JP2009040373A - 車両用ヨーレイト制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の違和感が無いか少ないヨーレイト制御を可能とする。
【解決手段】衛生からの信号に基づき自車位置を検出する走行地検出部７５と、道路の旋回半径等の属性が記憶された道路属性記憶部７７と、検出された自車位置及び記憶された道路の属性とから自車が走行しようとする道路の属性を判断する道路属性判断部６３と、判断された道路の属性に基づき自車の予測ヨーレイトを設定する予測ヨーレイト設定６５と、自車のヨーレイトを変更可能なヨーレイト変更部１９，２１と、自車の旋回走行を検出する旋回走行検出部６２と、自車の旋回走行の検出に基づいて前記ヨーレイト変更部１９，２１を予測ヨーレイトが実現されるように制御するヨーレイト制御部６１とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等のヨーレイトを制御する車両用ヨーレイト制御装置に関する。

従来のこの種の車両用ヨーレイト制御装置として、特許文献１に記載されたものがある。

この車両用ヨーレイト制御装置では、操舵角センサにより検出した操舵角、車速センサにより検出した車速などから目標ヨーレイトを設定し、ヨーレイト・センサにより検出した自車のヨーレイトが目標ヨーレイトとなるように左右ブレーキ等を制御するようにしたものである。

しかし、車両を操舵してから操舵角センサで操舵角が検出されるまでには操舵によりＧが変化し、追従制御にタイム・ラグを生じている。車速センサなどの場合も同様である。

このため、目標ヨーレイトの実現が、操舵などに対して遅れ、運転者に違和感を与える恐れがあった。

特開２００２−２１９９５８号公報

解決しようとする問題点は、目標ヨーレイトの実現が、操舵などに対して遅れ、運転者に違和感を与える恐れがあった点である。

本発明は、運転者の違和感が無いか少ないヨーレイト制御を可能とするため、衛生からの信号に基づき自車位置を検出する走行地検出部と、道路の旋回半径等の属性が記憶された道路属性記憶部と、前記検出された自車位置及び前記記憶された道路の属性とから自車が走行しようとする道路の属性を判断する道路属性判断部と、前記判断された道路の属性に基づき自車の予測ヨーレイトを設定する予測ヨーレイト設定部と、自車のヨーレイトを変更可能なヨーレイト変更部と、 自車の旋回走行を検出する旋回走行検出部と、自車の旋回走行の検出に基づいて前記ヨーレイト変更部を前記予測ヨーレイトが実現されるように制御するヨーレイト制御部とを備えたことを最も主要な特徴とする。

本発明の車両用ヨーレイト制御装置は、衛生からの信号に基づき自車位置を検出する走行地検出部と、道路の旋回半径等の属性が記憶された道路属性記憶部と、前記検出された自車位置及び前記記憶された道路の属性とから自車が走行しようとする道路の属性を判断する道路属性判断部と、前記判断された道路の属性に基づき自車の予測ヨーレイトを設定する予測ヨーレイト設定部と、自車のヨーレイトを変更可能なヨーレイト変更部と、 自車の旋回走行を検出する旋回走行検出部と、自車の旋回走行の検出に基づいて前記ヨーレイト変更部を前記予測ヨーレイトが実現されるように制御するヨーレイト制御部とを備えた。

このため、車両走行状況を検出してヨーレイトのフィード・バック制御をする場合に比較してタイム・ラグを抑制し、運転者の違和感が無いか少ないヨーレイト制御を行わせることができる。

運転者の違和感が無いか少ないヨーレイト制御を可能にするという目的を、衛生からの信号に基づく予測ヨーレイトを実現するヨーレイト制御部により実現した。

［車両用ヨーレイト制御装置］
図１は、本発明の実施例１を適用する縦置きフロント・エンジン・リヤ・ドライブの２輪駆動車の駆動系を示す概略平面図、図２は、車両用ヨーレイト制御装置の機能ブロック図である。

図１のエンジン１には、図示しないトランス・ミッションを介してプロペラ・シャフト１１が連動連結されている。プロペラ・シャフト１１は、ドライブ・ピニオン・ギヤ１３及びリング・ギヤ１５を介してリヤ・デファレンシャル装置１７に連動連結されている。リヤ・デファレンシャル装置１７には、ヨーレイト変更部１９，２１及び左右の車軸２３，２５を介して左右の後輪２７，２９が連動連結されている。

