JP2601684B2 - 車両の操安制御方法 - Google Patents

車両の操安制御方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両の操安制御方法に関し、特に車両の駆
動輪に過剰な前後方向スリップや過剰な横滑り角が発生
した際に早期に安定状態に移行させる車両の操安制御方
法に関する。
〔従来の技術〕
一般に、車両の走行運行時には、各種の理由により、
前後方向スリップや横滑り角が発生する。かかるスリッ
プは、車両が大きな慣性を持っていることから、ある一
定の範囲なら当然に発生している。例えば、車両を駆動
する場合において、スリップ率が10〜20%前後である
と、最も大きな駆動力をタイヤを与えることができる。
このようにある程度のスリップは必要であるものの、こ
れが一定以上になると、車両の操縦安定性が著しく悪化
することになる。
そこで、車両の操縦安定性を良好にするため、タイヤ
と路面との間のスリップ率を求め、スリップ率が適正範
囲に維持されるようにエンジン出力等を調整して車両の
駆動力を制御していた。
すなわち、車両を運行する場合、自由転動輪速度で代
表される車両速度と、駆動輪速度で代表される車輪速度
とを計測し、両者の差からタイヤと路面との車両前後方
向のスリップ率を求め、このスリップ率が所定の範囲内
に維持されるように、車体速度と車輪速度との差に応じ
てエンジン出力等を加減することにより、車両の駆動力
を加減していた。また、車両の旋回時などにおいて車両
が横すべりを生ずる場合、タイヤと路面との横滑り角が
所定の範囲内に維持されるように、車両の実際の旋回運
動状態と、ハンドルの舵角及び車速から定まる車両固有
の旋回運動基準値との差に応じてエンジン出力等を調整
し、車両の駆動力を加減していた。
さらに、タイヤと路面との間に、過剰な前後方向スリ
ップと過剰な横滑り角とが同時に発生するような場合に
は、車両に適正に駆動力を与えるために、前後方向スリ
ップ率に基づく前後制御量と、旋回運動状態及び旋回運
動基準値に基づく旋回運動制御量とを加算して制御量を
求め、これに応じてエンジン出力等を調整し、車両の駆
動力を加減する事が考えられる。かかる方法によれば、
マイクロコンピュータによる計算時間は短いものの、こ
れで求めた制御量では車両の駆動力の加減が適正なもの
とならず、過剰制御が生じるという欠点があった。
そこで、前述のように過剰な前後方向スリップと過剰
な横滑り角とが同時に発生するような場合に、タイヤの
特性は、タイヤの摩擦円として一般的に知られているの
で、第3図に示すように前後方向スリップ率と旋回運動
状態とによる制御量をそれぞれ自乗し、これらを加算後
開平を行って得た制御量をもって車両の駆動力を調整す
るものが考えられる。すなわち、車体速度v1と車輪速度
v2とから前後方向スリップ率s1を求め、この前後方向ス
リップ率s1に基づいて、前後方向スリップ率s1が所定値
となるようなスロットルバルブの開度や燃料噴射量を前
後制御量Dとして求める。また、実際の旋回運動状態
(ヨーレート)ωと旋回運動基準値(基準ヨーレー
ト)ωとから偏差s2を求め、この偏差s2を基に実際の
旋回運動状態が基準旋回運動状態を越えないようなスロ
ットルバルブの開度や燃料噴射量を旋回運動制御量Hと
して求める。その後、前後制御量Dを二乗するととも
に、旋回運動制御量Hを二乗してこれらを加算し、この
加算した値を開平して車両の駆動力を制御する制御量と
して用いる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記の車両の操安制御方法は、前後方
向スリップ率s1に基づく前後制御量Dと、旋回運動制御
量Hとをそれぞれ自乗して加算し、かつその和の平方根
を取ってその開平結果を車両の駆動力の制御量としてい
たため、制御量を求めるのに、現在一般的に用いられて
いるマイクロコンピュータでは時間がかかるという問題
点があった。
本発明は、車両の駆動力を適正にするとともに、制御
量を早期に求め適正なタイミングで車両の駆動力の制御
を行うことができる車両の操安制御方法を提供すること
を目的とする。
〔課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明に係る車両の操安
制御方法は、駆動輪速度と車体速度とから路面とタイヤ
との前後方向スリップ率を求め,該前後方向スリップ率
を基にエンジン出力を制御する前後制御量と,、車両の
実際の旋回運動状態と旋回運動基準値とからエンジン出
力を制御する旋回運動制御量とを求め、前記スリップ率
が予め定められた一定の範囲内に維持されるように前記
