であると判定する。実路面反力トルクがステアリング機構の摩擦トルク以上である場合(No)は、スタートに戻る。
実施の形態3によれば、規範路面反力トルクと実路面反力トルクとの偏差である路面反力トルク偏差の絶対値が閾値より大きい場合に、手放し状態判定器にて手放し状態を判定し、運転者が手放し状態でないときにのみアンダーステアを検出するようにしているので、運転者がハンドルから手を手放した状態に於いてアンダーステアを検出するという誤判定を無くすることができ、正確に車両状態を検出することが可能となる。
実施の形態4.
図11は、この発明の実施の形態4に係る車両状態検出装置を示すブロック図である。図11に於いて、路面反力トルク検出手段601は、車両のタイヤが路面から受ける実路面反力トルクを検出する。規範路面反力トルク演算手段602は、車両の走行状態量から理想的な路面反力トルクである規範路面反力トルクを演算する。操舵状態判定手段603は、運転者の操舵状態を判定する。路面反力方向判定手段604は、実路面反力トルクの方向を判定する。手放し状態判定手段605は、運転者がハンドルから手を放した状態を検出する。
車両挙動状態検出手段606は、路面反力トルク検出手段601と規範路面反力トルク演算手段602と操舵状態判定手段603と路面反力方向判定手段604及び手放し状態判定手段605からの出力の基づいて車両の挙動状態を検出する。検出結果および演算結果を記憶するメモリ(図示せず)を備えている。路面反力トルク検出手段601と、規範路面反力トルク演算手段602と、操舵状態判定手段603と、路面反力方向判定手段604と、手放し状態判定手段605、及び車両挙動状態検出手段606の、夫々の検出結果及び演算結果は、メモリ(図示せず)に記憶される。
実施の形態4は、実施の形態1に於ける操舵状態検出手段103に相当する操舵状態検出手段603と、実施の形態2に於ける路面反力方向判定手段203に相当する路面反力方向判定手段605と、実施の形態3に於ける手放し状態判定手段403に相当する手放し状態判定手段604を組み合わせたものである。
実施の形態4では、運転者の操舵が切増し状態もしくは保舵状態であり、運転者が手放し状態でなく、実路面反力の方向性が一致した時に、車両のアンダーステアを検出するものである。従って、運転者がハンドルを切り戻している状態、及び運転者がハンドルから手を放した状態、及び規範路面反力トルクと実路面反力トルクの方向が一致しない状態に於いてアンダーステアの検出を行うという誤判定が無く、正確に車両状態を検出ことが可能となる。
尚、実施の形態4では、操舵状態判定手段603と、路面反力方向判定手段604と、手放し状態判定手段605とを全て組み合わせて構成したが、これらのうち少なくともいずれか2つを組み合わせて、車両のアンダーステアの判定を行うようにしても良い。
この発明の実施の形態1に係る車両状態検出装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態1に係る車両状態検出装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態2に係る車両状態検出装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態2に係る車両状態検出装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態2に係る車両状態検出装置の路面反力方向判定手段の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態2に係る車両状態検出装置の路面反力方向判定手段の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態3に係る車両状態検出装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態3に係る車両状態検出装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態3に係る車両状態検出装置の手放し状態判定手段の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態3に係る車両状態検出装置の手放し状態判定手段の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態4に係る車両状態検出装置の構成を示すブロック図である。
符号の説明
101、201、401、601 路面反力トルク検出手段
102、202、402、602 規範路面反力トルク演算手段
103、603 操舵状態検出手段
104、204、404、606 車両挙動状態検出手段
203、605 路面反力方向判定手段
301 乗算器
302、501 比較器
403、604 手放し状態判定手段

Claims (5)

  1. 車両のタイヤが路面から受ける実路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段と、前記車両の走行状態に基づいてその走行状態に於ける規範路面反力トルクを演算する規範路面反力トルク演算手段と、前記車両を運転する運転者の操舵状態を検出する操舵状態検出手段と、前記路面反力トルク検出手段の出力と前記規範路面反力演算手段の出力に基づき前記車両の不安定挙動状態を検出する車両挙動状態検出手段とを備え、前記操舵状態検出手段が前記運転者の操舵状態が切り戻しであること検出したときは、前記車両挙動状態検出手段による前記車両の前記不安定挙動状態の検出を禁止するようにした車両状態検出装置。
  2. 車両のタイヤが路面から受ける実路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段と、前記車両の走行状態に基づいてその走行状態に於ける規範路面反力トルクを演算する規範路面反力トルク演算手段と、前記路面反力トルク検出手段の出力の方向と前記規範路面反力トルク演算手段の出力の方向とが同一であるか否かを判定する路面反力方向判定手段と、前記路面反力トルク検出手段の出力と前記規範路面反力演算手段の出力に基づき前記車両の不安定挙動状態を検出する車両挙動状態検出手段とを備え、前記路面反力方向判定手段が、前記路面反力トルク検出手段の出力の方向と前記規範路面反力トルク演算手段の出力の方向とが同一でないと判定したときは、前記車両挙動状態検出手段による前記車両の不安定挙動状態の検出を禁止するようにした車両状態検出装置。
  3. 前記路面反力方向判定手段は、前記路面反力トルク検出手段の出力と前記規範路面反力トルク演算手段の出力との積に基づいて、前記路面反力トルク検出手段の出力の方向と前記規範路面反力トルク演算手段の出力の方向が同一であるか否かを判定することを特徴とする請求項2に記載の車両状態検出装置。
  4. 車両のタイヤが路面から受ける実路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段と、前記車両の走行状態に基づいてその走行状態に於ける規範路面反力トルクを演算する規範路面反力トルク演算手段と、前記車両を運転する運転者のハンドルの手放し状態を判定する手放し状態判定手段と、前記路面反力トルク検出手段の出力と前記規範路面反力演算手段の出力に基づき前記車両の不安定挙動状態を検出する車両挙動状態検出手段とを備え、前記手放し状態判定手段が前記ハンドルの手放し状態であることを判定したときは、前記車両挙動状態検出手段による前記車両の前記不安定挙動状態の検出を禁止するようにした車両状態検出装置。
  5. 前記手放し状態判定手段は、前記路面反力トルク検出手段の出力が、前記車両のステアリング機構の摩擦トルクより小さいときに前記手放し状態であると判定することを特徴とする請求項4に記載の車両状態検出装置。
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