ヨーレイト変更部１９，２１は、変速機構１９ａ，２１ａと摩擦クラッチ１９ｂ，２１ｂとからなり、摩擦クラッチ１９ｂ，２１ｂの一方の締結駆動により変速機構１９ａ，２１ａの一方を介して後輪２７，２９の一方へ減速出力され、その分後輪２７，２９の他方へ増速出力される。このような、摩擦クラッチ１９ｂ，２１ｂの締結制御により後輪２７，２９の一方より他方の駆動トルクが高くなるようにしてヨーレイトを変更調整するベクトリング・トルクを付加することができる。

そして、エンジン１からトランス・ミッションを介してプロペラ・シャフト１１へ出力された駆動力は、ドライブ・ピニオン・ギヤ１３、リング・ギヤ１５を介して、リヤ・デファレンシャル装置１７へ伝達される。リヤ・デファレンシャル装置３１からは、左右のヨーレイト変更部１９，２１及び車軸２３，２５を介して、左右の後輪２７，２９へ駆動力伝達が行われる。

左右のヨーレイト変更部１９，２１の制御は、ヨー・コントローラ３１により行われる。ヨー・コントローラ３１は、マイクロコンピュータ等で構成され、入力ポートに通信線３３が接続されている。

通信線３３には、左右前後輪７，９，２７，２９の車輪速センサ３５，３７，３９，４１、アクセル開度センサ４３、舵角センサ４５、前後Ｇセンサ４７、左右Ｇセンサ４９、ＧＰＳ受信部５１等が接続される他、ナビゲーション装置５３、エンジン・コントロール・ユニット５５、トランスミッション・コントロール・ユニット５７等が接続されている。

ヨー・コントローラ３１の出力ポートには、駆動回路５９を介してヨーレイト変更部１９，２１が接続されている。

図２のように、前記ヨー・コントローラ３１は、ヨーレイト制御部６１、旋回走行検出部６２、道路属性判断部６３、予測ヨーレイト設定部６５、目標ヨーレイト設定部６７、走行状態判断部６９、履歴記憶部７１、履歴判断部７３を含んでいる。

前記旋回走行検出部６２、予測ヨーレイト設定部６５、目標ヨーレイト設定部６７、走行状態判断部６９、履歴判断部７３は、ヨーレイト制御部６１に接続されている。道路属性判断部６３は、予測ヨーレイト設定部６５に接続され、履歴記憶部７１は、履歴判断部７３に接続されている。

前記道路属性判断部６３には、ナビゲーション装置５３が接続され、ナビゲーション装置５３は、走行地検出部７５及び道路属性記憶部７７を含んでいる。目標ヨーレイト設定部６７には、走行状態検出部７９が接続されている。

前記ヨーレイト制御部６１は、自車の旋回走行開始に基づいて前記ヨーレイト変更部１９，２１を予測ヨーレイトが実現されるように制御する。

前記旋回走行開始は、舵角センサ４５から操舵信号が入力されたら旋回走行検出部６２が旋回走行開始と判断して自車の旋回走行を検出し、ヨーレイト制御部６１に入力する。

前記予測ヨーレイトは、道路属性判断部６３により判断された自車が走行しようとする道路の属性に基づき自車の予測ヨーレイトを予測ヨーレイト設定部６５が設定する。

前記道路属性判断部６３は、走行地検出部７５で検出された自車位置から道路属性記憶部７７に記憶されている道路の属性を判断する。走行地検出部７５及び道路属性記憶部７７は、ナビゲーション装置５３を利用するものである。走行地検出部７５は、衛生からの信号を受信したＧＰＳ受信部５１の信号により自車位置を検出するものである。道路属性記憶部７７は、地図情報を記憶したハード・ディスクなどである。

従って、道路属性判断部６３は、道路属性記憶部７７からの地図情報の読み出しと走行地検出部７５からの自車位置のデータとにより、自車が走行しようとする道路の属性、例えばカーブ状況（旋回半径）、傾斜状況等を判断し、予測ヨーレイト設定部６５へ出力する。

本実施例において、予測ヨーレイト設定部６５は、道路の属性から予測される道路の旋回半径及び自車の車輪速に基づき自車の予測ヨーレイトを設定する。自車の車輪速は、走行状態検出部７９の車輪速センサ３５，３７，３９，４１が、前後輪７，９，２７，２９の車輪速を検出し、ヨーレイト制御部６１へ入力する。

前記目標ヨーレイト設定部６７は、走行状態に応じて自車の目標ヨーレイトを設定する。走行状態は、走行状態検出部７９の車輪速センサ３５，３７，３９，４１、アクセル開度センサ４３、舵角センサ４５、前後Ｇセンサ４７、左右Ｇセンサ４９等の各信号により検出される。

