JP2021014221A - 車両用外乱対処システム - Google Patents
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Abstract
Description
車両に作用してその車両を偏向させる外力である外乱に対処するための車両用外乱対処システムであって、
外乱の発生を判定し、外乱の影響の程度を推定する外乱検出部と、
推定された外乱の影響の程度に基づいて、その外乱に対処する外乱対処部と
を備え、
前記外乱検出部が、
ステアリング操作に基づいて決まる車両のヨーレートである規範ヨーレートに対する実際のヨーレートである実ヨーレートの偏差が、設定閾値を超えている場合に、外乱が発生していると判定するとともに、車両が自動操舵されている場合において、前記設定閾値を大きくするように構成される。
外乱の発生を判定し、外乱の影響の程度を推定する外乱検出部と、
推定された外乱の影響の程度に基づいて、その外乱に対処する外乱対処部と
を備えた車両用外乱対処システム。
外乱が発生していると判定された場合に、車両が備えるブレーキ装置とステアリング装置との両方に、その外乱への対処を行わせるように構成された( 1)項または( 2)項に記載の車両用外乱対処システム。
外乱の影響を軽減するために前記ブレーキ装置によって車両に付与すべき制動力である対処制動力を決定するとともに、その対処制動力を、外乱の発生の時点からの時間の経過に伴って漸減させるように構成された(11)項に記載の車両用外乱対処システム。
外乱の影響を軽減するために前記ステアリング装置によって車両に付与すべき操舵力である対処操舵力を決定するとともに、その対処操舵力を、外乱の発生の時点からの時間の経過に伴って漸増させるように構成された(12)項に記載の車両用外乱対処システム。
対処操舵力の漸増に合わせて対処制動力を漸減させるように構成された(13)項に記載の車両用外乱対処システム。
前記外乱対処部が、
ヨーレート偏差に基づいて対処制動力を決定し、ヨーレート偏差の積分値に基づいて対処操舵力を決定するように構成された(13)項または(14)項に記載の車両用外乱対処システム。
対処操舵力を、前記ヨーレート偏差の積分値が設定値を超えた時点で発生させ、かつ、その時点からの前記ヨーレート偏差の積分値の増加に応じて漸増させるように構成された(15)項に記載の車両用外乱対処システム。
前記ステアリング装置による外乱への対処として、外乱が生じていなければ実現されるべき走行状態である規範走行状態を実現させるべく前記ステアリング装置に車両を自動操舵させるように構成された(11)項または(12)項に記載の車両用外乱対処システム。
車両に設けられて前方を監視するためのカメラによって得られた情報に基づいて、前記規範走行状態を実現させるべく前記ステアリング装置に車両を自動操舵させるように構成された(17)項に記載の車両用外乱対処システム。
前記規範走行状態を実現させるべく行われる前記ステアリング装置による車両の自動操舵において、操舵量の変化勾配を設定勾配以下に制限するように構成された(17)項または(18)項に記載の車両用外乱対処システム。
ステアリング操作に基づいて決まる車両のヨーレートである規範ヨーレートに対する実際のヨーレートである実ヨーレートの偏差が、設定閾値を超えている場合に、外乱が発生していると判定するとともに、車両が自動操舵されている場合において、前記設定閾値を大きくするように構成された( 1)項ないし(19)項のいずれか1つに記載の車両用外乱対処システム。
車両が備えるステアリング装置において運転者がステアリング操作部材に加えている操作力であるステアリング操作力の大きさに応じて、前記設定閾値を、そのステアリング操作力が大きい程大きな値に変更するように構成された(21)項に記載の車両用外乱対処システム。
ステアリング操作に基づいて前記規範ヨーレートを決定するように構成され、
ステアリング操作力に起因したステアリング操作の変動分を推定し、その推定された変動分に基づいて前記設定閾値の変更分を決定するように構成された(22)項に記載の車両用外乱対処システム。
前記推定されたステアリング操作の変動分に基づいて、その変動分によって変動するであろうヨーレートであるヨーレート変動分を推定し、その推定されたヨーレート変動分に基づいて、前記設定閾値の変更分を決定するように構成された(23)項に記載の車両用外乱対処システム。
車両が自動操舵されている場合において、前記設定閾値を、固定的に設定された値に変更するように構成された(21)項に記載の車両用外乱対処システム。
横風による外乱を検出する際に、前記規範ヨーレートとしての第1規範ヨーレートを、車両に生じている横加速度にも基づいて決定するように構成され、
横加速度に基づかずに決定される別の規範ヨーレートである第2規範ヨーレートに対する第1規範ヨーレートの偏差の正負と、その第2規範ヨーレートに対する実際のヨーレートである実ヨーレートの偏差の正負とが、互いに等しい場合には、第1規範ヨーレートに対する実ヨーレートの偏差の大きさの如何に拘わらず、横風による外乱は発生していないと判定するように構成された(21)項ないし(26)項のいずれか1つに記載の車両用外乱対処システム。