前後制御量と旋回運動制御量によりエンジン出力を制御
して車両の駆動力を加減する車両の操安制御方法におい
て、前記前後方向スリップ率を基に求めた前後制御量が
前記旋回運動制御量より大きいときに前後制御量に旋回
運動制御量と前後制御量とを基に形成した値とを加算し
て得た第一制御量をもって,又、前記前後方向スリップ
率における前後制御量が前記旋回運動制御量より小さい
ときに前記旋回運動制御量に前後制御量と前記旋回運動
制御量を基に形成した値とを加算して得た第二制御量を
もって、前記車両の駆動力を加減することを特徴とする
ものである。
〔作用〕
上記の如く構成した本発明は、前後方向スリップ率に
基づいて求めた前後制御量と旋回運動制御量に基づいて
求めた旋回運動制御量とを比較する。その比較結果のい
ずれが大きいかで、第一制御量を求める計算か第二操作
量を求める計算かを選択してこれを処理し、第一制御量
又は第二制御量により車両の駆動力を加減する。
上述のようになっている本発明によれば、一定範囲以
上のスリップを検出すると、これを適正な範囲に戻すべ
く、車両の駆動力を加減し、かつその駆動力の加減する
制御量の計算結果を早くもとめられるので、適正な制御
を適切なタイミングで実行できる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第2図は、本発明に係る車両の操安制御方法の実施例
を実現する装置を示す説明図である。
第2図において、車両10は、自由転動輪12と、前記自
由転動輪12と操舵するハンドル13と、駆動輪14と、前記
駆動輪14を駆動するエンジン16と、前記エンジン16の図
示しないスロットル弁又は燃料噴射装置を、車両の駆動
力を加減するものとして加減する制御装置18とを設けて
いる。
前記自由転動輪12には自由転動輪回転数検出器20が、
前記駆動輪14には駆動輪回転数検出器22とがそれぞれ設
けられている。また、前記ハンドル13にはハンドル角を
検出するハンドル角検出器23が設けられている。これら
検出器20,22,23は、前記制御装置18に電気的にそれぞれ
接続されており、各検出信号をそれぞれ前記制御装置18
に供給できるように構成されている。また、前記制御装
置18は、コンピュータ及びメモリ等からなり、車両速度
演算器24、駆動輪速度演算器26、前後方向スリップ率演
算器28、旋回運動基準値設定手段としての基準ヨーレー
ト演算器30、旋回運動状態検出手段としての実ヨーレー
ト検出器32、基準ヨーレートと実ヨーレートの偏差を求
める偏差演算器34、前後方向制御量演算器36、旋回運動
制御量演算器40、比較器42、演算器44,46とを実現す
る。
かかる実施例の動作を第1図に基づいて説明する。
第1図は同実施例の動作を説明するために示すフロー
チャートである。なお、以下第1図の動作は、制御装置
18の内部にて処理されることになる。
走行している車両の自動転動輪12の回転数は、自由転
動輪回転数検出器20によって検出され、車両速度演算器
24に入力される。また、駆動輪14の回転数は、駆動輪回
転数検出器22によって検出され、駆動輪速度演算器26に
入力される。
車両速度演算器24は、車輪の回転半径と自由輪の回転
数とから、車両速度v1を演算し、演算結果を前後方向ス
リップ率演算器28に入力する。駆動輪速度演算器26は、
車輪の回転半径と駆動輪の回転数とから、駆動輪速度v2
を求め前後方向スリップ率演算器28に入力する。前後方
向スリップ率演算器28は、入力してきた車輪速度v1と駆
動輪速度v2との差からタイヤの路面に対する前後方向ス
リップ率s1を求め、前後方向制御量演算器36に入力す
る。前後方向制御量演算器36は、前後方向スリップ率s1
が入力してくると、前後スリップ率s1が目標とする値と
なるスロットルバルブの開度や燃料噴射量を算出し、前
後方向制御量Dとして送出する。
一方、運動状態基準値を求める基準ヨーレート演算器
30には、車両速度演算器24から車両速度v1が入力されて
おり、かつハンドル角検出器23の出力も入力される。こ
の基準ヨーレート演算器30は、ハンドル角をθ、車両速
度演算器24の出力をv1とすると、基準ヨーレートω
F(θ,v1)により求めることができ、車両の定常円旋
回が可能な基準ヨーレートωを偏差演算器34に入力す
る。偏差演算器34には、基準ヨーレート演算器30が求め
た基準ヨーレートωと実ヨーレート検出器32が検出し
た車両の実際のヨーレートωとが入力しており、これ
らの各ヨーレートω、ωからヨーレートの偏差を演
算して旋回運動制御量演算器40に入力する。旋回運動制
御量演算器40は、入力してきたヨーレート偏差s2に基づ
き、ヨーレート偏差s2が所定の値となるエンジン出力が