前記ヨーレイト制御部６１は、前記予測ヨーレイトが実現されてから前記目標ヨーレイトを実現するように前記ヨーレイト変更部１９，２１を制御することになる。

前記走行状態判断部６９は、ＧＰＳ受信部５１の信号に基づき自車の走行状態が異常であるか否かを判断する。自車の走行状態が異常であるとは、自車が地図上の道路から外れたり、ＧＰＳ受信部５１の信号により算出された速度と実速度との差が規定値以上に大きい等の場合である。

前記ヨーレイト制御部６１は、前記走行状態判断部６９の異常の判断に基づいて前記予測ヨーレイトの実現を停止することになる。

前記履歴記憶部７１は、自車の過去の走行履歴を記憶している。走行履歴としては、走行しようとする道路での過去の走行時の実際のヨーレイト、走行経路等である。

前記履歴判断部７３は、前記走行履歴の走行状態が異常であるか否かを判断する。走行状態が異常であるとは、道路の旋回半径や車速に応じて履歴ヨーレイトが妥当なものではないと判断され、或いは走行経路が地図上の道路から外れていた場合等である。

前記ヨーレイト制御部６１は、前記履歴判断部７３の異常の判断に基づいて前記予測ヨーレイトの実現を停止することになる。

［ＧＰＳヨーコントロール制御］
図３は、本発明実施例の車両用ヨーレイト制御装置の制御を示すフローチャートである。

図３のフローチャートは、ＧＰＳ受信部５１において衛生からの信号が受信されたら実行される。

ステップＳ１では、「ＧＰＳ異常判定？」の処理が実行される。この処理では、ＧＰＳ受信部５１が受信した衛星からの信号に基づき自車の走行状態が異常であるか否かを判断する。自車が地図上の道路から外れたり、ＧＰＳ受信部５１の信号により算出された速度と実速度との差が規定値以上に大きい等と判断されなかったときは（正常）、ステップＳ２へ移行し、判断されたときは（異常）、ステップＳ８へ移行する。

ステップＳ２へ移行すると、続いて「走行履歴記憶の有無？」の処理が実行される。ステップＳ８へ移行する場合は、ステップＳ４〜Ｓ７の予測ヨーレイトの実現処理が実行されず、ヨーレイト制御部６１は、走行状態判断部６９の異常の判断に基づいて前記予測ヨーレイトの実現を停止することになる。

ステップＳ２の「走行履歴記憶の有無？」の処理では、履歴判断部７３が、履歴記憶部７１に、自車の過去の走行履歴が記憶されているか否かを判断し、記憶されていなければ（ＮＯ）、ステップＳ４へ移行し、記憶されていれば（ＹＥＳ）、ステップＳ３へ移行する。

ステップＳ３へ移行すると、過去の走行履歴の判断が行われ、ステップＳ４へ移行するとステップＳ４〜Ｓ７の予測ヨーレイトの実現処理が実行される。

ステップＳ３の「過去の走行が正常か否か？」の処理では、履歴判断部７３が、これから走行しようとする道路の走行履歴を履歴記憶部７１から読み出し、過去の走行状態が異常であるか否かを判断する。道路の旋回半径や車速に応じて履歴ヨーレイトが妥当なものである、或いは走行経路が地図上の道路から外れてはいない等と判断されたときは（ＹＥＳ）、ステップＳ４へ移行し、そうではないと判断されたときは（ＮＯ）、ステップＳ８へ移行する。

ステップＳ８へ移行する場合は、ステップＳ４〜Ｓ７の予測ヨーレイトの実現処理が実行されず、ヨーレイト制御部６１は、履歴判断部７３の異常の判断に基づいて前記予測ヨーレイトの実現を停止することになる。

ステップＳ４では、「地図情報から旋回半径予測」の処理が実行される。この処理では、道路属性判断部６３が、道路属性記憶部７７からの地図情報の読み出しと走行地検出部７５からの自車位置のデータとにより、自車が走行しようとする道路の属性、例えばカーブ状況（旋回半径）、傾斜状況等を判断し、予測ヨーレイト設定部６５へ出力し、ステップＳ５へ移行する。

ステップＳ５では、「ヨーレイト予測」の処理が実行される。この処理では、道路属性判断部６３により判断された旋回半径等に基づき走行しようとする道路のカーブ走行に関し安定して走行するため等の自車の予測ヨーレイトを予測ヨーレイト設定部６５が設定し、ステップＳ６へ移行する。

ステップＳ６では、「ステアリング操作」の処理が実行される。この処理では、舵角センサ４５から操舵信号が入力されたら旋回走行検出部６２が旋回走行開始と判断して自車の旋回走行を検出し、ステップＳ７へ移行する。