第1実施例の車両用外乱対処システムは、当該システムが搭載されている車両に作用する横風に対処するためのシステムであり、その横風への対処に関連して、その車両は、図1に模式的に示すような構成を有している。以下に、図1を参照しつつ、その構成について、説明する。
外乱対処システムが搭載されている車両(以下、単に「車両」,「本車両」という場合がある)は、2つの前輪10Fと2つの後輪10Rのうちの2つの前輪10Fが転舵輪とされ、それら2つの前輪10Fを転舵するステアリング装置12を備えている。なお、前輪10Fと後輪10Rとの少なくとも一方が駆動輪とされている。ちなみに、前輪10Fと後輪10Rとを区別する必要がない場合は、それらを車輪10と総称する場合があることとする。
本車両に備えられているブレーキ装置50は、一般的な液圧ブレーキ装置であり、ブレーキ操作部材であるブレーキペダル52と、リザーバ54が取り付けられてブレーキペダル52と接続されたマスタシリンダ56と、マスタシリンダ56と接続されたブレーキアクチュエータ58と、各車輪10に設けられてブレーキアクチュエータ58から送られる作動液によって作動する車輪制動器60とを含んで構成される。内部構造の図示は省略するが、ブレーキアクチュエータ58は、電動モータであるポンプモータによって作動して作動液を加圧するポンプ,そのポンプによって加圧された作動液を貯留するアキュムレータ,各車輪10の車輪制動器60に送られる作動液の液圧を制御する電磁弁等を含んで構成されている。各車輪制動器60は、車輪10とともに回転するディスクロータと、自身に送られてくる作動液によってディスクロータに摩擦部材であるブレーキパッドを押し付けるホイールシリンダを有するブレーキキャリパ62とを含んで構成されている。
本車両には、運転者による運転を支援するための制御、詳しくは、先に説明したレーンキーピングアシストと呼ぶことのできる自動操舵制御(以下、「LKA制御」と呼ぶ場合がある)を行うための操舵支援装置90が搭載されている。操舵支援装置90は、LKA制御の制御処理を行うためにコンピュータを主要構成要素とする操舵支援電子制御ユニット(以下、「操舵支援ECU」と呼ぶ場合がある)92と、前方を監視するためのカメラ94と、自車両が走行レーンからはみ出している若しくははみ出しそうであることをスピーカおよびインジケータによって報知する報知器96とを含んで構成されている。
i)外乱対処システムの概要
車両に作用する横風は、その車両を偏向させる外乱であり、その横風による車両の偏向を検出し、その偏向を抑制することは、車両走行の安定性を向上させることに貢献する。そのことに鑑み、本車両では、当該車両に作用する横風を対象とした外乱対処システム100を備えている。
簡単に説明すれば、車両が横風を受けて偏向する場合、ステアリング操作角δ,車両走行速度V等によって理論的に定まるヨーレートYrである規範ヨーレートYrSTDに対して、ヨーレートセンサ108によって検出される実際のヨーレートYrである実ヨーレートYrSENが、異なってしまう。本外乱対処システム100では、この事象を基に、横風によって車両が偏向している否かを決定し、規範ヨーレートYrSTDに対する実ヨーレートYrSENの偏差であるヨーレート偏差ΔYrを、横風の影響の程度として推定する。横風の検出を行う外乱検出部104は、図2にブロック図で模式的に示すような機能部を有していると考えることができる。以下、この図を参照しつつ、横風の検出についてのプロセスを説明する。
この条件が充足される場合にも、車両に横方向の力が働いていることが推測できる。具体的に説明すれば、先に説明したように、例えば、運転者がステアリングホイール20を操作することなく車両を直進させようとしている場合において、横風が車両に作用したときには、第2規範ヨーレートYrSTD2は、“0”であるが、実ヨーレートrSENは、第2規範ヨーレートYrSTD2に対して何等かの偏差を生じる。そのようなことを考慮して、その偏差が設定第2閾値YrTH2を超えていることを、対処すべき横風が発生していることの必要条件として設定している。
この条件は、横風判定における主条件であり、第1規範ヨーレートYrSTD1に対する実ヨーレートrSENの偏差を横風判定のための主たるヨーレート偏差ΔYrと定義すれば、このヨーレート偏差ΔYrは、外乱の影響の程度、すなわち、横風によって車両が偏向する程度と考えることができる。本横風判定部126では、このヨーレート偏差ΔYr(厳密には、ヨーレート偏差ΔYrの絶対値)が、原則的には、設定第3閾値YrTH3を超えているときに、第3条件が充足されたと判定される。
ちなみに、上記式の第1項は、図3(b)のグラフにおける実ヨーレートYrSENと第2規範ヨーレートYrSTD2との差に相当し、第2項は、図3(b)のグラフにおける第1規範ヨーレートYrSTD1と第2規範ヨーレートYrSTD2との差に相当するものと考えることができる。
この第4条件は、車両がカント路を走行している場合に生じる車両の偏向を、外乱への対処の対象から除外するための条件である。
