JP2009280102A - 4輪操舵機構を搭載した車両の操舵制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の車両の4輪操舵制御装置は、車両の走行条件に基づいて後輪を前輪に対して同相又は逆相にて操舵するよう後輪舵角を制御する後輪操舵制御部と、車両をその横方向に移動させるべき状態を検出し横方向の目標移動距離を決定する目標移動距離決定部とを含み、車両を横方向に移動させるべき状態を検出したときには、目標移動距離に基づいて決定される期間、後輪が前輪に対して逆相に操舵され、後輪の同相にての操舵を遅らせることを特徴とする。
【選択図】図2
Description
図1(A)は、本発明の4輪操舵制御装置の好ましい実施形態が組み込まれる自動車を模式的に示している。同図に於いて、左右前輪12FL、12FRと、左右後輪12RL、12RRを有する車両10には、通常の態様にて、運転者によるアクセルペダル(図示せず)の踏込みに応じて各輪(図示の例では、後輪駆動車であるから、後輪のみ)に制駆動力を発生する駆動系装置20が搭載される。駆動系装置20は、通常の態様にて、エンジン及び/又は電動機22から、トルクコンバータ24、変速機26、差動歯車装置(図示せず)等を介して、駆動トルク或いは回転力が後輪12RL、12RRへ伝達されるよう構成されている。また、通常の車両と同様の態様にて各輪に制動力を発生する制動系装置(図示せず)が設けられる。
図1(B)は、電子制御装置50にて実現される4輪操舵制御装置の構成を制御ブロックの形式にて表したものである。なお、図示の4輪操舵制御装置の構成及び作動は、車両の運転中、電子制御装置50内のCPU等の処理作動に於いて実現されることは理解されるべきである。
以下、本発明の車両モデル部50a(後輪舵角制御部)に於ける緊急回避時に後輪操舵制御の構成及び作動について説明する。
∫δr・dt …(1)
に対応して増減すると考えることができる(以下、この積分値を「操舵量」と称する。)。そして、緊急回避モード時に於ける車両の向きの変更の大きさは、目標移動距離Lytが大きいほど、大きくされるべきであるので、後輪を逆相に操舵する間に達成されるべき全操舵量の目標値(以下、「目標操舵量」とする。)Artは、図3(B)のマップ(実線)にて模式的に示されている如く、目標移動距離Lytの関数として決定される。かくして、緊急回避モード時に於いては、目標移動距離Lytに対応して増減する目標操舵量Artが達成されるように後輪が逆相に操舵され、これにより、目標移動距離Lytに対応した程度だけ車両の向きが旋回方向に変化させられ、しかる後に、後輪がハンドル操舵角と同相に操舵されるよう後輪制御が実行される。
Art*=λ1・λ2・λ3・λ4・Art(Lyt) …(2)
にて与えられてよい。ここで、λ1…λ4は、それぞれ、dδf_max、dδr_max、|δr_max|、Kpが大きいほど、小さくなる値であり、予め実験的に又は理論的に適宜設定される。dδf_max、dδr_max、|δr_max|の値は、典型的には、設計値であるが、対応するセンサの検出値を用いて、車両の走行中に取得された値であってもよい。コーナリングパワーKpは、路面摩擦係数μと車重とに基づいて任意の形式で推定された値が用いられてよい。なお、λ1…λ4の全てが用いられなくてもよく、いずれかが選択的に採用されるようになっていてよい。
Art**=λ0Art* …(3)
によって与えられるようになっていてよい。なお、|βr_max|−|δr_max|<0又は|βr_max|/|δr_max|<1となるときは、車両の向きの変更をしなくても、後輪を同相に操舵するだけで、最大スリップ角を達成できることとなるので、係数λ0=0に設定され、車両の向きの変更を行わないようになっていてよい。
Lx<Lxo …(4)
であるか否かが監視される(ステップ110)。そして、障害物等が存在していないか又は距離LxがLxoより大きいとき(Lx>Lxo)は、通常時の制御態様にて、前輪及び後輪の舵角の目標値が決定され(ステップ120)、その目標値に基づいて舵角制御が実行される(ステップ130)。なお、通常時の制御態様としては、任意の形式の4WSの舵角制御、例えば、前輪舵角比例制御(後輪舵角δrを、δr=kδf、又は、δr=kδf+Δにて制御。kは、車速に応じて決定される係数であり、Δは、任意の形式で与えられる補正値である。)、モデル・マッチング/フォロイング制御等であってよい。典型的には、前輪舵角δf及び後輪舵角δrは、ハンドル操舵角δdの増大と共にそれと同相にて、図5(A)(後輪のみ表示。前輪も略同様。)の如くそれぞれ最大舵角δf_max及びδr_maxまで増大する。