ステップＳ７では、「ヨーレイト・フィード・フォワード制御開始」の処理が実行される。この処理では、ヨーレイト制御部６１が、自車の予測ヨーレイトを実現するようにヨーレイト変更部１９，２１を制御する。

この制御により、ステアリング操作と同時に旋回外側の後輪２７又は後輪２９にヨーレイトを発生させるためのトルク（ベクトリング・トルク）が与えられる。

ステップＳ７からは、ステップＳ８へ移行し、ステップＳ８では、「走行状態検出」の処理が実行される。この処理では、車輪速センサ３５，３７，３９，４１、アクセル開度センサ４３、舵角センサ４５、前後Ｇセンサ４７、左右Ｇセンサ４９等の各信号により走行状態検出部７９が自車の車速などの走行状態を検出し、ステップＳ９へ移行する。

ステップＳ９では、「実旋回半径算出」の処理が実行される。この処理では、舵角センサ４５により走行状態検出部７９が自車の現在の旋回半径を算出し、ステップＳ１０へ移行する。

ステップＳ１０では、「実ヨーレイト−目標ヨーレイト」の処理が実行される。この処理では、ヨーレイト制御部６１において、自車の旋回半径等から自車の実ヨーレイトが算出されると共に、ステアリングの操舵角等から自車の目標ヨーレイトを設定し、ステップＳ１１へ移行する。

ステップＳ１１では、「ヨーレイト・フィードバック制御」の処理が実行される。この処理では、ヨーレイト制御部６１により、自車の実ヨーレイトが設定された目標ヨーレイトとなるようにヨーレイト変更部１９，２１を制御する。

この制御により、前記のように予測ヨーレイトが実現されてから目標ヨーレイトを実現するように前記ヨーレイト変更部１９，２１が制御され、後輪１９，２１へのベクトリング・トルクを調整する。

ステップＳ１１からはステップＳ１２へ移行し、「旋回終了」の処理が実行される。この処理では、旋回走行検出部６２が旋回終了と判断したとき、ヨーレイト制御部６１が、ヨーレイト変更部１９，２１の制御を停止し、ステップＳ１３へ移行する。

ステップＳ１３では、「履歴の記憶」の処理が実行される。この処理では、予測ヨーレイト、目標ヨーレイトの実現処理による実ヨーレイトの履歴を含む自車の走行履歴が履歴記憶部７１に記憶され、処理は終了する。

［実施例の効果］
本発明実施例の車両用ヨーレイト制御装置は、衛生からの信号に基づき自車位置を検出する走行地検出部７５と、道路の旋回半径等の属性が記憶された道路属性記憶部７７と、前記検出された自車位置及び前記記憶された道路の属性から自車が走行しようとする道路の属性を判断する道路属性判断部６３と、前記判断された道路の属性に基づき自車の予測ヨーレイトを設定する予測ヨーレイト設定６５と、自車のヨーレイトを変更可能なヨーレイト変更部１９，２１と、自車の旋回走行を検出する旋回走行検出部６２と、自車の旋回走行の検出に基づいて前記ヨーレイト変更部１９，２１を前記予測ヨーレイトが実現されるように制御するヨーレイト制御部６１とを備えた。

このため、カーブ走行と同時にセンサ等に起因する遅れを含むことなく直ちにヨーレイトの制御を行わせることができ、カーブ走行など車両走行状況を検出してヨーレイトのフィードバック制御をする場合に比較して検出に伴うタイム・ラグを抑制し、運転者の違和感が無いか少ないヨーレイト制御を行わせることができる。

前記予測ヨーレイト設定部６７は、前記道路の属性から予測される旋回半径及び自車の車輪速に基づき自車の予測ヨーレイトを設定する。

このため、衛生からの信号に基づき旋回半径を判断することで予測ヨーレイトを確実に設定することができる。

自車の走行状態を検出する走行状態検出部７９と、前記検出された走行状態に応じて自車の目標ヨーレイトを設定する目標ヨーレイト設定部６７を備え、前記ヨーレイト制御部６１は、前記予測ヨーレイトが実現されてから前記目標ヨーレイトを実現するように前記ヨーレイト変更部１９，２１を制御する。

このため、目標ヨーレイトのフィード・バック制御をするときは、既に予測ヨーレイトが実現されているか、実現されつつあるので、目標ヨーレイトのフィード・バック制御へ移行しても、違和感のない制御を実現することができる。

前記衛生からの信号に基づき自車の走行状態が異常であるか否かを判断する走行状態判断部６９を備え、前記ヨーレイト制御部６１は、前記異常の判断に基づいて前記予測ヨーレイトの実現を停止する。