一方で、対処すべき程度の横風を受けていない場合には、次式に従って、“0”に決定されたヨーレート偏差ΔYrが出力される。
横風による車両の偏向は、車両走行の安定性,車両走行の快適性等を阻害するため、その偏向を軽減させることが望ましい。本外乱対処システム100は、横風による車両の偏向への対処を、ブレーキ装置50とステアリング装置12との両方によって行う。横風への対処は、図1に示す外乱対処ECU102が有する外乱対処部106によって行われ、その外乱対処部106は、図6にブロック図で模式的に示すような機能部を有していると考えることができる。以下、この図を参照しつつ、横風への対処についてのプロセスを説明する。
横風外乱の検出および横風外乱への対処のための処理は、先に説明したように、外乱対処ECU102がコンピュータにおいて外乱対処プログラムを短い時間ピッチ(例えば、数m〜数十msec)で実行することによって行われる。外乱対処プログラムは、図8に大まかなフローチャートを示すようなプログラムである。繰り返しになるが、以下に、そのフローチャートに従って、横風外乱の検出および横風外乱への対処のための処理の流れを、簡単に説明する。
δ:ステアリング操作角〔ステアリング操作量〕 δ’:捩れ依拠操作角 Tq:操作トルク〔ステアリング操作力〕 ψ:対処転舵量 ψ0:設定転舵量 V:車両走行速度 Gy:横加速度 FINA:慣性力 Yr:ヨーレート YrSEN:実ヨーレート YrSTD1:第1規範ヨーレート YrSTD2:第2規範ヨーレート ΔYr:ヨーレート偏差 ΔYr’:見かけ上の偏差 ΔYr’MAX:想定最大偏差 ∫ΔYrdt:ヨーレート偏差積分値 YrTH1:設定第1閾値 YrTH2:設定第2閾値 YrTH3:設定第3閾値 A:調整値 B:調整ゲイン Mb:ブレーキ対抗モーメント Ms:ステアリング対抗モーメント FbL:横風対処左輪制動力 FbR:横風対処右輪制動力 t:時間(タイムカウンタ) LSTD:規範走行ライン LREAL:実走行ライン
Claims (8)
- 車両に作用してその車両を偏向させる外力である外乱に対処するための車両用外乱対処システムであって、
外乱の発生を判定し、外乱の影響の程度を推定する外乱検出部と、
推定された外乱の影響の程度に基づいて、その外乱に対処する外乱対処部と
を備え、
前記外乱検出部が、
ステアリング操作に基づいて決まる車両のヨーレートである規範ヨーレートに対する実際のヨーレートである実ヨーレートの偏差が、設定閾値を超えている場合に、外乱が発生していると判定するとともに、車両が自動操舵されている場合において、前記設定閾値を大きくするように構成された車両用外乱対処システム。 - 横風による外乱に対処するための請求項1に記載の車両用外乱対処システム。
- 前記外乱検出部が、
車両が備えるステアリング装置において運転者がステアリング操作部材に加えている操作力であるステアリング操作力の大きさに応じて、前記設定閾値を、そのステアリング操作力が大きい程大きな値に変更するように構成された請求項1または請求項2に記載の車両用外乱対処システム。 - 前記外乱検出部が、
ステアリング操作に基づいて前記規範ヨーレートを決定するように構成され、
ステアリング操作力に起因したステアリング操作の変動分を推定し、その推定された変動分に基づいて前記設定閾値の変更分を決定するように構成された請求項3に記載の車両用外乱対処システム。 - 前記外乱検出部が、
前記推定されたステアリング操作の変動分に基づいて、その変動分によって変動するであろうヨーレートであるヨーレート変動分を推定し、その推定されたヨーレート変動分に基づいて、前記設定閾値の変更分を決定するように構成された請求項4に記載の車両用外乱対処システム。 - 前記外乱検出部が、
車両が自動操舵されている場合において、前記設定閾値を、固定的に設定された値に変更するように構成された請求項1または請求項2に記載の車両用外乱対処システム。 - 車両が備えるステアリング装置において運転者がステアリング操作部材に加えている操作力であるステアリング操作力が、車両が自動操舵されている場合に最も大きくなるであろうと推定される値であるときの、そのステアリング操作力に起因したステアリング操作の変動分に基づいて、前記設定閾値が設定されている請求項6に記載の車両用外乱対処システム。
- 前記外乱検出部が、
横風による外乱を検出する際に、前記規範ヨーレートとしての第1規範ヨーレートを、車両に生じている横加速度にも基づいて決定するように構成され、
横加速度に基づかずに決定される別の規範ヨーレートである第2規範ヨーレートに対する第1規範ヨーレートの偏差の正負と、その第2規範ヨーレートに対する実際のヨーレートである実ヨーレートの偏差の正負とが、互いに等しい場合には、第1規範ヨーレートに対する実ヨーレートの偏差の大きさの如何に拘わらず、横風による外乱は発生していないと判定するように構成された請求項1ないし請求項7のいずれか1つに記載の車両用外乱対処システム。
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