得られるように、スロットルバルブの開度量、燃料噴射
量を演算し、旋回運動制御量Hとして出力する。
このような運動状態を制御するために基準ヨーレート
等を演算するものとしては、特開昭62−4674号、特開昭
62−146754号または特開昭62−53502号の技術を用いれ
ばよい。
前記前後方制御量演算器36からの制御量Dと、旋回運
動制御量演算器40からの制御量Hとは比較器42に与えら
れ、この比較器42において大小比較が行われる。この比
較器42において、前後方向スリップ率における前後制御
量Dが、ヨーレート偏差における旋回運動制御量Hより
大きいときに、演算器44にて、A=D+H2/2Dの計算を
行い、この制御量Aをもってエンジン16の出力を調整し
駆動力を加減する。
一方、この比較器42において、前後方向スリップ率に
おける前後制御量Dが、ヨーレート偏差における旋回運
動制御量Hより小さいときに、演算器46にて、A=H+
D2/2Hの計算を行い、その制御量Aをもってエンジン16
の出力を調整し駆動力を加減する。
このように本実施例は、開平計算がなく、また特定の
計算式により制御量を求めているので、適性で、過剰制
御が生ぜず、かつ計算時間を短かくでき、制御タイミン
グを的確にすることができる。
なお、前記実施例においては、ヨーレート偏差s2を用
いて制御する場合について説明したが、タイヤのすべり
角を用いてもよい。
〔発明の効果〕
以上に説明した如く、本発明によれば、開平計算がな
くすことができ、また特定の計算式により制御量を求め
ているので、求めた制御量が適性で、過剰制御が生ぜ
ず、かつ計算時間を短かくできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す説明図、第2図は同実施
例を実現する装置を示す構成図、第3図は車両の操安制
御方法を示す説明図である。 10……車両、12……自由転動輪、14……駆動輪、16……
エンジン、18……制御装置、20……自由転動輪回転数検
出器、22……駆動輪回転数検出器、24……車両速度演算
器、26……駆動輪速度演算器、28……前後方向スリップ
率演算器、30……基準ヨーレート演算器、32……実ヨー
レート検出器、34……偏差演算器、36……前後方向制御
量演算器、40……旋回運動制御量演算器、42……比較
器、44,46……演算器。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】駆動輪速度と車体速度とから路面とタイヤ
    との前後方向スリップ率を求め,該前後方向スリップ率
    を基にエンジン出力を制御する前後制御量と, 車両の実際の旋回運動状態と旋回運動基準値とからエン
    ジン出力を制御する旋回運動制御量とを求め, 前記スリップ率が予め定められた一定の範囲内に維持さ
    れるように前記前後制御量と旋回運動制御量によりエン
    ジン出力を制御して車両の駆動力を加減する車両の操安
    制御方法において, 前記前後制御量が前記旋回運動制御量より大きいときに
    前後制御量に旋回運動制御量と前後制御量を基に形成し
    た値とを加算して得た第一制御量をもって,又,前記前
    後方向スリップ率における前後制御量が前記旋回運動制
    御量より小さいときに前記旋回運動制御量に前後制御量
    と前記旋回運動制御量を基に形成した値とを加算して得
    た第二制御量をもって,前記車両の駆動力を加減するこ
    とを特徴とする車両の操安制御方法。
  2. 【請求項2】前記駆動力の加減は,エンジンのスロット
    ルバルブを操作してエンジン出力を調整することにより
    行うことを特徴とする請求項1項記載の車両の操安制御
    方法。
  3. 【請求項3】前記駆動力の加減は,エンジンの燃料噴射
    装置を操作してエンジン出力を調整することにより行う
    ことを特徴とする請求項1項記載の車両の操安制御方
    法。
  4. 【請求項4】前記第一制御量は,前後方向スリップ率に
    おける前後制御量をDとし,前後旋回運動制御量をHと
    したときに, D+H2/2D なる計算式で求めてなることを特徴とする請求項1項記
    載の車両の操安制御方法。
  5. 【請求項5】前記第二制御量は,前後方向スリップ率に
    おける前後制御量をDとし,前後旋回運動制御量をHと
    したときに, H+D2/2H なる計算式で求めてなることを特徴とする請求項1項記
    載の車両の操安制御方法。
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