JP2010184583A - 車両の挙動支援装置及び車両の挙動支援方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ECUは、車両がアンダーステア状態になったと判定した場合(ステップS16が肯定判定)、アンダーステア状態になった時点の車両の車体速度VS及びステアリングホイールの操舵角θに基づき摩擦限界舵角σ_fを導出し(ステップS17)、その後、路面の悪路指数Nrwを演算する(ステップS18)。続いて、ECUは、路面の悪路指数Nrwが大きいほど大きくなるように補正角度Δσを設定する(ステップS19)。そして、ECUは、摩擦限界舵角σ_fと補正角度Δσとの和を路面限界舵角σmaxとし(ステップS22)、前輪の転舵角σの絶対値が路面限界舵角σmax以下となるように転舵角調整制御を行なう(ステップS23)。
【選択図】図4
Description
以下、本発明を具体化した第1の実施形態を図1〜図6に従って説明する。なお、以下における本明細書中の説明においては、車両の進行方向(前進方向)を前方(車両前方)として説明する。また、特に説明がない限り、以下の記載における左右方向は、車両進行方向における左右方向と一致するものとする。
ECU18の入力側インターフェースには、操舵角センサSE1、運転手によるアクセルペダル11の踏込み量、即ちアクセル開度を検出するためのアクセル開度センサSE2、及び各車輪FR,FL,RR,RLの車輪速度を検出するための車輪速度センサSE3,SE4,SE5,SE6が電気的に接続されている。また、入力側インターフェースには、車両の進行方向における減速度である前後方向減速度(以下、単に「減速度」という。)を検出するための前後GセンサSE7、車両のヨーレート(Yaw Rate)を検出するためのヨーレートセンサSE8、及びブレーキペダル13が操作されていることを検出するためのブレーキスイッチSW1が電気的に接続されている。本実施形態では、操舵角センサSE1及びヨーレートセンサSE8は、左方向への旋回時に正の値に対応する検出信号を出力し、右方向への旋回時に負の値に対応する検出信号を出力するようになっている。また、前後GセンサSE7は、車両が減速する際に正の値に対する検出信号を出力し、車両が加速する際に負の値に対応する検出信号を出力するようになっている。
図2に示すマップ(以下、「第1マップ」という。)は、車両の走行する路面のμ値(摩擦係数)に基づいた路面限界舵角である摩擦限界舵角σ_fを導出するためのマップである。路面のμ値を検出することは非常に困難であることから、本実施形態では、摩擦限界舵角σ_fは、ステアリングホイール14の操舵角θ及び車両の車体速度VSに基づき導出される。すなわち、第1マップは、操舵角θ及び車体速度VSをパラメータとして予め設定された三次元マップであって、運転手によるステアリングホイール14の操舵によって車両の運動を制御しやすいような転舵角(即ち、コーナーリングフォース)となるように摩擦限界舵角σ_fを設定するためのマップである。路面のμ値(摩擦係数)が低い場合には、μ値が高い路面を走行する場合に比して、車体速度VSが遅かったり、操舵角θの絶対値が小さかったりしてもアンダーステア状態になりやすい。このアンダーステア像対とは、運転手の意図する旋回軌跡より車両の実際の旋回軌跡が外側にふくらむことである。そのため、摩擦限界舵角σ_fは、第1マップに基づき、運転手によるステアリングホイール14の操舵によって車両の運動を制御しやすいような転舵角に設定される。例えば、操舵角θが第1操舵角θ1であると共に、車体速度VSが第1車体速度VS1である場合、摩擦限界舵角σ_fは、第1限界舵角σ_f1とされる。なお、この第1限界舵角σ_f1は、図2において三次元的に描かれた図形の表面上の点である。
ただし、Yst…目標ヨーレート、VS…車両の車体速度、A…スタビリティファクタ、θ…操舵角、n…ステアリングホイールのギヤ比、L…車両のホイールベース長
続いて、ECU18は、ステップS14にて演算した実ヨーレートYがステップS15にて演算した目標ヨーレートYst未満であるか否かを判定する(ステップS16)。なお、実ヨーレートYが目標ヨーレートYst未満となる場合とは、車両の旋回状態がアンダーステア状態になったことを示す。したがって、本実施形態では、ECU18が、アンダーステア状態であるか否かを判定する判定手段としても機能する。
(1)路面限界舵角σmaxは、転舵輪である前輪FR,FLと路面との間で発生する摩擦力が最大となった際に前輪FR,FLに作用する横力FSに基づき導出される摩擦限界舵角σ_f(即ち、従来の設定方法で設定される路面限界舵角)に対して、前輪FR,FLの側面に付与される抵抗力FTに基づく補正処理を行なうことにより導出される。すなわち、本実施形態によって導出される路面限界舵角σmaxは、前輪FR,FLに作用する横力FSと抵抗力FTとの総和に応じた合計コーナーリングフォースが最大となる際の角度となる。したがって、前輪FR,FLの路面限界舵角σmaxをより精度よく導出できる。
次に、本発明の第2の実施形態を図7及び図8に従って説明する。なお、第2の実施形態は、路面限界舵角σmaxを導出する方法の一部が第1の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第1の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1の実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
(6)車両がアンダーステア状態になった場合、路面限界舵角σmaxは、前輪FR,FLと路面との間で発生する摩擦力が最大となった際に前輪FR,FLに作用する横力FSに基づき導出される摩擦限界舵角σ_fと、前輪FR,FLの側面に付与される抵抗力FTに基づいた補正ゲインHGとを乗算することによって導出される。そのため、車両がアンダーステア状態になった場合における前輪FR,FLの路面限界舵角σmaxを、好適に導出できる。