∫δr・dt …(5)
により算出され、
∫δr・dt>Art−δr現在値 2/2(dδr_max) …(6)
が成立しているか否かが判定される(Artは、Art*又はArt**であってよい。)。なお、式(6)の右辺の第2項は、現在の後輪舵角を同相まで転換させる間に生ずる逆相方向の操舵量である。ここで、式(6)が成立していないときには、終了条件が成立していないとされ、ステップ160に於いて、前記の如く、前輪及び後輪の舵角目標値は、ハンドル操舵角の関数として、それぞれ同相及び逆相に設定された状態が継続される。
12FL〜RR…車輪
14FL〜RR…車輪速センサ
20…駆動系装置
30…前輪操舵装置
32…ステアリングホイール
32a…VGRS装置
34…倍力装置(操舵駆動器)
40…後輪操舵装置
44…後輪操舵用の駆動器
50…電子制御装置
62…ヨーレート及び/又は横加速度センサ
70l,r…障害物センサ
72…車車間通信システム又はGPSシステム
Claims (12)
- 前輪操舵装置と後輪操舵装置とを有する車両の4輪操舵制御装置であって、前記車両の走行条件に基づいて後輪を前輪に対して同相又は逆相にて操舵するよう後輪舵角を制御する後輪操舵制御部と、前記車両の走行中に前記車両をその横方向に移動させるべき状態を検出し前記横方向の目標移動距離を決定する目標移動距離決定部とを含み、前記走行条件が前記後輪操舵制御部に於いて前記後輪の舵角を前記同相にて制御する走行条件であるときに、前記目標移動距離決定部が前記車両をその横方向に移動させるべき状態を検出したときには、前記後輪操舵制御部が、前記目標移動距離に基づいて決定される期間、前記後輪の前記同相にての操舵を遅らせることを特徴とする装置。
- 請求項1の装置であって、前記後輪操舵制御部が前記後輪の前記同相にての操舵を遅らせる前記期間に於いて、前記後輪操舵制御部が前記後輪を前記逆相に操舵し、前記目標移動距離に基づいて決定される目標操舵量が達成されると前記期間が終了して前記後輪を前記同相に操舵することを特徴とする装置。
- 請求項1又は2の装置であって、前記目標移動距離が大きい場合は、前記目標移動距離が小さい場合に比して、前記目標移動距離に基づいて決定される前記期間が長くされることを特徴とする装置。
- 請求項2又は請求項2を引用する請求項3の装置であって、前記後輪を前記逆相に操舵させる際の前記目標操舵量が、前記目標移動距離が大きい場合は、前記目標移動距離が小さい場合に比して、大きくされることを特徴とする装置。
- 請求項1乃至4のいずれかの装置であって、前記車両の走行条件が車速であることを特徴とする装置。
- 請求項1乃至5のいずれかの装置であって、更に、前記目標移動距離に基づいて決定される前記期間が、前記後輪の舵角の最大角が大きい場合は、前記最大角が小さい場合に比して、短くされることを特徴とする装置。
- 請求項4の装置であって、更に、前記後輪を前記逆相に操舵させる際の前記目標操舵量が、前記後輪の舵角の最大角が大きい場合は、前記最大角が小さい場合に比して、小さくされることを特徴とする装置。
- 請求項1乃至7のいずれかの装置であって、更に、後輪最大スリップ角を推定する後輪最大スリップ角推定部を含み、前記後輪最大スリップ角の大きさが大きい場合は、前記後輪最大スリップ角の大きさが小さい場合に比して、前記目標移動距離に基づいて決定される前記期間が長くされることを特徴とする装置。
- 請求項2を引用する請求項8の装置であって、前記後輪を前記逆相に操舵させる際の前記目標操舵量が、前記後輪最大スリップ角の大きさが大きい場合は、前記輪最大スリップ角の大きさが小さい場合に比して、大きくされることを特徴とする装置。
- 請求項8又は9の装置であって、前記後輪最大スリップ角の大きさに対する前記後輪の舵角の最大角の大きさが大きい場合は、前記後輪最大スリップ角の大きさに対する前記後輪の舵角の最大角の大きさが小さい場合に比して、前記目標移動距離に基づいて決定される前記期間が短くされることを特徴とする装置。
- 請求項9又は請求項9を引用する請求項10の装置であって、前記後輪を前記逆相に操舵させる際の前記目標操舵量が、前記後輪最大スリップ角の大きさに対する前記後輪の舵角の最大角の大きさが大きい場合は、前記後輪最大スリップ角の大きさに対する前記後輪の舵角の最大角の大きさが小さい場合に比して、小さくされることを特徴とする装置。
- 請求項1の装置であって、前記目標移動距離に基づいて決定される期間が運転者のハンドル操舵角の時間変化率の大きさが所定値を上回ったときに開始されることを特徴する装置。
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