このため、自車が地図上の道路から外れる等の異常時には、予測ヨーレイト実現の制御が行われず、状況に応じた確実な制御を行わせることができる。

自車の過去の走行履歴を記憶する履歴記憶部７１と、前記走行履歴の走行状態が異常であるか否かを判断する履歴判断部７３とを備え、前記ヨーレイト制御部６１は、前記異常の判断に基づいて前記予測ヨーレイトの実現を停止する。

このため、過去の走行において、道路の旋回半径や車速に応じて履歴ヨーレイトが妥当なものではなかった場合、或いは走行経路が地図上の道路から外れていた場合等に、再び同様な走行が行われる状況を想定し、予測ヨーレイトの実現を停止することで、状況に応じた確実な制御を行わせることができる。
［その他］
ステップＳ１の次に、フェイル・セーフの判断処理を追加し、一定の状況を判断したら予測ヨーレイトの実現処理を停止するようにすることもできる。ここに、一定の状況とは、ＧＰＳ受信部５１で受信された衛星からの信号に基づきこれから走行しようとする道路のカーブ状況などの属性から算出された予測される車速と現在の実車速との差が一定値以上であるとき、ＧＰＳ受信部５１で受信された衛星からの信号に基づきこれから走行しようとする道路の旋回半径から算出された予測ヨーレイトと検出された旋回半径から算出されたヨーレイトとの誤差が一定値以上であるとき等を言う。

本発明のヨーレイト制御装置は、左右の前輪間又は前後の車輪間の制御としても適用可能である。

縦置きフロント・エンジン・リヤ・ドライブの２輪駆動車の駆動系を示す概略平面図である（実施例１）。 車両用ヨーレイト制御装置の機能ブロック図であるである（実施例１）。 車両用ヨーレイト制御装置のフローチャートである（実施例１）。

符号の説明

１９，２１ ヨーレイト変更部
６１ ヨーレイト制御部
６２ 旋回走行検出部
６３ 道路属性判断部
６５ 予測ヨーレイト設定部
６７ 目標ヨーレイト設定部
６９ 走行状態判断部
７１ 履歴記憶部
７３ 履歴判断部
７５ 走行地検出部
７７ 道路属性記憶部
７９ 走行状態検出部

Claims (5)

1. 衛生からの信号に基づき自車位置を検出する走行地検出部と、
   道路の旋回半径等の属性が記憶された道路属性記憶部と、
   前記検出された自車位置及び前記記憶された道路の属性とから自車が走行しようとする道路の属性を判断する道路属性判断部と、
   前記判断された道路の属性に基づき自車の予測ヨーレイトを設定する予測ヨーレイト設定部と、
   自車のヨーレイトを変更可能なヨーレイト変更部と、
   自車の旋回走行を検出する旋回走行検出部と、
   自車の旋回走行の検出に基づいて前記ヨーレイト変更部を前記予測ヨーレイトが実現されるように制御するヨーレイト制御部と、
   を備えたことを特徴とする車両用ヨーレイト制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用ヨーレイト制御装置であって、
   前記予測ヨーレイト設定部は、前記道路の属性から予測される旋回半径及び自車の車輪速に基づき自車の予測ヨーレイトを設定する、
   ことを特徴とする車両用ヨーレイト制御装置。
3. 請求項１又は２記載の車両用ヨーレイト制御装置であって、
   自車の走行状態を検出する走行状態検出部と、
   前記検出された走行状態に応じて自車の目標ヨーレイトを設定する目標ヨーレイト設定部とを備え、
   前記ヨーレイト制御部は、前記予測ヨーレイトが実現されてから前記目標ヨーレイトを実現するように前記ヨーレイト変更部を制御する、
   ことを特徴とする車両用ヨーレイト制御装置。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の車両用ヨーレイト制御装置であって、
   前記衛生からの信号に基づき自車の走行状態が異常であるか否かを判断する走行状態判断部を備え、
   前記ヨーレイト制御部は、前記異常の判断に基づいて前記予測ヨーレイトの実現を停止する、
   ことを特徴とする車両用ヨーレイト制御装置。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の車両用ヨーレイト制御装置であって、
   自車の過去の走行履歴を記憶する履歴記憶部と、
   前記走行履歴の走行状態が異常であるか否かを判断する履歴判断部とを備え、
   前記ヨーレイト制御部は、前記異常の判断に基づいて前記予測ヨーレイトの実現を停止する、
   ことを特徴とする車両用ヨーレイト制御装置。

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