・各実施形態において、路面上に積もった雪の積雪量を、抵抗力FTに相当する値として検出する積雪量検出装置を設け、該積雪量検出装置によって検出された積雪量に応じて、補正角度Δσや補正ゲインHGを設定するようにしてもよい。すなわち、路面には、積雪量が多いほど、車両の旋回時に前輪FR,FLの側面に対して抵抗力FTを付与できるような轍31が多数形成されている可能性が高い。そのため、積雪量を検出することができれば、該積雪量に応じて抵抗力FTを推定することができる。
Claims (7)
- 安定した挙動で車両を旋回させるための転舵輪(FR,FL,RR,RL)の限界転舵角(σ_f)を、前記転舵輪(FR,FL,RR,RL)と路面との間で発生する摩擦力が最大となった際に前記転舵輪(FR,FL,RR,RL)に作用する横力(FS)に基づき導出する限界転舵角導出手段(18、S17)を備えた車両の挙動支援装置において、
車両の旋回時に、前記転舵輪(FR,FL,RR,RL)の側面に対して、該転舵輪(FR,FL,RR,RL)の幅方向のうち車両の進行方向側から付与される抵抗力(FT)を推定する抵抗力推定手段(18、S18、S31)と、
該抵抗力推定手段(18、S18、S31)によって推定される抵抗力(FT)が大きいほど大きくなるように補正値(Δσ、HG)を設定する補正値設定手段(18、S21、S33)と、
該補正値設定手段(18、S21、S33)によって設定される補正値(Δσ、HG)を用いて前記限界転舵角導出手段(18、S17)によって導出される限界転舵角(σ_f)を補正し、該補正結果を路面限界舵角(σmax)とする補正手段(18、S22、S34)と、をさらに備えることを特徴とする車両の挙動支援装置。 - 車両がアンダーステア状態であるか否かを判定する判定手段(18、S16)をさらに備え、
前記補正手段(18、S22、S34)は、前記判定手段(18、S16)によって車両がアンダーステア状態であると判定される場合に、前記補正値設定手段(18、S21、S33)によって設定される補正値(Δσ、HG)を用いて前記限界転舵角導出手段(18、S17)によって導出される限界転舵角(σ_f)を補正することにより、該限界転舵角(σ_f)の絶対値よりも大きな絶対値を有する路面限界舵角(σmax)を導出することを特徴とする請求項1に記載の車両の挙動支援装置。 - 前記抵抗力推定手段(18、S18)は、路面の凹凸度合を数値的に示す悪路指数(Nrw)を、前記抵抗力(FT)に相当する値として演算し、
前記補正値設定手段(18、S21、S33)は、前記抵抗力推定手段(18、S18)によって演算される悪路指数(Nrw)が大きいほど大きくなるように補正値(Δσ、HG)を設定することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両の挙動支援装置。 - 前記抵抗力推定手段(18)は、路面上に積もった雪の積雪量を、前記抵抗力(FT)に相当する値として推定し、
前記補正値設定手段(18、S21、S33)は、前記抵抗力推定手段(18、S18)によって推定される積雪量が大きいほど大きくなるように補正値(Δσ、HG)を設定することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両の挙動支援装置。 - 前記抵抗力推定手段(18、S31)は、車両の減速度(G)を、前記抵抗力(FT)に相当する値として演算し、
前記補正値設定手段(18、S21、S33)は、前記抵抗力推定手段(18、S31)によって演算される減速度(G)が大きいほど大きくなるように補正値(Δσ、HG)を設定することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両の挙動支援装置。 - 車両は、前記転舵輪(FR,FL,RR,RL)の転舵角(σ)を調整可能な転舵角調整機構(12)を有すると共に、
前記転舵輪(FR,FL,RR,RL)の転舵角(σ)を演算する転舵角演算手段(18、S13)と、
車両の旋回時において、前記判定手段(18、S16)によって車両がアンダーステア状態であると判定される場合に、前記転舵角演算手段(18、S13)によって演算される転舵角(σ)の絶対値が前記補正手段(18、S22、S34)によって導出される路面限界舵角(σmax)の絶対値以下となるように前記転舵角調整機構(12)を制御する制御手段(18、S23)と、をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載の車両の挙動支援装置。 - 安定した挙動で車両を旋回させるための転舵輪(FR,FL,RR,RL)の限界転舵角(σ_f)を、前記転舵輪(FR,FL,RR,RL)と路面との間で発生する摩擦力が最大となった際に前記転舵輪(FR,FL,RR,RL)に作用する横力(FS)に基づき演算させる限界転舵角導出ステップ(S17)を有する車両の挙動支援方法において、
車両の旋回時に、前記転舵輪(FR,FL,RR,RL)の側面に対して、該転舵輪(FR,FL,RR,RL)の幅方向のうち車両の進行方向側から付与される抵抗力(FT)を推定させる抵抗力推定ステップ(S18、S31)と、
該抵抗力推定ステップ(S18、S31)にて推定した抵抗力(FT)が大きいほど大きくなるように補正値(Δσ、HG)を設定させる補正値設定ステップ(S21、S33)と、
該補正値設定ステップ(S21、S33)にて設定した補正値(Δσ、HG)を用いて前記限界転舵角導出ステップ(S17)にて導出した限界転舵角(σ_f)を補正させ、該補正結果を路面限界舵角(σmax)とする補正ステップ(S22、S34)と、をさらに有することを特徴とする車両の挙動支援方法。
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